الکترونیک صنعتی

صفحه 1:


صفحه 2:
روشماف كموتاسيونت 0 RE 

صفحه 3:
معدمه الكترونيك قدرت تركيبى از قدرت, الكترونيك و كتترل است. الکترونیک, مدارها وسایل پردازشگر یا پردازنده سیگنالها را بررسی میکند که برای "س«_. قدرت, وسایل قدرت استاتیک و گردنده را که در تولید. انتقال و توزیع توان الکتریکی به کار گرفته میشود بررسی میکند. ۱ Ser OD Cl Ee wre eer SS mene pry See الکتروتیک براساس خاصیت کلید زنی عناصر نیمه هادی قدرت پایه گذاری شده است. ‎Ls COU ery‏ ا ل ل ‎ROS‏ | 

صفحه 4:


صفحه 5:
ديودهاى نيمه هادى فدرت ديودهاى نيمة هادى قدرت تققل ل ات رد اکن ‎Sy‏ ا ا ا ا ا ا 020 عمل هرزگردی در رگولاتورهای کلید زنی. معکوس سازی بار خازن و انتقال انرژی مابین اجزاء جداسازی ولتاژ. فیدبک انرژی از بار به منبع و آزاد سازی انرژی ذخبره شده را انجام میدهد. مشخصه هاى ديود: ID= Is (e 7 — 1) 

صفحه 6:
CIPS CH Ny tne Cet NC rin Cer) 5200067 53000 : حريان نشتى يا اشباع معکوس ۱ ‏ا ا‎ 00 ‏الل‎ PY es) ry Pav pov me] Oven Dey ‏الل ل ا ا‎ 

صفحه 7:
f Reverse leakage current الف) عملی 

صفحه 8:
هد ذر سه ناحيه زير كار منكند أاحبه باناس مستقيم كه 70<0 ناجيه باباس معكوس كه 70>0 0 Beer ‏ا‎ ware) Pp eee] Cane RET RMU RT Cee Palen Fat Oe rt enn Ceres ‏ناگهانی نشان میدهد.‎ 

صفحه 9:
ل 0 

صفحه 10:
۳ Mer Thy ‏ارهای‎ دیودهای نیمه رسانا کابردهای زیادی در مدارهای الکترونیکی و الکتریکی ا ا ا ا ال 0 به منظور تبديل توان الكتريكى به كار كرفته ميشوند. 

صفحه 11:
شكل زير يك مدار ديودى با بار ©8را نشان ميدهد 

صفحه 12:
شكل زير يك مدار ديودى با بار 81را نشان ميدهد 

صفحه 13:
ديودهاى هرزكرد ‎RIL Lh [hee‏ زعا رس سای نی كا ا مشخصی بسته باشد جریان از بار (سلف) میگذرد با باز شدن کلید باید مسیری و اک کح کح این عمل توسط دیود هرزگرد انجام میشود. ‏در شکل صفحه بعد, مدار با دیود هرزگرد به همراه شکل موجهای آن نشان داده شده است. (در مرحله اول کلید بسته و در مرحله دوم کلید باز است) 

صفحه 14:
Mode 1 Mode 2 ات مدارهای معادل 

صفحه 15:
۱ ol bees ren re ree cee ee | © CSC Fever PSSST Fe eH SE recor cruel co nee peepee) es ‏زر کر اه ی‎ ‎AW lino Gyr rey yy sribaere‏ كارح اراق ‎ 

صفحه 16:
بدين منظور از مدارى كه در شكل زير از 

صفحه 17:
مدان“معادل دو مرحله(مرحله يك كليد بسته و مرحله دو كليد ‎ec Ol‏ ا ا 

صفحه 18:
کر ار را 558 پر کر را ری ار ار ری تا ی ای یور دیود قطع شده و به عتوان ماتعی درمقابل سیگنال ورودی عمل 

صفحه 19:
در زيز شكل يى يكسيوسار تمام موجب با ترانس سر وسط دار نشان داده ار را کر در کم کل رک 

صفحه 20:
ا ‎ep ees‏ ار ار ۳ ۳ 

صفحه 21:
ل ۱۳ باابار مقاومتی نشان رهد ی ات ار رک از یکسوکننده ها ی سه یا چند قاره استفاده میکنند؛ 

صفحه 22:
این یکسوساز در کاردبردهای توان بالا بکار میرود. 20 eS ee Peon ‏قادر به كار كردن است و خروجى آن‎ ‏ار‎ ganna 0000 ‏پارامترهای این یکسوساز دارای‎ ‏بهترین مقادیر میباشد.‎ 

صفحه 23:
نریستور تریستورها از مهمترین قطعات نیمه هادی قدرت هستند و بسیار زیاد در پا ا ا از دک ی رگ اند هار توص ری آیند . هنگامی که ولتاژ آند نسبت به کاتد مثبت تر باشد وگیت تریگ شود تریستور در بایاس مستقیم قرار گرفته و هدایت میکند. هدایت کردن این ‎ear eer eta)‏ ا ‎renee ben Reece‏ 

