Тхиристор Апплицатион Цирцуитс

Anonim

Тхиристор Апплицатион Цирцуитс

Дискретни полупроводнички уређаји и склопови


Питање 1

Немој само седети тамо! Изградите нешто!

Учење математички анализирајућих кола захтева много студија и праксе. Уобичајено, ученици практикују тако што раде кроз многе проблеме узорка и провјеравају своје одговоре против оних које предвиђа уџбеник или инструктор. Иако је ово добро, постоји много бољи начин.

Више ћете научити стварајући градњу и анализу стварних кола, дозвољавајући вашој опреми за тестирање да пружи "одговоре" уместо књиге или друге особе. За вежбе вежбања кола, следите ове кораке:

  1. Пажљиво мерите и забележите све компоненте пре изградње кола, бирате вредности отпорника довољно високе да оштетите било коју активну компоненту мало вероватну.
  2. Прикријемо шематски дијаграм за коло које треба анализирати.
  3. Пажљиво изградите овај круг на плочи или другом пригодном медију.
  4. Проверите тачност конструкције кола, пратите сваку жицу на сваку везну тачку и проверите ове елементе један по један на дијаграму.
  5. Математички анализирај круг, решавање за све напонске и тренутне вредности.
  6. Пажљиво измерите све напоне и струје како бисте потврдили тачност ваше анализе.
  7. Ако постоје било какве значајне грешке (веће од неколико процената), пажљиво провјерите конструкцију кола на дијаграму, а затим пажљиво поновно израчунајте вриједности и поновно измјерите.

Када ученици прво сазнају о полупроводничким уређајима и највероватније ће их оштетити неправилним везама у својим колима, препоручујем да експериментишу са великим компонентама високог ватирања (1Н4001 исправљајуће диоде, ТО-220 или ТО-3 транзисторе за случај снаге, итд.) и коришћењем извора напајања из сувих ћелија, а не помоћног напајања. Ово смањује вјероватноћу оштећења компоненте.

Као и обично, избјегавајте врло високе и врло ниске отпорне вриједности, како бисте избјегли грешке у мерењу узроковане "учитавањем" метра (на високом крају) и избјегавање сагоревања транзистора (на доњем крају). Препоручујем отпорнике између 1 кΩ и 100 кΩ.

Један од начина на који можете уштедјети време и смањити могућност грешке је започињање врло једноставног круга и постепено додавање компоненти како би се повећала његова сложеност након сваке анализе, умјесто изградње потпуно новог кола за сваки проблем у пракси. Друга техника за уштеду времена је поновна употреба истих компоненти у различитим конфигурацијама кола. На овај начин нећете морати да измерите вредност било које компоненте компоненте више од једном.

Открити одговор Сакриј одговор

Нека сами електрони дају одговоре на своје "проблеме у пракси"!

Напомене:

Било је моје искуство да студенти захтевају много вежбања са анализом кола како би постали способни. У том циљу, инструктори обично пружају својим ученицима мноштво проблема у пракси и пружају одговоре студентима да провере свој рад против. Иако овакав приступ чини ученицима умешан у теорију кола, не успије их потпуно образовати.

Студенти не требају само математичку праксу. Они такође требају стварне, практичне кругове за изградњу праксе и употребу опреме за тестирање. Дакле, предлажем следећи алтернативни приступ: ученици треба да граде сопствене "праксе" са стварним компонентама и покушају математички предвидјети различите напонске и тренутне вриједности. На овај начин, математичка теорија "оживи", а студенти стичу практичну стручност коју не би добили само решавањем једначина.

Други разлог за пратњу овог начина праксе јесте да науче ученичке научне методе : процес тестирања хипотезе (у овом случају, математичких предвиђања) вршењем правог експеримента. Студенти ће такође развити стварне вештине решавања проблема јер повремено врше грешке у конструкцији кола.

Проведите неколико тренутака са вашом класом да бисте прегледали неке од "правила" за изградњу кругова пре него што почну. Разговарајте о овим питањима са вашим ученицима на исти начин у Сократу како бисте нормално разговарали о питањима радног листа, а не само да им кажете шта требају и не би требало да раде. Никада не престајем да се чудим колико су лоши ученици схватили упуте када су представљени у типичном предавању (инструктор монологу) формату!

