Polovodiče, polovodičové měniče



Podobné dokumenty
Polovodiče Polovodičové měniče

Komutace a) komutace diod b) komutace tyristor Druhy polovodi ových m Usm ova dav

ZÁKLADY POLOVODIČOVÉ TECHNIKY

Polovodiče - s jedním PN přechodem (dvojpóly) Polovodič a PN přechod. VA charakteristika. Propustný x Závěrný směr.

Výsledky zpracujte do tabulek a grafů; v pracovní oblasti si zvolte bod a v tomto bodě vypočítejte diferenciální odpor.

Manuální, technická a elektrozručnost

Unipolární Tranzistory

Osnova: 1. Speciální diody 2. Tranzistory 3. Operační zesilovače 4. Řízené usměrňovače

Test. Kategorie M. 1 Laboratorní měřicí přístroj univerzální čítač (např. Tesla BM641) využijeme například k:

UNIPOLÁRNÍ TRANZISTOR

Model dvanáctipulzního usměrňovače

FYZIKA 2. ROČNÍK. Elektrický proud v kovech a polovodičích. Elektronová vodivost kovů. Ohmův zákon pro část elektrického obvodu

Měření elektrického proudu

Test. Kategorie M. 1 Na obrázku je průběh napětí, sledovaný digitálním osciloskopem. Nalezněte v hodnotách na obrázku efektivní napětí signálu.

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, polovodiče

Střídavý proud v životě (energetika)

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Mnohem lepšá vlastnosti mç usměrňovač dvoucestnâ

ZÁKLADY POLOVODIČOVÉ TECHNIKY

IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor speciální polovodičová struktura IGBT se používá jako spínací tranzistor nejdůležitější součástka výkonové

Název projektu: EU peníze školám. Základní škola, Hradec Králové, M. Horákové 258

48. Pro RC oscilátor na obrázku určete hodnotu R tak, aby kmitočet oscilací byl 200Hz

Polovodičové diody. Polovodičové součástky s PN přechodem

Polovodiče typu N a P

Fyzikální praktikum Relaxační kmity

Obvodová ešení snižujícího m ni e

Základní zapojení operačních zesilovačů

Obr. 1 Jednokvadrantový proudový regulátor otáček (dioda plní funkci ochrany tranzistoru proti zápornému napětí generovaného vinutím motoru)

ŘADA KOMPAKTNÍCH INVERTORŮ J1000 DE EN

Technické lyceum - výběrové předměty

Tranzistory bipolární

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Elektrické. MP - Ampérmetr A U I R. Naměřená hodnota proudu 5 A znamená, že měřená veličina je 5 x větší než jednotka - A

Ing. Milan Nechanický. Cvičení. SOUBOR PŘÍPRAV PRO 3. R. OBORU M/01 Elektrotechnika - Mechatronika. Monitorovací indikátor

MS měření teploty 1. METODY MĚŘENÍ TEPLOTY: Nepřímá Přímá - Termoelektrické snímače - Odporové kovové snímače - Odporové polovodičové

1-LC: Měření elektrických vlastností výkonových diod

Zvyšování kvality výuky technických oborů

TRENDY V OBLASTI VÝKONOVÉ ELEKTRONIKY

SVAZ SKAUTŮ A SKAUTEK ČESKÉ REPUBLIKY Skautské oddíly Brno Tuřany. zájmové soboty

Řada 39 MasterINTERFACE - Vazební člen 0, A

T E C H N I C K Ý P O P I S Z D R O J E BZP 2.1 T Signal Mont s.r.o. Kydlinovská 1300 H R A D E C K R Á L O V É

1. IMPULSNÍ NAPÁJECÍ ZDROJE A STABILIZÁTORY

Elektrická polarizovaná drenáž EPD160R

nímače polohy s jazýčkovým (REED) kontaktem série 1500 nímače polohy s polovodičovým (HALL) efektem série 1500

Regulovaný vysokonapěťový zdroj 0 až 30 kv

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Řada 46 - Relé průmyslové miniaturní, 8-16 A

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROMECHANIKY A VÝKONOVÉ ELEKTRONIKY BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

a činitel stabilizace p u

Měřič vodivosti Liquisys CLM 252

VY_32_INOVACE_06_III./2._Vodivost polovodičů

Řada 55 - Relé průmyslové, 7-10 A

Přechodové děje při startování Plazmatronu

Zdroje pro vysokofrekvenční ohřevy

CL232. Převodník RS232 na proudovou smyčku. S galvanickým oddělením, vysokou komunikační rychlostí a se zvýšenou odolností proti rušení

