Оптореле
- Схема
- Виды устройств
- Твердотельное реле своими руками
- Инструкция для самостоятельной сборки твердотельного реле на 12 В
- Изготовление твердотельного реле
- Коммутационные разновидности твердотельного реле
- Смотрите видео
- Защита твердотельного реле
- Простое полупроводниковое реле своими руками
- Реле производства «CAHO», Тайвань
- Классификация твердотельных реле
- Преимущества твердотельных реле
- Наличие на складе:
- Цена 20USD/шт
- Цена 20USD/шт
- Цена 25USD/шт
- Твердотельное реле своими руками: инструкция по сборке и советы по подключению
- Цена 20USD/шт
- Цена 20USD/шт
- Цена 20USD/шт
- Цена 25USD/шт
- Цена 20USD/шт
- Ориентировочная розничная цена: 0 руб.
- Технические характеристики.
- Описание работы.
- Рекомендации по выбору и особенности эксплуатации:
- Примеры запаса по току для различных типов нагрузки:
В последние годы на смену обычным электромагнитным реле приходят опто-электронные твердотельные (оптореле). Они представляют собой сильноточные ключи с гальванической развязкой между входами управления и нагрузкой и предназначены для коммутации потребителя в цепях переменного и постоянного токов. Преимущества оптореле очевидны.
Схема
Посмотрим схему этого очень полезного и нужного устройства.
Основу схемы составляют силовой симистор Т1 — BT138-800 на 16 Ампер и управляющий им оптрон МОС3063. На схеме выделены чёрным цветом проводники, которые нужно проложить медным проводом повышенного сечения, в зависимости от планируемой нагрузки. Управление светодиодом оптрона мне удобнее запитать от 220 Вольт, а можно от 12 или 5 Вольт, кому как нужно.
Для управления от 5 Вольт, нужно гасящий резистор 630 Ом поменять на 360 Ом, остальное всё одинаково. Номиналы деталей рассчитаны на МОС3063, если примените другой оптрон, то номиналы нужно пересчитать. Варистор R7 защищает схему от бросков напряжения. Цепочку индикаторного светодиода можно совсем убрать, но с ней получается нагляднее, что аппарат работает. Резисторы R4, R5 и конденсаторы C3, C4 служат для предотвращения выхода из строя симистора, их номиналы рассчитаны на ток не выше 10 Ампер. Если потребуется реле на большую нагрузку, то номиналы нужно пересчитывать. Радиатор охлаждения для симистора впрямую зависит от нагрузки на него. При мощности триста Ватт, радиатор не нужен вовсе, и соответственно – чем больше нагрузка, тем больше площадь радиатора. Чем меньше будет симистор перегреваться, тем дольше проработает и поэтому даже кулер охлаждения не будет лишним. Если вы планируете управлять повышенной мощностью, то наилучшим выходом будет поставить симистор большей мощности, например, ВТА41, который рассчитан на 40 Ампер, или подобный ему. Номиналы деталей подойдут без пересчёта.
Виды устройств
Твердотельные реле можно разделить на несколько групп в соответствии с определенными параметрами. Чаще всего для классификации этих прибор используется категория подключенной нагрузки, а также способ контроля и коммутации напряжения. Таким образом, можно выделить 3 вида реле:
- Приборы, работающие в цепях постоянного тока.
- Переключатели для электроцепей переменного тока.
- Универсальные реле.
Если классифицировать приборы по характеру подсоединенной нагрузки, то можно выделить 2 типа приборов, работающих в сетях переменного тока, — одно- и трехфазные. С их помощью можно управлять довольно высокой нагрузкой при силе тока 10−75 А. также стоит обратить внимание на пиковые показатели электротока, которые способны достигать 500 А.
Твердотельные переключатели можно применять в различных типах цепей, например, емкостных либо резистивных. Их конструкция позволяет избавиться от шума во время работы, а также добиться плавного управления приводами, например, электромоторами или лампами. ТТР отличаются высокой надежностью, но во многом срок службы приборов зависит от производителя.
