موتور خازن اسپلیت دائمی چیست؟

موتور خازن اسپلیت دائمی (همچنین به عنوان موتور خازن تک ارزشی یا موتور PSC شناخته می شود)
به عنوان نوعی موتور القایی فاز تقسیم شده تعریف می شود که در آن خازن به طور دائم وصل می شود.

موتور خازن اسپلیت یک موتور AC است. این یک نوع موتور القایی تک فاز است. مشابه سایر موتورهای AC،
یک موتور خازن اسپلیت از یک استاتور و یک روتور قفسی تشکیل شده است.

در موتور خازن اسپلیت، یک خازن در هر دو حالت راه اندازی و کارکرد به طور دائم به مدار متصل می شود.
بنابراین، این موتور به عنوان موتور خازن تقسیم دائمی شناخته می شود.

از آنجایی که خازن همیشه در مدار باقی می ماند، این موتور برای اتصال و قطع خازن به کلید گریز از مرکز نیاز ندارد.

این موتور گشتاور یکنواختی تولید می کند.
از آنجایی که سیم پیچ کمکی همیشه در یک مدار متصل است، این موتور مانند یک موتور دو فاز متعادل عمل می کند.

موتور خازن اسپلیت دائمی چگونه کار می کند؟

موتور خازن اسپلیت دائمی یک موتور AC تک فاز است. از این رو، برای راه اندازی این موتور به یک منبع AC تک فاز نیاز داریم.

دو سیم پیچ در استاتور متصل می شوند.

سیم پیچ اصلی
سیم پیچ کمکی (سیم پیچی شروع)
منبع تغذیه تک فاز به سیم پیچ اصلی داده می شود. و سیم پیچ ثانویه از طریق خازن C متصل می شود.

نمودار اتصال این موتور در شکل زیر

یک خازن در سیم پیچ کمکی متصل است. از این رو، سیم پیچ کمکی بسیار خازنی است و سیم پیچ اصلی بسیار القایی است.

بنابراین، زاویه الکتریکی 90 درجه بین سیم پیچ اصلی و سیم پیچ کمکی ایجاد می کند.

هنگامی که یک منبع تغذیه تک فاز به سیم پیچ اصلی داده می شود، جریان Im از آن عبور می کند.

با توجه به خازن، تاخیر کوتاهی در سیم پیچ کمکی رخ می دهد. و جریان Ia پس از تأخیر از سیم پیچ کمکی عبور می کند.

شکل موج جریان از سیم پیچ اصلی و سیم پیچ کمکی مانند شکل زیر عبور می کند.

جریان هایی که از استاتور عبور می کنند یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می کنند. این میدان گشتاور را در روتور تولید می کند و روتور شروع به چرخش می کند.

در سیم پیچ کمکی، با افزایش سرعت موتور، یک EMF شمارنده تولید می شود. و این EMF عبور جریان از سیم پیچ کمکی را محدود می کند.

هنگامی که موتور با سرعت نامی کار می کند، جریان بسیار کمی از سیم پیچ کمکی عبور می کند. از این رو، سیم پیچ کمکی (سیم پیچ شروع) بیش از حد گرم نخواهد شد.

با افزایش بار، سرعت کمی کاهش می یابد. کاهش سرعت روتور باعث کاهش EMF شمارنده می شود. و تفاوت پتانسیل قابل توجهی بین EMF شمارنده و ولتاژ اعمالی ایجاد می کند.

اختلاف پتانسیل زیاد باعث افزایش جریان سیم پیچ کمکی می شود که باعث افزایش گشتاور روتور می شود. از این رو، موتور سعی می کند تحت شرایط بار متغیر با سرعت ثابت کار کند.

کنترل سرعت موتور خازن اسپلیت دائمی

موتور خازن اسپلیت دائمی را می توان برای کاربردهای سرعت متغیر استفاده کرد. سرعت موتور با تغییر ولتاژ ورودی تغییر می کند.

یک اتوترانسفورماتور برای دریافت ولتاژ ورودی متغیر استفاده می شود.

اما، برای شرایط ولتاژ پایین، گشتاور راه اندازی ایجاد شده توسط موتور بسیار کم است. و سرعت به تغییرات ولتاژ حساس است.

روش دوم برای کنترل سرعت با کنترل فرکانس تامین ورودی است. با افزایش فرکانس، سرعت افزایش می یابد و بالعکس.

در این روش منبع AC با کمک یکسو کننده کنترل شده به منبع DC تبدیل می شود. و دوباره منبع DC با فرکانس مورد نیاز به منبع AC تبدیل می شود.

برای مثال منبع AC به فرکانس 40 هرتز تبدیل می شود. موتور با سرعت کمتری می چرخد.
به همین ترتیب، اگر منبع AC به 60 هرتز تبدیل شود، سرعت موتور افزایش می یابد.
با این روش می توان سرعت یک موتور را در محدوده 20 تا 110 درصد سرعت تمام بار کنترل کرد.

مزایای
مزایای موتور خازن اسپلیت دائمی به شرح زیر است.

این موتور نیازی به کلید گریز از مرکز ندارد. همچنین نگهداری موتور را کاهش می دهد.
راندمان موتور بالاست.
خازن به طور دائم به مدار متصل است. از این رو، این موتور دارای مزیت ضریب قدرت بالاتر است.
گشتاور خروجی این موتور بالاست.
معایب
معایب خازن اسپلیت دائمی به شرح زیر است.

