آبشاران

عناصر نیمه هادی قدرت را می توان با اعمال سیگنال های کنترل به سر گیت تریستورها (به سر بیس ترانزیستورهای دو قطبی)بصورت یک کلید بکار گرفت.خروجی مطلوب با تغییر زمان هدایت این عناصر بدست می آید.هنگامی که تریستور در حال هدایت است,سیگنال گیت چه مثبت باشد و چه منفی,اثری نخواهد داشت.هنگامی که یک عنصر نیمه هادی قدرت در حال هدایت معمول خود است,افت ولتاژ کوچکی دو سر عنصر روی می دهد.

عناصر کلیدزنی نیمه هادی قدرت را می توان بصورت زیر طبقه بندی کرد:

1)خاموش شوندگی و روشن شوندگی کنترل نشده(مثل دیود)

2)روشن شوندگی کنترل شده و خاموش شوندگی کنترل نشده (مثل SCR)

3)خاموش شوندگی و روشن شوندگی کنترل شده(مثل BJT,MOSFET,GTO,SITH,IGBT,IGBT,SIT,MCT)

4)نیازمند سیگنال گیت پیوسته(BJT,MOSFET,IGBT,SIT)

5)نیازمند پالس گیت(SCR,GTO,MCT)

6)دارای قابلیت تحمل ولتاژ دو قطبی(SCR,GTO)

7)دارای قابلیت تحمل ولتاژ یک قطبی(BJT,MOSFET,GTO,IGBT,MCT)

8)دارای قابلیت تحمل جریان دو سو(TRIAC,RCT)

9)دارای قابلیت تحمل جریان یکسو(SCR,GTO,BJT,MOSFET,MCT,IGBT,SITH,SIT,دیود)

معرفی عناصر قدرت در مهندسی برق صنعتی

عناصر قدرت نقش مهمی در کنترل و هدایت توان های بالای الکتریکی دارند.امروزه از عناصر متنوعی برای این منظور بکار گرفته می شوند.از این عناصر می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1)دیودهای قدرت

2)تریستورها

3)ترانزیستورهای پیوند دو قطبی قدرتBJT

MOSFET های قدرت

5)ترانزیستورهای دو قطبی با گیت عایق شده IGBT

تهیه شده توسط آبشاران دات کام برگرفته از کتاب الکترونیک قدرت

در ادامه ی مقالات آموزشی مهندسی برق صنعتی سایت آبشاران و پس از معرفی تریستور و طرز کار آن به بررسی انواع تریستور می رسیم.به طور کلی تریستورها را می توان به هشت طبقه تقسیم نمود:

1)تریستورهای با کموتاسیون خط

2)تریستورهای خاموش شونده از طریق گیتGTO

3)تریستورهای هدایت معکوسRCT

4)تریستورهای با القای استاتیکSITH

5)تریستورهای کمک گیرنده از گیت برای خاموشی GATT

6)یکسو کننده های کنترل شونده سیلیکونی فعال شونده با نورLASCR

7)تریستور های کنترل شوند MCT,MOS

8)تریستورهای با کموتاسیون اجباری

تریستورها با کموتاسیون خط یا طبیعی با محدوده ی کاری تا 3500 آمپر,6000 ولت یافت می شوند.زمان خاموشی تریستورهای ممانعت کننده ی معکوس سرعت بالا به مقدار قابل توجهی بهبود یافته است.تریستورهای 2000 آمپر,1200 ولت با زمان های 10 تا 20 میکرو ثانیه در دسترس هستند.زمان خاموشی برابر با بازه ی زمانی میان لحظه ای که جریان بعد از قطع مدار ولتاژ به صفر می رسد تا لحظه ای که تریستور توانایی تحمل ولتاژ معینی را بدون روشن شدن دارد تعریف می شود.تریستورهای هدایت معکوس و تریستورهای کمک گیرنده از گیت برای خاموشی به فراوانی در کاربردهای با سرعت کلید زنی بالا خصوصا در مسیر یابی یافت می شوند.