صفحه 24:
Forward volt-drop (conducting) Gate Forward triggered ۲ voltage Forward leakage current ۳ یک مدار تریستون و مشخصه ولت آمير آن نشان داده شده است Latching current ‏ب‎ Reverse breakdown Holding current Reverse leakage current 

صفحه 25:
۱ rr Eee Pyro gna one 1 Wr Par AP gC green PO ‏هر تریستور را میتوان بصورت دو ترانزیستور مکمل(یک ترانزیستور ۵08 و یک 0۵8) در نظر‎ كرت )0 02 | (يه+يه)-1/زمىا+رميى|+وايو دما xl ‏الف) ساختار پایه‎ 

صفحه 26:
روشهاى روشن كردن تريستور ف اكر دماى تريستور بالا زود تعداد زوجهاى حفره- الكترون افزايش يافته در ‎Pad ne pe vee A‏ الاق وم ار ا ‎ETS Peg‏ 1 مار ال و ا ل نور: اگر پیوندهای یک تریستور در معرض ثابش نور قرار بگییند. تعداد زوجهای حفره-الکترون افزلیش یافته و ممکن است تریستور زوشتن تقنود. ولتاژ زیاد: اک وتا ‎ea‏ ا رل( ۰ تلف ۲ 000 mecca | ee Paes cart, Str rrieg) Own Inc orate sie ‏ا‎ Sees) منجر به رون شدن تریستور شود جریان گیت: ‎SE‏ ی بل ار سل کیت رن سیر ۳ ‏روشهای خاموش کردن تریستور(کموتاسیون) درفصل هفتم بیرسی خواهد شد. 

صفحه 27:


صفحه 28:
هر تريستور براى هدآيت يكنواخت جريان از بيوندها نياز به زمان حداقلى دارداكر نرخ افرايش ‎fre eg‏ ا اا ال ‎٩‏ جریان زیاد یک نقطه داغ موضعی ایجاد میشود و ممکن است در اثر بالا رفتن دما قطعه آسیب ببیند. در عمل بايد قطعات را در برابر تغيبرات شديد 01/06 محافظت كنيم . ا م محدود كننده 01/06 است: 

صفحه 29:
ی کر لا رل رو ور ار و کر ۱ استفاده از خازن مطابق شکل زیر آترا محدود کرد: 

صفحه 30:
انواع تريستورها 1-تريستورهاى كنترل فاز (/ع5) 2 کلیدزنی سریع ‎(Gao)‏ ۱ 00 0 v4 (ula ewes rene Cen y Recs een 

صفحه 31:
< یکسوکننده های کنترل شده ا ل ا ا ا ال ‎SPEC Cs USC See S‏ استفابه ميكنيم: 8 ‏ان ار‎ p25] beep PN ۱ eed Chey Tn ‏ور ور‎ لک ار کر را را را ۱ ‏دز(‎ er repr pyre everest percaeet PTEvey 2071711 1 een Ee 1-میدل نیمه و۱ 3-مبدل دوتایی 

صفحه 32:
نح سيكل مثبت ورودى تريستور در باياس مستقيم قرار میگیرد وقتى در زاويه © تریستور آتش ميشود شروع به هدایت کرده و ورودی در دوسر بار ظاهر میشود و وقتی كه ولتاز ‎ape‏ وا ار 0 ا ا ا ۱ تربستور 

صفحه 33:
Jig ane ١ ‏ا‎ باشد تشان داده شده است: 000 ne etl Mee ree eco eT Dn eee Orne writen a Iba: Gere SES eyy 10101111 1 4999 glu 

صفحه 34:
دیدیم که مبدلهای کامل تکفاز با پار سلفی تنها اجازه كار در دو ربع كارى را دارتد اكر دو تا از این مبدلها را پشت به پشت به هم مقطل کنیم ولناژخروجی و جهت جریان بار را میتوان ‎gasses‏ ار کر ‎dene es en leh‏ دوتايق تاميدة میشود.مبدل های دوتایی عموما در موتورهای دور متغییر با توان بالا بکار میروند. زوایای آتش به نحوی کنترل میشوند که یک مدار در نقش یکسوساز و دیگری در نقش اینورتر کار کف 

صفحه 35:
Per Pere ‏ا ات‎ De eae eee Bere Re ‏ا‎ oe RUC cere see CS eed ‏متتاوب اعمال شده به بار, انتقال توان را کنترل نمود. چنین مدار قدرتی با نام کنترل کننده‎ ‏ولتاژ متناوب شناخته میشود.‎ و 1- كنترل قطع و وصل 2 کنترل زاویه فاز 1 ا ا ا ا اا 0 1 70 4 ۱ 

صفحه 36:
PU err Ua CRC ear cr PAY Pearse perc nC OU Pate] Perl FD PPP OC rc epee AMIS ‏ار خر ی را را ی با ی‎ Ai Pere Rep evgr ‏اا‎ Faved Fl Fea Fas VOW ‏ا‎ e BeRCST LE PI NNR aaa 3 

صفحه 37:
‎eps FR caP UP Band peg FSIS COD II Le‏ 0ه تاخی ر کر زاویه آتش تریستور میتوان انتقال توان به بار را کنترل کرد. ‎0 ‎ 

