SSR లేదా సాలిడ్ స్టేట్ రిలేలు అధిక శక్తి విద్యుత్ స్విచ్లు, ఇవి యాంత్రిక పరిచయాలతో సంబంధం లేకుండా పనిచేస్తాయి, బదులుగా అవి ఘన స్థితి సెమీకండక్టర్లను ఉపయోగిస్తాయి MOSFET లు విద్యుత్ భారాన్ని మార్చడానికి.
అతితక్కువ విద్యుత్తుతో చిన్న ఇన్పుట్ ట్రిగ్గర్ వోల్టేజ్ ద్వారా అధిక శక్తి లోడ్లను నిర్వహించడానికి SSR లను ఉపయోగించవచ్చు.
ఈ పరికరాలను అధిక శక్తి ఎసి లోడ్లను ఆపరేట్ చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు DC లోడ్ అవుతుంది .
సాలిడ్ స్టేట్ రిలేస్ పోలిస్తే చాలా సమర్థవంతంగా పనిచేస్తాయి ఎలక్ట్రో-మెకానికల్ రిలేలు కొన్ని విభిన్న లక్షణాల కారణంగా.
SSR యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు మరియు ప్రయోజనాలు
ఘన స్థితి రిలేల యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు మరియు ప్రయోజనాలు లేదా ఎస్ఎస్ఆర్లు అవి:
- కనీస సంఖ్య సాధారణ ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలను ఉపయోగించి ఎస్ఎస్ఆర్లను సులభంగా నిర్మించవచ్చు
- యాంత్రిక పరిచయాలు లేకపోవడం వల్ల అవి ఎలాంటి శబ్దం క్లిక్ చేయకుండా పనిచేస్తాయి.
- ఘన స్థితిగా ఉండటం అంటే సాంప్రదాయ ఎలక్ట్రో-మెకానికల్ రకాల కంటే SSR లు చాలా వేగంగా మారగలవు.
- SSR లు ఆన్ మారడానికి బాహ్య సరఫరాపై ఆధారపడవు, బదులుగా లోడ్ నుండి సరఫరాను తీయండి.
- అవి అతితక్కువ కరెంట్ ఉపయోగించి పనిచేస్తాయి మరియు అందువల్ల బ్యాటరీతో పనిచేసే వ్యవస్థలలో బ్యాటరీని హరించడం లేదు. ఇది పరికరం కోసం అతితక్కువ నిష్క్రియ ప్రవాహాన్ని కూడా నిర్ధారిస్తుంది.
MOSFET లను ఉపయోగించి ప్రాథమిక SSR వర్కింగ్ కాన్సెప్ట్
నా మునుపటి పోస్ట్లలో ఒకదానిలో నేను మోస్ఫెట్ ఆధారంగా ఎలా ఉన్నానో వివరించాను ద్వి దిశాత్మక స్విచ్ ప్రామాణికం వలె ఏదైనా కావలసిన విద్యుత్ లోడ్ను ఆపరేట్ చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు యాంత్రిక స్విచ్ , కానీ అసాధారణమైన ప్రయోజనాలతో.
ఆదర్శవంతమైన SSR పరికరాన్ని తయారు చేయడానికి అదే MOSFET ద్వి దిశాత్మక స్విచ్ భావన వర్తించవచ్చు.
ట్రైయాక్ ఆధారిత SSR కోసం దయచేసి చూడండి ఈ పోస్ట్కు
ప్రాథమిక SSR డిజైన్
పైన చూపిన ప్రాథమిక SSR రూపకల్పనలో, సముచితంగా రేట్ చేయబడిన MOSFET లు T1 మరియు T2 లు వాటి మూలంతో వెనుకకు వెనుకకు కనెక్ట్ చేయబడి, గేట్ టెర్మినల్స్ ఒకదానితో ఒకటి ఉమ్మడిగా చేరడం మనం చూడవచ్చు.
