Твердотельные реле являются отличной альтернативой электромеханическим реле. Они более надежны, имеют большую скорость переключения и меньший размер. Однако, при построении такого реле необходимо учитывать некоторые особенности. В отличие от множества других самодельных реле, которые разрывают землю, наше разработанное реле отключает питание схемы. Это обеспечивает безопасность и предотвращает возможные проблемы, связанные с неправильным заземлением. Пример такого самодельного реле можно найти на моем канале - ссылка на статью предоставлена в материалах.. Если не хочется читать, то вот видео=)
И так зачем мне понадобилось такое реле, причина простая устройство, которым я буду управлять, имеет множество заземлений и отключать их все не целесообразное и не безопасно (естественно я говорю о постоянном напряжении). Также реле должно иметь систему развязки разделяющую управляющую электронику от силовой электроники.
Схемотехника данного устройства:
1) Оптрон PC817 для разделения управляющей электроники и силовой электроники.
2) Полевые транзисторы IRF9540 P-канал и IRFZ44N N-канал.
3) Резисторы и конденсаторы.(Конденсаторы используются как фильтры электрических помех, если нужно управление через ШИМ емкости или убрать или лучше уменьшить их значение.)
Мощность данного реле ограничена лишь транзисторами, в данном решении это 19 ампер 55 вольт, как следствие это больше киловатта, а именно 1045 ватт! Мне такая мощность не нужна, мне достаточно 12 вольт и 2 ампера, таким образом реле для моих целей с большим запасом.
Описание работы схемы начну с оптрон PC817 - оптоэлектронный прибор, который используется для передачи электрических сигналов через гальваническую развязку. Этот прибор состоит из инфракрасного светодиода, и фототранзистора, который реагирует на инфракрасный свет и генерирует электрический сигнал.
Светодиод, входящий в состав оптрона PC817, имеет следующие характеристики:
Максимальный прямой ток: 50 мА
Максимальное прямое напряжение: 1,5 В
Максимальная мощность излучения: 70 мВт.
Таким образом очень важно правильно рассчитать резистор для полного открытия транзистора в оптроне. Расчетное сопротивление светодиода при 12 вольтах составит R = (12 В - 1,5 В) / 0,05 А = 10,5 В / 0,05 А = 210 Ом. Берем с запасом в 50% и таким образом 310 Ом. Если поставите очень большое сопротивление транзистор в оптроне не откроется полностью и оба полевых транзистора будут также в полу отрытом/закрытом стоянии и как следствие будут греться.
В схеме применено 2 полевых транзистора: силовой IRF9540 P-канал и шунтирующий IRFZ44N N-канал. Шунтирующий транзистор IRFZ44N N-канал необходим только при условии небольшой нагрузки, так как IRF9540 P-канал пропускает небольшое напряжение. Работает это следующим образом:
Как видно по схеме выше, полевые транзисторы подключены затворами к стоку транзистора оптрона. При подачи питания на оптрон, транзистор подтягивает полевые транзисторы к земле, при этом транзистор IRFZ44N N-канал закрывается, а IRF9540 P-канал открывается и запитывает нагрузку.
В случае, если питание на светодиод оптрона прекращается, транзистор в нем закрывается, и через резистор R4 напряжение подается на затворы полевых транзисторов. При этом IRF9540 P-канал закроется, а IRFZ44N N-канал откроется и зашунтирует схему на землю через резистор R9.
Эта схема обеспечивает надежное и быстрое управление питанием электрической схемы. Такое реле подходит для различных электронных устройств, где требуется управление питанием с возможностью быстрого переключения. Шунтирующий транзистор IRFZ44N N-канал позволяет быстро и эффективно отключать питание схемы при прекращении подачи питания на оптрон, обеспечивая таким образом безопасность и предотвращая возможные проблемы, если нагрузка не большая.
В заключение, разработанное твердотельное реле на базе полевого транзистора P-типа для отключения питания, а не земли, является отличным решением для управления питанием разнообразных электронных устройств. Преимуществами данного реле являются его компактный размер, высокая скорость переключения и отсутствие механических частей, что повышает надежность и снижает вероятность отказа.
Особенностью данного реле является использование полевых транзисторов IRF9540 P-канал и шунтирующего IRFZ44N N-канал, которые обеспечивают быстрое и надежное управление питанием схемы. Также применение оптрона PC817 для гальванической развязки управляющей электроники и силовой электроники позволяет избежать возможных проблем.
Описанная конструкция реле позволяет отключать питание схемы, а не землю, что является целесообразным и безопасным решением в случаях, когда устройство имеет множество заземлений. Реле можно адаптировать для различных напряжений и токов путем замены полевых транзисторов, что делает его универсальным решением для множества приложений.
Важно помнить о правильном расчете резисторов для оптрона, чтобы гарантировать полное открытие транзистора в оптроне и избежать неполного открытия или закрытия полевых транзисторов, что может привести к их перегреву.
В целом, представленное твердотельное реле является отличной альтернативой традиционным электромеханическим реле и может быть успешно использовано в различных электронных устройствах и системах управления питанием.
На этом все подписываетесь на канал!