صفحه 38:
سیکلوکانورتر: 1۱ pee POP ee cases Cr er CSc ve even Coe Coit Mee este Cro Bore etic e Renae Cen se earn (eens) 

صفحه 39:
‎pear ee‏ ره ی وی ی ‏دست طبيعى و اجيارى کر ‎eg Cen ie re‏ رای رای مسر لمن راك ا ا ل ا ا 0 رفتار طبیعی منبع خاموش میگردد. ‏ی وا ی ار ره ‎ 

صفحه 40:
| 070١١ #الشهاى مخَتلفى براى خاموش كردن تريستور بصورت اجبارى وجود دارد كه در زير اشاره ميكنيم: در اين نوع كموتاسيون تريستور ينا ‎١‏ ای ی ار و مت در زیر مدار و شکل موجهای اين نوع کموتاسیون آمده است. 

صفحه 41:
forte ‏ا ا‎ eas eee) econ tse EES AI LS rove ieee eras regeceagl haved ys تريستور 12 تريستور اصلى خاموش ميشود و تريستور 13 كه جهت معكوس كردن ولتاز ‎P re ny aes‏ کر 

صفحه 42:
در مدار کموتاسیون ضریه با اضافه کردن یک دیود و سلف به صورت ار وا ان رس 1 

صفحه 43:
‎key‏ رت رل ری ره رس ری لسن ‎Wares‏ اد کرک رت را را سیر ۱۴ رت رین خود به خود کار مبکند ‎ 

صفحه 44:
شكل زير يك كموتاسيون بالس تشديد با ديود شتاب دهنده را نشان ميدهد كه در آن ‎ree, CPI‏ 0 تخليه خازن را شتاب بخشيد. 

صفحه 45:
کموناسیون مکمل برای انتقال 0 آرایش آن درشکل مقابل نشان داده شده است . آتش شدن يى تریستور باعث خاموش شدن ‎er rere A‏ 3017« ‎Ria Neer aC se‏ Sede ‏ا‎ neers ‏میگویند.‎ 

صفحه 46:
Load side commutation ‏کموتاسیبون سمت بار‎ ‎eerie een‏ ار زر ری ی ی تا رز ار ی رت را ار رن ‎e al nerve recital Fw Beire) Pere Fa [Oo VPP‏ | ‏های کموتاسیون ضربه و تشدید پالس نمونه هایی از این هستند. 

صفحه 47:
‎ee eeLL ew}‏ يي ‎U1 el‏ 00 ا ‏ژر از ار را ۱ ‎ ‏وی زر ‏درصورت عدم وجود بار در مدار يعنى قطع بودن جريان بار. بجاى سلف از يك ترانسفرماتور با تزویج معکوس استفاده میکنیم که در شکل زیرین مشخص است. ‎ 

صفحه 48:
chopper ‏از(‎ BE: [ol OR EON CBs Eo UENO CRN FaVUeras Rane re Tee I S08 Cs CS ROTI 25006 ۱ تن را در چاپر میتواند جهت افزایش یا کاهش پله ای ولناژ ۵6 بکار گرفته شود. اساس طرز كار كاهش بله اى را ميتوان از روىق شكل زير توضيح داد . كليد جاير را ميتوان با استفاده از 1- 670 -3 2-1105687 8[1 ويا تريستور با ‎ec ced‏ ا ا ل ل ‎0 7 ‏ار ‏2- عملكرد فركانس متغبير( مدولاسيون فركانس) 

صفحه 49:
همانطور که در شکل 2000000 برای مدت زمان ۱ ‎Bs] ory‏ 0000 ۱ لت رتل لجح ‎ere er‏ بار صفر خواهد بود. شكل روبرو يك جاير ‎Tacs‏ 32000000 همراه شکل موجهای مربوط نشان ميدهد. 

صفحه 50:
چاپر افزایش پله اک از این چاپر میتوان جهت بالا بردن ۱ شکل روبرو یک نمونه از اين نوع جاير را به همراه شكل موجهاى آن نشان میدهد. Wolbineatea ye W\ rrp bers 70 ‏ا‎ ]) ‏آن انرژٍی تولید شده توسط چاپر به‎ 0000 

صفحه 51:
طبيقة بندى جايرها چاپرها به پنج دسته ۴ ,۵ ,6 ,8 ,۸۵ تقسیم میشوند. جابر كلاس 8: دراين جاب رجريان بار به بار وارد ميشود. جريان و ولتاز هر دو مثبت هستند. اين جابر يك جابر تك ربعى است و مشابه يك يكسو كننده عمل ا ‎Bee PR‏ را ‎oF oe 2 gg) roel eli‏ رس سار یر کر میکند ومشابه یک اینورتر عمل میکند. (شکل زیر مربوط به چاپر کلاس 8 است) Tet 

صفحه 52:
0 ‏ااا ا‎ prove eevee ean Fa ed جايرهاى كلاس 8 و 8 ميتوانند تركيب شوند و يك جاير كلاس © يديد آورند. این چاپر میتواند همانند یکسوکننده و هم همانند یک اینورتر عمل کند. (شكل زير مربوط به جاير كلاس © است) 

