مقاله تحقیق رشته الکترونیک دارای 26 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله تحقیق رشته الکترونیک کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله تحقیق رشته الکترونیک،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
انواع دیودهای قدرت
در حالت ایده آل دیود نباید هیچ زمانی بازیابی معكوسی داشته باشد كه هزینه ساخت دیود را افزایش می دهد . در بسیاری از كاربردهای اثرات زمان بازیابی معكوس چندان اهمیت ندارند و می توان از دیود از دیودهای ارزان استفاده كرد . بسته به مشخصه های بازیابی و روشهای ساخت ، دیودهای قدرت را به سه گروه می توان تقسیم كرد . مشخصه ها و محدودیت های عملی هر گروه كاربردشان را مشخص می كند .
1- دیودهای استاندارد یا همه منظوره
2- دیودهای بازیابی سریع
3- دیودهای شاتكی
دیودهای همه منظوره
دیودهای یكسو كننده همه منظوره زمان بازیابی معكوس نسبتاً زیادی دارند كه در حدودs 25 است و در كاربردهای سرعت پایین بكار می روند كه زمان بازیابی چندان اهمیتی ندارد (برای مثال در یكسو كننده ها و مبدلهای دیودی در كاربردهای فركانس رودی كم تا 1KHz ومبدلهای كموتاسیون خط ) .محدوده جریان این دیودها از كمتر از یك آمپر تا چند هزار آمپر و محدوده ولتاژ 50v تا حدود 5kv می باشد . این دیودها معمولاً به روش دیفیوژن ساخته می شوند . با این وجود یكسو كننده های آلیاژی كه در منابع تغذیه دستگاههای جوشكاری بكار می روند از لحاظ هزینه به صرفه تر هستند و محدوده كاری آنها تا 300A و 1000V می رسد .
دیودهای بازیابی سریع
دیودهای بازیابی سریع زمان بازیابی كوچكی (به طور معمول كمتر از s ) دارند . این دیودها در مدارهای مبدل dc به dc,dc,dc به ac كه سرعت بازیابی اغلب اهمیت بحرانی ای دارد بكار می روند . محدوده جریانی كاركرد این دیودها از كمتر از یك آمپر تا چند صد آمپر و محدوده ولتاژشان از 50 v تا حدود 3kv است .
برای محدوده ولتاژ بالای 400v ،دیودهای بازیابی سریع عموماً به روش دیفیوژن ساخته می شوند و زمان بازیابی بوسیله دیفیوژن طلا یا پلاتین كنترل می شود . برای محدوده ولتاژ كمتر از 400 v دیودهای اپی تكسال سرعت كلید زنی بیشتری نسبت به دیودهای دیفیوژنی دارند . دیودهای اپی تكسال پهنای بیس كمی دارند كه باعث می شود زمان بازیابی كوچكی در حدود 50ns داشته باشند .
دیودهای شاتكی
مشكل ذخیره بار در پیوند p-n در دیودهای شاتكی حذف (یا حداقل ) شده است . این كار از طریق ایجاد یك سد پتانسیل كه میان یك فلز و یك نیمه هادی متصل می شود ، انجام می پذیرد . یك لایه فلزی روی یك لایه اپی تكسیال باریك از سیلیكون نوع n قرار داده می شوند . سد پتانسیل رفتار یك پیوند p-n را شبیه سازی می كند . عمل یكسو كنندگی فقط به حاملهای اكثریت بستگی دارد و در نتیجه حاملهای اقلیت اضافی ای برای تركیب شدن وجود ندارند . اثر بازریابی منحصراً به خاطر ظرفیت خازنی خودپیوند نیمه هادی است .
بار الكتریكی بازیابی یافته در یك شاتكی خیلی كمتر از یك دیود پیوند p-n معادل است . از انجایی كه این بار ناشی از ظرفیت خازنی پیوند است تا حد زیادی مستقل از di/dt معكوس می باشد . دیودهای شاتكی افت ولتاژ مستقیم نسبتاً كوچكی دارند .
جریان نشتی دیودهای شاتكی بیشتر از دیودهای پیوند p-n است . یك دیود شاتكی با ولتاژ هدایت نسبتاً كم ، جریان نشتی نسبتاً زیادی دارد و برعكس . در نتیجه حداكثر ولتاژ مجاز آن معمولاً به 100v محدود می شود . محدوده جریان كاری دیودهای شاتكی از 1 تا 300A می باشد . دیودهای شاتكی برای بكار گیری در منابع تغذیه dc با ولتاژ كم و جریان بالا ایده آل هستند . اگر چه به منظور بالا بردن بازده ، این دیودها در منابع تغذیه با جریان كم نیز استفاده می شوند .
