ССД круг релеја (ССР) који користи МОСФЕТ-ове

Испробајте Наш Инструмент За Елиминисање Проблема





ССР или ССД релеји су електрични прекидачи велике снаге који раде без укључивања механичких контаката, уместо тога користе полупроводнике попут ССД МОСФЕТ-ови за пребацивање електричног оптерећења.

ССР-ови се могу користити за рад оптерећења велике снаге, кроз мали улазни напон окидача са занемарљивом струјом.



Ови уређаји се могу користити и за рад наизменичних оптерећења велике снаге ДЦ оптерећења .

Солид Стате релеји су високо ефикасни у поређењу са електро-механички релеји због неколико изразитих карактеристика.



Главне карактеристике и предности ССР-а

Главне карактеристике и предности полупроводничких релеја одн ССР су:

  • ССР-ови се могу лако направити помоћу минималног броја уобичајених електронских делова
  • Раде без икаквог облика звука клика због одсуства механичких контаката.
  • Бити у чврстом стању такође значи да се ССР-ови могу пребацити много бржом брзином од традиционалних електро-механичких типова.
  • ССР-ови не зависе од спољног напајања за укључивање, већ извлаче напајање из самог оптерећења.
  • Они раде занемарљиво мало струје и зато не празне батерију у системима на батерије. Ово такође осигурава занемарљиву струју празног хода за уређај.

Основни концепт ССР рада помоћу МОСФЕТ-ова

У једном од својих ранијих постова објаснио сам како се заснива МОСФЕТ двосмерни прекидач може се користити за руковање било којим жељеним електричним оптерећењем, баш као и стандард механички прекидач , али са изузетним предностима.

Исти МОСФЕТ двосмерни концепт прекидача могао би се применити за израду идеалног ССР уређаја.


За ССР заснован на Триац погледајте до овог поста


Основни ССР дизајн

основни ССД концепт дизајна ССД релеја

У горе приказаном основном ССР дизајну можемо видети неколико одговарајуће оцењених МОСФЕТ-ова Т1 и Т2 повезаних један до другог својим изворним и кабелским прикључцима који су међусобно повезани.

Д1 и Д2 су унутрашње тело диоде одговарајућих МОСФЕТ-ова, које могу бити ојачане спољним паралелним диодама, ако је потребно.

Такође се може видети улазно напајање једносмерном струјом прикачено преко заједничких терминала врата / извора два МОСФЕТ-а. Ово напајање се користи за активирање МОСФЕТ-ова УКЉУЧЕНО или за омогућавање трајног укључивања МОСФЕТ-ова док ССР јединица ради.

Напајање наизменичном струјом које би могло бити до нивоа мреже и оптерећење повезани су серијски преко два одвода МОСФЕТ-ова.

Како то ради

Рад предложеног релеја продатог стања може се разумети позивањем на следећи дијаграм и одговарајуће детаље:

позитиван полу циклус ССР ради негативни полу циклус ССР ради

Са горњим подешавањем, због прикљученог напајања улазне капије, Т1 и Т2 су у укљученом положају. Када је улаз за наизменичну струју на страни оптерећења укључен, леви дијаграм показује како позитивни полуциклус проводи кроз одговарајући МОСФЕТ / пар диода (Т1, Д2), а дијаграм на десној страни показује како негативни циклус наизменичног тока води кроз други допуњујући МОСФЕТ / диодни пар (Т2, Д1).

У левом дијаграму налазимо да један од полуциклуса наизменичне струје пролази кроз Т1 и Д2 (Т2 је обрнуто пристран) и на крају завршава циклус помоћу оптерећења.

Дијаграм на десној страни показује како други полукруг завршава коло у супротном смеру проводећи кроз терет, Т2, Д1 (Т1 је у овом случају обрнуто пристран).

На овај начин, два МОСФЕТ-а Т1, Т2, заједно са припадајућим телесним диодама Д1, Д2, омогућавају спровођење оба полуциклуса наизменичног напона, савршено напајајући наизменичну струју и ефикасно остварујући ССР улогу.

Израда практичног ССР кола

До сада смо научили теоријски дизајн ССР-а, сада идемо напред и видећемо како би могао да се изгради практични полупроводнички релејни модул за пребацивање жељеног АЦ напајања велике снаге, без икаквог спољног улазног једносмерног напона.

