Simulación de relés de estado sólido, explicada

[SaltyPuglord] relé de estado sólido necesario para el proyecto. Acabamos de comprar uno, pero decidió proyectar el suyo propio en LTSpice. En el camino, hizo el video a continuación, que es un buen ejemplo bastante informativo de diseño insignificante en LTSpice.

Los MOSFET han facilitado este tipo de proyectos, tanto que debería ser tan fácil como poner un par de fetos fuertes en línea con la fuente y la carga de CA. Sin embargo, esto tiene algunas consecuencias. [Salty] cubre en el video.

La mayor preocupación es aislar el suministro de CC de la tierra. Usó un transformador difícil de simular en LTSpice. Aparte de eso, el diseño de la fuente de alimentación es bastante sencillo y, como menciona en el video, realmente no necesita este complejo de regulador solo para alimentar las puertas de los MOSFET.

La otra cosa es que los cables entre los dos MOSFET realmente tienen que flotar y podrían manejar algo de corriente. El problema es que LTSpice puede confundirse si falta una referencia básica para los FET. Por tanto, hay tierra en el circuito simulado. De hecho, al solucionador predeterminado de LTSpice, sin embargo, no le gusta el circuito. El video muestra cómo cambiar al solucionador alternativo que funciona bien.

Parece que mucho de lo que trata el video también se menciona en un documento de TI vinculado. Si desea probar una versión ligera del circuito sin instalar LTSpice, pruebe Falstad. O pruebe Micro Cap si desea instalar algo más. Si se queda con LTSpice y desea obtener más información sobre el modelado de transformadores, lo tenemos cubierto.

  • jrfl dice:

    Este debe ser el relevo sólido más complicado que he visto en mi vida. ¿Explica por qué sigue una ruta tan tortuosa? Solo necesita un optoacoplador y SCR, tal vez algunos componentes de coqueteo si se siente aventurero. Incluso puede obtener aisladores opcionales con detección de cruce por cero incorporada si eso es importante para usted.

    ex http://bristolwatch.com/ele/triacs2.htm

    • fonz dice:

      la ventaja de los mosquetes es que puede apagarlos instantáneamente en cualquier momento, por lo que con el sentido actual puede hacer que se cortocircuite

  • paquete dice:

    SCR / TRIAC SSR se separa como B * # CH a corrientes más altas, el enfoque MOSFET es una mejora significativa.

    • jrfl dice:

      En el esquema, propone que uno de los mosquetes es de polarización inversa, por lo que tendrá aproximadamente la misma caída de voltaje que SCR en el dispositivo de polarización inversa, sin mencionar la caída de voltaje en el dispositivo de polarización anterior. A 10A RMS, los mosquetes que usó caerán alrededor de 4v a través del dispositivo “encendido” a una temperatura de uso de 25 ° C (aumentando con la temperatura hasta 6v a una temperatura de uso de 150 ° C) y otro 1v a través del dispositivo “apagado”, para un total de aproximadamente 50w de disipación de potencia (aumentando 70w a 150C de temperatura de uso).

      Considere en cambio el triac de precio similar [1] que solo tiene una caída de diodo de aproximadamente 1v a 10 amperios. Este dispositivo disipará menos de 10 W a la misma corriente de 10 A RMS y es mucho más sencillo de operar (no se requiere fuente de alimentación adicional ni transmisión de puerta). Tenga en cuenta que la caída de voltaje en SCR en realidad disminuye ligeramente con el aumento de la temperatura, por lo que la disipación de energía en realidad mejora ligeramente al aumentar la temperatura de la carcasa.

      [1] https://www.digikey.com/product-detail/en/littelfuse-inc/Q6035NH5TP/Q6035NH5TP-ND/967581

      • jrfl dice:

        O considere este tercero [2] que cuesta 1/10 más que el MOSFET, pero puede manejar la misma corriente y disipará aproximadamente 15w como máximo, aproximadamente 1/5 del diseño MOSFET.

