|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ניסויים משעשעים: משפחה של תיריסטורים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חובב רדיו מתחיל לעתים קרובות אתה יכול לשמוע ולקרוא את המילה "תיריסטור" במגזינים פופולריים להנדסת רדיו. אנחנו מדברים על התקן מוליכים למחצה. אבל, למרבה הצער, מכשיר כזה לא קיים, שכן תיריסטורים הם סוג של מכשירים. הוא כולל דיניסטור (תיריסטור דיודה), טריניסטור (תיריסטור טריודה) וטריאק (תיריסטור סימטרי). נכיר אותם באמצעות ניסויים משעשעים. בוא נתחיל עם דיניסטור. כל התקן מוליכים למחצה ממחלקת התיריסטורים הוא "פאי" של מספר שכבות היוצרות מבנה מוליכים למחצה של צומת p-n מתחלפים. לדיניסטור יש שלושה מעברים כאלה (איור 1), אך מסקנות מופקות רק מהאזורים הקיצוניים (p ו-n). פני השטח של גביש ה"פאי" עם מוליכות חשמלית מסוג n מולחמים בדרך כלל לתחתית הבית - זוהי הקתודה של הדיניסטור, והפלט מהמשטח הנגדי של הגביש נעשה דרך מבודד זכוכית - זה היא האנודה.
חיצונית, הדיניסטור (סדרת KN102 עם מדדי האותיות AI והאנלוגי שלו עם הכינוי 2N102 נפוץ) אינו שונה מדיודות המיישרים של סדרת D226. כמו במקרה של דיודה, מתח אספקה פלוס מסופק לאנודה של הדיניסטור, ומינוס לקתודה. והקפד לכלול עומס במעגל הדיניסטור: נגד, מנורה, מתפתל שנאי וכו'. אם תגדיל את המתח בהדרגה, הזרם דרך הדיניסטור יגדל מעט בהתחלה (איור 2). הדיניסטור כמעט סגור. מצב זה יימשך עד שהמתח על הדיניסטור ישתווה למתח ההדלקה Uon. ברגע זה מתרחש תהליך של עליית זרם דמוי מפולת במבנה ארבע השכבות והדיניסטור נכנס למצב פתוח. ירידת המתח על פניו יורדת בחדות (ניתן לראות זאת במאפיין), והזרם דרך הדיניסטור ייקבע כעת על פי התנגדות העומס, אך לא יעלה על ה-Iopen.max המקסימלי המותר. לכל הדיניסטורים של ה-KN102 סדרה, זרם זה הוא 200 mA.
המתח שבו הדיניסטור נפתח נקרא מתח הפעלה (Uon), והזרם המתאים לערך זה הוא זרם הדלקה (יון). לכל דיניסטור יש מתח הפעלה משלו, למשל עבור KN102A - 20 V, ועבור KN102I - 150 V. אותו הדבר מתח המיתוג עבור כל הדיניסטורים בסדרה הוא 5 mA. הדיניסטור יכול להישאר במצב פתוח כל עוד הזרם הישר דרכו חורג מהזרם המינימלי המותר Isp, הנקרא זרם ההחזקה. הענף ההפוך של מאפיין הדיניסטור דומה לאותו ענף של דיודה קונבנציונלית. אספקת מתח הפוך לדיניסטור מעל המותר Urev.max. עלול להזיק לו. לכל הדיניסטורים ו-Uob.max. הוא 10 V, בעוד שה-Irev.max הנוכחי. אינו עולה על 0,5 mA. כעת, לאחר שהכרתם כמה מהפרמטרים של הדיניסטור, תוכלו להרכיב שני גנרטורים ולהתנסות בהם. מחולל הבזק אור (איור 3). זה מאפשר לך לקבל את הבזקי האור של מנורת ליבון. כאשר תקע X1 של הגנרטור מוכנס לשקע חשמל, הקבל C1 יתחיל להיטען (רק במהלך חצי מחזורים חיוביים). זרם הטעינה מוגבל על ידי הנגד R1. ברגע שהמתח על פניו יגיע למתח ההדלקה של הדיניסטור, הקבל יתפרק דרכו ומנורת EL1. למרות שהמתח על הקבל גבוה בהרבה (פי 8!) ממתח הפעולה של המנורה (2,5 V), הוא לא יישרף מכיוון שמשך דופק זרם הפריקה קצר מדי.
