หลักการทำงานของรีเลย์โซลิดสเตตคืออะไร (2)

หลักการทำงานของรีเลย์โซลิดสเตตคืออะไร (2)

2. ฟังก์ชั่นของแต่ละส่วนประกอบ:

รูปด้านล่างนี้เป็นแผนผังภายในของประเภททริกเกอร์ zero-cross AC-SSR (รูปที่ 6.3)

R1เป็นตัวต้านทาน จำกัด ปัจจุบันที่ จำกัด สัญญาณอินพุตและให้แน่ใจว่า optocoupler ไม่ได้รับความเสียหาย LEDใช้เพื่อแสดงสถานะอินพุตของสัญญาณควบคุมอินพุต ไดโอด VD1ถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ OPTOCOUPLER จากการถูกทำลายเมื่อบวกและเสาเชิงลบของสัญญาณอินพุตจะถูกคว่ำ optocoupler OPT ทำการแยกวงจรอินพุตและเอาต์พุตด้วยไฟฟ้า triode M1ทำหน้าที่เป็นอินเวอร์เตอร์และประกอบด้วยวงจรการตรวจจับแบบข้ามศูนย์ด้วยไทริสเตอร์SCRในเวลาเดียวกันและสถานะการทำงานของ SCR thyristor จะถูกกำหนดโดยทรานซิสเตอร์สลับการตรวจจับแรงดันไฟฟ้าศูนย์การตรวจสอบ M1 VD2 ~ VD4รูปแบบสะพาน rectifier แบบเต็มคลื่น (หรือแบบเต็มคลื่นไดโอดสะพาน) UR ทริกเกอร์แบบสองทิศทางสำหรับการเปิด triac BCRสามารถรับได้จาก SCR และ UR R6เป็นตัวต้านทาน shunt ที่ใช้เพื่อปกป้อง BCR R7และC1ประกอบขึ้นเป็นเครือข่ายที่ดูดซับแรงดันไฟกระชากเพื่อดูดซับแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟกระชากในแหล่งจ่ายไฟหลักเพื่อป้องกันการกระแทกหรือการรบกวนของวงจรสวิตชิ่ง RTเป็นเทอร์มิสเตอร์ที่ทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันความร้อนสูงเกินไปเพื่อป้องกันไม่ให้รีเลย์สถานะของแข็งถูกทำลายเนื่องจากอุณหภูมิสูงเกินไป VDRเป็นวาริสเตอร์ที่ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ จำกัด แรงดันไฟฟ้าที่ยึดแรงดันและดูดซับกระแสเกินเพื่อป้องกันโซลิดสเตตรีเลย์เมื่อวงจรเอาต์พุตมีแรงดันไฟฟ้าเกิน

3. กระบวนการทำงาน:

รีเลย์สถานะโซลิดสเตต AC เป็นศูนย์ข้ามมีลักษณะของการเปิดเมื่อแรงดันไฟฟ้าผ่านศูนย์และถูกปิดเมื่อกระแสโหลดข้ามศูนย์

เมื่อ opto-coupler OPT ถูกปิด (เช่นเทอร์มินัลการควบคุมของ OPT ไม่มีสัญญาณอินพุต), M1 จะอิ่มตัวและเปิดใช้งานโดยการรับกระแสฐานจาก R2 และเป็นผลให้แรงดันไฟฟ้าทริกเกอร์ประตู (UGT) ของ thyristor SCR ถูก จำกัด ให้มีศักยภาพต่ำและปิด ดังนั้น triac BCR อยู่ในสถานะปิดเนื่องจากไม่มีการกระตุ้นการเต้นของชีพจรในเทอร์มินัลการควบคุมประตู R6 
เมื่อสัญญาณควบคุมอินพุตถูกนำไปใช้กับขั้วอินพุตของรีเลย์โซลิดสเตตนั้นโฟโตคอนดักเตอร์ OPT เปิดใช้งาน (เช่นเทอร์มินัลควบคุมของ OPT มีสัญญาณอินพุต) หลังจากแรงดันไฟของกำลังไฟถูกหารด้วยแรงดัน R2 และ R3 หากแรงดันไฟฟ้าที่จุด A มีขนาดใหญ่กว่าแรงดันไฟฟ้าที่เป็นศูนย์ข้ามของ M1 (เช่น VA> VBE1) M1 จะอยู่ในสถานะการนำความอิ่มตัวและไทริสเตอร์ทั้ง SCR และ BCR จะอยู่ในสถานะปิด หากแรงดันไฟฟ้าที่จุด A น้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าศูนย์เป็นศูนย์ของ M1 (เช่น VA <VBE1), M1 จะอยู่ในสถานะ cut-off และ SCR จะถูกกระตุ้นให้ทำงานจากนั้นจึงเรียกพัลส์จาก "R5 → UR → SCR → UR → R6 "ทิศทาง (หรือทิศทางตรงกันข้าม) จะได้รับบนเสาควบคุมของ BCR เพื่อเปิดใช้งาน BCR และสุดท้ายภาระจะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ AC
จากกระบวนการข้างต้นสามารถเข้าใจได้ว่า M1 ถูกใช้เป็นเครื่องตรวจจับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับการเปิดรีเลย์โซลิดสเตตเมื่อแรงดันโหลดข้ามศูนย์และปิดรีเลย์โซลิดสเตตเมื่อกระแสโหลดข้ามศูนย์ และด้วยฟังก์ชั่นการทำงานของเครื่องตรวจจับข้ามศูนย์ผลกระทบของวงจรโหลดของโหลดจะลดลงตามลำดับและการรบกวนของคลื่นวิทยุที่เกิดขึ้นในลูปควบคุมก็ลดลงเช่นกัน

