Трёхфазное твердотельное реле на 40 А

от Do Better · 28.07.2021

В быту всё прочнее занимают своё место твердотельные реле, они просто не заменимы, когда включение и выключение нагрузки происходит очень часто и обычные электромагнитные реле просто не выдерживают механических нагрузок, изнашиваются и ломаются. К тому же, эти раздражающие щелчки при включении и выключении нагрузки, однозначно склоняют к использованию твёрдотельных реле, которые абсолютно бесшумны.

Однако цена этих новых реле, особенно трёхфазных, заставляет задуматься о целесообразности их применения. В этом случае может помочь самостоятельное изготовление такого реле и этот сайт вам в этом поможет. Изготовление трёхфазного реле на 40 ампер своими руками обойдётся вам максимум в 500 рублей, даже если покупать все детали, в то время как заводское стоит несколько тысяч. Стоит задуматься. Верно?
Заводское реле, в случае повреждения деталей внутреннего устройства, ремонту не подлежит и требует полной замены. Самодельное реле, сделанное своими руками, будет служить вам многие годы, потому что вы будете досконально знать его устройство, и если сгорят какие – то его части, вы без проблем их поменяете и продолжите эксплуатацию этого очень полезного устройства.
Итак, приступим.

Схема твердотельного реле

Детали

Для работы нам понадобится.

S1 – Любой выключатель или тумблер.
F1 – предохранитель на 0.25 – 0.5 Ампер.
C1 – 0.068 мкФ 630 Вольт.
R1 – 470 кОм.
R2 – 100 Ом.
VDS1 – Выпрямительный мост на 1 Ампер 600 – 1000 Вольт или отдельные диоды.
D1 – стабилитрон на 20 Вольт 0.5 Ватт.
C2 – 10 мкФ 25 Вольт.
HL4 – любой сигнальный светодиод.
MOC3063 – 3 штуки.
R3, 7, 11 по 330 Ом 0.5 Ватт.
C3, 5, 7 – по 2.7 нФ 50 Вольт. На ток до 10 Ампер на фазу. Если планируете нагрузку выше, то нужно поставить 3.3 нФ.
R4, 8, 12 по 470 Ом 2 Ватта. На ток до 10 Ампер на фазу. Если планируете нагрузку выше, то нужно поставить 330 Ом 2 Ватта.
T1, 2, 3 – симисторы ВТА41-600 – 3 штуки.
VD1, 2, 3, 4, 5, 6 – защитные TVS диоды типа 1.5 KE300CA.
R5, 9, 13 – по 47 Ом 5 Ватт. На ток до 10 Ампер на фазу. Если планируете нагрузку выше, то нужно поставить 27 Ом 5 Ватт.
C4, 6, 8 – по 0.047 мкФ 630 Вольт. На ток до 10 Ампер на фазу. Если планируете нагрузку выше, то нужно поставить 0.1 мкФ 630 Вольт.
D2, 3, 4 – любые диоды на напряжение не меньше 600 Вольт. Например 1N4007.
HL1, 2, 3 – любые сигнальные светодиоды.
R6, 10, 14 – по 470 кОм.
Макетная плата – 2 штуки.
Теплопроводная паста.

Изготовление трехфазного твердотельного реле

Начать сбор деталей лучше всего с корпуса будущего устройства. Для этого хорошо подходят боксы для автоматических выключателей, которые продаются в магазинах электротоваров. Цена вполне демократическая и зависит от размера бокса.
Самой главной деталью будущего реле является радиатор охлаждения симисторов. Чем комфортнее будет температура для симисторов во время работы, тем дольше они «проживут». Одним словом радиатор должен быть максимально большим (в разумных пределах). Если корпус будущего реле у вас будет металлическим, то пластину радиатора можно будет плотно прикрутить к его задней стенке, и тогда весь корпус будет являться большим радиатором.
Симисторы ВТА-41 можно прикрутить без изоляторов, напрямую к радиатору, так как у их выводов нет электрического контакта с подложкой. У других симисторов нужно обязательно проверять данные.
До начала монтажа деталей схемы на плату, я испытал срабатывание оптронов, на фото видно как. Из купленных в Китае 20 штук МОС3063 – 3 оказались браком. Так что внимательнее.

Начинаем монтаж с разметки и установки на место симисторов, а потом и остальных деталей.

Паяем. Провода припаиваем повышенного диаметра (в зависимости от нагрузки).

Очень внимательно удаляем лишние медные контактные площадки на макетной плате между высоковольтными проводами (как на фотографиях), во избежание коротких замыканий. 380 Вольт, это очень высокое напряжение и опасное для жизни.
Прикрепляем выводами деталей следующую плату.