در این موتور از یک خازن برای کار مداوم استفاده شده است. از این رو نمی توان از خازن الکترولیتی در این موتور استفاده کرد. برای کاربردهای در حال کار مداوم، خازن های پر شده با روغن با فاصله کاغذ مورد نیاز است. و این نوع خازن پرهزینه و بزرگتر است.
یک خازن تک مقدار گشتاور راه اندازی کمی دارد.
کاربردهای موتور خازن اسپلیت دائمی
کاربردهای موتورهای خازن اسپلیت دائمی به شرح زیر است.

از این موتور برای راه اندازی کمپرسورهای یخچال استفاده می شود.
از آن استفاده می شود

تگ ها

خازن آبگرد  کوره القایی

تکسم

تفاوت بین رمزگذار افزایشی و مطلق چیست؟

یک رمزگذار مطلق می‌تواند موقعیت دقیق شفت در چرخش آن را در هر زمان معین به شما بگوید
(و چند چرخش در یک رمزگذار مطلق چند چرخشی رخ داده است و تغییر موقعیت را گزارش دهد).

نحوه عملکرد رمزگذارهای افزایشی

رمزگذارهای نوری افزایشی ما، یک LED، تراشه آشکارساز عکس، و یک دیسک طرح‌دار برای گزارش موقعیت شفت.

رمزگذارهای افزایشی یک LED در یک طرف یک دیسک شفاف و یک تراشه آشکارساز عکس در طرف دیگر دارند.
روی دیسک یک سری خطوط و پنجره ها وجود دارد. پنجره ها اجازه می دهند نور از LED به تراشه منتقل شود.
خطوط اینطور نیست. این الگوی متناوب نور نحوه گزارش انکودر اطلاعات موقعیت به سیستم مکانیکی است.

هر مجموعه ای از خطوط و پنجره ها یکسان به نظر می رسند. رمزگذارهای افزایشی می توانند
موقعیت نسبی شفت را بر اساس تعداد پنجره ها و خطوطی که از جلوی تراشه آشکارساز
عبور می کنند تعیین کنند. اگر برق از بین برود و سپس بازیابی شود، آن موقعیت نسبی از بین می رود.

به عنوان مثال هنگام استفاده از رمزگذار برای تعیین سرعت،
مسافت یا جهت حرکت – ممکن است کاملاً خوب باشد.

در کاربردهای دیگر یک موقعیت دقیق مورد نیاز است.

تنها راهی که یک رمزگذار افزایشی می‌تواند موقعیت دقیق خود را پس از چرخه برق گزارش کند،
چرخش شفت تا زمانی است که رمزگذار به Index برسد (اگر دارای یک باشد).

اگر سیستمی را طراحی می‌کنید که در آن مهم است که موقعیت شفت را بدانید،
از جمله پس از چرخه برق به رمزگذار، باید یک رمزگذار مطلق را در نظر بگیرید.

رمزگذارهای مطلق چگونه کار می کنند

رمزگذارهای نوری مطلق از آرایه LED، دیسک نوری و حسگرهای عکس مانند یک رمزگذار افزایشی استفاده می کنند، اما الگوهای دیسک کمی متفاوت است.

رمزگذارهای نوری مطلق می توانند از یک سری خطوط و پنجره ها و باندهای متعدد
برای ایجاد یک الگوی باینری استفاده کنند که موقعیت منحصر به فردی را ایجاد کند.

برخی از طرح ها از چندین نوار برای ایجاد یک الگوی منحصر به فرد در هر نقطه از دیسک استفاده می کنند.
به عنوان مثال، با استفاده از عکس بالا می توانید تصور کنید که هر موقعیت می تواند 1 یا 0 داشته باشد،
بسته به اینکه حسگرهای عکس نور را از LED ها تشخیص می دهند یا خیر. موقعیت فعلی دیسک 1001 خواهد بود،
که در هیچ جای دیگری در چرخش شفت رخ نمی دهد.

هنر دیسک رمزگذار مطلق دیجیتال ایالات متحده

طرح های دیگر، مانند رمزگذارهای مطلق نوری فعلی ما، از یک الگوی منحصر به فرد از فاصله خطوط و ضخامت
در یک باند برای ایجاد موقعیت مطلق استفاده می کنند. طراحی متفاوت است، اما هر موقعیت روی دیسک
همچنان دارای یک الگوی منحصر به فرد است که در هیچ جای دیگری در چرخش رخ نمی دهد،
و نیاز به چرخش برای یافتن موقعیت شاخص پس از یک چرخه قدرت را از بین می برد.

برای بسیاری از برنامه ها هیچ مزیتی برای استفاده از رمزگذار مطلق نسبت به یک رمزگذار افزایشی وجود ندارد.
با این حال، اگر روی طرحی کار می‌کنید که در آن چرخش برای یافتن موقعیت خانه پس از چرخه برق ایده‌آل یا ممکن نیست،
یک رمزگذار مطلق ابزار مناسبی برای این کار است.

به عنوان مثال، اگر در حال ساخت یک بازوی رباتیک یا سایر پروژه های اتوماسیون هستید
که در آن چرخش برای یافتن یک شاخص می تواند برای تجهیزات یا افراد در محیط آن خطرناک باشد،
انتخاب یک رمزگذار مطلق تضمین می کند که همیشه موقعیت دقیق را می دانید.