4. ความหมายของ Zero-Crossing:

ที่นี่มันจำเป็นต้องอธิบายสิ่งที่เป็นศูนย์ข้าม ในกระแสสลับการข้ามศูนย์เป็นจุดที่ไม่มีแรงดันไฟฟ้านั่นคือจุดเชื่อมต่อระหว่างวงจรครึ่งบวกและครึ่งวงจรเชิงลบของรูปคลื่น AC ในแต่ละรอบของกระแสสลับมักจะมีการข้ามสองศูนย์ และถ้าสวิตช์ไฟจ่ายไฟที่จุดข้ามศูนย์ทันทีจะไม่มีการรบกวนทางไฟฟ้าเกิดขึ้น รีเลย์โซลิดสเตต AC (ติดตั้งวงจรควบคุมการข้ามศูนย์) จะอยู่ในสถานะเปิดเมื่อขั้วอินพุตนั้นเชื่อมต่อกับสัญญาณควบคุมและแรงดันไฟฟ้า AC เอาท์พุทข้ามศูนย์; ในทางกลับกันเมื่อสัญญาณควบคุมถูกปิด SSR จะอยู่ในสถานะ OFF จนกระทั่งข้ามศูนย์ถัดไป
นอกจากนี้ควรชี้ให้เห็นว่าการข้ามศูนย์ของโซลิดสเตตรีเลย์ไม่ได้หมายถึงศูนย์โวลต์ของรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ รูปที่ 6.5 เป็นส่วนหนึ่งของคลื่นไซน์แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ตามลักษณะของส่วนประกอบการสลับ AC แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในรูปจะแบ่งออกเป็นสามภูมิภาคที่สอดคล้องกับสามสถานะของวงจรเอาท์พุทของ SSR และ U1 และ U2 ตามลำดับแสดงถึงแรงดันไฟฟ้าพื้นฐานและแรงดันไฟฟ้าอิ่มตัวของส่วนประกอบสวิตชิ่ง

  1) Region ⅠคือDead Region (ส่วนที่ถูกตัดออก, พื้นที่ที่ถูกตัดออกหรือ Turn Off Region) โดยมีค่าสัมบูรณ์ของช่วงแรงดันไฟฟ้าเป็น 0 ~ U1 และในโซนนี้สวิตช์ SSR ไม่สามารถเปิดได้แม้ว่าจะมีการเพิ่มสัญญาณอินพุต

  2) Region Ⅱเป็นภาคการตอบสนอง ( ภาคที่ใช้งานอยู่, ภาคคัทออน, ภาคตัดหรือภาคเปิด) ที่มีค่าสัมบูรณ์ของช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ U1 ~ U2 ในโซนนี้ SSR จะถูกเปิดใช้งานทันทีที่มีการเพิ่มสัญญาณอินพุตและแรงดันขาออกจะเพิ่มขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

  3) Region Ⅲคือเขตการปราบปราม (Saturation Region) ที่มีค่าสัมบูรณ์ของช่วงแรงดันไฟฟ้ามากกว่า U2 ในภูมิภาคนี้องค์ประกอบสวิตชิ่ง (ไทริสเตอร์) อยู่ในสถานะอิ่มตัว และแรงดันเอาท์พุทของโซลิดสเตตรีเลย์จะไม่เพิ่มขึ้นอีกเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น แต่กระแสเพิ่มขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นซึ่งถือได้ว่าเป็นสถานะลัดวงจรภายในของวงจรโซลิดสเตต รีเลย์นั่นคือโซลิดสเตตรีเลย์อยู่ในสถานะสวิตช์เปิดเป็นสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์

รูปที่ 6.6 แสดงรูปคลื่น I / Oของโซลิดสเตตรีเลย์แบบข้ามศูนย์ และเนื่องจากธรรมชาติของไทริสเตอร์รีเลย์สถานะของแข็งจะอยู่ในสถานะเปิดหลังจากแรงดันไฟฟ้าของเทอร์มินัลเอาท์พุทถึงแรงดันขีด จำกัด (หรือแรงดันไกของวงจรทริกเกอร์) จากนั้นโซลิดสเตตรีเลย์จะอยู่ในสถานะที่เกิดขึ้นจริงหลังจากถึงแรงดันไฟฟ้าอิ่มตัวและในเวลาเดียวกันจะทำให้แรงดันไฟฟ้าตกในสถานะที่ต่ำมาก หากสัญญาณอินพุตถูกปิดโซลิดสเตตรีเลย์จะถูกปิดเมื่อกระแสโหลดลดลงต่ำกว่ากระแสไฟฟ้าของไทริสเตอร์หรือจุดเปลี่ยนกระแสไฟ AC ถัดไป (เช่นครั้งแรกที่กระแสไฟฟ้าโหลดผ่านศูนย์หลังจากรีเลย์ SSR ปิด )