Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu."— Transkript prezentace:

1 Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu

2 Polovodičové prvky v usměrňovačích OB21-OP-EL-ELN-JANC-U-2-005

3  V polovodičových usměrňovačích se dnes používají moderní prvky.  Jedná se především o polovodičové diody a v řízených usměrňovačích se používají tyristory, diaky a triaky.  Usměrňovače mohou být v provedení jak jednofázovém, tak i ve vícefázovém – nejčastěji ve třífázovém.

4 Polovodičové prvky v usměrňovačích  Jako polovodičové diody se používají plošné diody.  Jedná se zpravidla o křemíkové diody a používají se od malých proudů v řádu miliampér až po výkonové křemíkové diody, které jsou schopné usměrňovat proudy až v řádech stovek ampér.  Základem plošných diod je destička z křemíku typu N, ve které se difúzní technologií vytvoří vrstva typu P.  Křemíková destička je připájena na kovovou podložku, která pomáhá odvádět teplo.

5 Polovodičové prvky v usměrňovačích  Použití usměrňovacích plošných diod je široké. Od využití ve sdělovací technice, spotřební elektronice až po výkonové usměrňovače v dopravě (trolejbusy, lokomotivy).  Dnes jsou často polovodičové diody používané v zapojeních s neřízeným usměrňovačem nahrazovány modernejšími prvky jako jsou tyristory a triaky v zapojeních se řízeným usměrňovačem.

6 Polovodičové prvky v usměrňovačích  Tyto řízené usměrňovače umožňují regulovat bezztrátově napětí a výkon dodávaný do zátěže usměrňovače.  Tyristory a triaky se používají i v dalších řídících a automatizačních obvodech např. na řízení motorů, na spínání výkonu.  V těchto obvodech nahrazují elektromechanické stykače, jističe, relé, vypínače atd.

7 Polovodičové prvky v usměrňovačích  Při srovnání s elektromechanickými spínači jsou tyristorové spínače výhodné:  tam kde je velká četnost spínání,  v korozním a výbušném prostředí  a na těch místech, kde se požaduje velká spolehlivost spínače.

8 Tyristor  Jedná se o základní součástku řízených usměrňovačů.  Jeho funkce je založena na tzv. tyristorovém jevu, tj. lavinovém přechodu z blokovacího do propustného stavu.  Tyristor je vlastně spojení dvou bipolárních tranzistorů ve čtyřvrstvé struktuře s třemi přechody PN.

9 Tyristor  Tyto přechody ovlivňují činnost součástky ve třech základních stavech, které jsou:  závěrný stav  blokovací (vypnutý) stav  propustný (sepnutý) stav  V praxi je možné konstruovat tyristory typu PNPN a NPNP.  Oba typy se rozlišují podle toho, ke které vrstvě je připojena řídící elektroda — buď k vnitřní vrstvě P nebo N.

10 Tyristor Obr.1 Tyristor PNPN - základní uspořádání vrstev a jejich schematické značení

11 Tyristor  V praxi se používá pouze struktura PNPN, poněvadž u struktury NPNP se z fyzikálně technologických důvodů nedaří dosahovat potřebných parametrů.

12 Princip řízeného usměrňovače  Podstata řízení výkonu zátěže spočívá v tom, že proud protéká příslušným spotřebičem jen po čas půlperiody napájecího napětí.  Tento interval je určen časovým úsekem, po který je tyristor vodivý.  Okamžik zapnutí můžeme řídit buď ručně nebo je odvozen z požadovaných podmínek, a pak se o zapnutí starají řídící obvody.

13 Princip řízeného usměrňovače  Vlastní činnost je následující: pokud se nepřivede spouštěcí impuls, je tyristor nevodivý, obvodem neprochází proud, na zátěži nevzniká úbytek napětí a příkon ve spotřebiči je nulový.  Celé napětí drží tyristor. Po sepnutí napětí na tyristorů poklesne na zanedbatelnou hodnotu a prakticky celá hodnota napájecího napětí se objeví na zátěži.  Tento stav trvá tak dlouho, než napájecí proud poklesne pod hodnotu přídržného proudu IH. Tím dojde k vypnutí tyristorů, zaniká proud v obvodu a do zátěže přestává být dodáván příkon.

14 Princip řízeného usměrňovače Obr.2 Princip řízeného usměrňovače GI - generátor spouštěcích impulsů Y - úhel otevření

15 Triak  Triak je jednoslovný název pro obousměrný triodový tyristor neboli pětivrstvý triodový tyristor.  Jedná se tedy o pětivrstvou součástku NPNPN (PNPNP se z technologických důvodů nepoužívá).  Vývoj triaku byl motivován snahou nahradit antiparalelní zapojení dvou tyristorů jediným prvkem.  Oproti dvěma diskrétním antiparalelním tyristorům se však u triaku uplatňují některé nové jevy, jako například, že se tato součástka může spínat i záporným řídícím signálem, takže se může použít pro spínání střídavého napětí.

16 Obr.3 Pětivrstvá struktura: a) princip, b) princip zkratování krajních přechodů PN, c) reálná struktura triaku NPNPN s přídavnou elektrodou AG, d) schematická značka

17 Triak  Triak může spínat střídavý proud procházející mezi hlavními elektrodami A: a A2 a řídí se proudem libovolné polarity mezi elektrodou a řídící elektrodou (G).  Triaky se používají v malovýkonových obvodech spotřební elektroniky jako různé regulátory výkonu.

18 Diak (spínací třívrstvá dioda)  Jedná se vlastně o symetrický lavinový tranzistor.  Nemá řídící elektrodu a je spínán překročením blokovacího napětí U B0, a to jak kladné, tak i záporné polarity.  Vyznačuje se symetrickou V-A charakteristikou s oblastí záporného diferenciálního odporu, ale s dosti značným úbytkem napětí v propustném směru.

19 Diak (spínací třívrstvá dioda)  Přivedeme-li na diak vnější napětí bez přihlédnutí na jeho polaritu — jeden z jeho přechodů PN je polarizován v přímém směru a druhý ve směru závěrném.  Jakmile však přiložené napětí dosáhne hodnoty U (B0) +, menšinové nosiče injektované z přechodu PN polarizovaného v přímém směru dosáhnou ochuzenou oblast přechodu PN, který je polarizován v závěrném směru, a vyvolají zde lavinové násobení nosičů.  Prudce vzroste procházející proud a napětí na diaku poklesne.

20 Diak (spínací třívrstvá dioda)  Diaky se používají k ochraně při přepětí (např. tranzistorů MOS) a pro řídící obvody tyristorů a triaků, přičemž řídící obvody vycházejí velmi jednoduché a plně vyhovující pro jednodušší aplikace.

21 Diak (spínací třívrstvá dioda) Obr.4 Diaka) principb) V-A charakteristika c) schematická značka

22  Děkuji za pozornost  Ing. Ladislav Jančařík

23 Literatura  J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika pro silnoproudé obory, SNTL Praha 1989  M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002  D. Mayer: Úvod do teorie elektrických obvodů, SNTL Praha /ALFA Bratislava 1978


Stáhnout ppt "Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu."

Podobné prezentace


Reklamy Google