לאחר פריקת הקבל, הדיניסטור ייסגר והקבל יתחיל להיטען שוב. בקרוב יופיע הבזק חדש, ואחריו הבא וכו'. עם הפרטים המצוינים בתרשים, הבזקים יגיעו כל 0,5 שניות. החלף את הנגד בהתנגדות אחרת, למשל, נמוכה יותר. תדירות ההתפרצויות תגדל. ועם נגד בעל התנגדות גבוהה יותר הוא יקטן. תוצאה דומה תתקבל על ידי הקטנת הקיבול של הקבל או הגדלתו. חוזרים למעגל הגנרטור המקורי, התקן קבל נוסף C2 (זה יכול להיות נייר או תחמוצת) עם קיבולת של כמה microfarads עבור מתח של לפחות 400 V. ההבזקים ייעלמו. הפתרון פשוט. כאשר קבל זה לא היה קיים, הנגד קיבל איור. 3 חצאי מחזורים של מתח הרשת, כלומר הוא השתנה מאפס לערך המשרעת המקסימלית. לכן, לאחר פריקת הקבל C1, הזרם דרך הדיניסטור בשלב מסוים (כשהסינוסואיד עובר דרך האפס) ירד לאפס והדיניסטור כבה. עם חיבור הקבל C2, המתח על המסוף השמאלי של הנגד על פי התרשים כבר הופך לפועם, שכן הקבל מתחיל לפעול כמסנן עבור מיישר חצי גל והמתח בו אינו יורד לאפס. ולכן, לאחר פתיחת הדיניסטור וההבזק הראשון של המנורה, ממשיך לזרום דרכו זרם קטן, העולה על זרם ההחזקה. הדיניסטור לא נכבה, הגנרטור לא עובד. נכון, ניתן לגרום לגנרטור לעבוד (ואפשר לאמת זאת) אם תגביר את ההתנגדות של הנגד, אבל אז ההבזקים יתרחשו לעתים רחוקות מדי. כדי להגביר את תדר ההבזק, נסה להפחית את הקיבול של הקבל C1. מה שיקרה הוא שהאנרגיה האצורה בקבל לא תספיק כדי לשמור על בהירות מספקת של ההבזקים. הדיניסטור בהתקן זה יכול להיות, בנוסף לזה המצוין בתרשים, KN102B. קבל C 1 - תחמוצת מכל סוג עם מתח נקוב של לא פחות מ-50 וולט, דיודה - עם זרם של לא פחות מ-50 mA ומתח הפוך של לא פחות מ-400 וולט, נגד - בהספק של לפחות 2 W, מנורה - עם מתח הפעלה של 2,5 V וזרם 0,26 A. מחולל תדרי שמע (איור 4). המעגל שלו דומה לקודם, אבל מנורת הליבון מוחלפת בעומס בעל עכבה גבוהה יותר - אוזניות TON-2 (BF1), שהקפסולות שלהן מוסרות מהרצועה (לא צריך להסיר אותה) ו מחובר בסדרה. הקיבולת של קבל הטעינה-פריקה (C2) הופחתה משמעותית, עקב כך גדלה תדירות האות שנוצר (עד 1000 הרץ). ההתנגדות של הנגד המגביל (R2) במעגל הדיניסטור גדלה אף היא.