تریستور هدایت معکوس تریستوری است که با یک دیود معکوس موازی شده است.محدوده ی کاری تریستورهای هدایت معکوس 2500 ولت,1000آمپر( و 400 آمپر در هدایت معکوس) با زمان کلید زنی 40 میکروثانیه می باشد.محدوده ی کاری تریستورهای کمک گیرنده از گیت برای خاموشی 1200 ولت,400 آمپر با سرعت کلید زنی 8 میکروثانیه می باشد.یکسو کننده های کنترل شونده سیلیکونی فعال شونده با نورLASCR که محدوده ی کاری آن ها در حدود 6000 ولت,1500 آمپر با سرعت کلید زنی بین 200 تا 400 میکروثانیه می باشد.برای سیستم های قدرت ولتاژ بالا خصوصا در HVDC مناسب می باشند.در کاربردهای ac توان پایین ترایاک ها بصورت گسترده ای در تمامی انواع کنترل کننده های دما,کنترل کننده های نور,کنترل های موتور و کلید ac بکار می روند.مشخصه ی ترایاک ها مشابه دو تریستور می باشد که بصورت معکوس موازی شده باشند و فقط یک سر گیت داشته باشند.جریان گذرنده از ترایاک را می توان کنترل کرد.

GTO ها و SITH ها تریستورهای خاموش شونده ی خود به خود هستند.این تریستورها با اعمال یک پالس کوتاه مثبت به گیت روشن و با اعمال یک پالس کوتاه منفی به گیت خاموش می شوند.این تریستورها به مدار کموتاسیون نیاز ندارند.GTO ها برای کموتاسیون اجباری مبدلهای بسیار مناسب هستند و محدوده ی کاری آن ها 4000 ولت,3000 آمپر می باشد.

تهیه شده توسط آبشاران دات کام برگرفته از کتاب الکترونیک قدرت

با توجه به پیشرفت روز افزون عناصر قدرت و کاربرد الکترونیک صنعتی (مهندسی برق صنعتی),مقدمه ای در این خصوص تهیه شده است که به معرفی الکترونیک صنعتی و اساس کار آن می پردازد:

معرفی و کاربرد الکترونیک صنعتی :

الکترونیک صنعتی ترکیبی از قدرت,الکترونیک و کنترل است.قدرت وسایل قدرت استاتیک و گردنده را که در تولید و انتقال و توزیع توان الکتریکی بکار گرفته می شوند بررسی می کند.الکترونیک مدارها و وسایل پردازشگر یا پردازنده ی سیگنال ها را بررسی می کند که برای بدست آوردن هدف های کنترلی مطلوب مورد استفاده قرار می گیرد.کنترل به بررسی مشخصه های دینامیک و حالت پایدار سیستم با حلقه بسته می پردازد.

الکترونیک صنعتی بر اساس خاصیت کلید زنی عناصر نیمه هادی قدرت پایه گذاری شده است.با پیشرفت تکنولوژی نیمه هادی های قدرت,قابلیت کار با توان و سرعت کلیدزنی وسایل قدرت بطور قابل ملاحظه ای بهبود یافته است.پیشرفت در تکنولوژی میکروپروسسور ها تاثیر زیادی در کنترل و ایجاد روش های کنترلی برای عناصر نیمه های قدرت داشته است.وسایل مدرن الکترونیک قدرت از نیمه هادی های قدرت که می توانند به ماهیچه تعبیر شوند و میکروالکترونیک که مشابه قدرت استعداد مغز می باشد,استفاده می کنند.

امروزه الکترونیک صنعتی جای مهمی در تکنولوژی مدرن یافته است و در محصولات توان بالای گوناگون بکار گرفته می شود.به عنوان نمونه می توان از کنترل کننده های دما,کنترل کننده های روشنایی,کنترل کننده های  موتور,منابع تغذیه,سیستم های propulsion خودروها و سیستم های ولتاژ بالای با جریان مستقیم یا HVDC نام برد.تعیین محدوده ای برای کاربردهای الکترونیک قدرت دشوار است.بخصوص که با روند فعلی توسعه ی عناصر قدرت و میکروپروسسورها نمی توان مرز نهایی آن را مشخص نمود.

انتخاب کلید قدرت