مقاومت آبگرد  خازن تکسم

خازن موتور مانند استارت یا راه انداز (دوکاره)،  الکتریکی است، که جریان را به یک یا چند سیم پیچ القاییِ جریان متناوب تک فاز، برای ایجاد یک میدان مغناطیسی چرخان، تغییر می‌دهد.

خازن‌ موتوری دو نوع مرسوم دارند:

• خازن‌های راه انداز
• خازن‌های استارت

در مصارف عمومی صنعتی از خازن‌های موتوری جهت تهویه مطبوع، پمپ‌های آب، فن‌های بزرگ صنعتی، کوره‌های گرمایی، گیت‌های سیستم‌های بزرگ و… کاربرد دارد. از خازن های دوکاره در کمپرسورهای سیستم‌های تهویه صنعتی جهت تقویت فن و موتور کمپرسور مورد استفاده قرار می‌گیرد.

خازن‌ موتوری  دوکاتی

برند دوکاتی Ducati برای شروع و راه اندازی موتور مورد استفاده قرار می‌گیرند

و در بدنه‌های پلاستیکی (با درجه حفاظت و کلاس P0 و همچنین بدنه فلزی با (درجه حفاظت P2)

آکام فیدار

مشاوره رایگان جهت تشخیص نیاز شما مشتریان عزیز گرامی در نصب و راه اندازی محصولات خریداری شده

تگ ها

خازن آبگرد – کوره القایی – آبگرد خازن – خازن-آبگرد water cooled capacitor خازن موتوری

به طور خلاصه خازن راه انداز موتور در سیم پیچی استارت الکتروموتور
تکفاز القایی نسبت به سیم پیچی اصلی آن اختلاف فاز ایجاد می کند

که این هم باعث افزایش گشتاور در زمان راه اندازی می شود.
خازنهای راه انداز نسبت به ابعادشان دارای ظرفیت خازنی و ولتاژ بزرگی هستند.

این خازنها باید به صورت موقت در مدار قرار گیرند به همین دلیل اگر در زمان طولانی تحت جریان قرار داشته باشند آسیب می بینند.

اکثر موتورهای الکتریکی دارای خازن راه اندازی با ظرفیت نامی ۵۰–۱۲۰۰ میکروفاراد و در ولتاژهای ۱۱۰/۱۲۵ ، ۱۶۵، ۲۳۰/۲۲۰ و ۳۳۰ ولت AC هستند.

خازن دائمی موتور تک فاز برای تنظیم پیوسته جریان یا شیفت فاز سیم پیچی موتور به منظور بهینه کردن گشتاور و راندمان موتور استفاده می­ شود.

AFinternational | Tecshem

ابرخازن  چیست؟

ابرخازن ها وسایل الکترونیکی هستند که برای ذخیره مقادیر بسیار زیاد بار الکتریکی استفاده می شوند.

آنها همچنین به عنوان خازن های دو لایه یا فوق خازن شناخته می شوند. به جای استفاده از دی الکتریک معمولی،
ابرخازن ها از دو مکانیسم برای ذخیره انرژی الکتریکی استفاده می کنند: خازن دو لایه و شبه خازن.

خازن دو لایه منشا الکترواستاتیکی دارد، در حالی که شبه خازن الکتروشیمیایی است،
به این معنی که ابرخازن ها عملکرد خازن های معمولی را با عملکرد یک باتری معمولی ترکیب می کنند.
ظرفیت های به دست آمده با استفاده از این فناوری می تواند به 12000 فارنهایت برسد.

در مقایسه،  کل سیاره زمین تنها حدود 710 میکروفنتر است، که بیش از 15 میلیون برابر کمتر از ظرفیت یک ابرخازن است.
در حالی که یک خازن الکترواستاتیک معمولی ممکن است حداکثر ولتاژ کاری بالایی داشته باشد،
حداکثر ولتاژ شارژ معمولی یک ابرخازن بین 2.5 تا 2.7 ولت است. ابرخازن‌ها دستگاه‌های قطبی هستند،
به این معنی که باید درست مانند خازن‌های الکترولیت به مدار متصل شوند. خواص الکتریکی این دستگاه ها، به ویژه
زمان شارژ و دشارژ سریع آنها، برای برخی کاربردها بسیار جالب است، جایی که ابرخازن ها ممکن است به طور کامل جایگزین باتری ها شوند.

تعریف ابرخازن

ابرخازن خازن مخصوص طراحی شده است که ظرفیت بسیار بالایی دارد. ابرخازن ها خواص خازن ها و باتری ها را در یک دستگاه ترکیب می کنند.
مشخصات ,

زمان شارژ

ابرخازن ها زمان شارژ و دشارژ قابل مقایسه با خازن های معمولی دارند.
دستیابی به جریان های شارژ و دشارژ بالا به دلیل مقاومت داخلی پایین آنها امکان پذیر است.

باتری‌ها معمولاً چندین ساعت طول می‌کشند تا به حالت شارژ کامل برسند – مثال خوب باتری تلفن همراه است،
در حالی که  می‌توان در کمتر از دو دقیقه به همان حالت شارژ رساند.