اثرات زمان بازیابی معكوس و مستقیم
اهمیت این پارامترها را می توان از روی شكل توضیح داد . اگر كلید sw در لحظه t=o بسته شود و به حد كافی بسته باقی بماند ، یك جریان حالت پایدار از بار خواهد گذشت و دیود هرز گرد Dm جریان خواهد یافت . حالا اگر كلید دوباره در t= t1 بسته شود دیود Dm مثل یك اتصال كوتا ه عمل می كند . سرعت افزایش جریان مستقیم كلید (و دیود D1) و سرعت كاهش جریان مستقیم دیود Dm خیلی زیاد خواهد بود و به بی نهایت میل می كند . پیك جریان معكوس دیود Dm می تواند خیلی زیاد باشد و دیود های D1 و Dm ممكن است آسیب ببیند .
این مشكل را اغلب می توان با اتصال یك سلف Ls محدود كننده di /dt حل كرد .
دیودهای واقعی به زمان معینی برای روشن شدن نیاز دارند تا اینكه تمامی سطح پیوند رسانا شود و di/dt باید كم نگه داشته شود تا محدودیت زمان روشن شدن رعایت شود . این زمان گاهی اوقات با نام زمان باز یابی مستقیم tf نیز ذكر می شود .
انواع تریستورها
تریستورها تقریبا تنها به روش تزریق ساخته می شوند . جریان آند برای انتشار از نزدیكی گیت به تمام سطح پیوند ( هنگامی كه سیگنال جهت روشن كردن تریستور اعمال می شود ) به زمان معینی نیاز دارد .
سازندگان برای كنترل di/ dt ، زمان روشن شدن و زمان خاموش شدن ، از ساختارهای متفاوتی برای گیت استفاده می كنند . تریستورها بسته به ساختار فیزیكی و محوه روشن و خاموش شدن ، به 9 دسته زیر تقسیم می شوند :
1- تریستورهای كنترل فاز ( SCR )
2- تریستورهای كلید زنی سریع ( SCR )
3- تریستورهای خاموش شونده با گیت ( GTO)
4- تریستورهای سه قطبیدو جهته ( TRIAC )
5- تریستورهای هدایت معكوس ( RCT )
تریستورهای كنترل فاز
این نوع تریستورها عموما در فركانس خط كار می كنند و بوسیله كموتاسیون طبیعی خاموش می شوند . زمان خاموش شدن tq ، در محدوده 50 تا 100 u s می باشد . این تریستور بیشتر برای كلید زنی در سرعتهای كم مناسب است . نام دیگر این تریستورها تریستور مبدا می باشد . از آنجا كه اصولا تریستوریك وسیله كنترل شده از جنس سیلیكون است ، این دسته از تریستورها با نام یكسو كننده های كنترل شده سیلیكونی نیز شناخته می شوند .
ولتاژ حالت روشن VT غالباً بین 115V (برای ترانسفورماتورهای 600V) تا 125V (برای ترانسفورماتورهای 4000V) تغییر می كند و برای یك تریستور 5500A و 1200V ، معمولاً در حدود 125V است .تریستورهای جدید از یك تقویت كننده گیت استفاده می كنند . به گجونهای كه سیگنال ابتدا به گیت یك تریستور كمكی TA اعمال می شود و خروجی تقویت شده TA به گیت تریستور اصلی TM اعمال می گردد. استفاده از تقویت كننده گیت مشخصه های دینامیكی خوبی را به ما می دهد ، تنها مشخصات دینامیكی تریستور را تا حدودی بهبود بخشیده و با كم كردن یا به حداقل رساندن اندازه سلفه محدود كننده di/dt و مدارهای حفاظتی dv/dt باعث ساده شدن طراحی می شود .
تریستورهای كلیدزنی سریع
كاربرد این دسته از تریستورها در كلید زنی با سرعت بالا و همراه با كموتاسیون اجباری ست . زمان خاموش شدن این تریستورها كم و بسته به محدوده ولتاژ 5 تا s 50 است . افت ولتاژ مستقیم تریستور در حالت روشن ، تقریباً تابع معكوسی از زمان خاموش شدن tq می باشد . این تریستورها را تحت عنوان تریستور اینورتر نیز می شناسند .