Polovodi e. Petr Ba ina. 16. ledna 2017

ASYNCHRONNÍ STROJ. Trojfázové asynchronní stroje. n s = 60.f. Ing. M. Bešta

1. POLOVODIČOVÁ DIODA 1N4148 JAKO USMĚRŇOVAČ

TRANZISTORY TRANZISTORY. Bipolární tranzistory. Ing. M. Bešta

ZÁKLADY POLOVODIČOVÉ TECHNIKY. Doc.Ing.Václav Vrána,CSc. 03/2008

VY_52_INOVACE_2NOV57. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 9.

Měření základních vlastností OZ

Sada 2 Klempířská technologie

1.7. Mechanické kmitání

Kontrolní relé L1, L2, L3

Měření výkonu zesilovače

7. Stropní chlazení, Sálavé panely a pasy - 1. část

Zesilovač. Elektronický obvod zvyšující hodnotu napětí nebo proudu při zachování tvaru jeho průběhu. Princip zesilovače. Realizace zesilovačů

TRANSOKRAFT TŘÍFÁZOVÝ STŘÍDAČ

INSTITUT FYZIKY. Měření voltampérové charakteristiky polovodičové diody

DIDAKTICKÝ TEST ELEKTRICKÝ VÝKON STŘÍDAVÉHO PROUDU

Určeno pro studenty předmětu /01 BTS Bezpečnostní technika strojů

Zapojení horního spína e pro dlouhé doby sepnutí III

VLASTNOSTI POLOVODIČOVÝCH SOUČÁSTEK PRO VÝKONOVOU ELEKTRONIKU

Číslicová technika 3 učební texty (SPŠ Zlín) str.: - 1 -

Měřič ph/ redox potenciálu liquisys CPM 252

Osciloskopy. Osciloskop. Osciloskopem lze měřit

Snímače tlaku a síly. Snímače síly

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 16. ZÁKLADY LOGICKÉHO ŘÍZENÍ

Otázka č.4. Silnoproudé spínací polovodičové součástky tyristor, IGBT, GTO, triak struktury, vlastnosti, aplikace.

NÁHRADA ZASTARALÝCH ROTAČNÍCH A STATICKÝCH STŘÍDAČŮ

1 ÚVOD DO PŘEDMĚTU ZÁKLADNÍ OBVODY...14

SEZNAM MATURITNÍCH OKRUHŮ STUDIJNÍHO OBORU MECHANIK INSTALATÉRSKÝCH A ELEKTROTECHNICKÝCH ZAŘÍZENÍ L/02 ŠKOLNÍ ROK 2015/2016 TŘÍDA 4ME

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ

Vydal Historický radioklub československý. Všechna práva vyhrazena.

Pulzní zdroj s vysokým výkonem v pulzu pracující v rozsahu nízkých frekvencí pro buzení plazmatu

Vítězslav Bártl. červen 2013

JUMO ctron 16/08/04 Kompaktní regulátor s časovačem a rampovou funkcí

TECHNICKÉ PODMÍNKY DODACÍ TP ATE

Dvojitý H-Můstek 6.8V/2x0,7A s obvodem MPC Milan Horkel

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ mechanismy. Přednáška 8

Elektrická měření 4: 4/ Osciloskop (blokové schéma, činnost bloků, zobrazení průběhu na stínítku )

REVO M-1PH Polovodičový spínací modul jednofázový jmenovitý proud 35 A a 40 A

Unidrive M200, M201 (Typová velikost 1 až 4) Základní informace

Ėlektroakustika a televize. TV norma ... Petr Česák, studijní skupina 205

Skripta. Školní rok : 2005/ 2006

Výkonová elektronika. Martin Černík

Vlastnosti vody a její vliv na provoz parních elektrických zvlhčovačů

Popis invertoru. Řízení měniče - část 2

Článek I. Základní ustanovení. Článek II. Příjmy fondu

Transkript:

Polovodiče, polovodičové měniče Zpracoval: Václav Kolář, Václav Vrána, Jan Ddek ELEKTONIKA Podoblast elektrotechniky která vyžívá vedení elektrického prod v polovodičích. (V minlosti též ve vak či plynech elektronky.) Polovodičové sočástky možnily revolční miniatrizaci, zvýšení spolehlivosti a zlevnění elektronických přístrojů oproti elektronkám. Od 5tých let do sočasnosti, nejprve tranzistory a další diskrétní sočástky, pak integrované obvody. 1

