Κύκλωμα διακόπτη ρελέ SPDT χρησιμοποιώντας Triac

Ένας αποδοτικός διακόπτης μονής πόλης διπλής ρίψης ή διακόπτης SPDT μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας triacs για την αντικατάσταση ενός μηχανικού SPDT.

Η ανάρτηση περιγράφει ένα κύκλωμα ρελέ απλής στερεάς κατάστασης triac SPDT, χρησιμοποιώντας έναν οπτικό συζευκτήρα και μερικά triacs, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αποτελεσματική αντικατάσταση μηχανικών ρελέ. Η ιδέα ζητήθηκε από το 'Cypherbuster'.

Εισαγωγή

Σε μία από τις άλλες δημοσιεύσεις μάθαμε πώς να φτιάχνουμε ένα DPDT SSR χρησιμοποιώντας mosfets Ωστόσο, αυτός ο σχεδιασμός θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μόνο για φορτία συνεχούς ρεύματος υψηλού ρεύματος και όχι για φορτία AC στο επίπεδο δικτύου.

Σε αυτό το άρθρο θα δούμε πώς λειτουργεί ένα απλό δίκτυο ρελέ στερεάς κατάστασης μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας triacs και οπτικό ζεύκτη.

Η λειτουργία οποιουδήποτε ρελέ προορίζεται ειδικά για τη λειτουργία δύο διαφορετικών φορτίων υψηλής ισχύος ξεχωριστά και εναλλάξ με τη βοήθεια ενός εξωτερικού απομονωμένου σκανδάλη χαμηλής ισχύος.

Σε έναν συμβατικό μηχανικό τύπο στήριξης, αυτό γίνεται με εναλλαγή των φορτίων στις επαφές N / O και N / C σε απόκριση της ενεργοποίησης που εφαρμόζεται στο πηνίο του.

Ωστόσο, τα μηχανικά ρελέ έχουν τα δικά τους μειονεκτήματα όπως υψηλότερο βαθμό φθοράς, χαμηλότερη διάρκεια ζωής, δημιουργία διαταραχών RF λόγω σπινθήρων στις επαφές και το πιο σημαντικό είναι η καθυστερημένη απόκριση μεταγωγής που θα μπορούσε να είναι κρίσιμη συστήματα όπως το UPS .

Λειτουργία κυκλώματος

Στο κύκλωμα ρελέ triac SPDT, η ίδια λειτουργία εκτελείται μέσω της εναλλαγής δύο triacs μέσω δύο σταδίων BJT και ενός απομονωμένου οπτικού συζεύκτη που διασφαλίζει ότι η λειτουργία αλλαγής για αυτό το ρελέ δεν έχει μειονεκτήματα όπως αναφέρθηκε παραπάνω.

Αναφερόμενοι στο διάγραμμα, η τριάδα της αριστερής πλευράς αντιπροσωπεύει την επαφή N / O ενώ η τριάδα της δεξιάς πλευράς λειτουργεί όπως η επαφή N / C.

Διάγραμμα κυκλώματος

Ενώ το optocoupler βρίσκεται σε κατάσταση μη ενεργοποίησης, το BC547 που σχετίζεται άμεσα με το opto μεταβαίνει στη λειτουργία ενεργοποίησης, η οποία διατηρεί το δεύτερο BC547 απενεργοποιημένο. Αυτή η κατάσταση επιτρέπει στη δεξιά πλευρά να παραμείνει ενεργοποιημένη και η άλλη τριάδα να παραμένει απενεργοποιημένη.

Σε αυτήν την κατάσταση, κάθε φορτίο που συνδέεται με τη σωστή τριακ ενεργοποιείται και παραμένει ενεργοποιημένο.

Τώρα μόλις εφαρμοστεί μια σκανδάλη στον οπτικό ζεύκτη, ανάβει ΟΝ και με τη σειρά του απενεργοποιεί το συνδεδεμένο BC547.

Αυτή η κατάσταση ανάβει το δεύτερο BC547 και κατά συνέπεια η δεξιά πλευρά triac είναι απενεργοποιημένη, διασφαλίζοντας ότι η αριστερή τριάδα είναι τώρα ενεργοποιημένη.

Η παραπάνω συνθήκη ενεργοποιεί αμέσως το δεύτερο φορτίο και απενεργοποιεί το προηγούμενο φορτίο, ικανοποιώντας αποτελεσματικά την απαιτούμενη εναλλακτική εναλλαγή του φορτίου με τη βοήθεια ενός απομονωμένου εξωτερικού σκανδάλη DC.

Τα δύο LED που συνδέονται με τις βάσεις των δύο BJT υποδεικνύουν ποιο φορτίο βρίσκεται στην ενεργοποιημένη κατάσταση ανά πάσα στιγμή ενώ το κύκλωμα ρελέ triac SPDT λειτουργεί.

Προσθήκη συνδεδεμένου τροφοδοτικού και Delay Effect

Ο παραπάνω σχεδιασμός θα μπορούσε να βελτιωθεί περαιτέρω και να γίνει πλήρως ανεξάρτητος από μια εξωτερική πηγή ισχύος DC, αναβαθμίζοντας το με το δικό του τροφοδοτικό χωρίς μετασχηματιστή, όπως φαίνεται παρακάτω:

Θα βρείτε τις ακόλουθες αλλαγές σε αυτό το αναβαθμισμένο διάγραμμα:

Προσθήκη 1Κ στη βάση του δεξιού BC547 για διασφάλιση της σωστής ενεργοποίησης της τριακ αριστεράς

Προσθήκη δικτύου R / C στις πύλες των triacs για να εξασφαλιστεί ότι οι δύο triacs δεν είναι ποτέ ON σε οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή ή κατά τη διάρκεια των περιόδων μετάβασης. Οι δίοδοι μπορεί να είναι 1N4148, οι αντιστάσεις μπορεί να είναι 22K ή 33K, και οι πυκνωτές μπορεί να είναι περίπου 100uF / 25V.

Υπάρχει ένα ακόμη πράγμα που φαίνεται να λείπει στο διάγραμμα, και είναι μια περιοριστική αντίσταση (περίπου 22 ohms) μεταξύ των διόδων 12V zener και του πυκνωτή 0.33uF, αυτό μπορεί να είναι σημαντικό για την προστασία της διόδου zener από ξαφνική σε ορμή ο πυκνωτής κατά τη διάρκεια του διακόπτη τροφοδοσίας ΟΝ.

Προειδοποίηση: Το κύκλωμα που φαίνεται παραπάνω δεν είναι απομονωμένο από την τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος και συνεπώς είναι εξαιρετικά επικίνδυνο να αγγίξετε την κατάσταση ενεργοποίησης.