Mạch chuyển tiếp SPDT sử dụng Triac

Có thể chế tạo bộ chuyển mạch SPDT hoặc ném đơn cực hiệu quả ở trạng thái rắn bằng cách sử dụng triac để thay thế SPDT cơ học.

Bài đăng trình bày chi tiết về mạch rơ le triac SPDT trạng thái rắn đơn giản, sử dụng bộ ghép quang và một vài triac, có thể được sử dụng thay thế hiệu quả cho rơ le cơ học. Ý tưởng được yêu cầu bởi 'Cypherbuster'.

Giới thiệu

Trong một trong những bài đăng khác, chúng tôi đã học cách tạo DPDT SSR sử dụng mosfet , tuy nhiên, thiết kế này chỉ có thể được sử dụng cho tải DC dòng điện cao và không sử dụng với tải AC ở cấp nguồn điện.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem cách vận hành một nguồn điện lưới đơn giản rơle trạng thái rắn có thể được thực hiện bằng cách sử dụng triac và một optocoupler.

Hoạt động của bất kỳ rơ le nào được thiết kế đặc biệt để vận hành riêng lẻ hai tải công suất cao khác nhau và luân phiên với sự trợ giúp của bộ kích hoạt công suất thấp được cách ly bên ngoài.

Trong kiểu dựa cơ học thông thường, điều này được thực hiện bằng cách chuyển đổi các tải qua các tiếp điểm N / O và N / C của nó để đáp ứng với sự kích hoạt được áp dụng trên cuộn dây của nó.

Tuy nhiên, rơle cơ học có những nhược điểm riêng như mức độ hao mòn cao hơn, tuổi thọ thấp hơn, tạo ra nhiễu sóng RF do tia lửa trên các tiếp điểm và điều quan trọng nhất là phản ứng chuyển mạch bị chậm có thể rất quan trọng trong hệ thống như UPS .

Hoạt động mạch

Trong mạch chuyển tiếp triac SPDT của chúng tôi, chức năng tương tự được thực hiện thông qua việc chuyển đổi hai triac qua hai giai đoạn BJT và một bộ ghép quang cách ly đảm bảo rằng hoạt động chuyển đổi cho rơle này không có nhược điểm như đã đề cập ở trên.

Đề cập đến sơ đồ, triac bên trái đại diện cho tiếp điểm N / O trong khi triac bên phải hoạt động giống như tiếp điểm N / C.

Sơ đồ mạch

Trong khi optocoupler ở chế độ không được kích hoạt, BC547 được kết hợp trực tiếp với opto sẽ chuyển sang chế độ được kích hoạt, điều này giữ cho BC547 thứ hai luôn TẮT. Tình huống này cho phép triac bên phải vẫn được BẬT và triac còn lại được giữ ở trạng thái TẮT.

Trong điều kiện này, bất kỳ tải nào được kết nối với triac bên phải sẽ hoạt động và vẫn được BẬT.

Bây giờ, ngay sau khi một bộ kích hoạt được áp dụng cho bộ ghép quang, nó sẽ BẬT và lần lượt TẮT BC547 được kết nối.

Tình huống này sẽ BẬT BC547 thứ hai và do đó triac bên phải được TẮT, đảm bảo rằng triac bên trái hiện được BẬT.

Điều kiện trên ngay lập tức bật tải thứ hai BẬT và TẮT tải trước đó, thực hiện hiệu quả việc chuyển đổi thay thế cần thiết của tải với sự trợ giúp của bộ kích hoạt DC bên ngoài cách ly.

Hai đèn LED được kết nối với đế của hai BJT cho biết tải nào đang ở trạng thái được kích hoạt tại bất kỳ thời điểm nào trong khi mạch rơ le triac SPDT đang được vận hành.

Thêm nguồn điện đi kèm và Hiệu ứng trễ

Thiết kế trên có thể được cải tiến hơn nữa và hoàn toàn độc lập với nguồn điện một chiều bên ngoài bằng cách nâng cấp nó với nguồn điện không biến áp của chính nó, như hình dưới đây:

Bạn sẽ tìm thấy những thay đổi sau trong sơ đồ được nâng cấp này:

Bổ sung 1K ở gốc của BC547 bên phải để đảm bảo kích hoạt chính xác triac bên trái

Bổ sung mạng R / C qua các cổng của triac để đảm bảo rằng hai triac không bao giờ BẬT cùng nhau tại bất kỳ trường hợp cụ thể nào hoặc trong các giai đoạn chuyển đổi. Điốt có thể là 1N4148, điện trở có thể là 22K hoặc 33K, và tụ điện có thể khoảng 100uF / 25V.

Có một thứ nữa dường như bị thiếu trong sơ đồ và đó là một điện trở giới hạn (khoảng 22 ohms) giữa điốt zener 12V và tụ điện 0,33uF, điều này có thể quan trọng để bảo vệ diode zener khỏi đột ngột tăng vọt qua Tụ điện trong quá trình bật nguồn.

Cảnh báo: Mạch hiển thị ở trên không được cách ly khỏi nguồn điện đầu vào AC và do đó cực kỳ nguy hiểm khi chạm vào trong điều kiện BẬT đã chuyển.