Напомена инструкторима који се могу жалити на "изгубљено" време потребно да ученици граде стварна кола уместо само математички анализирање теоријских кругова:

Која је сврха ученика који изводе курс "ворксхеет панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 2

У овом кругу, серија мрежа отпорника и кондензатора ствара напонски фазни пренос напона за "гате" уређаја за контролу снаге познатог као ТРИАЦ . Сви делови круга осим РЦ мреже су "осенчени" за де-наглашавање:

Израчунајте колико степена фазног помака напон кондензатора је, у поређењу са укупним напоном преко серије РЦ мреже, претпостављајући фреквенцију од 60 Хз и 50% потенциометром.

Открити одговор Сакриј одговор

Е Ц фазни помак = -76, 7 о

Питање изазова: који ефекат ће промена потенциометра имати на овај фазни угао "напомене скривене"> Напомене:

У овом питању, ја сам намерно изоставио сваку референцу на напонске нивое, тако да су студенти морали сами да постављају дио проблема. Циљ је да изградите вештине решавања проблема.

Питање 3

Следећи шематски дијаграм показује једноставно кружно коло које се користи за заштиту осетљивог ДЦ оптерећења од случајних пренапона у напајању (+ В):

Овде, УЈТ служи као уређај за детекцију пренапона, који покреће СЦР када је потребно. Објасните како ово коло функционише и каква је функција сваке од његових компоненти.

Открити одговор Сакриј одговор

Ф 1 штити извор напона од оштећења
Р 1 и Р2 обезбеђују подељени узорак од + В
Р 3 и Д 1 пружају референтни ("прага") напон
К 1 детектује стање пренапона
Р 4 де-сензибилизује СЦР капију
СЦР 1 окачује излазни напон

Напомене:

У овом питању, ученици морају заједно упознати своје знање како са УЈТ-овима, тако и са СЦР-има, како би анализирали функцију кола. Можда најкомплекснији аспект тога је подељено напајање, при чему УЈТ осети само мали део напона напајања у одређивању да ли да активира или не.

Питање 4

Приказано коло показује да је први прекидач притиснут. Након активирања било ког од три тастера (и укључивања одговарајуће лампице), ниједна друга сијалица не може да се активира:

Објасните како ово коло ради. Зашто се не може укључити било која од других лампи када је било која од њих напуњена "# 4"> Открити одговор Сакри одговор

Када је било који од СЦР-а затворен, напон који је доступан на прекидачима за активирање других СЦР-ова знатно је смањен. Уобичајено затворен прекидач за ресет може бити серијски инсталиран са батеријом да би све лампе вратили у стање "искључено".

Питање изазов: како би се ово коло могло модифицирати како би могло да служи као детектор "првог места" за тркаче који се такмиче на три различите нумере? Нацртајте схематски дијаграм који приказује одговарајуће сензоре (уместо тастерских прекидача) за детекцију проласка три тркача.

Напомене:

Разговарајте о раду овог кола са својим ученицима детаљно. Она служи као одличан практичан примјер СЦР акције, као и добар преглед генералне диодне акције. Питајте их зашто НЦ прекидач који је серијски повезан са батеријом служи за ресетовање СЦР-ова.

Добро питање да оспори разумевање студената о овом кругу је да их питате како да га "прошире" тако да укључују четири, пет или шест сијалица уместо само три.

Нашао сам овај дизајн кола у издању од октобра 2003. године

магазин. Оригинално коло, које је МЈ Николас поднело овом периоду, појављује се на страни 35 магазина у нешто другачији форми, са четири лампа круга умјесто три, а користећи редовне исправљаче диоде умјесто Сцхоттки диода као што сам показао.

Питање 5

Овај колебни круг има проблем. Радило се добро, а онда је један дан уништио осигурач. Након замене осигурача, нови осигурач одмах је пао:

Мерење напонског напона са волтметром, све се добро провјерава. Изгледа да не постоји преоптеретни услов који узрокује легитиман догађај у "колебару" у кругу. Искључивање оптерећења из колоне за распршивање и његово укључивање помоћу стандардног напајања за лабораторијско напајање показује да је оптерећење у савршеном стању. На тај начин, и извор и оптерећење су елиминисани као могућности које су могле довести до осварања осигурача.

Прелазак на саму сабирницу идентификује неке грешке компоненти које могу (свако, независно) одговорити на проблем, и објаснити ваше размишљање.

