Uma chave SPDT de dois pólos de estado sólido eficiente pode ser construída usando triacs para substituir um SPDT mecânico.
O post detalha um circuito simples de relé triac SPDT de estado sólido, usando um optoacoplador e um par de triacs, que pode ser usado como um substituto eficaz para relés mecânicos. A ideia foi solicitada por “Cypherbuster”.
Introdução
Em um dos outros posts aprendemos como fazer um DPDT SSR usando mosfets, porém este projeto poderia ser usado apenas para cargas DC de alta corrente, e não com cargas AC no nível da rede.
Neste artigo veremos como um simples relé de estado sólido operado pela rede elétrica pode ser feito usando triacs e um optoacoplador.
O funcionamento de qualquer relé destina-se especificamente a operar duas cargas de alta potência diferentes individualmente e alternadamente com a ajuda de um gatilho externo de baixa potência isolado.
Em um tipo mecânico convencional de confiança, isso é feito alternando as cargas em seus contatos N/O e N/C em resposta à ativação aplicada em sua bobina.
No entanto, os relés mecânicos têm suas próprias desvantagens, como maior grau de desgaste, menor vida útil, geração de distúrbios de RF devido a faíscas nos contatos, e o mais importante é a resposta de comutação atrasada, que pode ser crucial em sistemas como UPS.
Operação do Circuito
Em nosso circuito de relé triac SPDT a mesma função é executada através da comutação de dois triacs através de dois estágios BJT e um optoacoplador isolante que garante que a operação de comutação para este relé não tenha inconvenientes como mencionado acima.
Referindo-se ao diagrama, o triac do lado esquerdo representa o contato N/O enquanto o triac do lado direito opera como o contato N/C.
Diagrama de circuito
Enquanto o optoacoplador está no modo não acionado, o BC547 diretamente associado ao opto entra no modo acionado, o que mantém o segundo BC547 DESLIGADO. Esta situação permite que o triac do lado direito permaneça LIGADO e o outro triac seja mantido DESLIGADO.
Nesta condição, qualquer carga conectada ao triac direito torna-se operacional e permanece ligada.
Agora, assim que um gatilho é aplicado ao acoplador óptico, ele liga e, por sua vez, desliga o BC547 conectado.
Esta situação liga o segundo BC547 e consequentemente o triac do lado direito é desligado, garantindo que o triac do lado esquerdo esteja agora ligado.
A condição acima imediatamente liga a segunda carga e desliga a carga anterior, cumprindo efetivamente a comutação alternada necessária da carga com a ajuda de um gatilho CC externo isolado.
Os dois LEDs conectados às bases dos dois BJTs indicam qual carga está no estado ativado a qualquer momento enquanto o circuito do relé triac SPDT está sendo acionado.
Adicionando uma fonte de alimentação conectada e efeito de atraso
O design acima pode ser aprimorado e totalmente independente de uma fonte de alimentação CC externa, atualizando-o com sua própria fonte de alimentação sem transformador, conforme mostrado abaixo:
Você encontrará as seguintes alterações neste diagrama atualizado:
Adição de um 1K na base do BC547 direito para garantir o acionamento correto do triac do lado esquerdo
Adição de rede R/C nos portões dos triacs para garantir que os dois triacs nunca estejam ligados juntos em qualquer instância ou durante os períodos de transição. Os diodos podem ser 1N4148, os resistores podem ser 22K ou 33K, e os capacitores podem ser em torno de 100uF/25V.
Há mais uma coisa que parece estar faltando no diagrama, e é um resistor limitador (aproximadamente 22 ohms) entre os diodos zener de 12V e o capacitor de 0,33uF, isso pode ser importante para proteger o diodo zener de súbitos surtos de rush através o capacitor durante a chave de alimentação LIGADA.
Atenção: O circuito mostrado acima não está isolado da alimentação de entrada CA da rede elétrica e, portanto, é extremamente perigoso tocar na condição de ligado.
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FONTE
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