صفحه 53:
1۱ er wel ‏ا‎ ‏ی ی ی ار ور‎ 5 ieee ee ees SP 00000 27 

صفحه 54:
1۱ Pere ‏ل ل‎ Pn CE) منفی باشند. ( شکل زیر یک نموته از این نوع چابر را به همراه قطبیت ولتازش ‎(CRS GTP‏ Inventing, 

صفحه 55:
ول زیر اجزاء یک رگولاتور تغیبر دهنده حالت را نشان میدهد. تثبیت کردن معمولا از طریق ‎Pear Ph‏ ا ا ‎Ws a‏ ۲ قدرت میباشد. از زک و از ترا ور رل که رت مار تفا زیت رشن شامل هارموتیک میباشد. مقدار ریپل معمولا با استفاده از یک فبلتر 6 کاسته ميشود. Output 

صفحه 56:
ل ا ۱ 1.باىك دوست ۳۳ 4 کیوک 

صفحه 57:
در يك ركولاتور باك ‎PERE rer‏ خروجى كمتر از ولتاٌ ورودی است. نمودار مدار يى ركولاتور باک که از یک 8[۲ قدرت ‎sl ert]‏ ۱[ روبرو تشان داده شده ‎Boece ioe‏ 521101111 

صفحه 58:
در ركولاتور بوست ولتال خروجی از ولتاژ ورودى بیشتر میباشد. در روبرو یک نمونه از اين ركولاتور با ‎eam icr eer)‏ 0 نشان داده شده است 

صفحه 59:
ولتاژ خروجی در این رگولاتور میتواند کمتر و یا حتی بیشتر از ولتارٌ ورودى آن باشد. را ‎balls espe‏ ولتاژ ورودی است این رگولاتور با نام رگولاتور معکوس کننده نیز شناخته ميشود در شكل روبرو نمونه اى از اين ركولاتور با ؟[انشان داده شده است. 

صفحه 60:
را ores) پارامترهای کارایی بارهای مقاومتی خالس 2 ا 5 روابط وقرمولها ‏ | 6س | fron pees TUF mes | cr | ==- ‎tsar tower‏ = صما | ویو ‎iv |‏ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 61:
~< (525 Sole aoy sle292) p92 Lad ‏فصل سوم (مدارهای دیودی یکسو کننده)‎ ‏فصل چهارم (تریستورها)‎ ۱ ‏اد‎ ‏فصل ششم ( کنترل کننده های ولتاژ متناوب)‎ )0© ‏فصل نهم (جايرهاى‎ تمرین های پیشنهادی هر فصل کناب الکترونیک قدرت؛ م۰۰ ۰ رشید) 6-5-3-1 acs Sy coe s 9-8-7-2 25-23-19-16-13-11-10-2 ‏ال رد‎ 3-4-5-8-9-10 