Открити одговор Сакриј одговор

Могуће грешке (није исцрпна листа)

СЦР није успела
Зенер диода није успела
Р 1 није успео
Р 2 није отворен
Р 4 није отворен (посебно ако је СЦР тип осетљиве врсте)
УЈТ К 1 није успео да се скрати између основних терминала

Напомене:

Разговарајте са својим ученицима о иницијалним корацима решавања проблема описаним у питању. Коју стратегију или стратегију предузима техничар за изолацију проблема "ворксхеетпанел панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 6

За коју сврху ТРИАЦ служи у овом кругу?

Зашто користити ТРИАЦ уопште "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/02145к02.пнг">

Открити одговор Сакриј одговор

Разлика између ова два круга је ствар прекидачких струја. Ако схватите како функционише ТРИАЦ, одговор на ово питање не би требало бити превише тешко сазнати сами.

Напомене:

Користан од овог кола који је лако пропустити јесте способност ТРИАЦ-а да обезбеди искључивање нултог прелаза . Разговарајте о томе зашто ово може бити важно када контролишете снагу до индуктивних оптерећења.

Питање 7

Оптички изоловани ТРИАЦ су доступни за употребу као чврсти релеји, погодни за замену електромеханичких релеја у многим примјењивањима при укључивању напајања:

Опишите неке од предности кориштења солид стате релеја за пребацивање напајања наизменичном струјом умјесто кориштења електромеханичког релеја као што је приказано овдје:

Такође опишите било какве недостатке за употребу релеја чврстог стања, ако постоје.

Открити одговор Сакриј одговор

Предности
Мање струја ДЦ струје је потребна
Нема покретних делова
Нулти прекид искључивања који природно обезбеђује ТРИАЦ
Неке друге о којима можете да мислите. . . "компакт">
Недостаци
• Искључено стање не представља високу импеданцију као електромеханички релеј
• Подложно укључењу (дв / дт)
• Сви остали на које можете мислити. . . ?

Питање о следећем питању: шта је прекидање нултог прелаза, и која врста оптерећења може највише користити од ове функције?

Напомене:

Треба напоменути да етикета "Солид стате стате" није искључиво резервирана за опто-ТРИАЦ уређаје. Постоје многи различити типови чврстих релеја, укључујући опто-БЈТ, опто-ФЕТ и опто-СЦР. Обавезно наведите ово својим ученицима.

Питање 8

Предвидите како ће утицати на рад овог кола за регулацију напона наизменичном струјом као резултат следећих грешака. Разматрајте сваку грешку независно (тј. Један по један, без вишеструких грешака):

Контакти преклопника не отварају:
Контакти преклопника не успевају:
Ресистор Р 1 не отвори:
Мост са сољем (кратки) паст отпорник Р 1 :
Батерија (В 1 ) умире:

За сваки од ових услова објасните зашто се настају последице.

Открити одговор Сакриј одговор

Прекидач контаката није отворен: оптерећење никад не добија напајање.
Прекидач контаката није успио: оптерећење увек добија напајање.
Ресистор Р 1 није отворен: оптерећење никада не добија снагу.
Спојни мост (кратки) отпорни отпорник Р 1 : Убрзано напајање се активира први пут када се прекидач активира, а затим одбија да се укључи након што ЛЕД диода унутар ССР-а постане оштећена.
Батерија (В 1 ) умире: оптерећење никад не добија напајање.

Напомене:

Сврха овог питања је да приступи домену решавања проблема са круговима из перспективе да сазнају која је грешка, а не само знати који су симптоми. Иако ово није нужно реална перспектива, он помаже ученицима да изграде темељна знања неопходна за дијагностификацију скривеног круга из емпиријских података. Питања као што је ово треба слиједити (евентуално) другим питањима од студената да идентификују вјероватне грешке засноване на мерењима.

Питање 9

Овај ТРИАЦ склоп има озбиљан проблем. Кад год се активира прекидач тастер, ТРИАЦ експлодира!

Објасните зашто се ово догађа и шта треба урадити да бисте решили проблем.

Открити одговор Сакриј одговор

У ТРИАЦ-у се примењује превише напонског напона у овој конфигурацији. Допустићу вам да одредите како да поново покренете везу да бисте избегли овај проблем!

