Схема твердотельного реле

миниатюра поста

В рассматриваемых ранее схемах реле в качестве нагрузки я использовал светодиод. Для включения более мощных нагрузок можно использовать механическое реле, но я предпочитаю использовать твердотельное реле на симисторной оптопаре и симисторе. В твердотельном реле, в отличие от механического, нет движущихся частей, поэтому оно имеет больший срок службы. Недостатком является нагрев симистора и как следствие необходимость радиатора. Расчет радиатора достаточно сложен, проще подобрать его экспериментально, начиная с самого большого и уменьшать, до тех пор пока не будет достигнут компромисс между размером радиатора и температурой симистора. Проверять температуру лучше не пальцем, так как далеко не все симисторы имеют изолированный от выводов корпус и на радиаторе может оказаться фаза. Перед тем как потрогать радиатор нужно обесточить схему.

схема твердотельного реле

Когда на светодиод подается питание, внутри оптопары открывается симистор, который управляет более мощным симистором. Резистор R2 ограничивает ток через симистор оптопары в начальный момент, когда внешний симистор еще не открылся. Резистор R3 нужен для более быстрого закрытия симистора и чтобы управляющий электрод не висел в воздухе при закрытом симисторе оптопары. Его можно и не ставить. Цепь R3 C1 является снаббером. Снаббер рекомендуется ставить для защиты от самопроизвольного включения симистора в отсутствие управляющего сигнала, особенно если нагрузка индуктивная. Он ограничивает скорость нарастания напряжения dV/dt. Чем больше емкость и чем меньше сопротивление, тем сильнее ограничивается скорость нарастания напряжения, но возрастает вероятность повреждения симистора из-за разряда конденсатора. Обычно используют резистор не менее 100 Ом и конденсатор 100нФ.

Существуют и безснабберные симисторы(snubberless), называемые также трехквадрантными(3Q или Hi-com), например BTA16-600BW. Они разработаны специально для работы с индуктивной нагрузкой и снабберная цепь в большинстве случаев не нужна.

Проверка оптопары moc3063 мультиметром в режиме прозвонки. Сначала проверяется светодиод. К выводу 1 подключаем красный щуп, а к выводу 2 черный. Мультиметр покажет падение на светодиоде чуть более 1В. Такое низкое падение напряжения характерно для инфракрасных светодиодов. Теперь щупы мультиметра подключим к выводам 4 и 6, а на светодиод подадим питание 5-12В через резистор 1кОм. После подачи питания мультиметр должен показать падение напряжения на открывшемся симисторе около 1В. Если теперь убрать питание светодиода симистор останется в открытом состоянии, так как через него протекает ток от мультиметра. Чтобы он закрылся нужно на короткое время прервать ток в цепи. В цепях переменного тока закрытие симистора происходит автоматически в момент когда ток меняет направление.

Проверка симистора мультиметром в режиме прозвонки на примере BTA16-600BW. К первому выводу подключаем черный щуп, ко второму - красный. Теперь на управляющий электрод подаем питание 5-12В через резистор 100 Ом: минус соединяем к первому выводу, а плюс к третьему. Симистор откроется, мультиметр покажет падение напряжения около 0,8В. Если убрать питание с управляющего электрода симистор закроется, так как мультиметр не может выдать 50мА тока, необходимого для удержания BTA16-600BW в открытом состоянии.

Оптопара moc3063 имеет внутри детектор перехода напряжения через ноль. При поступлении питания на светодиод нагрузка будет включена не моментально, а при ближайшем переходе напряжения через ноль. Этим достигается минимизации помех при переключении. В схемах фазоимпульсной регулировки мощности оптопара с детектором перехода через ноль работать не будет. В таких схемах нужно применять оптопары без детектора нуля, например moc3052.

Я подумал что если нагрузка маломощная, можно не использовать внешний симистор, должно хватить встроенного. Максимальная рассеиваемая мощность встроенного симистора 150мВт, максимальное падение напряжения на симисторе 3В. Чтобы не превысить рассеиваемую мощность, ток нагрузки не должен превышать 50мА. Можно управлять маленькой светодиодной лампой на 10Вт, ток потребления которой 54мА. Прогорела у меня такая лампа через оптосимистор около часа, а потом я отключил ее и снова включил, при включенном питании светодиода. Лампа моргнула, а симистор в оптопаре больше не открывался. Полагаю он сгорел из-за броска тока через лампу в момент включения. Остались у меня две оптопары, они понадобятся для управления освещением и нагревом в теплице, поэтому решил больше не экспериментировать и впредь применять оптопару только с внешним симистором.

Дата публикацииFri, 27 Aug 2021 10:18:29 GMT Просмотры9
Реклама
Похожие материалы