        [2] https://www.digikey.com/product-detail/en/rochester-electronics-llc/MAC12M/2156-MAC12M-ON-ND/11522873

        Ciertamente, es posible diseñar un enfoque basado en mosfet que supere a un dispositivo basado en triac, pero para aplicaciones de voltaje lineal es terriblemente caro. Realmente solo tiene sentido para aplicaciones de CC o de bajo voltaje donde puede encontrar mosquitos con ESR de unas pocas millas.

      • fonz dice:

        los mosquetes solo están sesgados inversamente cuando están apagados, cuando están sobre ellos, conducen en ambas direcciones, por lo que el único límite es la poca resistencia que puede obtener.

        • jrfl dice:

          A 10A, la caída de voltaje en el diodo del cuerpo interno es menor que 1v, mientras que como la caída de voltaje en el mosfet principal es> 4v, la corriente fluirá a través del diodo del cuerpo en el dispositivo de la parte inversa.

          Tiene razón en que en un SSR bien diseñado podría evitar esto, pero eso solo se aplica en los proyectores de los autores para corrientes por debajo de 1 amperio.

          Si quisiera competir con un triac a 10 A de corriente, necesitaría mosquetes con menos de 50 mR de resistencia, que es alrededor de> $ 10 por pieza en comparación con $ 0,23 para la solución en un triac.

          • fonz dice:

            tienes razón, supuse erróneamente que había hecho una elección prudente de mosfet. La ventaja de usar mosquetes es que se pueden apagar de inmediato, sin limitarse al final de un ciclo. Lo usé para producir un fusible electrónico frente a varios triacs para que no hicieran una granada en caso de cortocircuito.

          • Phyvyn dice:

            Vuelve a comprobarlo: ¿no hay diodos cuando empiezan esos días festivos? (y no hay diodos cuando esos fetos están apagados). Las caídas de diodos serían, si todavía hay una ruta de corriente, si los fetos están completamente sesgados Gate-Source, un buen feto para esto tendría aproximadamente 38 mOhms y cuando se abren ambos diodos están espalda con espalda. por lo que no hay ruta de conducción. Mirar de nuevo.

          • Phyvyn dice:

            Ya sea Triac, Relay o FET, desea un circuito o fusible más allá del uso objetivo.

  • Pedro dice:

    Me pregunto por qué no toma el voltaje de la puerta directamente de las redes con un par de tapas y diodos en lugar de usar un torpe transformador. La única corriente requerida sería la pequeña corriente que fluye a través de la resistencia plegable de las puertas.

    • tekkieneet dice:

      A menos que la red de CA para polarización esté aislada del circuito que está cambiando, existe la posibilidad de que pueda producir un cortocircuito entre esa y el circuito conmutado por un error del usuario.

  • tekkieneet dice:

    El SSR basado en MOSFET de la vida real utiliza un transmisor LED con pequeñas células fotovoltaicas para impulsar las puertas MOSFET. También podrían usarse para operar el circuito de detección de cruce por cero opcional para unidades de CA.

    Es mucho más fácil para los proyectos basados ​​en TRIAC porque puede usar el voltaje en el dispositivo como un disparador. Una vez que comienza, permanece hasta la próxima transición cero.

  • Descargado dice:

    Entonces … ¿R1 o R5 representan la carga que se está cambiando?
    Y si uno realmente construyera este circuito, ¿omitirían dicha resistencia en lugar de la carga? ¿O mantenerlo para proporcionar una carga mínima?

    • fonz dice:

      R5 es la carga, R1 es un tirón para las puertas

  • Jason Smith dice:

    Desafortunadamente, al no trabajar con corriente CC como relé mecánico, las cargas CC de alta potencia o las señales CC bidireccionales intactas mantienen SSR en casi todos mis proyectos. Ah, y el cruce por cero no es un problema para mí cuando necesito cerrar, tengo que cerrar inmediatamente, no cuando el dispositivo quiere.

Gloria Vega
Gloria Vega

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