صفحه 62:
۱ ات 

الکترونیک قدرت ترکیبی از قدرت ،الکترونیک و کنترل است. الکترونیک ،مدارها وسایل پردازش گر ی ا پردازن ده س یگنالها را بررس ی میکن د ک ه ب رای بدست آوردن هدفهای کنترلی مطلوب مورد استفاده قرار میگیرد. قدرت ،وسایل قدرت استاتیک و گردنده را که در تولید ،انتقال و توزیع توان الکتریکی ب ه کار گرفته میشود بررسی میکند. کن ترل ب ه بررس ی مشخص ه ه ای دینامی ک و ح الت پای دار سیس تمهای ب ا حلق ه بس ته میپردازد. الکترونیک براساس خاصیت کلید زنی عناصر نیمه هادی قدرت پایه گذاری شده است. شکل بعد رابطه الکترونیک قدرت با قدرت ،الکترونیک و کنترل را نشان میدهد. دیودهای نیمه هادی قدرت نقش مهمی را مدارات الکترونیک قدرت ایفا میکنند. دیود به عنوان کلیدی عمل میکند که کاره ای بس یاری را از قبی ل کلی دهای یکس وکننده، عمل هرزگردی در رگوالتورهای کلی د زنی ،معک وس س ازی ب ار خ ازن و انتق ال ان رژی مابین اجزا ،جداسازی ولتاژ ،فیدبک انرژی از بار به منبع و آزاد سازی انرژی ذخیره شده را انجام میدهد. مشخصه های دیود: )– 1 ‏VD/nVT ‏ID= Is (e دیودهای نیمه رسانا کابرده ای زی ادی در م دارهای الک ترونیکی و الک تریکی یافته اند .دیودها همچنین به طور گسترده ای در مدارهای الکترونیک ق درت به منظور تبدیل توان الکتریکی به کار گرفته میشوند. اگر در یک مدار دیودی با بار ( RLمانند م دار ش کل قب ل) کلی د ب رای م دت زم ان مشخصی بسته باشد جریان از بار (سلف) میگذرد با ب از ش دن کلی د بای د مس یری برای جریان سلف فراهم گردد تا این جریان بازگشتی به مدار آسیبی وارد نکند ک ه این عمل توسط دیود هرزگرد انجام میشود. در شکل صفحه بعد ،مدار با دیود هرزگرد به همراه ش کل موجه ای آن نش ان داده شده است( .در مرحله اول کلید بسته و در مرحله دوم کلید باز است) شکل زیر مدار ایده آل بدون تلفات با بار سلفی را نشان میدهد ،ک ه در آن ان رژی ذخ یره شده در سلف به دلیل نبودن هیچگونه مقاومتی در مدار همانجا ب اقی میمان د .دری ک م دار عملی مطلوب است که بازده مدار با بازگرداندن انرژی ذخیره شده به منبع ولتاژ بهبود یابد که این کار توسط ثانویه یک ترانس که دارای تزویج معکوس با اولیه ترانس میباشد و یک دی ود ک ه ثانویه ترانس را بطور مستقیم به منبع متصل میکند انجام میگیرد. بدین منظور از مداری که در شکل زیر آمده است استفاده میکنیم: مدار معادل دو مرحله(مرحله یک کلید بسته و مرحله دو کلی د باز) و شکل موجهای مربوط : یکسو کننده مداری است که عمل تب دیل س یگنال متن اوب را ب ه س یگنال یکس ویه انج ام میدهد. ساده ترین نوع یکسوسازها ،نیم موج تکفاز است ،که شکل مداری آن را در زیر میبینیم. در نیم سیکل مثبت دیود ه دایت ک رده و ورودی عین ا در خ روجی ظ اهر میش ود و در نیم سیکل منفی دیود قطع شده و به عنوان مانعی درمقابل سیگنال ورودی عمل میکند. در زیر شکل یک یکسوساز تمام موجب با ترانس سر وسط دار نشان داده شده است . در این مدار هر نیمه به همراه دیودش مشابه یک یکسوکننده نیم موج عمل میکند . به جای استفاده از یک ترانس سروسط دار میتوان از چهار دیود مط ابق ش کل زی ر استفاده کرد. این مدار نسبت به یکسوکننده با ترانس سر وسط دارای Tufبیشتری میباشد. شکل روبرو یک یکسوساز چند ف از را با بار مقاومتی نشان میدهد. ب رای بدس ت آوردن ت وان خ روجی بیشتر از یکسوکننده ها ی سه یا چن د فازه استفاده میکنند. این یکسوس از در کاردبرده ای ت وان باال بکار میرود. این مدار ب ا ی ا ب دون ترانس فورماتور قادر به کار کردن است و خروجی آن دارای ریپل شش پالسی است که هر دیود برای 120درجه هدایت میکند. پارامترهای این یکسوساز دارای بهترین مقادیر میباشد. تریستورها از مهمترین قطعات نیمه هادی قدرت هستند و بسیار زیاد در مدارهای الکترونیک قدرت بکار گرفته میشوند. این عناصر کلید های دو حالته ای هستند که از حالت قطع به وصل در می آیند . هنگامی که ولتاژ آند نسبت به کاتد مثبت تر باشد وگیت تریگ شود تریستور در بایاس مستقیم قرار گرفته و هدایت میکند .