ویژگی

توان ویژه یک باتری یا ابرخازن معیاری است که برای مقایسه فناوری های مختلف از نظر حداکثر توان خروجی تقسیم
بر جرم کل دستگاه استفاده می شود. قدرت ویژه ابرخازن ها 5 تا 10 برابر بیشتر از باتری ها است. به عنوان مثال،
در حالی که باتری های لیتیوم یونی دارای توان ویژه 1 تا 3 کیلووات بر کیلوگرم هستند، قدرت ویژه یک ابرخازن
معمولی حدود 10 کیلو وات بر کیلوگرم است. این ویژگی به ویژه در برنامه هایی که
نیاز به انفجارهای سریع انرژی برای آزاد شدن از دستگاه ذخیره سازی دارند، بسیار مهم است.

طول عمر و ایمنی

باتری های ابرخازن در صورت بدرفتاری ایمن تر از باتری های معمولی هستند.
در حالی که شناخته شده است که باتری ها به دلیل گرمای بیش از حد در هنگام اتصال کوتاه منفجر می شوند،
ابرخازن ها به دلیل مقاومت داخلی کم خود گرم نمی شوند. اتصال یک ابرخازن کاملاً شارژ شده
باعث آزاد شدن سریع انرژی ذخیره شده می شود که می تواند باعث ایجاد قوس الکتریکی شود
و ممکن است به دستگاه آسیب برساند، اما برخلاف باتری ها، گرمای تولید شده نگران کننده نیست.

ابرخازن ها می توانند میلیون ها بار شارژ و دشارژ شوند و عمر چرخه تقریبا نامحدودی دارند،
در حالی که باتری ها فقط عمر چرخه ای 500 بار و بالاتر دارند. این امر ابرخازن‌ها را
در کاربردهایی که ذخیره مکرر و آزادسازی انرژی مورد نیاز است بسیار مفید می‌سازد.

معایب

ابرخازن ها دارای معایبی نیز هستند. یکی از معایب انرژی ویژه نسبتا کم است.
انرژی ویژه اندازه گیری مقدار کل انرژی ذخیره شده در دستگاه تقسیم بر وزن آن است.
در حالی که باتری‌های لیتیوم یونی که معمولاً در تلفن‌های همراه استفاده می‌شوند دارای انرژی ویژه 100-200 Wh/kg هستند،
معمولاً فقط 5 Wh/kg را ذخیره می‌کنند. این بدان معناست که یک ابرخازن با ظرفیت (و نه ظرفیت)
یک باتری معمولی تا 40 برابر وزن دارد. انرژی ویژه را نباید با توان ویژه، که معیاری برای حداکثر توان خروجی یک دستگاه در هر وزن است، اشتباه گرفت.

یکی دیگر از معایب ولتاژ تخلیه خطی است. به عنوان مثال، یک باتری با ولتاژ 2.7 ولت، زمانی که 50 درصد شارژ داشته باشد،
همچنان ولتاژی نزدیک به 2.7 ولت تولید می کند، در حالی که یک ابرخازن با ولتاژ 2.7 ولت با 50 درصد شارژ،
دقیقاً نیمی از حداکثر ولتاژ شارژ خود را – 1.35 ولت، خروجی می دهد. این بدان معناست که ولتاژ خروجی کمتر
از حداقل ولتاژ کاری دستگاهی که روی یک ابرخازن کار می‌کند، مثلاً یک تلفن همراه، می‌افتد و دستگاه باید قبل از استفاده از
تمام شارژ در خازن، خاموش شود. راه حل این مشکل استفاده از مبدل های DC-DC است. این رویکرد مشکلات جدیدی مانند راندمان و نویز قدرت را معرفی می کند.

هزینه سومین نقطه ضعف بزرگ ابرخازن های موجود در حال حاضر است. هزینه هر وات ساعت یک ابرخازن
بیش از 20 برابر بیشتر از باتری های لیتیوم یونی است. با این حال، هزینه را می توان از طریق فناوری های جدید و تولید انبوه باتری ها را کاهش داد.

انرژی ویژه کم، ولتاژ تخلیه خطی و هزینه بالا از دلایل اصلی جلوگیری از جایگزینی ابرخازن ها در باتری ها در بیشتر کاربردها هستند.

تگ ها

خازن آبگرد – کوره القایی – آبگرد خازن – خازن-آبگرد water cooled capacitor

AFinternational | Tecshem

مقاومت چیست؟

انواع مقاومت ها و کاربرد آنها – مقاومت وسیله ای است که در برابر جریان جریان از طریق آن مقاومت می کند.

خاصیت مقاومتی که از طریق آن با جریان مخالفت می کند مقاومت نامیده می شود. واحد مقاومت اهم است.

مقاومت نسبت مستقیم با مقاومت ماده و طول دارد در حالی که با مساحت مقاومت نسبت معکوس دارد.

مقاومت ها در اندازه ها و اشکال مختلف موجود هستند. مقاومت ها بر اساس ویژگی های زیر طبقه بندی می شوند:

• رتبه بندی قدرت
• تحمل
• ضریب دما
• میزان صدا
• پاسخ فرکانس
• ثبات

انواع مقاومت ها

مقاومت ها را می توان به دو دسته زیر طبقه بندی کرد.