D1 మరియు D2 సంబంధిత MOSFET ల యొక్క అంతర్గత శరీర డయోడ్లు, అవసరమైతే బాహ్య సమాంతర డయోడ్లతో బలోపేతం చేయవచ్చు.
ఇన్పుట్ DC సరఫరా రెండు MOSFET ల యొక్క సాధారణ గేట్ / సోర్స్ టెర్మినల్స్ అంతటా జతచేయబడి ఉంటుంది. ఈ సరఫరా MOSFET లను ఆన్ చేయడానికి లేదా SSR యూనిట్ పనిచేస్తున్నప్పుడు MOSFET ల కోసం శాశ్వత స్విచ్ ఆన్ను ప్రారంభించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
గ్రిడ్ మెయిన్స్ స్థాయి మరియు లోడ్ వరకు ఉండే AC సరఫరా MOSFET ల యొక్క రెండు కాలువల్లో సిరీస్లో అనుసంధానించబడి ఉంది.
అది ఎలా పని చేస్తుంది
ప్రతిపాదిత అమ్మిన స్టేట్ రిలే యొక్క పనిని క్రింది రేఖాచిత్రం మరియు సంబంధిత వివరాలను సూచించడం ద్వారా అర్థం చేసుకోవచ్చు:
పై సెటప్తో, ఇన్పుట్ గేట్ సరఫరా కనెక్ట్ అయినందున, T1 మరియు T2 రెండూ స్విచ్డ్ ఆన్ స్థానంలో ఉన్నాయి. లోడ్ సైడ్ ఎసి ఇన్పుట్ ఆన్ చేసినప్పుడు, సంబంధిత మోస్ఫెట్ / డయోడ్ జత (టి 1, డి 2) ద్వారా సానుకూల సగం చక్రం ఎలా నడుస్తుందో ఎడమ రేఖాచిత్రం చూపిస్తుంది మరియు కుడి వైపు రేఖాచిత్రం ప్రతికూల ఎసి చక్రం ఇతర పరిపూరకరమైన మోస్ఫెట్ / డయోడ్ జత (T2, D1).
ఎడమ రేఖాచిత్రంలో AC సగం చక్రాలలో ఒకటి T1, మరియు D2 (T2 రివర్స్ బయాస్డ్) గుండా వెళుతుంది, చివరకు లోడ్ ద్వారా చక్రం పూర్తి అవుతుంది.
లోడ్, T2, D1 (T1 ఈ సందర్భంలో పక్షపాతంతో తిరగబడుతుంది) ద్వారా నిర్వహించడం ద్వారా ఇతర సగం చక్రం వ్యతిరేక దిశలో సర్క్యూట్ను ఎలా పూర్తి చేస్తుందో కుడి వైపు రేఖాచిత్రం చూపిస్తుంది.
ఈ విధంగా రెండు MOSFET లు T1, T2 తో పాటు వాటి బాడీ డయోడ్లు D1, D2, AC యొక్క సగం చక్రాలను నిర్వహించడానికి అనుమతిస్తాయి, AC లోడ్ను సంపూర్ణంగా శక్తివంతం చేస్తాయి మరియు SSR పాత్రను సమర్థవంతంగా సాధించగలవు.
ప్రాక్టికల్ SSR సర్క్యూట్ చేయడం
ఇప్పటివరకు మేము ఒక SSR యొక్క సైద్ధాంతిక రూపకల్పనను నేర్చుకున్నాము, ఇప్పుడు ముందుకు సాగండి మరియు ఆచరణాత్మక ఘన స్థితి రిలే మాడ్యూల్ ఎలా నిర్మించబడుతుందో చూద్దాం, కావలసిన అధిక శక్తి AC లోడ్ను మార్చడానికి, బాహ్య ఇన్పుట్ DC లేకుండా.