האלמנטים הנותרים הם מיישר חצי גל, שבו הקבל C1 מסנן את המתח המיושר, והנגד R1 עוזר להפחית את המתח ההפוך על דיודה VD1. אם אתה משתמש במתח חילופין של 45...60 V כדי להפעיל את הגנרטור, אין צורך בנגד R1. קבל C1 יכול להיות נייר, למשל MBM, C2 - כל סוג עם מתח של לפחות 50 V, דיודה - כל אחד עם מתח הפוך מותר של לפחות 400V. ברגע שתקע X1 מוחדר לשקע החשמל, יופיע באוזניות צליל בטון מסוים. החלף את הקבל C2 בקבל אחר בעל קיבולת קטנה יותר - והטונאליות של הצליל תגדל. אם תתקין קבל גדול יותר, טלפונים יפיקו צליל נמוך יותר. אותן תוצאות יתקבלו בעת שינוי ההתנגדות של הנגד R2 - בדקו זאת. שימו לב שכיום מיוצרים מיקרו-מעגלים בעלי מאפיינים קרובים לדיניסטורים, ובמקרים מסוימים הם יכולים להחליף אותם (ראו "רדיו", 1998, מס' 5, עמ' 59-61). ולסיכום, כמה מילים על אמצעי זהירות. כאשר עורכים ניסויים עם גנרטורים, אין לגעת במסופים של החלקים עם הידיים כאשר תקע X1 מחובר לרשת, אל תיגע באוזניות, במיוחד אל תניח אותן על הראש, ובמהלך כל הלחמות או חיבורים של חלקים, -להפעיל את המבנה ולפרוק (בפינצטה או חתיכת חוט הרכבה) את הקבלים. התקן המוליך למחצה הבא ממחלקת התיריסטורים הוא התיריסטור. ההבדל העיקרי שלו מדיניסטור הוא נוכחות של פלט נוסף, הנקרא אלקטרודת בקרה (CE), מאחד המעברים (איור 5) של מבנה ארבע השכבות. מה מסקנה זו מספקת?
נניח שאלקטרודת הבקרה אינה מחוברת לשום מקום. בגרסה זו, התיריסטור שומר על הפונקציות של דיניסטור ונדלק כאשר מגיעים למתח האנודה Uon (איור 6).
אבל ברגע שתפעילו לפחות מתח חיובי קטן על אלקטרודת הבקרה ביחס לקתודה ובכך תעביר זרם ישר דרך מעגל אלקטרודת הבקרה - קתודה, מתח ההדלקה יקטן. ככל שהזרם גבוה יותר, מתח ההדלקה נמוך יותר. מתח ההדלקה הנמוך ביותר יתאים לזרם מקסימלי מסוים Iу.е, הנקרא זרם היישור - הענף הישיר מתוקן עד כדי כך שהוא הופך דומה לאותה ענף דיודה. לאחר הפעלת (כלומר פתיחת) ה-SCR, אלקטרודת הבקרה מאבדת את תכונותיה וניתן יהיה לכבות את ה-SCR על ידי הפחתת הזרם קדימה מתחת לזרם האחזקה Isp, או על ידי כיבוי קצר של מתח האספקה (קצר- מעגל בין האנודה לקתודה מקובל). ניתן לפתוח את התיריסטור על ידי זרם ישר המועבר דרך אלקטרודת הבקרה או על ידי זרם פועם, ומשך הפולס המותר הוא מיליוניות השנייה! לכל תיריסטור (לרוב תפגשו תיריסטורים מסדרות KU101, KU201, KU202) יש פרמטרים מסוימים, הניתנים בספרי עיון ולפיהם לרוב נבחר התיריסטור למבנה המורכב. ראשית, זהו המתח הקבוע קדימה המותר (Upr) במצב סגור, כמו גם מתח הפוך קבוע (Urev) - הוא לא מצוין עבור כל התיריסטורים, ובהיעדר נתון כזה, לא רצוי להחיל מתח הפוך לתיריסטור נתון. הפרמטר הבא הוא זרם ישר במצב פתוח (Ipr) בטמפרטורת מקרה מותרת מסוימת. אם התיריסטור מתחמם לטמפרטורה גבוהה יותר, הוא יצטרך להיות מותקן על רדיאטור - זה מדווח בדרך כלל בתיאור העיצוב. לא פחות חשוב הוא פרמטר כמו זרם ההחזקה (Iud), המאפיין את זרם האנודה המינימלי שבו התיריסטור נשאר במצב מופעל לאחר הסרת אות הבקרה. גם הפרמטרים המגבילים עבור מעגל אלקטרודת הבקרה מצוינים - זרם הפתיחה המרבי (Iу.