• مقاومت های ثابت

• مقاومت های متغیر

مقاومت های ثابت

این مقاومت ها در طول عمر خود دارای یک مقدار ثابت هستند. یعنی پس از ساخته شدن مقدار مقاومت این مقاومت ها ثابت می شود. انواع مقاومت های زیر وجود دارد:

1. مقاومت های ترکیب کربن:

مقاومت ترکیب کربن به شکل استوانه ای است. عنصر مقاومتی این مقاومت از پودر کربن یا
پودر گرافیت مخلوط با خاک رس سرامیکی تشکیل شده است. این مقاومت دارای دو کلاهک
فلزی متصل است و دو سیم از دو سر آن خارج می شود. مقاومت با یک پوشش پلاستیکی پوشانده شده است.
از کربن تشکیل شده است.

آنها عموماً برای مقاومت در برابر پالس های انرژی بالا استفاده می شدند،اما اکنون منسوخ شده اند زیرا ضریب
دمایی ضعیف و پایداری ضعیفی دارند. صدای بیشتری تولید می کنند و دقت کمتری دارند.  در حال حاضر این نوع با مقاومت های نوع film جایگزین شده اند

کاربردها: – حفاظت از مدارها، منابع تغذیه ولتاژ بالا، محدود کردن جریان، روشنایی بارق و جوشکاری.

2. مقاومت film کربن:

مقاومت فیلم کربنی با قرار دادن یک لایه نازک از فیلم کربن بر روی بستر سرامیکی ساخته می شود.
فیلم کربن به شکل مارپیچ رسوب می کند. با تغییر گام مارپیچ می توان مقاومت مقاومت فیلم کربنی را تغییر داد.
مقاومت‌های فیلم کربنی مقاومت‌های کم‌هزینه‌ای هستند و همچنین در مقایسه با مقاومت ترکیب کربن،
صدای کمتری تولید می‌کنند. مقدار تحمل این مقاومت ها کمتر از مقاومت های ترکیب کربنی است.

این نوع مقاومت ها در مقاومت در برابر ولتاژ بالا و دمای بالا استفاده می شوند. این مقاومت ها در طیف وسیعی از مقادیر موجود هستند.

کاربردها: – منبع تغذیه ولتاژ بالا، رادار، اشعه ایکس و لیزر.

3. مقاومت film فلزی:

تا جایی که به ساختار مربوط می شود، مقاومت های فیلم فلزی بسیار شبیه به مقاومت های فیلم کربنی هستند.
آنها با قرار دادن یک فیلم فلزی بر روی بستر سرامیکی ساخته می شوند.

این نوع مقاومت ها مقاومت های کم هزینه ای هستند. آنها همچنین در مقایسه با مقاومت های ترکیب کربن،
صدای کمتری تولید می کنند. پایداری بالا و ضریب دمای پایین دارند. آنها معمولاً برای کاربردهای فرکانس بالا ترجیح داده می شوند.

کاربردها: – فیلترهای فعال و مدارهای پل

4. مقاومت فیلم اکسید فلز: (انواع مقاومت)

از نظر ساختار کاملاً شبیه به مقاومت های فیلم فلزی و فیلم کربنی هستند.
اما در اینجا، به جای فلز یا کربن، فیلم اکسید فلزی بر روی بستر سرامیکی رسوب می‌کند.
اکسید قلع به طور کلی به عنوان فیلم اکسید فلز استفاده می شود. این نوع مقاومت های کم هزینه ای هستند.

در مقایسه با مقاومت های فیلم فلزی، نویز بیشتری تولید می کنند، ناپایدار هستند و تحمل کمی دارند.
اما از نظر تولید نویز، پایداری و تحمل بهتر از مقاومت های فیلم کربنی هستند.

آنها ضریب دمایی ضعیفی در مقایسه با مقاومت های فیلم فلزی دارند. با این حال، آنها هنوز هم بیشتر در کاربردهای دمای بالا استفاده می شوند.

کاربردها: – کاربردهای با استقامت بالا

5. مقاومت های Wire Wound :

آنها اغلب استفاده می شوند. ساختار مقاومت سیم پیچ به گونه ای است که سیم مقاومتی فلزی روی مواد سرامیکی پیچیده می شود.

مقاومت مقاومت های سیم پیچ به ضخامت سیم فلزی بستگی دارد. از آلیاژهای فلزی مس یا نقره به عنوان ماده سیم پیچ استفاده می شود.
از مزایای این نوع مقاومت ها این است که دقت بسیار بالایی ارائه می دهند. همچنین دارای ضریب مقاومت دمایی بسیار پایینی هستند.
به دلیل این ضریب مقاومت در دمای پایین، آنها برای کاربردهای با دقت بالا و همچنین برای کاربردهای توان بالا بسیار مناسب هستند.
با این حال، باید به خاطر داشت که این نوع مقاومت ها برای کاربردهای فرکانس بالا مناسب نیستند.

کاربردها: – سیستم های استریو و برنامه های کاربردی با قدرت بالا مانند مبدل ها و تلویزیون ها

6. مقاومت های سطحی:

مقاومت های روی سطح بسیار ریز هستند و عموماً در مادربردها استفاده می شوند.
ترکیب مقاومت های نصب سطحی به گونه ای است که یک لایه نازک از فیلم مقاومتی بر روی بدنه سرامیکی مقاومت رسوب می کند.
به طور کلی فیلم فلزی یا فلزی اکسید شده به عنوان فیلم مقاومتی استفاده می شود.