Напомене:

Видео сам ученике да то раде неколико пута, са запањујућим резултатима!

Питање 10

Претпоставимо да ученик гради следеће ТРИАЦ круг и утврди да то не функционише:

Када се активира прекидач тастера, ништа се не дешава. Шта није у реду са овим колом "# 10"> Открит одговор Сакриј одговор

Терминали МТ1 и МТ2 на ТРИАЦ-у морају бити обрнути, овако:

Напомене:

Овај аспект ТРИАЦ-а се често изоставља из текстова на тиристорским уређајима, али је важно да ученици разумеју. Иако су ТРИАЦс билатерални уређаји, и даље је важно где се примјењује активни напон (између Гате и МТ1, наспрам Гате и МТ2).

Питање 11

Ученик гради овај једноставни ТРИАЦ коло за контролу снаге да затамне сијалицу:

Једини проблем са тим је недостатак потпуне контроле светлости сијалице. У једној екстреми опсега потенциометра, сијалица је у пуном осветљењу. Како се потенциометар помера према смеру затамњивања, ипак, сијалица се приближава средњем нивоу интензитета, а затим изненада потпуно деактивира. Другим речима, ово коло није способно да обезбеди фину контролу снаге од "искључене" до "пуног" светла. Изгледа да је опсег контроле од потпуног осветљења до пола осветљености, а ништа испод тога.

Повезивање осцилоскопа преко терминала сијалице (користећи оба канала осцилоскопа да мери пад напона у "диференцијалном" режиму), таласни облик изгледа овако:

Када се потенциометар подеси на позицију која даје минималну светлост сијалице (непосредно пре него што се сијалица потпуно искључи), таласни облик изгледа овако:

Објасните зашто ово коло не може обезбедити континуирано подешавање светлости сијалице испод овог нивоа.

Открити одговор Сакриј одговор

Покретање ТРИАЦ-а је засновано на амплитуди само сине ваве повер соурце. Са минималном (подесивом) снагом, ТРИАЦ покреће тачно на врху прагова синусног таласа, а затим се закључава док струја оптерећења не пређе нулу. Краћи радни циклус таласног облика једноставно није могућ са овом шемом, јер не постоји начин да се ТРИАЦ активира у тачки која прелази пик синусног таласа.

Следеће питање: # у ком смјеру студент мора окренути погон потенциометра (ЦВ или ЦЦВ) како би смањио светлост, заснован на сликовном дијаграму који је приказан у питању "белешке скривене"> Напомене:

Неки ученици сматрају да је овај концепт тешко схватити, па ће можда бити неопходно расправити о томе како се појављују облици таласне снаге оптерећења при различитим подешавањима снаге.

Питање 12

Предвидите како ће се утицати на рад ове сметње за утичницу АЦ лампице као резултат следећих грешака. Разматрајте сваку грешку независно (тј. Један по један, без вишеструких грешака):

Потенциометар Р пота није отворен:
Кондензатор Ц 1 није успео:
Капацитет Ц 1 не отвори:
ДИАЦ не отвара:
ТРИАЦ није успео:

За сваки од ових услова објасните зашто се настају последице.

Открити одговор Сакриј одговор

Потенциометар Р пота није отворен: Лампа остаје искључена.
Кондензатор Ц 1 није успио: лампица остаје искључена.
Кондензатор Ц 1 није отворен: опсег контроле јачине светиљке се протеже од 100% до 50%, а сваки покушај да се постигне затамњивање резултира у томе што лампица само окреће све до краја.
ДИАЦ не отвори: Лампа остаје искључена.
ТРИАЦ није успио: лампа остаје на 100% осветљености.

Напомене:

Сврха овог питања је да приступи домену решавања проблема са круговима из перспективе да сазнају која је грешка, а не само знати који су симптоми. Иако ово није нужно реална перспектива, он помаже ученицима да изграде темељна знања неопходна за дијагностификацију скривеног круга из емпиријских података. Питања као што је ово треба слиједити (евентуално) другим питањима од студената да идентификују вјероватне грешке засноване на мерењима.

Питање 13

Објасните како ово коло пуњача батерија користи ТРИАЦ за контролу ДЦ напајања на батерију:

Такође, идентификујте неке неуспеле компоненте у овом кругу које би могле спречити да ДЦ напајање дође до батерије.