оt) ומתח הפתיחה הקבוע (Uу.оt) בזרם שאינו עולה על Iу.оt. בעת הפעלת SCR מסדרת KU201, KU202, מומלץ לכלול נגד shunt עם התנגדות של 51 אוהם בין אלקטרודת הבקרה לקתודה, אם כי בפועל, ברוב המקרים, נצפית פעולה אמינה ללא נגד. ותנאי חשוב נוסף עבור תיריסטורים אלה הוא שכאשר המתח באנודה שלילי, אספקת זרם הבקרה אינה מותרת. עכשיו בואו נערוך כמה ניסויים כדי להבין טוב יותר את פעולת ה-SCR ואת תכונות השליטה שלו. הצטייד בתיריסטור, נניח, KU201L, מנורת ליבון מיניאטורית 24 V, מקור מתח קבוע של 18...24 V בזרם עומס של 0,15...0,17 A ומקור מתח חילופין של 12...14 V (לדוגמה, רשת שנאי ממקלט ישן או רשמקול עם שתי פיתולים משניים של 6,3 וולט בזרם של עד 0,2 A, מחובר בסדרה). כיצד לפתוח תיריסטור (איור 7). הגדר את המנוע של הנגד המשתנה R2 למצב התחתון לפי התרשים, ולאחר מכן חבר את מפל התיריסטור למקור זרם ישר. על ידי לחיצה על כפתור SB1, הזז בצורה חלקה את מחוון הנגד המשתנה במעלה המעגל עד שמנורת HL1 תידלק. זה יציין שהתיריסטור נפתח. אתה יכול לשחרר את הכפתור, המנורה תמשיך להאיר.
כדי לסגור את התיריסטור ולהחזירו למצבו המקורי, מספיק לכבות את מקור החשמל לזמן קצר. המנורה תכבה. בלחיצה נוספת על הכפתור, פותחים את התיריסטור ומדליקים את המנורה. כעת נסו לכבות אותו בדרך אחרת - עם שחרור הכפתור, בקצרה, נניח, בפינצטה, סגור את מסופי האנודה והקתודה, כפי שמוצג באיור. 7 בקו מקווקו. כדי למדוד את זרם הפתיחה של ה-SCR, חבר מיליאממטר למעגל הפתוח של אלקטרודת הבקרה (בנקודה A) ובאמצעות הזזה חלקה של מחוון הנגד המשתנה מהמיקום התחתון לעליון (עם הכפתור לחוץ), המתן עד מנורה נדלקת. מחט המיליאממטר תתעד את הערך הנוכחי הרצוי. או אולי תרצה לדעת מהו זרם ההחזקה של SCR? לאחר מכן חבר את המיליאממטר למעגל הפתוח בנקודה B, ובסדרה איתו נגד משתנה (בעל ערך נומינלי של 2,2 או 3,3 קילו אוהם), אשר תחילה יש להסיר את ההתנגדות שלו. כשה-SCR פתוח, הגבר את ההתנגדות של הנגד הנוסף עד שמחט המיליאממטר חוזרת בפתאומיות לאפס. קריאת המיליאממטר לפני רגע זה היא זרם ההחזקה. התיריסטור נשלט על ידי דופק (איור 8). שנה מעט את שלב התיריסטור על ידי ביטול הנגד המשתנה והכנסת קבל C1 בקיבולת של 0,25 או 0,5 μF. כעת מתח DC אינו מסופק לאלקטרודת הבקרה, אם כי זה לא הופך את התיריסטור לבלתי ניתן לשליטה.