Polovodičové materiály křemík Si, germanim Ge a další (4mocné) vlastní vodivost a příměsová vodivost 3 mocný akceptor např. In, 5 mocný donor např As čistý polovodič polovodič N polovodič P stále elektricky netrální Dioda Polovodičová sočástka s jedním PN přechodem Usměrňovací dioda Zenerovy dioda Svítivá dioda (LED) Kapacitní dioda (varikap) a další

Křemíková směrňovací dioda (plošná) Ztrátový výkon P f =U f *I f větších výkonů ntno chladit Voltampérová charakteristika směrňovací diody (vpravo propstný směr, vlevo závěrný směr) Zenerova dioda pro stabilizaci napětí Ztrátový výkon P z =U z *I z Nesmí překročit max. dovolený ztrátový výkon P max Voltampérová charakteristika zenerovy diody (vpravo propstný směr, vlevo závěrný směr s patrným nedestrktivním průrazem při hodnotě Zenerova napětí U z ) 3

Tranzistor sočástka která může pracovat jako zesilovač nebo spínač bipolární - řízené prodem nipolární - řízené el. polem bez prod (FET) třívrstvá sočástka PNP NPN tranzistor s izolovaným hradlem MISFET, MOSFET tranzistor s hradlem odděleným PN přechodem JFET Bipolární tranzistor První tranzistor 1947- animace 4

Charakteristiky bipolárního tranzistor Unipolární tranzistor Animace FET 5

Spínací a zesilovací režim tranzistor Tranzistory moho pracovat ve: spínacím režim bď plně zapnt, nebo plně rozepnt (otevřen / zavřen) menší výkonové ztráty zesilovacím režim částečně otevřen nebo zavřen větší výkonové ztráty zesilovací režim spínací režim zátěž zátěž I C B I B U CE U S Tranzistor jako spínač Průběhy v tranzistor v zesilovacím a spínacím režim Tyristor čtyřvrstvá sočástka PNPN nebo NPNP fngje jako spínač (se samodržením) nebo též řízená dioda Schématická značka tyristor s označením elektrod, vedle analogie fnkce tyristor 6

Voltampérová charakteristika tyristor Triak pětivrstvá sočástka podobně jako tyristor, ale obosměrný Schématická značka triak s označením elektrod, vedle analogie fnkce triak 7

USMĚŇOVA OVAČE ozdělen lení polovodičových ových směrňova ovačů Podle charakter výstpních veličin in (dle požitých polovodičových ových ventilů) Neřízené (diodové) Řízené (tyristorové, tranzistorové) 8

Podle drh napájec jecího zdroje (počt fází): jednofázov zové (m=1), třifázové, (m=3) m-fázové ~ ~ ~ Jednofázové Třifázové Podle zapojení měniče (spořádání jeho výkonového obvod) z hlediska tvar prod na vstpní straně (svorkách) blok směrňovače Jednocestné prod na vstpních svorkách je jednosměrný Dvocestné prod na vstpních svorkách je obosměrný Podle zapojení zdroje a jednotlivých VPS Uzlové (všechny VPS a napěťové zdroje jso jedním shodným pólem spojeny do zl Můstkové (vnější svorky stejné polarity jso společné a výstpní, středy skpiny jso vstpní) 9

Jednoplzní směrňova ovač s odporovo zátěžz ěží. a) obvodové schéma zapojení b) náhradní schéma zapojení VPS, V V v v U Časové průběhy veličin in jednoplzního směrňova ovače e s odporovo zátěžz ěží V U d 18 36 54 3 ω.t 7 4 U d 1 = Uav = U sin U m ( θ ) d( θ ) = cos ( θ ) Um [ ] = = U =,45 U m 1

Jednoplsní směrňova ovač s C zátěžz ěží. a) Náhradní schéma zapojení b) Časové průběhy veličin V i v i [] U v C i c - 1 i=i V =i 1 15 5 3 35 4 45 5 [ms] Jednoplsní neřízený směrňova ovač s, L zátěžz ěží.. (Nepovinné pro komb.. form) V L v L U 11

časové průběhy veličin (Nepovinné pro komb.. form) L > L>> L 3 ω.t 4 3 Obvodové a náhradní schéma dvojplsního zlového směrňovače Průběhy obvodových veličin dvojplsního zlového směrňovače. V 1 i v v 1 1 V v i v1 id Ud Id 1 V 1 V i v v ω.τ 1 U d = U m sin ( θ ) d ( θ ) == U =, 9 U =, 45 U 1

