ממסרי מצב מוצק

תפקידם של מתגים אמינים במערכות אוטומציה מודרניות חשוב מאוד. מבחינת תחומים טכנולוגיים מודרניים, כמו מערכות תקשורת, אלקטרוניקה לצרכן ולרכב או אוטומציה תעשייתית, בכל מקום יש מעבר הדרגתי אך ברור מתכניות מיתוג מוכרות לאלו קונבנציונליות. ממסרים אלקטרומגנטיים והעברת מתנעי מגע לכלי מיתוג אמינים יותר כגון ממסרי מצב מוצק.

מוליכים למחצה מימין מחליפים התקני מיתוג ובקרה מכניים אפילו במעגלים עם עומסי זרם חזקים, מכיוון שתהליך שיפור מוליכים למחצה מדי שנה משמח עם מאפיינים גבוהים יותר ויותר של מתגי כוח.

ממסר המוליך למחצה מכיל בעיצובו מתגי כוח חזקים המחליפים בהצלחה את המגעים של ממסרים אלקטרומגנטיים מסורתיים, סטרטרים ומגעים. ממסרי מצב מוצק מתקדמים אלה יכולים להחליף עומסים של עד 250 אמפר תוך שהם אמינים יותר.

הבידוד הגלווני של מעגלי הבקרה והמנהלים אינו מצריך אמצעי בידוד נוספים עבור ממסר כזה. ממסרי מצב מוצק משמשים כממשק שבו מעגלי בקרת המתח הנמוך ומעגלי המתח הגבוה מבודדים זה מזה. המבנה של ממסרי מצב מוצק מיצרנים שונים דומה יחסית, ולכל הממסרים מסוג זה יש הבדלים קטנים מאוד בלבד.

מעגל הכניסה של ממסר מצב מוצק כזה עשוי להיות מורכב מנגד בסדרה עם מצמד אופטו, או שהוא עשוי להיות מורכב יותר. תפקידו של מעגל הקלט הוא לקבל אות בקרה למיתוג הבא.

בהמשך המעגל נמצא בידוד אופטי, המספק בידוד בין מעגלי הכניסה, הביניים והמוצא של ממסר המצב המוצק. אות הקלט מעובד על ידי מעגל טריגר השולט במיתוג של פלט ממסר המצב המוצק.

מעגל המיתוג מספק מתח לעומס. בדרך כלל חלק זה מורכב מטרנזיסטור, תיריסטור או טריאק.

לפעולה אמינה של ממסרי מצב מוצק בתנאים שונים, כולל עומסים אינדוקטיביים, נדרש מעגל הגנה. עם זאת, למרות הנוכחות של מעגל מגן בכל ממסרי המצב המוצק, עדיין קיימים שינויים שונים, וחלק מהממסרים הללו אינם מאפשרים עומסים אינדוקטיביים, בעוד שאחרים מותאמים במיוחד עבורם.

למוליכים למחצה כוח יש התנגדות פנימית מסוימת, כך שכאשר העומס משתנה, ממסר המצב המוצק מתחמם. כאשר מחומם מעל 60 מעלות צלזיוס, הערך המותר של הזרם המותג יורד, ולכן, בתנאי הפעלה קשים, ממסר כזה דורש פיזור חום נוסף.רדיאטור או אפילו קירור אוויר משמש עבור זה.

עבור עומסים אינדוקטיביים, מומלץ לספק רזרבה של זרם מותר 2-4 פעמים, ואם אנחנו מדברים על בקרה של מנוע אסינכרוני, אז רזרבה של זרם צריך להיות עשר פעמים.

מתח זרם בעת שליטה בעומס רב עוצמה בעל אופי פעיל מתבטל על ידי שימוש בממסר מיתוג זרם אפס, ממסרים כאלה מצוידים ביחידת בקרת מעגל הדק נוספת המונעת התחלת עומס יתר. אך כאשר שולטים בעומס בעל אופי קיבולי או אינדוקטיבי, יש לספק מרווח זרם ניכר.

ככלל, לממסר DC עם זרם קבוע יש כבר עתודה לטווח קצר (לא יותר מ-10 מילישניות) עלייה של פי שלושה בזרם המדורג בעת עומס יתר בעת ההפעלה, וממסרי תיריסטורים - פי עשרה.

להתנגדות לרעש דחף, מעגל RC מותקן בממסר מוצק במקביל למעגל הפלט, אך להגנה אמינה יותר, יש צורך לחבר וריסטורים חיצוניים במקביל לכל אחד מהשלבים של ממסר כזה.

התיעוד הטכני שסופק על ידי היצרן, ככלל, מכיל את כל הנתונים המקיפים על המאפיינים של ממסר מוצק מסוים ואופני הפעולה המותרים שלו ותחומי היישום בכלל.