Твердотельное реле своими руками
Это малый ток управления, отсутствие электромагнитных помех при коммутации потребителя, высокое напряжение изоляции, широкий диапазон рабочих температур. Кроме того, небольшие габариты и большая надежность (наработка на отказ) делают их очень удобными в различных применениях. Технические характеристики оптореле Управляющее напряжение, В, 5…
15 Управляющий ток, мА, 10 Нагрузка, не более, А, 16 Напряжение коммутации, В, 220 Семистор VS1 BT 139-600 необходимо установить на радиатор. Применяя оптореле вы увеличиваете надежность и срок службы устройств.
Инструкция для самостоятельной сборки твердотельного реле на 12 В
Если вы намерены собрать твердотельное реле, то вам понадобится соорудить цепочку с симистором, схемой управления и гальванической развязкой (по типу симисторной оптопары).
В качестве иллюстративного образца предлагается воспользоваться следующими деталями:
- симисторной оптопарой MOC3083 (VD1);
- симистором с изолированным анодом BT139-800 16A (V1 от Philips);
- сопротивлением для ограничения тока через светодиодMOC3083 (R1 750Ом 0,5Вт);
- светодиодом индикации АЛ307А (LD1);
- резистором на управляющий электрод симистора 160 Ом (R2 , 0.125Вт).
- Для самостоятельной сборки твердотельного реле понадобится в первую очередь металлическая (лучше всего из алюминия) быстро проводящая тепло подложка. Конкретные габариты подложки (размеры и толщина) зависят от того, какое количество тепла нужно будет отводить от симистора (учитывайте также, что и сама подложка может располагаться на поверхности из металла).
- После потребуется опалубка под заливку. Она должна быть таких размеров, чтобы вместить все компоненты устройства. Под опалубку пойдёт любая подходящих габаритов пластиковая деталь.
- Клеевым пистолетом опалубка скрепляется с подложкой. Герметизируются все имеющиеся щели.
- Размещается предварительно спаянная и протестированная схема. Учтите, что не всегда можно сразу же точно определить положение выводов симистора. Чтобы уточнить этот момент следует соединить тестер на мегаомах с выходными концами симистора. Если симистор открывается, то уровень сопротивления вместо десятков мегаом снизится до единиц килоом.
- Между спинкой корпуса симистора и поверхностью подложки необходима прослойка из теплопроводной пасты (КПТ-8). Ранее не изолированный анод симистора также необходимо отгородить изоляционной прокладкой. В любом случае, ни одна составляющая схемы не должна иметь прямого контакта с металлической подложкой.
- Вновь вооружившись клеевым пистолетом нужно скрепить корпус симистора с подложкой.
- Уложить все прочие составляющие схемы, продолжая крепить их так, чтобы они не контактировали с подложкой.
- Залить форму компаундом.
Изготовление твердотельного реле
Сначала намечаем размещение радиатора, макетной платы и прочих деталей в корпусе и закрепляем их на места.
Симистор нужно изолировать от радиатора охлаждения специальной теплопроводной пластиной с применением теплопроводной пасты. Паста должна слегка вылезти из-под симистора при закручивании крепёжного винта.
Далее размещаем следующие детали в соответствии со схемой и припаиваем их.
Припаиваем провода для подключения питания и нагрузки.
Помещаем устройство в корпус, предварительно испытав его при минимальной нагрузке.
Испытание прошло успешно.
Коммутационные разновидности твердотельного реле
По типу коммутации существую следующие разновидности твердотельного реле:
- приборы, осуществляющие нагрузки по ёмкостному и редуктивному типу, обладающие слабой индукцией;
- приборы, оснащённые функцией случайного, либо мгновенного выключения, применяются для механизмов и систем, где возникает необходимость мгновенного срабатывания;
- приборы с фазовым управлением, помогают настраивать нагревательные элементы и лампы накаливания.
Смотрите видео
Смотрите видео испытания устройства совместно с цифровым регулятором температуры.
Защита твердотельного реле
Для того, чтобы обеспечить бесперебойную работу реле применяется специальная цепь защиты. Она может быть внутренней или внешней.