Trojplzní směrňova ovač a) schéma zapojení b) průběhy veličin V1 i v1 1 v V i v v 3 1 V3 i v3 3 v 3 U d 5 = 3 U sin 6 3 6 17 6 ( θ ) d( θ ) = U = 1, U, c) Průběhy veličin 1 6 U 6 = / 3 U sin ( θ ) d( θ ) 3 3 = U = U = 1, 35 U =, 779 d U S / 3 13

Dvoplzn plzní můstkové zapojení a) Obvodové schéma b) Náhradní schéma U i 1 i 1 V3 V1 V3,4 V1, V4 V V3 c) Průběhy veličin 1 U d I d i v1 i v ω. t v U d 1 = U sin ( θ ) d( θ ) = U =, 9 U 14

Šestiplzní můstkové zapojení a) Obvodové schéma b) Náhradní schéma U 1,,3 1 3 V4 V1 V4,5,6 3 V1,,3 V5 V V6 V3 c) Průběhy veličin 3 31 1 U d 6 = / 3 / 3 U S sin ( θ ) d( θ ) 3 = U S = 1, 35 U S =, 34 U f 15

Polovodičové řízené směrňovače (pro FMMI nepovinné) Podle požitých polovodičových ových sočástek stek dělíme d směrňova ovače e na: plně řízen polořízen zené, (všechny řízenými PVS jso řízené, např. tyristory), zené, (řízené i neřízené PVS např. diody a tyristory). Podle možných pracovních ch stavů dělíme směrňova ovače e na: jednokvadrantové, dvokvadrantov čtyřkvadrantov dvokvadrantové (s reverzací napětí) kvadrantové, (s s reverzací prod i napětí) Změny výstpního napětí řízených směrňova ovačů lze docílit: fázovým řízením. plzním řízen m. (nejčastěji). zením (vypínatelné VPS např. tranzistory). Jednoplsní řízený směrňova ovač s odporovo zátěžz ěží. a) schéma zapojení, i v 16

b) průběh obvodových veličin pro α o 6, pro α = 1. 1 = o v v G α ω.t pro nlový úhel řízení U dav = U ( ), pro obecný úhel řízení U dav 1 ( α ) = U sin( ω t ) d( ω t ) = U ( 1+ cosα ) = Udav ( ) 1+ cosα. 17

Dvojplsní směrňova ovač v zlovém m zapojení T1 α 1 i v1 v 1 U 1 T α i v v 1 U d v1 v v G α 1 α ω.t 18

Plzní měniče, střídače, spínané zdroje Základem je vypínací polovodičový prvek (IGBT tranzistor, MosFET, event. bipolární tranzistor) Prvky pracjí ve spínacím režim ( stavy sepnto / vypnto) Velikost výstpního napětí se řídí změno střídy tj. poměrem doby sepntí k době vypntí Výhoda = vysoká účinnost přeměny energie, rychlé, levné, niverzální, dobře řiditelné Nevýhoda = rychlé spínací jevy moho být zdrojem nežádocího ršení problémy s EMC, až na výjimky nízká odolnost vůči přepětí a zkrat Střídavý měnič napětí Vyžití: Stmívače, reglace výkon topení, rozběh AM (softstartér) 19

Plzní měnič pro snižování napětí Vyžití: Spínané zdroje, reglace otáček SSM, brzdné jednotky k měničům (chopper) Animace plzního měniče Střídač, zesilovač ve třídě D, frekvenční měnič Měniče kmitočt Vyžítí tam, kde je potřeba střídavého napětí o proměnné frekvenci nebo jiné než síťový kmitočet přímé (cyklokonvertory) konverze AC / AC velké výkony nepřímé (tranzistorové střídače) konverze DC / AC Strktra nepřímého měniče kmitočt

Střídač princip činnosti Střídač, zesilovač ve třídě D, frekvenční měnič (dodatek pro zvídavé stdenty, nepovinné) Schéma 3 fázového frekvenčního měniče se vstpním směrňovačem Animace objasňjící fnkci střídače Vyžití zejména jako zdroj třífázového střídavého napětí s proměnným kmitočtem a velikostí pro napájení střídavých motorů Další vyžití laboratorní zdroje, adio zesilovače, atd. 1