לאחר הפעלת מתח אספקה למפל, לחץ על הכפתור. קבל C1 ייטען כמעט באופן מיידי, וזרם הטעינה שלו בצורה של פולס יעבור דרך הנגד R2 ואלקטרודת הבקרה המחוברת במקביל. אבל אפילו דופק קצר טווח כזה מספיק כדי שהתיריסטור ייפתח. המנורה תידלק וכמו במקרה הקודם תישאר במצב זה גם לאחר שחרור הכפתור. הקבל יפרק דרך נגדים R1, R2 ויהיה מוכן לפולס הנוכחי הבא. כעת קח קבל תחמוצת C2 בקיבולת של לפחות 100 uF וחבר אותו לרגע בקוטביות המתאימה למסופי האנודה והקתודה של ה-SCR. פולס של זרם טעינה יעבור גם דרך הקבל. כתוצאה מכך, התיריסטור יעקוף (המסופים המצוינים סגורים) ומטבע הדברים הוא ייסגר. SCR בווסת החשמל (איור 9). היכולת של ה-SCR להיפתח במתחי אנודה שונים בהתאם לזרם אלקטרודת הבקרה נמצאת בשימוש נרחב בווסתי כוח המשנים את הזרם הממוצע שזורם בעומס.
כדי להכיר את ה"מקצוע" הזה של טריניסטר, הרכיבו פריסה מהחלקים המוצגים בתרשים. במיישר גל מלא, גם דיודות בודדות וגם גשר דיודות מוכן, למשל, סדרת KTs402, KTs405, יכולים לעבוד. כפי שאתה יכול לראות, אין קבל מסנן במוצא המיישר - אין בו צורך כאן. כדי לנטר חזותית את התהליכים המתרחשים במפל, חבר אוסילוסקופ הפועל במצב אוטומטי (או המתנה) עם סנכרון פנימי במקביל לעומס (מנורת HL1). הגדר את המחוון של הנגד המשתנה R2 למצב העליון על פי התרשים (ההתנגדות מוסרת) והפעל מתח חילופין על גשר הדיודה. לחץ על הלחצן SB1. המנורה תידלק מיד, ותופיע תמונה של חצאי מחזורים של גל סינוס על מסך האוסילוסקופ (דיאגרמת א'), האופיינית לתיקון גל מלא ללא קבל החלקה. שחרר את הכפתור והמנורה תכבה. הכל נכון, כי התיריסטור נסגר ברגע שהמתח הסינוסאידי עובר דרך האפס. אם מותקן קבל תחמוצת סינון במוצא המיישר, הוא לא יאפשר למתח המיושר לרדת לאפס (צורת המתח עבור אפשרות זו מוצגת בתרשים עם קו מקווקו) והמנורה לא תכבה לאחר שחרור הכפתור. לחץ שוב על הכפתור והזז בצורה חלקה את מחוון הנגד המשתנה לאורך המעגל (הזן התנגדות). בהירות המנורה תתחיל לרדת, וצורתו של "גל חצי סינוס" תתחיל להתעוות (תרשים ב). כעת הזרם דרך אלקטרודת הבקרה יורד בהשוואה לערך המקורי, ולכן, התיריסטור נפתח במתח אספקה גבוה יותר, כלומר, חלק מגל חצי סינוס, התיריסטור נשאר סגור. מכיוון שזה מפחית את הזרם הממוצע דרך המנורה, הבהירות שלה יורדת. עם תנועה נוספת של מנוע הנגד, ולכן ירידה בזרם הבקרה, התיריסטור יכול להיפתח רק כאשר מתח האספקה כמעט מגיע למקסימום (דיאגרמה ג). ירידה שלאחר מכן בזרם דרך אלקטרודת הבקרה תגרום לכך שה-SCR לא ייפתח. כפי שניתן לראות, על ידי שינוי זרם הבקרה, ולכן משרעת המתח על אלקטרודת הבקרה, ניתן לווסת את ההספק בעומס בטווח רחב למדי. זוהי המהות של שיטת המשרעת לשליטה על תיריסטור. אם יש צורך להשיג מגבלות בקרה גדולות, נעשה שימוש בשיטת הפאזה, שבה משתנה שלב המתח על אלקטרודת הבקרה בהשוואה לפאזה של מתח האנודה. לא קשה לעבור לשיטת בקרה זו - פשוט חבר קבל תחמוצת C1 בקיבולת 100...200 μF בין אלקטרודת הבקרה לקתודה SCR. כעת התיריסטור יוכל להיפתח באמפליטודות קטנות של מתח האנודה, אך כבר ב"חצי" השני של כל חצי מחזור (דיאגרמת ד'). כתוצאה מכך, גבולות השינוי בזרם הממוצע דרך העומס, ולכן הכוח המשתחרר עליו, יתרחבו באופן משמעותי.