Горњи ССР круг је конфигурисан на потпуно исти начин као што је разматрано у ранијем основном дизајну. Међутим, овде налазимо две додатне диоде Д1 и Д2, заједно са МОСФЕТ-овим диодама Д3, Д4.

Диоде Д1, Д2 уводе се са одређеном наменом, тако да чине мостовни исправљач у спрези са Д3, Д4 МОСФЕТ телесним диодама.

Сићушни прекидач за искључивање могао би се користити за укључивање / искључивање ССР-а. Овај прекидач може бити прекидач са трстиком или било који прекидач са ниском струјом.

За пребацивање велике брзине прекидач можете заменити а опто-спојница како је приказано испод.

У основи коло сада испуњава 3 захтева.

  1. Омогућава наизменичну струју кроз МОСФЕТ / Диоде ССР конфигурацију.
  2. Мостни исправљач формиран од Д1 --- Д4 истовремено претвара улазни напон АЦ у исправљени и филтрирани једносмерни ток, а овај једносмерни ток се користи за одступање капија МОСФЕТ-ова. Ово омогућава МОСФЕТ-овима да се на одговарајући начин УКЉУЧУЈУ кроз сам АЦ оптерећења, без зависности од било ког спољног једносмерног напона.
  3. Исправљени једносмерни ток се даље завршава као помоћни једносмерни излаз који се може користити за напајање било ког одговарајућег спољног оптерећења.

Цирцуит Проблем

Ближи поглед на горњи дизајн сугерише да би овај ССР дизајн могао имати проблема са ефикасном применом предвиђене функције. То је зато што, чим прекидачки једносмерни ток стигне на капију МОСФЕТ-а, он ће се почети УКЉУЧАВАТИ, узрокујући заобилажење струје кроз одвод / извор, исцрпљујући напон капије / извора.

Размотримо МОСФЕТ Т1. Чим исправљени једносмерни ток почне да достиже излаз Т1, он ће почети да се УКЉУЧУЈЕ десно од око 4 В па надаље, узрокујући заобилазни ефекат напајања преко његових одводних / изводних терминала. Током овог тренутка ДЦ ће се борити да се подигне преко ценер диоде и почне да пада према нули.

То ће заузврат довести до искључивања МОСФЕТ-а, а између МОСФЕТ одвода / извора и МОСФЕТ капије / извора ће се догодити непрекидна заостала врста борбе или повлачење конопа, спречавајући ССР да правилно функционише.

Раствор

Решење горњег проблема могло би се постићи коришћењем следећег примера концепта кола.

Циљ је овде, осигурати да МОСФЕТ-ови не делују док се не развије оптималних 15 В преко ценер-диоде или преко гејта / извора МОСФЕТ-а.

Опционо појачало осигурава да се његов излаз активира само када једносмерна линија пређе референтни праг зенер диоде од 15 В, што омогућава МОСФЕТ капијама да добију оптималних 15 В једносмерне струје за проводљивост.

Црвена линија повезана са пин3 ИЦ 741 може се пребацити кроз оптичку спојницу за потребно пребацивање са спољног извора.

Како то ради : Као што видимо, инвертујући улаз оп амп-а је повезан са 15В зенером, који чини референтни ниво за пин оп2 амп-а. Пин3 који је неинвертујући улаз опционог појачала повезан је позитивном линијом. Ова конфигурација осигурава да излазни пин6 оперативног појачала производи напајање од 15 В само када његов напон пин3 достигне ознаку изнад 15 В. Акција осигурава да МОСФЕТ-ови проводе само кроз важећи оптимални напон на капији од 15 В, што омогућава правилан рад ССР-а.

Изоловано пребацивање

Главна карактеристика сваког ССР-а је омогућити кориснику изоловано пребацивање уређаја путем спољног сигнала.

Горњи дизајн заснован на опционим појачалима могао би се олакшати овом функцијом, као што је показано у следећем концепту:

Како диоде раде као мостовни исправљач

Током позитивних полуциклуса струја се креће кроз Д1, 100к, ценер, Д3 и назад до извора наизменичне струје.

Током другог полуциклуса струја се креће кроз Д2, 100к, ценер, Д4 и назад до извора наизменичне струје.

Референца: ССР




Претходно: Уређаји за заштиту жена од напада и узнемиравања Следеће: круг референтног генератора фреквенције од 1 Хз до 1 МХз