Тиристорный выключатель, переключатель, коммутатор. Тиристор (тринистор / симистор) - силовой ключ. Твердотельное реле своими руками.

Тиристор в переключательных схемах переменного тока. Схема твердотельного реле. Аналоги из дискретных элементов. (10+)

Схемы тиристорных коммутаторов переменного тока - Твердотельное реле. Трансформаторная гальваническая развязка

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Твердотельное реле своими руками, устройство, схема, принцип действия

Промышленное твердотельное реле переменного тока выглядит так:

Z - детектор нуля. Мы видим, что такая схема получится из схемы A1, если в ней использовать оптроны с детектором нуля, например, те же MOC3061, MOC3062, MOC3063. Вообще основной особенностью твердотельного реле является переключение при нулевом напряжении. Они включаются и выключаются только в моменты, когда синусоида пересекает ноль. То есть на нагрузку либо целиком подается либо целиком не подается весь полупериод. Это обеспечивает минимальные помехи и потери при переключении.

Если мы хотим изготовить твердотельное реле своими руками, то можно применять любую из приведенных схем (A1, A2, A3, A4) в зависимости от наличия тиристоров с оптронами, снабженными детектором нуля.

Промышленные твердотельные реле устроены по приведенным схемам, только выполнены в едином монолитном корпусе. Такие реле являются хорошей альтернативой механическим, обладают на порядок большей надежностью, не подвержены износу и дребезгу контактов.

Трансформаторная гальваническая развязка.

Хотя оптическая изоляция является типовым решением, так как оно самое дешевое и простое, приведем другой вариант управления тиристором. Для него применяется малогабаритный импульсный трансформатор. Когда необходимо, чтобы тиристор был открыт, управляющая схема формирует импульсы. Эти импульсы подаются на управляющий электрод тиристора.

В верхней части изображена низковольтная схема. Цепи питания опущены. Эта схема выполнена на основе ШИМ контроллера 1156ЕУ2 или его аналогов. Это - фотореле, которое включает освещение при снижении освещенности в месте установки фоторезистора.

ШИМ контроллер имеет встроенный операционный усилитель ошибки, который применяется в данной схеме для контроля освещенности. Он охвачен положительной обратной связью через резистор R6, которая обеспечивает небольшой гистерезис, чтобы при пороговом уровне освещенности не происходило частых включений и выключений.

Когда освещенность повышается, сопротивление фоторезистора R5 снижается, напряжение на инвертирующем входе усилителя растет. В итоге напряжение на выходе переключается в низкое значение, и ШИМ контроллер перестает формировать импульсы. При падении освещения напряжение на выходе усилителя ошибки становится высоким, и ШИМ контроллер начинает формировать импульсы на выходе.

На выходах 11 и 14 попеременно формируются импульсы, что обеспечивает подачу на трансформатор симметричного напряжения. Небольшую асимметрию выходов, которая может быть, компенсирует конденсатор C3. Отношение длительности импульсов к длительности пауз устанавливается напряжением на ножке 8. В схеме длительность импульсов выбирается 10 мкс, а длительность паузы 90 мкс. Подстраиваем эту длительность подстроечным резистором R3. Регулировать начинаем при отсутствии освещения фоторезистора с крайне нижнего положения движка. Тогда на выходе сигал сначала отсутствует, потом появляются импульсы. Нужно добиться их указанной длительности. Увеличивать их больше указанного значения нельзя, так как трансформатор может войти в насыщение, что приведет к выходу контроллера из строя. Частоту работы контроллера выбираем 5 кГц.

В управляющей схеме (верхней части рисунка) номиналы элементов следующие: C1 - 1 мкФ. C3 - 1 мкФ. R1 - 30 кОм. R2 - подстроечный 47 кОм. Этим резистором задается пороговый уровень освещенности. R3 - подстроечный 47 кОм. Он задает максимальную длительность импульсов на выходе контроллера. R4 - 3 кОм. C2 - 0.1 мкФ. R4 и C2 задают частоту работы контроллера. R5 - фоторезистор 30 кОм. R6 - 470 кОм. R7 - 35 Ом.

Трансформатор выполнен на ферритовом кольце внешний диаметр 29 мм, внутренний 19 мм, высотой 7.5 мм. Марка феррита значения не имеет. Провод 0.1 мм. Первая обмотка трансформатора L2 содержит 8 витков. Вторая обмотка трансформатора L3 содержит 4 витков. Она может управлять одной из трех схем, изображенных ниже (A1, A2, A3). Для управления схемой A4 используются две одинаковые обмотки с тем же количеством витков. Таким образом, в качестве силовой части можно использовать любую из приведенных. Управляющий трансформатор состоит из обмоток L2 и L3 или L2, L3, L4. Резисторы в силовой части выбираются исходя из рекомендаций производителей выбранных тиристоров для резистора УЭ - катод.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.