ما هو ريلاي وكيف يعمل؟

في الدوائر الكهربائية والإلكترونية كثيرًا ما نستخدم العديد من المكونات والأجهزة الأساسية وما إلى ذلك. تتضمن هذه المكونات والأجهزة تبديل المكونات وحماية الأجهزة وعناصر الاستشعار وما إلى ذلك. دعونا نفكر في أجهزة التبديل والحماية مثل الترانزستورات ، الثنائيات ، الثايرستور ، إلخ. هنا ، في هذه المقالة ، دعنا نناقش بالتفصيل نوعًا خاصًا من أجهزة التبديل والحماية التي يطلق عليها اسم المرحل. في المقام الأول ، يجب أن نعرف ما هو التتابع وكيف يعمل التتابع.

ما هو ريلاي؟

تناوب

يمكن تسمية التتابع كنوع مختلف من المفاتيح التي يمكن تشغيلها كهربائيًا. بشكل عام ، يتم تشغيل المرحلات ميكانيكيًا كمفتاح باستخدام مغناطيس كهربائي ويطلق على هذه الأنواع من المرحلات مرحلات الحالة الصلبة. يوجد أنواع مختلفة من المرحلات ويتم تصنيفها بناءً على معايير مختلفة مثل استنادًا إلى جهد التشغيل ، استنادًا إلى تقنية التشغيل ، وما إلى ذلك. يمكن إدراج أنواع مختلفة من المرحلات مثل مرحل الإغلاق ، مرحل الزئبق ، مرحل القصب ، مرحل بوخهولز ، مرحل الفراغ ، مرحل الحالة الصلبة ، وما إلى ذلك. قبل مناقشة أنواع المرحلات بالتفصيل ، دعونا نناقش كيفية عمل المرحلات.

عمل التتابع

لمناقشة عمل الترحيل ، يجب أن نفكر في أي نوع واحد من الترحيل وهنا في هذه المقالة ، فكر في مرحل الحالة الصلبة لفهم عمل الترحيل بسهولة. يمكن تعريف مرحل الحالة الصلبة على أنه مرحل ، والذي يستخدم أجهزة أشباه الموصلات ذات الحالة الصلبة لإجراء عملية التحويل. إذا قارنا التتابع الكهرومغناطيسي وترحيل الحالة الصلبة ، ثم يمكننا أن نلاحظ أن مرحل الحالة الصلبة يوفر كسبًا عاليًا للطاقة. يتم تصنيف مرحلات الحالة الصلبة هذه مرة أخرى إلى أنواع مختلفة مثل مرحلات الحالة الصلبة المقترنة بالمحولات والمزدوجة بالصور والقصب.

يشبه عمل مرحل الحالة الصلبة الترحيل الكهروميكانيكي ، لكن مرحل الحالة الصلبة لا يحتوي على أي أجزاء متحركة. وبالتالي ، توفر موثوقية متزايدة على المدى الطويل مقارنة بالمرحلات ذات الملامسات المتحركة. تُستخدم ترانزستورات MOSFET الكهربائية كأجهزة تبديل في الحالة الصلبة عمل التتابع . يمكن توفير العزل الكهربائي بين دائرة إدخال الطاقة المنخفضة ودائرة خرج الطاقة العالية باستخدام اقتران بصري.

دعونا نفكر في مثال عملي لترحيل الحالة الصلبة كما هو موضح في الشكل أدناه. إذا تم فتح مفتاح الإخراج أو تم إيقاف تشغيل MOSFET ، فيُقال إنه يتمتع بمقاومة لا نهائية. وبالمثل ، إذا تم إغلاق مفتاح الإخراج أو إجراء MOSFET ، فيُقال إن مقاومة منخفضة جدًا. يمكننا استخدام مرحلات الحالة الصلبة هذه لتبديل تيارات التيار المتردد والتيار المستمر.