אנלוגי SCR. קורה שלא ניתן לרכוש את התיריסטור הנדרש. ניתן להחליף אותו בהצלחה על ידי אנלוגי המורכב משני טרנזיסטורים של מבנים שונים. אם מתח חיובי (ביחס לפולט) מופעל על בסיס הטרנזיסטור VT2, הטרנזיסטור ייפתח מעט וזרם הבסיס של הטרנזיסטור VT1 יזרום דרכו. גם טרנזיסטור זה ייפתח מעט, מה שיוביל לעלייה בזרם הבסיס של טרנזיסטור VT2. משוב חיובי בין טרנזיסטורים יוביל לפתיחה דמוית מפולת שלגים. טרנזיסטורים אנלוגיים נבחרים בהתאם לזרם העומס המרבי ולמתח האספקה. מעבר הבקרה של האנלוגי ושל התיריסטור מסופק עם מתח (או אות דופק) של קוטביות חיובית בלבד. אם, עקב תנאי ההפעלה של המכשיר המתוכנן, עלול להופיע אות שלילי, יש להגן על אלקטרודת הבקרה, למשל, על ידי הפעלת דיודה (קתודה לאלקטרודת הבקרה, אנודה לקתודה של ה-SCR). ההתקן האחרון ממשפחת התיריסטורים הוא טריאק (איור 11), סימטרי תיריסטור. כמו התיריסטור, הוא מיוצר במארז דומה עם אותה אנודה, אלקטרודת בקרה ומסופי קתודה. לטריאק מבנה רב שכבתי מורכב עם חיבורי אלקטרונים-חור. פלט בקרה (CE) נוצר מאחד מהמעברים.
מכיוון שלשני האזורים הקיצוניים של המבנה יש אותו סוג של מוליכות, אם יש מתח מתאים באלקטרודות של הטריאק, פולסי זרם יכולים לעבור דרכו בשני הכיוונים. טריאקים נפוצים שתתקלו בהם בתרגול רדיו חובבני הם סדרת KU208. מחבר: ב.איבנוב
מכונה לדילול פרחים בגנים
02.05.2024 מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם
02.05.2024 מלכודת אוויר לחרקים
01.05.2024
▪ כדורגל נגד סוכרת ויתר לחץ דם ▪ זכוכית מורכבת בלתי מתכלה לסמארטפונים וטלוויזיות ▪ הרופאים יקבלו סמארטפונים ושעונים חכמים במקום ביפרנים ▪ Mate מעלה משמעותית את הסיכון לסרטן
▪ מדור אתר טלוויזיה. מבחר מאמרים ▪ כתבה הגדרת אקוסטיקה במכונית באמצעות הקלטות מונו. אומנות האודיו ▪ מאמר מדוע ניתן לחומר הסינטטי ניילון שם כזה? תשובה מפורטת ▪ מאמר סטריה. אגדות, טיפוח, שיטות יישום ▪ מאמר מאט לכות. מתכונים וטיפים פשוטים ▪ מאמר ספק כוח אוניברסלי, 2-12 וולט 1 אמפר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר
www.diagram.com.ua |
ראה מאמרים אחרים סעיף 
חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:
כל השפות של דף זה