పైన పేర్కొన్న SSR సర్క్యూట్ మునుపటి ప్రాథమిక రూపకల్పనలో చర్చించిన విధంగానే కాన్ఫిగర్ చేయబడింది. అయితే, ఇక్కడ మనకు రెండు అదనపు డయోడ్లు D1, మరియు D2, మోస్ఫెట్ బాడీ డయోడ్లు D3, D4 ను కనుగొంటాము.
D1, D2 డయోడ్లు ఒక నిర్దిష్ట ప్రయోజనం కోసం ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి, ఇది D3, D4 MOSFET బాడీ డయోడ్లతో కలిపి వంతెన రెక్టిఫైయర్ను ఏర్పరుస్తుంది.
SSR ఆన్ / ఆఫ్ చేయడానికి చిన్న ఆన్ ఆఫ్ స్విచ్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ స్విచ్ రీడ్ స్విచ్ లేదా తక్కువ కరెంట్ స్విచ్ కావచ్చు.
హై స్పీడ్ స్విచింగ్ కోసం మీరు స్విచ్ను a తో భర్తీ చేయవచ్చు ఆప్టో-కప్లర్ క్రింద చూపిన విధంగా.
సారాంశంలో సర్క్యూట్ ఇప్పుడు 3 అవసరాలను నెరవేరుస్తుంది.
- ఇది MOSFET / డయోడ్ SSR కాన్ఫిగరేషన్ ద్వారా AC లోడ్కు శక్తినిస్తుంది.
- D1 --- D4 చేత ఏర్పడిన వంతెన రెక్టిఫైయర్ ఏకకాలంలో లోడ్ AC ఇన్పుట్ను సరిదిద్దబడిన మరియు ఫిల్టర్ చేసిన DC గా మారుస్తుంది, మరియు ఈ DC MOSFET ల యొక్క ద్వారాలను పక్షపాతం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది బాహ్య DC ని బట్టి, MOSFET లను లోడ్ AC ద్వారా తగిన విధంగా ఆన్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.
- సరిదిద్దబడిన DC మరింత సహాయక DC అవుట్పుట్గా ముగించబడుతుంది, ఇది ఏదైనా తగిన బాహ్య లోడ్కు శక్తినివ్వడానికి ఉపయోగపడుతుంది.
సర్క్యూట్ సమస్య
పై డిజైన్ను నిశితంగా పరిశీలిస్తే, ఈ ఎస్ఎస్ఆర్ డిజైన్లో ఉద్దేశించిన ఫంక్షన్ను సమర్థవంతంగా అమలు చేయడంలో సమస్యలు ఉండవచ్చు. ఎందుకంటే, మారే DC మోస్ఫెట్ యొక్క గేట్ వద్దకు వచ్చిన క్షణం, అది ఆన్ చేయడం ప్రారంభమవుతుంది, దీనివల్ల కాలువ / మూలం ద్వారా కరెంట్ యొక్క బైపాసింగ్, గేట్ / సోర్స్ వోల్టేజ్ క్షీణిస్తుంది.
MOSFET T1 ను పరిశీలిద్దాం. సరిదిద్దబడిన DC T1 యొక్క గేటుకు చేరుకోవడం ప్రారంభించిన వెంటనే, ఇది 4 V నుండి కుడివైపు తిరగడం ప్రారంభిస్తుంది, దీని వలన దాని కాలువ / సోర్స్ టెర్మినల్స్ ద్వారా సరఫరా యొక్క బైపాసింగ్ ప్రభావం ఏర్పడుతుంది. ఈ సమయంలో, DC జెనర్ డయోడ్ అంతటా పెరగడానికి మరియు సున్నా వైపు పడటం ప్రారంభిస్తుంది.
ఇది MOSFET ను ఆపివేయడానికి కారణమవుతుంది, మరియు MOSFET కాలువ / మూలం మరియు MOSFET గేట్ / మూలం మధ్య నిరంతర పాత-సహచరుడి రకమైన పోరాటం లేదా టగ్ యుద్ధం జరుగుతుంది, SSR సరిగ్గా పనిచేయకుండా నిరోధిస్తుంది.
పరిష్కారం
పై సమస్యకు పరిష్కారం క్రింది ఉదాహరణ సర్క్యూట్ భావనను ఉపయోగించి సాధించవచ్చు.
ఇక్కడ లక్ష్యం ఏమిటంటే, జెనర్ డయోడ్ అంతటా లేదా MOSFET ల యొక్క గేట్ / సోర్స్ అంతటా వాంఛనీయ 15 V అభివృద్ధి చెందే వరకు MOSFET లు నిర్వహించవని నిర్ధారించుకోవడం.
DC లైన్ 15 V జెనర్ డయోడ్ రిఫరెన్స్ థ్రెషోల్డ్ను దాటిన తర్వాత మాత్రమే దాని అవుట్పుట్ కాల్పులు జరుపుతుందని ఆప్ ఆంప్ నిర్ధారిస్తుంది, ఇది MOSFET గేట్లను ప్రసరణకు సరైన 15 V DC పొందటానికి అనుమతిస్తుంది.
IC 741 యొక్క పిన్ 3 తో అనుబంధించబడిన ఎరుపు రేఖను బాహ్య మూలం నుండి అవసరమైన స్విచ్చింగ్ కోసం ఆప్టో కప్లర్ ద్వారా టోగుల్ చేయవచ్చు.
అది ఎలా పని చేస్తుంది : మనం చూడగలిగినట్లుగా, op amp యొక్క విలోమ ఇన్పుట్ 15V జెనర్తో ముడిపడి ఉంది, ఇది op amp pin2 కొరకు సూచన స్థాయిని ఏర్పరుస్తుంది. ఆప్ ఆంప్ యొక్క నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ అయిన పిన్ 3 సానుకూల రేఖతో అనుసంధానించబడి ఉంది. ఈ కాన్ఫిగరేషన్ ఆప్ ఆంప్ యొక్క అవుట్పుట్ పిన్ 6 దాని పిన్ 3 వోల్టేజ్ 15 వి మార్కుకు చేరుకున్న తర్వాత మాత్రమే 15 వి సరఫరాను ఉత్పత్తి చేస్తుందని నిర్ధారిస్తుంది. ఈ చర్య మోస్ఫెట్స్ చెల్లుబాటు అయ్యే 15 వి ఆప్టిమల్ గేట్ వోల్టేజ్ ద్వారా మాత్రమే నిర్వహిస్తుందని, ఎస్ఎస్ఆర్ యొక్క సరైన పనిని అనుమతిస్తుంది.
వివిక్త మార్పిడి
ఏదైనా SSR యొక్క ప్రధాన లక్షణం బాహ్య సిగ్నల్ ద్వారా పరికరం యొక్క వివిక్త మార్పిడిని వినియోగదారుని ప్రారంభించడం.
కింది భావనలో చూపిన విధంగా పైన పేర్కొన్న ఆప్ ఆంప్ ఆధారిత రూపకల్పనను ఈ లక్షణంతో సులభతరం చేయవచ్చు:
డయోడ్లు బ్రిడ్జ్ రెక్టిఫైయర్ లాగా ఎలా పనిచేస్తాయి
సానుకూల సగం చక్రాల సమయంలో, ప్రస్తుత D1, 100k, జెనర్, D3 ద్వారా మరియు తిరిగి AC మూలానికి కదులుతుంది.
ఇతర సగం చక్రంలో, ప్రస్తుత D2, 100k, జెనర్, D4 ద్వారా మరియు తిరిగి AC మూలానికి కదులుతుంది.
సూచన: ఎస్ఎస్ఆర్
మునుపటి: దాడులు మరియు వేధింపుల నుండి మహిళలను రక్షించడానికి గాడ్జెట్లు తర్వాత: 1 Hz నుండి 1 MHz ఫ్రీక్వెన్సీ రిఫరెన్స్ జనరేటర్ సర్క్యూట్