ترحيل الحالة الصلبة

تتكون الدائرة المذكورة أعلاه من وحدة كهروضوئية مزودة بمصباح LED يتم تشغيله على MOSFETs (ترانزستورات تأثير مجال أشباه الموصلات بأكسيد المعادن) مع 20mA من خلال LED. تتكون الطاقة الكهروضوئية من 25 صمامًا ثنائيًا من السيليكون يولد ناتجًا بمقدار 0.6 فولت بحيث يكون إجمالي 15 فولتًا كبيرًا بما يكفي لتشغيل الدوائر المتكاملة متعددة المراحل (MOSFET).

العمل العملي لترحيل الحالة الصلبة

لفهم عمل التتابع في العمق ، دعونا نفكر في مرحل الحالة الصلبة العملي ثلاثي الأطوار مع ZVS. ثلاث وحدات أحادية الطور مزودة بتيرستورات طاقة و شبكة snubber تستخدم لتبديل الجهد الصفري من أجل التحكم في كل مرحلة على حدة.

مرحل الحالة الصلبة ثلاثي الأطوار مع ZVS بواسطة Edgefxkits.com

يتكون هذا المشروع من 8051 متحكم التي ترسل إشارات التبديل إلى كل مرحلة من خلال عوازل البصريات. تقوم عوازل البصريات بتوجيه الأحمال من خلال مجموعة من التيرستورات المتصلة في سلسلة مع الأحمال. لكل نبضة جهد صفري ، يولد المتحكم الدقيق نبضات خرج بحيث يتم تشغيل الحمل لكل تقاطع صفري لشكل موجة الإمداد.

مرحل الحالة الصلبة ثلاثي الأطوار مع مخطط كتلة مشروع ZVS بواسطة Edgefxkits.com

يوضح الشكل أعلاه مخطط الكتلة لمرحل الحالة الصلبة العملي ثلاثي الطور مع ZVS والذي يتكون من كتلة امدادات الطاقة ، كتلة متحكم ، مجموعة TRIAC ، والأحمال. تتجنب ميزة العبور الصفري لعزل البصريات (الذي يعمل كمحرك TRIAC) تدفق التيار المفاجئ على الأحمال الاستقرائية والمقاومة من خلال ضمان توليد ضوضاء منخفضة. يتم استخدام زري ضغط لتوليد نبضات خرج من وحدة التحكم الدقيقة.

للتحقق من تبديل الحمل عند نقطة الجهد الصفري ، يمكننا التحقق من أشكال موجة الجهد المطبق على الحمل عن طريق الاتصال بـ CRO أو DSO. يمكن تمديد عمل التتابع لتبديل الأحمال الثقيلة في الصناعات باستخدام ثايرستور من الخلف إلى الخلف. من خلال دمج الحماية من الحمل الزائد وحماية الدائرة القصيرة ، يمكننا تحقيق موثوقية عالية.

مزايا ترحيل الحالة الصلبة

• يعمل مرحل الحالة الصلبة بشكل صامت تمامًا ، وأقل نحافة ، ويسمح بالتغليف المحكم.
• بغض النظر عن مقدار الاستخدام ، تتمتع SSRs بمقاومة إخراج ثابتة.
• عمل التتابع نظيف وغير مرتد مقارنة بعمل الترحيل الميكانيكي.
• حتى في البيئات المتفجرة ، يمكن أيضًا استخدام SSRs لأنها لا تسبب شرارة حتى في ظل عمل التتابع.
• نظرًا لعدم وجود أجزاء متحركة ، فإن هذه SSRs تدوم طويلاً مقارنة بالمرحلات الميكانيكية.

عيوب ترحيل الحالة الصلبة

• بالنسبة لدائرة شحن البوابة ، فإن مصدر التحيز المعزول ضروري.
• قد تتسبب عابرات الجهد في تبديل زائف.
• بسبب الصمام الثنائي للجسم ، تتمتع SSRs بوقت استرداد عكسي عابر.

هل تريد أن تعرف بالتفصيل الأنواع المختلفة من المرحلات؟ هل أنت مهتم بالتصميم مشاريع الإلكترونيات لوحدك؟ بعد ذلك ، انشر تعليقاتك واقتراحاتك وأفكارك واستفساراتك في قسم التعليقات أدناه.