در قسمت بالایی این مقاومت یک لایه عایق نازک قرار گرفته است. کنتاکت های فلزی در دو طرف مقاومت های نصب سطحی قرار دارند.
اینها وجود دارند تا بتوان مقاومت ها را روی PCB لحیم کرد. از آنجایی که مقاومت های نصب سطحی از فیلم فلزی
یا فیلم اکسید فلزی تشکیل شده اند. دقت بسیار بالا و مقدار تحمل بسیار پایین را می توان به دست آورد.

مقاومت های متغیر

مقاومتی که مقدار آن قابل تغییر است.
این مقاومت ها می توانند هر مقداری بین صفر تا حداکثر مقدار معینی داشته باشند.
آنها معمولاً در مدارهای الکتریکی برای تنظیم مقدار ولتاژ و جریان استفاده می شوند.
این مقاومت ها را می توان به سه دسته زیر طبقه بندی کرد

1. مقاومت پتانسیومتر

این وسیله ای است که برای اندازه گیری emf با متعادل کردن آن در برابر اختلاف پتانسیل استفاده می شود. پتانسیومتر به دو نوع تقسیم می شود:

• پتانسیومتر کربن
• پتانسیومتر سیمی

2. مقاومت های Rheostat

این یک سیم مقاومتی بر روی یک لوله باز از سرامیک است که با پوششی از مینای شیشه ای پوشانده شده است.

3. مقاومت های تریمر

تریمر وسیله ای برای تنظیم مقاومت است و نیازی به تغییر اجباری مقاومت نیست. تریمر را می توان با کمک یک skew تنظیم کرد.

Techsem  | Afinternational

ماسفت در مقابل IGBT: تفاوت چیست و کدام ترانزیستور بهتر است؟

ماسفت یا IGBT

وقتی صحبت از برنامه های SMPS می شود، هر دو ترانزیستور مزایای خود را دارند، اما کدام یک برای شما مناسب است؟

امروزه انواع مختلفی از ترانزیستورهای منبع تغذیه سوئیچ (SMPS) وجود دارد.
دو مورد از محبوب‌ترین نسخه‌های آن ترانزیستور اثر میدان نیمه‌رسانا اکسید فلز (MOSFET)
و ترانزیستور دوقطبی با گیت عایق (IGBT) هستند. از نظر تاریخی، فرکانس های سوئیچینگ کم ولتاژ،
جریان کم و بالا به نفع ماسفت ها هستند. از سوی دیگر، فرکانس های سوئیچینگ با ولتاژ بالا، جریان بالا و پایین، به نفع IGBT ها هستند.

ماسفت یا IGBT کدام بهتر است؟

در حالی که همه در مورد اینکه کدام دستگاه در یک برنامه SMPS بهترین عملکرد را دارد، نظر دارند،
حقیقت این است: هیچ استاندارد جهانی برای تعیین اینکه کدام دستگاه عملکرد بهتری را در یک نوع
مدار خاص ارائه می دهد وجود ندارد. از کاربردهای مختلف متفاوت است و طیف وسیعی از عوامل
مانند سرعت، اندازه و هزینه، همگی در تعیین انتخاب مناسب نقش دارند.

بنابراین، به جای اینکه بگوییم یکی کاملاً بهتر از دیگری است، در اینجا یک مرور کلی در مورد تفاوت های بین هر دو ترانزیستور وجود دارد.

ماسفت

ماسفت یک سوئیچ با سه ترمینال (دریچه، تخلیه و منبع) با کنترل کامل است.
سیگنال گیت/کنترل بین گیت و منبع رخ می دهد و پایانه های سوئیچ آن تخلیه و منبع هستند.

خود دروازه از فلز ساخته شده است که با استفاده از اکسید فلزی از منبع جدا شده و تخلیه می شود.
این امکان مصرف انرژی کمتری را فراهم می کند و ترانزیستور را به یک انتخاب عالی برای استفاده
به عنوان سوئیچ الکترونیکی یا تقویت کننده منبع مشترک تبدیل می کند.

به منظور عملکرد صحیح، ماسفت ها باید ضریب دمایی مثبت را حفظ کنند.
این بدان معناست که احتمال فرار حرارتی بسیار کم است. تلفات در حالت
کمتر است زیرا مقاومت ترانزیستور در حالت حالت، از لحاظ نظری، محدودیتی ندارد.

همچنین، از آنجایی که ماسفت ها می توانند در فرکانس های بالا کار کنند، می توانند
برنامه های سوئیچینگ سریع را با تلفات خاموش کردن کمی انجام دهند.

ماسفت های قدرتی

انواع مختلفی از ماسفت ها وجود دارد، اما یکی از قابل مقایسه ترین آنها با IGBT، ماسفت قدرتی است.

این به طور ویژه برای کنترل سطوح توان قابل توجه طراحی شده است. آنها فقط در حالت های “روشن”
یا “خاموش” استفاده می شوند، که منجر به پرکاربردترین کلید ولتاژ پایین آنها شده است.

در مقایسه با IGBT، یک ماسفت قدرت دارای مزایای سرعت کموتاسیون بالاتر و کارایی بیشتر
در حین کار در ولتاژهای پایین است. علاوه بر این، می تواند یک ولتاژ مسدود کننده
بالا را حفظ کند و جریان بالایی را حفظ کند. این به این دلیل است که اکثر ساختارهای ماسفت
های قدرتی عمودی هستند (نه مسطح). رتبه بندی ولتاژ آن تابع مستقیم دوپینگ و ضخامت
لایه N-اپیتاکسیال است و رتبه بندی جریان آن به عرض کانال مربوط می شود
(هرچه کانال گسترده تر باشد جریان بیشتر می شود). با توجه به کارایی،
ماسفت های قدرت در منابع تغذیه، مبدل های dc/dc و کنترل کننده های موتور ولتاژ پایین استفاده می شوند.

IGBT

IGBT یک سوئیچ با سه ترمینال (دروازه، کلکتور و امیتر) با کنترل کامل است.

سیگنال گیت/کنترل آن بین گیت و امیتر قرار می گیرد و پایانه های سوئیچ آن تخلیه و امیتر هستند.

IGBT ویژگی های گیت درایو ساده موجود در ماسفت را با قابلیت جریان بالا و ولتاژ اشباع پایین
ترانزیستور دوقطبی ترکیب می کند. این کار را با استفاده از یک ترانزیستور اثر میدان
گیت ایزوله برای ورودی کنترل و یک ترانزیستور قدرت دوقطبی به عنوان سوئیچ انجام می دهد.

IGBT برای روشن و خاموش شدن سریع طراحی شده است.

در واقع، فرکانس تکرار پالس آن در واقع به محدوده اولتراسونیک می رسد.
این قابلیت منحصر به فرد به همین دلیل است که IGBT ها اغلب با تقویت کننده
ها برای سنتز شکل موج های پیچیده با مدولاسیون عرض پالس و فیلترهای پایین
گذر استفاده می شوند. آنها همچنین برای تولید پالس‌های قدرت بزرگ در زمینه‌هایی مانند
فیزیک ذرات و پلاسما استفاده می‌شوند و نقشی در لوازم مدرن مانند ماشین‌های الکتریکی،
قطارها، یخچال‌های با سرعت متغیر، تهویه‌کننده‌ها و موارد دیگر ایجاد کرده‌اند.

مقایسه سازه ها

ساختار هر دو ترانزیستور بسیار شبیه است. وقتی نوبت به جریان الکترونی می‌رسد،
یک تفاوت مهم اضافه کردن یک لایه p-substrate در زیر لایه n-substrate در IGBT است.

در این لایه اضافی، سوراخ هایی به لایه n با مقاومت بسیار بالا تزریق می شود و یک
سرریز حامل ایجاد می کند. این افزایش رسانایی در لایه n به کاهش ولتاژ کل در حالت IGBT کمک می کند.
متأسفانه، جریان معکوس را نیز مسدود می کند. در نتیجه، یک دیود اضافی
(که اغلب به عنوان دیود “چرخ آزاد” نامیده می شود) به موازات IGBT قرار می گیرد تا جریان را در جهت مخالف هدایت کند.

عدم وجود حمل و نقل حامل اقلیت به ماسفت ها اجازه می دهد تا در فرکانس های بالاتر سوئیچ کنند.
با این حال، دو محدودیت وجود دارد: زمان عبور الکترون ها در منطقه رانش و زمان مورد نیاز برای شارژ/تخلیه ga ورودی.

ماسفت ها:

• بهبود سرعت سوئیچینگ.

• عملکرد دینامیکی بهبود یافته که به نیروی کمتری از راننده نیاز دارد.

• ظرفیت بازخورد دروازه به تخلیه کمتر

• امپدانس حرارتی کمتر که به نوبه خود اتلاف توان بسیار بهتری را ممکن می سازد

• زمان های خیز و سقوط کمتر، که امکان عملکرد در فرکانس های سوئیچینگ بالاتر را فراهم کرده است

IGBT ها:

• بهبود تکنیک های تولید که منجر به کاهش هزینه شده است

• بهبود دوام در برابر بارهای اضافه

• به اشتراک گذاری جریان موازی بهبود یافته است

• شکل موج های روشن/خاموش سریعتر و روانتر

• کاهش تلفات در حالت روشن و سوئیچینگ

• امپدانس حرارتی کمتر

• ظرفیت ورودی کمتر

AFinternational | Tecshem

IGBT چیست سوئیچینگ قدرت (power switching) است که مزایای MOSFET و BJT را
برای استفاده در مدارهای منبع تغذیه و کنترل موتور ترکیب می کند.

ترانزیستور دوقطبی دروازه ایزوله که به اختصار IGBT نیز نامیده می شود،
چیزی شبیه به تلاقی بین ترانزیستور اتصال دوقطبی معمولی (BJT) و ترانزیستور
اثر میدانی (MOSFET) است که آن را به عنوان یک وسیله سوئیچینگ نیمه هادی ایده آل می کند.

ترانزیستور IGBT بهترین قطعات این دو نوع ترانزیستور رایج، امپدانس ورودی بالا و سرعت
سوئیچینگ بالای ماسفت با ولتاژ اشباع پایین ترانزیستور دوقطبی را می گیرد و آنها را با هم
ترکیب می کند تا نوع دیگری از دستگاه سوئیچینگ ترانزیستور را تولید کند. قادر به مدیریت
جریان های کلکتور-امیتر بزرگ با درایو جریان گیت تقریبا صفر است.

