ما هو هيكل تتابع الحالة الصلبة

ما هو هيكل تتابع الحالة الصلبة

مرحلات الحالة الصلبة عبارة عن أجهزة نشطة بأربعة أطراف ، واثنان من المحطات الأربعة هما محطات للتحكم في المدخلات ، والمحطات الأخرى هي محطات للتحكم في المخرجات. على الرغم من أن أنواع ومواصفات مفاتيح SSR عديدة ، إلا أن هياكلها متشابهة وتتكون بشكل أساسي من ثلاثة أجزاء (كما هو موضح في الشكل 2.1): دائرة الإدخال (دائرة التحكم) ، دائرة الدائرة ، ودائرة الإخراج (دائرة التحكم).

دائرة الإدخال:

توفر دائرة الإدخال الخاصة بترحيل الحالة الصلبة ، والتي تسمى أيضًا دائرة التحكم ، حلقة لإشارة التحكم في الإدخال ، مما يجعل إشارة التحكمكمصدر تحريك لترحيل الحالة الصلبة. وفقًا لأنواع مختلفة من جهد الدخل ، يمكن تقسيم دائرة الدخل إلى ثلاثة أنواع ، دائرة دخل التيار المستمر ، دائرة دخل التيار المتردد ودائرة دخل التيار المتردد / التيار المتردد.

يمكن تقسيم دائرة دخل التيار المستمر إلى دائرة الإدخال المقاومة ودائرة إدخال التيار المستمر .

  1) دائرة الإدخال المقاومة ، والتي يزيد مدخلاتها خطيًا مع زيادة جهد الدخل ، والعكس بالعكس. إذا كانت إشارة التحكم بها جهد تحكم ثابت ، فيجب اختيار دائرة دخل المقاوم.

  2) دائرة إدخال التيار الثابت. عندما يصل جهد الدخل لدائرة إدخال التيار الثابت إلى قيمة معينة ، فإن التيار لن يزداد بشكل واضح مع زيادة الجهد. تسمح هذه الميزة باستخدام ترحيل الحالة الصلبة للمدخلات الحالية المستمرة عبر مدى جهد إدخال واسع إلى حد ما. على سبيل المثال ، عندما يكون نطاق تباين الجهد لإشارة التحكم نوعًا كبيرًا (على سبيل المثال ، 3 ~ 32V) ، سيتم التوصية بترحيل الحالة الصلبة للتيار المستمر مع دائرة إدخال تيار مستمر لضمان عمل مرحل الحالة الصلبة للتيار المستمر على نحو موثوق مجموعة الجهد المدخلات بأكمله.

تحتوي بعض دوائر التحكم في الإدخال هذه على تحكم منطقي وإيجابي وسلبي في الاتجاه المعاكس ووظائف أخرى ، بالإضافة إلى توافق الدوائر المنطقية. وبالتالي ، يمكن توصيل مرحلات الحالة الصلبة بسهولة بدارات TTL (دوائر منطق الترانزستور والترانزستور) ، وداراتCMOS (دوائر أشباه الموصلات التكميلية لأكسيد الفلز ) ، ودارات DTL (دوائر منطق الصمام الثنائي للترانزستور) ، و HTLالدوائر (دوائر منطق عتبة عالية). في الوقت الحاضر ، تم استبدال DTL تدريجياً بـ TTL ، وتم استبدال HTL بـ CMOS. وإذا تم استخدام إشارة النبض المعدل العرض (PWM) كإشارة دخل ، فيجب ضبط تردد التبديل ON / OFF الخاص بمصدر حمل التيار المتردد على أقل من 10 هرتز ، أو لا يمكن الحفاظ على معدل تبديل الإخراج لدائرة الإخراج في AC SSR مع ذلك.

دائرة محرك الأقراص:

تشتمل دائرة القيادة في مرحل الحالة الصلبة على ثلاثة أجزاء: دائرة اقتران العزل ، دائرة الوظائف ، ودائرة الزناد. ومع ذلك ، وفقًا للاحتياجات الفعلية لترحيل الحالة الصلبة ، قد يتم تضمين واحد / اثنين فقط من هذه الأجزاء.