Открити одговор Сакриј одговор

ТРИАЦ контролише снагу примарног навијања степ-довн трансформатора. Након тога, напајање наизменичном струјом се исправља у ДЦ за пуњење.

Напомене:

Интересантна тачка овог кола је да се контролом АЦ напајања са ТРИАЦ-ом, ДЦ напајање на батерију накнадно контролише.

Замолите ученике да објасне сврху сваке компоненте у кругу и постављају питања за решавање проблема како би их анализирали. Постоји много могућности за неуспјех компоненте које спречавају напајање ДЦ-а до доласка на батерију. Разговарајте о примјерима на које размишљају ваши студенти и одредите релативно вјероватноћу сваке од њих.

Питање 14

Комутација је важно питање у било којој врсти тиристорског кола, услед "прикривања" природе ових уређаја. Објасните шта значи "комутација" и како то може постићи за различите тиристоре.

Открити одговор Сакриј одговор

Комутација није ништа више од фанци речи за "пребацивање" (мислите на комутатор у ДЦ електромотору - његова сврха је да се пребаци на поларитет напона који се примјењује на навоје арматуре). У контексту тиристора, "комутација" се односи на питање како се уређаји искључити након што су активирани.

Следеће питање: у неким колима, комутација се јавља природно. У другим круговима, морају се подузети посебне одредбе да се тиристор (а) искључи. Идентификујте барем један пример тиристорског кола са природном комутацијом и бар један пример тиристорског кола помоћу принудне комутације .

Напомене:

Важна карактеристика свих тиристора је у томе што се запаљују у "он" стању када се покрене. Ову тачку треба више пута нагласити да неки студенти то схвате, јер су навикнути на размишљање у смислу транзистора који се не затварају.

Питање 15

Следеће коло показује врло занимљиво понашање:

Када је напајање првобитно укључено, ниједна лампица неће напунити. Ако се тада једном активира прекидач тастера, лампица која је контролисана тим СЦР-ом ће се активирати. Ако је, након што је једна од сијалица напуњена, онда се активира други прекидач тастером, његова лампица ће се активирати и друга лампа ће се напајати .

Једноставно речено, сваки прекидач тастера не служи само за напајање своје одговарајуће светиљке, већ такође служи и за напајање друге лампе. Објасните како је то могуће. Не би требало да вам буде мистерија зашто сваки прекидач укључује одговарајућу лампу, али како други прекидач може вршити контролу над другим СЦР-ом, да га искључите "# 15"> Открити одговор Сакриј одговор

Ово коло је пример паралелног кондензатора, присилног комутацијског кола. Када један СЦР пламени, кондензатор је ефикасно повезан паралелно са другим СЦР-ом, што изазива напуштање због ниске струје.

Напомене:

Овај метод пребацивања струје напона између два тиристора је уобичајена техника у круговима за контролу снаге користећи СЦР као преклопне уређаје. Ако ученици буду збуњени због операције овог кола, то ће им помоћи да анализирају пад напона кондензатора када врши СЦР 1, у супротном када се спроводи СЦР 2 .

Питање 16

Следећи шематски дијаграм показује круг тајмера направљен од УЈТ-а и СЦР-а:

Заједно, комбинација Р1, Ц1, Р2, Р3 и К1 формирају осцилатор за релаксацију, што даје квадратни таласни сигнал. Објасните како је осцилација квадратног таласа способна да изврши једноставно закашњење за оптерећење, када оптерећење напаја одређено време након што је прекидач прекидач затворен. Објасните и сврху РЦ мреже коју формирају Ц 2 и Р 4 .

Открити одговор Сакриј одговор

Запамтите да ЦР 1 потребује само један импулс на својој капији да би га окренуо (и закопчао)! Ц2 и Р4 формирају пасивни диференцијатор да би условили квадратни таласни сигнал из УЈТ осцилатора.

Питање о следећем питању: како бисте предложили да модификујемо ово коло да би временско кашњење подесљиво "белешке скривене"> Напомене:

Знајући да УЈТ формира осцилатор, у искушењу се мисли да ће се оптерећење више пута укључивати и искључивати. Прва реченица у одговору објашњава зашто се то неће догодити.

Добио сам основну идеју за ово коло из другог издања

, Степхен Л. Херман.

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →