Circuito equivalente de un relé de estado sólido

Tres formas de hacer un SSR a continuación:

Los dos primeros utilizan FET y se pueden apagar y encender durante un ciclo de CA según sea necesario. La velocidad de conmutación debe ser entendida. Las versiones de compuerta flotante tienen una constante de tiempo RC que controla el apagado, a menos que se tome un mayor cuidado para evitarlo.

El circuito TRIAC se enciende cuando se dispara y se apaga en el siguiente cruce por cero. Se puede disparar tan pronto como haya pasado el cruce por cero, pero nuevamente, no se puede apagar hasta el siguiente cruce por cero. Por lo tanto, puede obtener semiciclos completos o semiciclos parciales desde un punto de disparo hasta el final de ese semiciclo. Las cargas inductivas complican esto ligeramente pero están fuera de la discusión básica.

(1) Coloque un MOSFET dentro de un puente de 4 diodos como la "carga". La entrada de CA a puente está "cortocircuitada" = activada para CA cuando el FET está activado La puerta está flotando, por lo que es necesario que el voltaje llegue a la puerta. No es difícil pero necesita ser pensado. Diagrama tosco - mejor tarde quizás. El transistor que se muestra aquí es bipolar, pero MOSFET hace el mismo trabajo. MOSFET siempre ve DC. La carga ve la conmutación de CA. Puerta de accionamiento con opto. Obtenga potencia mediante, por ejemplo, alimentación de resistencia desde el drenaje a la tapa del depósito para impulsar la puerta a través de opto.

(2)DosMOSFETdecanalN,porejemplo,enserie:conectanlafuentealafuenteylapuertaalapuerta.Lasentradasson2xdrenajes.Conduzcalapuerta+vealafuenteparaencender.Puertasalafuenteparaapagar.Unavezmás,laspuertasylasfuentesflotan,porloquenecesitamanejarlasperonoconfuerza,solonecesitaserpensado.

El siguiente diagrama de circuito muestra un ejemplo de una implementación práctica de este principio.
 Tenga en cuenta que los FETS son N-Channel y que las Fuentes de ambos FET están conectadas y las Puertas de ambos FET están conectadas. Este circuito funciona porque los MOSFETS son dos dispositivos de cuadrante, es decir, un FET de canal N puede activarse mediante una puerta positiva activa a la fuente, independientemente de si el voltaje Drain to Source es de + ve o -ve. Eso significa que el FET puede conducir "hacia atrás" si se conduce de la manera normal. Se requieren dos FETS conectados en "anti series" (polaridad relativa opuesta) debido al "diodo del cuerpo" que se encuentra dentro de cada FET y que conduce cuando el FET está polarizado de manera opuesta a la habitual. Si solo se usara un FET, se realizaría cuando el FET se desactivara cuando Drain fuera negativo en relación con la fuente.

Tengaencuentaqueel"aislamiento" y el cambio de nivel de la señal de encendido / apagado a las puertas flotantes se logra mediante los capacitores de 2 x 100 pF. Considere los circuitos a la derecha como potencialmente al potencial de la red. La mano derecha 74C14 forma un oscilador a aproximadamente 100 kHz y los dos inversores entre ellos proporcionan una unidad de polaridad opuesta a través de los 2 condensadores a los 4 diodos que forman un puente rectificador. El rectificador proporciona una unidad de CC a las puertas flotantes FET. La capacitancia de la compuerta es probablemente de unos pocos nF y se descarga por R1 cuando se elimina la señal del variador. Supongo que la eliminación de la unidad de disco ocurriría en décimas de mililegundo, pero usted mismo debe hacer los cálculos.

El circuito es desde aquí y las notas

• El circuito utiliza un paquete económico de inversor C-MOS y unos pocos condensadores pequeños para impulsar dos transistores MOS de potencia de una fuente de 12v a 15v. Dado que los valores del condensador de acoplamiento utilizados para impulsar los FET son pequeños, la corriente de fuga de la línea de alimentación al circuito de control es un pequeño 4uA. Solo se necesitan aproximadamente 1,5 mA de CC para encender y apagar 400 vatios de CA o CC a una carga

(3) CIRCUITO TRIACO

Mencionaste específicamente los MOSFET.
Un TRIAC también se usa comúnmente en SSR de CA.
A continuación se muestra un circuito típico de TRIAC.
L1 no puede ser usado.
C1 & R6 forma un "amortiguador" y los valores dependen de las características de carga.

Los relés de estado sólido son SCR de espalda a espalda optoacoplados en su forma más simple. Puedes duplicarlo tú mismo, pero se vuelve un poco desordenado. Dado que los relés de estado sólido están opto-aislados, el lado de salida puede flotar con respecto al lado de entrada, al igual que un relé real.

Si realmente necesita aislamiento, entonces se complica hacerlo usted mismo. Usted dice que la velocidad de conmutación es baja, ¿por qué no un relé mecánico regular?

Si no necesita aislamiento, hay varias posibilidades. Una es usar un triac y controlarlo directamente desde su circuito. Para obtener más información, necesitamos saber más sobre cómo se hace referencia (o no) a esta CA de 50 V a cualquier fuente de alimentación que tenga disponible.

Tienes toda la razón, los SSR son caro . La alternativa más simple es rodar su propio utilizando un triac opto-triac + power:

Esto cuesta un 80% menos que el SSR equivalente.

El MOC3041 conmuta en el cruce por cero de la tensión, por lo que puede ser una ventaja. Si no necesita eso, el MOC3051 es un opto-triac de cambio aleatorio. Una desventaja de usar un triac puede ser que hay una caída de voltaje de unos pocos voltios, y cuando el voltaje para conmutar es solo de 50V, la pérdida es más en comparación que, por ejemplo, 230V.
Un MOSFET como elemento de conmutación puede sonar como una mejor idea, pero si lo usa en el puente como en la solución de Russell, tendrá casi la misma caída de voltaje, pero esta vez en los diodos.

La mejor solución con respecto a la caída de voltaje es el viejo relé electromecánico . Dependiendo del tipo de carga, tendrá que rebajar el relé, de modo que para conmutar 5A puede necesitar una versión de 16A. El precio para el relé 16A es comparable al DIY SSR.