هدایت کردن این قطعه به وسیله جریان تریگ گیت کنترل میشود. در زیر یک مدار تریستور و مشخصه ولت آمپر آن نشان داده شده است عمل تثبیت کنندگی به واسطه فیدبک مثبت را میتوان با مدل دوترانزیستوری تریستور توجیه کرد. هر تریستور را میت وان بص ورت دو ترانزیس تور مکم ل(ی ک ترانزیس تور pnpو ی ک )npnدر نظ ر گرفت. رابطه بدست آوردن IA : )IA=α2IG+ICBO1+ICBO2/1–(α1+α2 گرما: اگر دمای تریستور باال رود تعداد زوجهای حفره -الکترون افزایش یافته در نتیجه جریان نشتی افزایش پیدا ک رده و امکان دارد تریستور روشن شود که این روش باعث ناپایداری حرارتی شده وباید از آن اجتناب شود. نور: اگر پیوندهای یک تریستور در معرض تابش نور قرار بگیرند ،تعداد زوجهای حفره-الکترون افزایش یافت ه و ممکن است تریستور روشن شود. ولتاژ زیاد: اگر ولتاژ آند به کاتد بیشتر از ولتاژ شکست مستقیم باشد تریستور روشن خواهد شد .این روش زیانبار اس ت و باید از آن اجتناب کنیم. :dv / dt اگر نرخ افزایش ولتاژ آند به کاتد زیاد باشد ،ممکن است شارژ پیوندهای خ ازنی ب ه ان دازه ک افی ب زرگ ش ده و منجر به روشن شدن تریستور شود. جریان گیت: اگر تریستور در حالت بایاس مستقیم قرار داشته باشد ،ترزیق جری ان ب ه گیت مج ر ب ه روش ن ش دن تریس تور خواهد شد. روشهای خاموش کردن تریستور(کموتاسیون) درفصل هفتم بررسی خواهد شد. شکل موج جریان آند پس از اعمال سیگنال به گیت(مشخصه های روشن شدن) با افزایش جریان گیت ،ولتاژ سد کنندگی مستقیم کاهش پیدا میکند( .اثر جریان گیت بر ولتاژ سد کنندگی) هر تریستور برای هدایت یکنواخت جریان از پیوندها نیاز به زمان حداقلی دارد.اگر نرخ افزایش جریان آند در مقایسه با سرعت گسترش فرآیند روشن شدن،خیلی س ریع باش د بواس طه چگ الی جری ان زی اد ی ک نقطه داغ موضعی ایجاد میشود و ممکن است در اثر باال رفتن دما قطعه آسیب ببیند. در عمل باید قطعات را در برابر تغییرات شدید di/dtمحافظت کنیم . شکل روبرو مدار چاپر با سلف محدود کننده di/dtاست: اگر کلید 1در شکل زیر در لحظه صفر بسته شود ،یک ولتاژ پله ب ه دو س ر تریس تور اعم ال میگردد و dv/dtممکن است به ح دی ب زرگ ش ود ک ه تریس تور را روش ن کن د .میت وان ب ا استفاده از خازن مطابق شکل زیر آنرا محدود کرد: -1تریستورهای کنترل فاز ()scr -2کلیدزنی سریع ()scr -3خاموش شونده با گیت ()gto -4سه قطبی دوجهته ()triac -5هدایت معکوس ()rct -6القا استاتیک ()sith 7کنترل شده سیلیکونی فعال شونده با نور ()lascr -8کنترل شده از نوع )(fet-cth -9کنترل شده از نوع )(mct ‏fet ‏mos برای رسیدن به یک ولتاژ قابل تنظیم در خروجی یکسوسازها ،از تریس تورهای کن ترل ف از بج ای دی ود استفاده میکنیم. ولتاژ خروجی یکسوکننده های تریستوری با کنترل زاویه آتش تریستور تغییر داده میشود.یکس و کنن ده های کنترل فاز ساده و ارزان هستند و راندمان آنها عموما باالی %95است. این یکسو کننده ها بطور وسیعی در کاربردهای صنعتی بخصوص در موتورهای دور متغی یر ب ا ت وان در حد کسری از اسب بخار تا حد مگا وات بکار میروند. مبدلهای کنترل فاز بسته به نوع ورودی به مبدلهای تک فاز و سه فاز تقسیم میش وند ک ه ه ر ک دام را میتوان به سه دسته زیر تقسیم کرد : -1مبدل نیمه -2مبدل کامل -3مبدل دوتایی در نیم سیکل مثبت ورودی تریستور در بایاس مس تقیم ق رار میگ یرد وق تی در زاوی ه α تریستور آتش میشود شروع به هدایت کرده و ورودی در دوسر بار ظاهر میشود و وق تی که ولتاژ ورودی شروع به منفی شدن میکند ،گفته میشود تریستور بایاس معک وس ش ده و خاموش میشود. زاویه آتش :از زمانی که ولتاژ وروردی شروع به مثبت شدن میکند تا لحظ ه آتش ش دن تریستور در زیر مدار یک مبدل کامل تکفاز با بار بشدت سلفی بنحوی که جریان بار پیوسته و ب دون ریپ ل باشد نشان داده شده است: در بازه زمانی α_Π+αتریستور هدایت میکند و ولتاژ ورودی در خروجی ظاهر میشود.این یکسو ساز در دو ربع کاری مطابق شکل عمل میکند. دیدیم که مبدلهای کامل تکفاز با بار سلفی تنها اجازه کار در دو ربع کاری را دارند اگر دو تا از این مبدلها را پشت به پشت به هم متصل کنیم ولتاژخروجی و جهت جریان بار را میتوان معکوس کرد .این سیستم کارکرد در چهار ربع را امکان پذیر میکند و مبدل دوتایی نامیده میشود.مبدل های دوتایی عموما در موتورهای دور متغییر با توان باال بکار میروند .