Для внутренней защиты можно воспользоваться разнообразными предохранителями:
- g R –обеспечивает высокий уровень быстродействия, подходят для работы с широким спектром мощностей;
- g S –применяются для работы с токами разной силы и помогают защищать полупроводники при излишне высоких нагрузках питающей сети;
- a R –применяются как страховка от потерь, наносимых коротким замыканием.
К сожалению, покупка такого предохранителя обычно немногим уступает цене, за которую приобретают само реле. Если на такую роскошь тратиться жалко, то можно воспользоваться предохранителями класса В, С и D, которые не столь качественны, но и стоят гораздо меньше.
Простое полупроводниковое реле своими руками
Как мы видим, полупроводниковая технология является основой для любого полупроводникового реле.
Основные параметры CPC1035:
- Напряжение переключения (напряжение блокировки) — 0 … 350 В;
- Максимальная токовая нагрузка (ток нагрузки) составляет 100 мА;
- Макс. Сопротивление по сопротивлению — 35 Ом;
- Размер управляющего тока 2 … 50 мА (постоянный ток управления).
Такие низкоэнергетические и миниатюрные реле активно используются в датчиках безопасности.
Здесь, например, реле COSMO тип CPC1008 на панели датчика движения «Фотон-Ш», Он подключен к петле безопасности приемных и контрольных устройств (например, PPKOP «гранит») или к линии, которая подключена к центральной станции управления (CMS).
Серия твердотельных реле CPC10xx также в датчике безопасности «Астра-621»,
Это многофункциональный датчик. Он контролирует движение в защищенном пространстве из-за пироэлектрического датчика и управление прерыванием окон из-за чувствительного микрофона. На печатной плате имеется два полупроводниковых реле CPC1016N.
Один срабатывает, когда движение обнаружено в области защиты, а другое срабатывает, когда окна прерываются.
Если вы посмотрите внимательно, вы увидите, что полупроводниковое реле на печатной плате определено как DA4 и DA5.
Как известно, аббревиатура DA Обычно они показывают аналоговые схемы на схемах. Поэтому разумно понимать, что полупроводниковое реле не является отдельным электронным компонентом, а по существу специальным микрочипом, подобным ИК-приемнику.
Твердотельные реле имеют основное предназначение — обеспечение изоляции между цепями, имеющими разное напряжение; работать они могут в самых разных приборах — от домашней техники до крупных производственных систем.
Твердотельные реле, в зависимости от своей конструкции, обеспечивают бесконтактную коммутацию цепей переменного или постоянного тока различного напряжения.
Реле производства «CAHO», Тайвань
Твердотельные реле (SSR — Solid State Relays) этого производителя подходят для коммутации силовых цепей под управлением сигналов слабого тока.
Сигнал слабого тока управляется за счет применения силового ключа, действующего через гальваническую развязку. В цепях с постоянным током применяют IGBT транзисторы, а с переменным током — симисторные и тиристорные ключи. Немаловажное преимущество устройства компактные размеры, за что их и называют малогабаритными твердотельными реле переменного тока. Впрочем, малые размеры вовсе не означают низкую функциональность.
Классификация твердотельных реле
Твердотельные реле различаются по своим конструктивным и техническим характеристикам.
Они бывают:
- постоянного тока,
- переменного тока,
- одно- и трехфазные,
- с фазовой регулировкой за счет изменения угла открытия ключа,
- регулирующие соединение за счет пропуска тока через нулевую фазу,
- в стандартных корпусах,
- в модульных корпусах.
Преимущества твердотельных реле
- Точность и стабильность регулирования температуры в цепях,
- отсутствие дребезжащих контактов, возможных источников возникновения искры,
- низкий уровень потребления энергии,
- отличная изоляция соединений,
- длительный срок бесперебойной работы,
- надежность эксплуатации,
- максимально низкий уровень шума.
Купить твердотельное реле постоянного тока и малогабаритные реле переменного тока вы можете через наш сайт или обратившись к менеджерам компании по телефону: +7 (495) 979-99-45.