1. دائرة اقتران معزولة:

في العزلة واقتران أساليب I / O الدوائر (الإدخال / الإخراج الدائرة) من التبديلات الحالة الصلبة تستخدم حاليا طريقتان، Optocouplerالدوائر وارتفاع وتيرة الدوائر محول.

  1) يتم تثبيت Optocoupler (وتسمى أيضًا المكوّن الضوئي ، أو المقرنة الضوئية ، أو المعزل البصري ، أو المعزل البصري) بشكل مبهم باستخدام مصباح LED بالأشعة تحت الحمراء ( الصمام الثنائي الباعث للضوء) ومستشعر بصري لتحقيق تحكم معزول بين "جانب التحكم" و "جانب التحميل" ، لأنه لا يوجد اتصال كهربائي أو اتصال مادي بين "باعث الضوء" و "مستشعر الضوء" باستثناء الحزمة. تتضمن أنواع مجموعات "استشعار المصدر" عادة ما يلي: "ترانزيستور ضوئي LED" (قارنة ضوئية ضوئية) و "LED-Triac" (Phototriac Coupler) و "مصفوفة LED ضوئية" (يتم استخدام مجموعة مكدّسات الثنائي الضوئي لدفع زوج من MOSFETs أو IGBT).

  2) تستخدم دائرة اقتران محول التردد العالي محول تردد عالي لتحويل إشارة التحكم عند الإدخال إلى إشارة محرك الأقراص عند الإخراج.عملية التفصيل هي ، أن إشارة التحكم في الإدخال تنتج إشارة ذات تردد عالٍ تتذبذب ذاتياً والتي سيتم إرسالها من خلال قلب المحول إلىالمحول الثانوي ، وبعد المعالجة بواسطة دائرة الكشف / التصحيح ودائرة المنطق ، ستصبح الإشارة في النهاية إشارة محرك لدفع دائرة الزناد.

2. الدائرة الوظيفية:

و الدائرة الفنية ويمكن أن تشمل الدوائر الفنية المختلفة، مثل الدوائر الكشف، ودائرة المعدل، الدوائر معبر الصفر ، دائرة التسارع، و دائرة حماية ، دائرة العرض ، الخ

3. دائرة الزناد:

في دائرة الزناد يستخدم لتوفير إشارة الزناد لدائرة الانتاج.

دائرة الانتاج:

في دائرة الانتاج يتم التحكم تتابع الحالة الصلبة بواسطة إشارة الزناد لتمكين تشغيل / إيقاف التحول من إمدادات الطاقة الحمل.

تتكون دائرة الخرج بشكل أساسي من مكون الخرج (شريحة) وحلقة امتصاص (والتي تعمل كقمع عابر) ، وتتضمن أحيانًا دائرة تغذية مرتدة.حتى الآن ، يشتمل مكون الإخراج في مرحلات الحالة الصلبة بشكل أساسي على:  الترانزستور ثنائي القطب ( الترانزستور ثنائي القطب أو BJT ، الذي ينقسم إلى نوعين ، PNP و NPN) ، الثايرستور ( مقوم السيليكون المعدل أو SCR) ، Triac (ثنائي الاتجاه الثلاثي ، الثايرستور ثنائي الاتجاه ، المعدل ثنائي الاتجاه المعدل أو BCR ، ترانزستور التأثير الميداني بأكسيد المعادن (MOSFET) ، الترانزستور ثنائي القطب المعزول (IGBT) ، السيليكون كربيد MOSFET (SIC MOSFET ، نوع من الفجوة الواسعة الترانزستور مع الدرجة الصناعية أعلى درجة حرارة تقاطع التشغيل من 200 درجة مئوية ، وانخفاض استهلاك الطاقة والحجم الصغير) ، وهلم جرا.

يمكن تقسيم دائرة الخرج في مرحل الحالة الصلبة إلى ثلاثة أنواع: دائرة إخراج التيار المستمر ، ودائرة خرج التيار المتردد ، ودائرة خرج التيار المتردد / التيار المتردد. عادةً ما تستخدم دائرة خرج التيار المستمر مكونًا ثنائي القطب (مثل IGBT أو MOSFET) كمكون الإخراج ، وعادة ما تستخدم دائرة خرج التيار المتردد اثنين من الثايرستور أو الترياك كأحد مكونات الإخراج.