زوایای آتش به نحوی کنترل میشوند که یک مدار در نقش یکسوساز و دیگری در نقش اینورتر کار کند. اگر یک کلید تریستوری بین منبع متناوب و بار وصل شود میتوان باتغییر مق دار م وثر ولت اژ متن اوب اعمال شده به بار ،انتقال توان را کنترل نمود .چنین مدار قدرتی با نام کنترل کنن ده ولت اژ متن اوب شناخته میشود. برای انتقال توان اغلب از دو نوع کنترل استفاده میشود: -1کنترل قطع و وصل -2کنترل زاویه فاز در کنترل قطع ووصل کلیدها(تریستور) بار را برای چند سیکل به منبع متناوب وص ل میکنن د س پس برای چند سیکل آن را قط ع میکنن د .در کن ترل ف از کلی دهای تریس توری ب ار را در قس متی از ه ر سیکل ولتاژ ورودی به منبع متناوب متصل میکنند. اساس کنترل قطع و وصل را میتوان با یک کنترل کننده تمام موج تک فاز مطابق شکل زیر توضیح داد .کلید تریستوری منب ع متناوب را برای زمان tnبه بار متصل میکند .کلید توسط یک پالس گیت متوقف کننده در لحظه t0قطع میشود. اگر ولتاژ ورودی برای nسیکل به بار متصل و برای mسیکل از بار جدا باشد: ‏Vo= Vs √n/n+m = Vs√k در شکل زیر یک مدار کنترل زاویه تکفاز نش ان داده ش ده اس ت .ب ا ایج اد تاخیر در زاویه آتش تریستور میتوان انتقال توان به بار را کنترل کرد. سیکلوکانورتر ها مبدلهای ac-acهستند که میتوانیم فرکانس و مق دار م وثر خ روجی را ب ه وس یله آن کن ترل کنیم . در زیر یک سیکلوکانورتر و شکل موجهای آن نشان داده شده است. به روشهای خاموش کردن تریستور در اصطالح کموتاسیون میگویند که به دو دسته طبیعی و اجباری تقسیم میشوند . کموتاسیون طبیعی :اگر منبع ولتاژ متناوب باشد جریان تریستور به ط ور ط بیعی ص فر ش ده وی ک ولتاژ معکوس روی دو سر تریستور ظاهر گشته که باعث میشود عنص ر ب ه ط ور اتوماتی ک بخ اطر رفتار طبیعی منبع خاموش میگردد. این پدیده کموتاسیون طبیعی یا خط نامیده میشود. کموتاسیون اجباری :در بعضی از مدارات ولتاژ ورودی dcبوده وبرای خاموش کردن تریستور از مداری اضافی بنام کموتاسیون استفاده میکنیم. روشهای مختلفی برای خاموش کردن تریستور بصورت اجباری وجود دارد که در زیر اشاره میکنیم: در این نوع کموتاسیون تریستور بنا به خواص طبیعی مدار خاموش میشود. در زیر مدار و شکل موجهای این نوع کموتاسیون آمده است. در زیر مدار کموتاسیون ضربه آمده است .تریستور اصلی که هدف خاموش کردن آن میباشد با رنگ سیاه مشخص شده است .در این مدار بالفاصله پس از آتش شدن تریستور T2تریستور اصلی خاموش میشود و تریستور T3که جهت معکوس کردن ولتاژ خازن استفاده میشود بصورت کموتاسیون خود به خود کار میکند. در مدار کموتاسیون ضربه با اضافه کردن یک دیود و سلف به صورت موازی و معکوس با تریستور اصلی میتوان سرعت تخلیه خازن را افزایش داد که در زیر مدار آن آمده است. شکل زیر مدار یک کموتاسیون پ الس تش دید را نش ان میده د .ک ه در آن تریس تور T2وق تی آتش میشود با L،cو T1تشکیل یک مدار تشدید را میدهد.در این مدار تریستور T3بص ورت کموتاس یون خود به خود کار میکند. شکل زیر یک کموتاسیون پالس تشدید با دیود شتاب دهنده را نشان میده د ک ه در آن با اضافه کردن یک دیود بصورت موازی و معکوس با تریستور اص لی میت وان س رعت تخلیه خازن را شتاب بخشید. کموتاسیون مکمل برای انتقال جریان بین دو بار بکار میرود و آرایش آن درشکل مقابل نشان داده شده است .آتش شدن یک تریستور باعث خاموش شدن دیگری میشود(مانند کموتاسیون ضربه) ،به همین دلیل به آن کموتاسیون ضربه مکمل نیز میگویند. در کموتاسیون سمت بار ،خازن و بار تشکیل یک م دار س ری ب ا هم میدهن د .