Цена от 15 USD.
|
Модель |
||||
|
Тип |
(DC-AC) |
( AC-AC ) |
(DC-AC ) ( AC-AC ) |
( VR-AC ) |
|
Управляющее напряжение |
DC 3~32V |
AC 90~250V |
DC/AC 5~32V |
VR B250KΩ VR B500KΩ |
|
Коммутируемое напряжение |
AC 24~380V AC 380~440V |
AC 24~380V AC 380~440V |
AC 24~380V AC 380~440V |
AC 90~220V AC 220~380V AC 380~440V |
|
Ток нагрузки |
10А / 25А / 40А / 60А |
10А / 25А / 40А |
10А / 25А / 40А |
10А /25А /40А |
|
Время реакции |
1/2 cycle + 1 msec. |
3/2 cycle + 1 msec. |
3/2 cycle + 1 msec. |
Наличие на складе:
Предлагаемая серия позволяет радиолюбителю составлять простой и надежный оптоэлектрон. Преимущества Optorel очевидны.
Это небольшой управляющий ток, отсутствие подавления электромагнитных помех, высокое напряжение изоляции, широкая рабочая температура. Кроме того, небольшие размеры и большая надежность (время между ошибками) очень подходят в различных приложениях.
Ориентировочная розничная цена: 0 руб.
Технические характеристики.
Управляющее напряжение: 5 — 15 В.
Управляющий ток: 10 мА.
Ток нагрузки, не более: 10 A.
Напряжение переключения: 220 В.
Размеры печатной платы: 52×38 мм.
Описание работы.
Принцип полупроводникового реле заключается в следующем: входной сигнал (управляющий ток) подается через диод D1 на светодиод.
Излучение, пройдя определенное расстояние в корпусе реле (МОС3041), попадает в фотодиодную решетку (фотоэлектрический генератор).
Рекомендации по выбору и особенности эксплуатации:
Способы коммутации твердотельных реле:
1. Управление с коммутаций при переходе тока через ноль
Преимущество этого метода коммутации заключается в отсутствии помех создающихся при включении. Недостатками являются прерывание выходного сигнала и невозможность использования на высокоиндуктивные нагрузки. Основное применение данного вида коммутации подходит для резистивной нагрузки (системы контроля и управления нагревом).
Также применяют на емкостные и слабоиндуктивные нагрузки.
2. Фазовое управление
Преимущество фазового метода регулирования заключается в непрерывности и плавности регулирования. Этот метод позволяет регулировать величину напряжения на выходе путем изменения формы (регулятор мощности). Недостатком является наличие помех при переключении. Применяется для резистивных (системы управления нагревом), переменных резистивных (инфракрасные излучатели), индуктивных нагрузок (транcформаторы) и управление освещением (лампы накаливания).
Ток и характер нагрузки
Одним из важнейших параметров для выбора ТР является ток нагрузки. Для надежной и длительной эксплуатации необходимо выбирать реле с запасом по току, но при этом надо учитывать и пусковые токи, т.к. ТР способно выдерживать 10-ти кратную перегрузку по току только в течение короткого времени (10мс). Так при работе на активную нагрузку (нагреватель) номинальный ток должен быть на 30-40% больше номинального тока нагрузки, а при работе на индуктивную нагрузку (электродвигатель) необходимо учитывать пусковой ток, и запас по току должен быть увеличен в 6-10 раз.
Примеры запаса по току для различных типов нагрузки:
- активная нагрузка (ТЭНы) – запас 30-40%
- асинхронные электродвигатели – 6…10 кратный запас по току
- лампы накаливания – 8…12 кратный запас по току
- катушки электромагнитных реле – 4…10 кратный запас по току
Расчет тока реле при активной нагрузке:
Еще одним немаловажным фактором для надежной работы твердотельных реле является его рабочая температура.
При работе SSR из-за потерь на силовых элементах выделяется большое количество тепла, которое необходимо отводить с помощью радиаторов охлаждения. Заявленный номинальный ток реле способны коммутировать при его температуре не более 40°С.
При увеличении температуры ТР снижается его пропускная способность из расчета 20-25% на каждые 10°С. При температуре примерно 80°С его пропускная способность по току сводится к нулю, и как следстви