این تریستورها دارای dv/dt بالا در حد s 1000v/ و di/dt بالا در حد s 1000 A/ هستند . قطع سریع di/dt بالا عمل بسیار مهمی در كاهش اندازه و وزن مدار كموتاسیون و / یا اجزای مدار راكتیو هستن . ولتاژ حالت روشن یك تریستور 2200A,1800V حدود 17V است . تریستورهای اینورتری با قابلیت سد كنندگی معكوس خیلی محدود در حد 10V و زمان قطع بسیسار سریع بین 3 تا 5 s با نام تریستورهای نا متقارن شناخته می شوند .
تریستورهای خاموش شونده با گیت
هر تریستور خاموش شونده با گیت نظیر یك SCR می توان با اعمال یك سیگنال مثبت به گیت روشن شود . به علاوه با اعمال سیگنال منفی به گیت ،می توانیم آن را خاموش كنیم . GTO یك عنصر تثبیت كننده است و می تواند با مقادیر جریان و ولتاژ نامی مشابه SCR ها ساخته می شد . GTO با اعمال یك پالس كوچك مثبت به گیت روشن و با اعمال یك پالس منفی كوچك به گیت خاموش می شود .
مزایای GTO نسبت به SCR به این شرح است :
1- حذف اجزای كموتاسیون د ركموتاسیون اجباری كه حجم ، وزن و قیمت آنها را كاهش می دهد .
2- كاهش نویز الكترومغناطیسی و نویز صوتی به دلیل حذف چكهای كموتاسیون .
3- قطع سریع تر ، كه كلید زنی در فركانسهای بالا را امكان پذیر می سازد .
4- بهبود بازده مبدلها .
در كاربردهای توان پایین GTO ها نسبت به ترانزیستورهای دو قطبی دارای مزیت زیر هستند .
1- توانایی تحمل ولتاژهای سد كنندگی بالاتر.
2- نسبت بالای جریان پیك قابل كنترل به جریان متوسط
3- نسبت بالای جریان خیزش پیك به جریان متوسط .
4- بهره حالت روشن بالا
5- سیگنال پالس گیت كوتاه . در شرایط خیزش ، GTO به دلیل عمل نورزایی ، بیشتر با اشباع می رود . در حالی كه در ترانزیستورهای دو قطبی و در چنین شرایطی ، ترانزیستور سعی دارد از اشباع خارج شود .
GTO هنگام خاموش شدن بهره كمی دارد كه معمولاً در حدود 6 است و برای خاموش شدن به یك پالس جریانی منفی نسبتاً بزرگ نیاز دارد. GTO نسبت به SCR دارای ولتاژ حالت روشن بالاتری است . به عنوان مثال ولتاژ حالت روشن یك GTO با مقادری نامی 550A,1200V برابر 34 V می باشد . یك GTO با مقادیر نامی 160A.200V از نوع 160PFT
جریان پیك حالت روشن قابل كنترل ITGQ ماكزیمم جریان حالت روشن است كه می تواند با كنترل گیت خاموش شود . ولتاژ حالت خاموش بلافاصله پس از خاموش شدن دوباره اعمال می شود و dv/dt دوباره اعمال شده تنها خازن مدار پیشگیری محدود می شود . وقتی GTO خاموش می شود ، جریان بار IL كه منحرف شده و خازن مدار محافظ را شارژ می كند ، مقدار dv/dt دوباره اعمال گشته را تعیین می كند.
كه در آن خازن مدار محافظ می باشد .
تریستورهای دو جهته یا تریاك
تریاك وسیله ای است كه می تواند در هر دو جهت هدایت كند و غالباً در كنترل فاز ac استفاده می شود . هر تریاك را می توان به صورت اتصال موازی – معكوس دو SCR كه دارای گیت مشترك هستند ، در نظر گرفت .
از آنجا كه تریاك یك وسیله دو جهته است پایه های آن نامی تحت عنوان كاتد یا آند ندارند . اگر ترمینال MT2 نسبت به ترمینال MT1 مثبت باشد ، می توان با اعمال سیگنال مثبت به گیت بین پایه های گیت G و ترمینال MT1 تریاك را روشن نمود . برای روشن كردن تریاك نیاز نیست كه دو سیگنال مثبت و منفی برای گیت داشته باشیم و وجود سیگنال مثبت یا منفی كفایت می كند . در عمل حساسیت تریاك از ربعی به ربع دیگر تغییر می كند و به طور طبیعی در ربع I+ یا در ربع III فعالیت می كند.
برای دریافت اینجا کلیک کنید
تعداد کل پیام ها : 0