ش ارژ و دشارژ خازن از طریق بار صورت میگیرد ،کارایی این نوع مدار بستگی به بار مص رفی دارد و بدون اتصال بار نمیتوان مدار ها ی کموتاسیون اضافه ش ده را تس ت ک رد م دار های کموتاسیون ضربه و تشدید پالس نمونه هایی از این هستند. در این مدار جهت شارژ و دشارژ خازن وجود بار الزامی نمیباشد. در زیر نمونه ای از این نوع کموتاسیون آمده است. درصورت عدم وجود بار در مدار یعنی قطع بودن جریان بار ،بجای سلف از یک ترانسفرماتور با تزویج معکوس استفاده میکنیم که در شکل زیرین مشخص است. در بسیاری از کاربردهای صنعتی نیاز به تبدیل یک منبع dcولتاژ ثابت به یک منبع dcولتاژ متغییر میباشد . چاپر وسیله ایست که مستقیما dcرا به dcتبدیل میکند. چاپر میتواند جهت افزایش یا کاهش پله ای ولتاژ dcبکار گرفته شود. اساس طرز کار کاهش پله ای را میتوان از روی شکل زیر توضیح داد . کلید چاپر را میتوان با استفاده از BJT 2-MOSFET 3- GTO -1و یا تریستور با کموتاسیون اجباری پیاده سازی کرد. به دو روش زیر میتوان نسبت خروجی را کنترل کرد -1عملکرد فرکانس ثابت(مدالسیون پهنای پالس) -2عملکرد فرکانس متغییر( مدوالسیون فرکانس) همانطور که در شکل مشخص است اگر کلید برای مدت زمان مشخصی بسته باشد ولتاژ ورودی دوسر بار می افتد و اگر کلید برای مدت زمان مشخصی قطع بماند ولتاژ دو سر بار صفر خواهد بود. شکل روبرو یک چاپر کاهش پله ای را به همراه شکل موجهای مربوط نشان میدهد. از این چاپر میت وان جهت ب اال ب ردن ولتاژ dcاستفاده کرد. ش کل روب رو ی ک نمون ه از این ن وع چاپر را به همراه ش کل موجه ای آن نشان میدهد. ش کل دوم (پ ایین ص فحه) آرایش انتقال انرژی را نشان میده د ک ه در آن انرژی تولید شده توسط چاپر ب ه باتری منتقل میشود. چاپرها به پنج دسته A, B, C, D, Eتقسیم میشوند. چاپر کالس :Aدراین چاپر جریان بار به بار وارد میشود. جریان و ولتاژ هر دو مثبت هستند ،این چاپر یک چاپر تک ربعی است و مشابه یک یکسو کننده عمل میکند. چاپر کالس :Bدر این چاپر جریان بار از بار خارج میشود. ولتاژ بار مثبت و جریان بار منفی است ،این چ اپرنیز ی ک چ اپر ت ک ربعی اس ت ام ا در رب ع دوم ک ار میکند ومشابه یک اینورتر عمل میکند( .شکل زیر مربوط به چاپر کالس Bاست) چاپر کالس :Cاین چاپر یک چاپر دو ربعی است که در آن ولتاژ بار همیشه مثبت اس ت و جریان بار مثت یا منفی است. چاپرهای کالس Aو Bمیتوانند ترکیب شوند و یک چاپر کالس Cپدید آورند. این چاپر میتواند همانند یکسوکننده و هم همانند یک اینورتر عمل کند. (شکل زیر مربوط به چاپر کالس cاست) چاپر کالس :Dاین چاپر ی ک چ اپر دوربعی اس ت ،جری ان در این چ اپر همیش ه مثبت و ولت اژ میتواند مثبت یا منفی باشد.این چاپر نیز میتواند هم یکسو کننده و هم اینورتر باشد ( .ش کل زی ر یک نمونه از این چاپر است ) چاپر کالس :Eاین چاپر یک چاپر چهار ربعی است ،ولتاژ و جریان در این چ اپر میتوانن د مثبت یا منفی باشند ( .شکل زی ر ی ک نمون ه از این ن وع چ اپر را ب ه هم راه قط بیت ولت اژش نش ان میدهد) شکل زیر اجزاء یک رگوالتور تغییر دهنده حالت را نشان میدهد .تثبیت کردن معموال از طری ق روش مدوالسیون پهنای پالس در یک فرکانس ث ابت انج ام میگ یرد و عنص ر کلی دزنی معم وال BJT,Mosfet,IGBTقدرت میباشد. از شکل سیگنالهای کنترل میتوان دریافت که خروجی یک چاپر dcبا بار مق اومتی ناپیوس ته و شامل هارمونیک میباشد .مقدار ریپل معموال با استفاده از یک فیلتر LCکاسته میشود. چهار توپولوژی پایه برای رگوالتورهای تغییر دهنده وجود دارد .1باک .2بوست .3باک_بوست .4کیوک در یک رگوالتور باک مقدار متوسط ولتاژ خروجی کمتر از ولتاژ ورودی است. نمودار مدار یک رگوالتور باک که از یک BJTقدرت استفاده میکند در شکل روبرو نشان داده شده است که مشابه یک چاپر کاهش پله ای است. در رگوالت ور بوس ت ولت اژ خ روجی از ولت اژ ورودی بیشتر میباشد ،در روب رو ی ک نمون ه از این رگوالت ور ب ا استفاده از MOSFETقدرت نشان داده شده است ولت اژ خ روجی در این رگوالت ور میتوان د کم تر و ی ا ح تی بیش تر از ولتاژ ورودی آن باشد. قط بیت ولت اژ خ روجی مخ الف ب ا ولتاژ ورودی است این رگوالت ور ب ا ن ام رگوالت ور معک وس کنن ده ن یز ش ناخته میش ود در ش کل روب رو نمون ه ای از این رگوالت ‏BJTنشان داده شده است. ور ب ا پارامترهای کارایی انواع یکسوکننده ه ای دیودی تمرین های پیشنهادی هر فصل ( کتاب الکترونیک قدرت ،م .ه .رشید) فصل دوم (دیودهای نیمه هادی قدرت) 6- 5- 3- 1 فصل سوم (مدارهای دیودی یکسو کننده) 13-11-8-7-6-4 فصل چهارم (تریستورها) 9- 8- 7- 4- 2 فصل پنجم ( یکسوکننده های کنترل شده) 25-23-19-16-13-11-10-2 فصل ششم ( کنترل کننده های ولتاژ متناوب) 6- 5- 3- 2- 1 فصل نهم (چاپرهای )DC 3-4-5-8-9-10 زمستان 90