ترانزیستور دوقطبی گیت عایق شده معمولی

IGBT معمولی

ترانزیستور  IGBT چیست ؟

ماسفت را با ویژگی های عملکرد خروجی یک ترانزیستور دوقطبی معمولی ترکیب می کند (از این رو قسمت دوم نام آن است).

نتیجه این ترکیب ترکیبی این است که “ترانزیستور IGBT” دارای ویژگی های سوئیچینگ
خروجی و هدایت یک ترانزیستور دوقطبی است اما مانند ماسفت با ولتاژ کنترل می شود.

IGBT ها عمدتاً در کاربردهای الکترونیک قدرت، مانند اینورترها، مبدل ها و منابع تغذیه استفاده می شوند،
در صورتی که نیازهای دستگاه سوئیچینگ حالت جامد به طور کامل توسط دوقطبی های قدرت و ماسفت
های قدرت برآورده نمی شود. دو قطبی با جریان بالا و ولتاژ بالا در دسترس هستند، اما سرعت سوئیچینگ
آنها آهسته است، در حالی که ماسفت های برقی ممکن است سرعت سوئیچینگ بالاتری داشته باشند،
اما دستگاه های ولتاژ بالا و جریان بالا گران هستند و دستیابی به آنها سخت است.

مزیت دستگاه ترانزیستور دوقطبی گیت عایق نسبت به BJT یا MOSFET این است که قدرت بیشتری
نسبت به ترانزیستور نوع دوقطبی استاندارد همراه با عملکرد ولتاژ بالاتر و تلفات ورودی کمتر ماسفت ارائه می دهد.
در واقع یک FET است که با یک ترانزیستور دوقطبی در شکلی از پیکربندی نوع دارلینگتون ادغام شده است.

تریستور تکسم

ترانزیستور دوقطبی گیت عایق

می‌بینیم که ترانزیستور دوقطبی گیت عایق‌شده یک دستگاه رسانایی عبوری سه پایانه است که
یک ورودی MOSFET کانال N گیت عایق را با یک خروجی ترانزیستور دوقطبی PNP
که در نوعی پیکربندی دارلینگتون متصل است، ترکیب می‌کند.

در نتیجه پایانه ها به صورت زیر برچسب گذاری می شوند: جمع کننده، امیتر و دروازه.
دو تا از پایانه های آن (C-E) با مسیر رسانایی مرتبط هستند که جریان را می گذراند،
در حالی که ترمینال سوم آن (G) دستگاه را کنترل می کند.

مقدار تقویت به دست آمده توسط ترانزیستور دوقطبی گیت عایق، نسبتی است بین سیگنال
خروجی و سیگنال ورودی آن. برای یک ترانزیستور اتصال دوقطبی معمولی، (BJT) مقدار
بهره تقریبا برابر با نسبت جریان خروجی به جریان ورودی است که بتا نامیده می شود.

برای یک ترانزیستور اثر میدان نیمه هادی اکسید فلزی یا ماسفت، جریان ورودی وجود ندارد
زیرا گیت از کانال اصلی حامل جریان جدا شده است.

بنابراین، بهره یک FET برابر با نسبتتغییر جریان خروجی به تغییر ولتاژ ورودی است،
و آن را به یک وسیله رسانایی تبدیل می‌کند
و این در مورد IGBT نیز صادق است. سپس می توانیم IGBT را به عنوان یک BJT قدرتی
که جریان پایه آن توسط ماسفت تامین می شود، در نظر بگیریم.

IGBT چیست؟

ترانزیستور IGBT را می توان در مدارهای تقویت کننده سیگنال کوچک

به روشی مشابه ترانزیستورهای نوع BJT یا MOSFET استفاده کرد. اما از آنجایی که IGBT
تلفات رسانایی کم یک BJT را با سرعت سوئیچینگ بالای یک ماسفت قدرت ترکیب می کند،
یک سوئیچ حالت جامد بهینه وجود دارد که برای استفاده در کاربردهای الکترونیک قدرت ایده آل است.

همچنین، IGBT نسبت به MOSFET معادل RON مقاومت «روی حالت» بسیار کمتری دارد.
این بدان معناست که افت I2R در ساختار خروجی دوقطبی برای یک جریان سوئیچینگ معین
بسیار کمتر است. عملیات مسدود کردن ترانزیستور IGBT مشابه یک ماسفت قدرت است.

ترانزیستور IGBT زمانی که به عنوان سوئیچ کنترل‌شده استاتیک استفاده می‌شود،
دارای رتبه‌بندی ولتاژ و جریان مشابه ترانزیستور دوقطبی است. با این حال، وجود یک گیت ایزوله
در یک IGBT رانندگی آن را بسیار ساده تر از BJT می کند، زیرا به قدرت درایو بسیار کمتری نیاز است.

یک ترانزیستور IGBT به سادگی با فعال کردن و غیرفعال کردن ترمینال گیت آن “روشن” یا “خاموش” می شود.
اعمال سیگنال ولتاژ ورودی مثبت در سراسر گیت و امیتر دستگاه را در حالت روشن نگه می دارد، در حالی که
سیگنال گیت ورودی را صفر یا اندکی منفی می کند، به همان روشی که یک ترانزیستور دوقطبی خاموش می شود،
آن را خاموش می کند. یا eMOSFET مزیت دیگر IGBT این است که مقاومت کانال در حالت بسیار کمتری نسبت به ماسفت استاندارد دارد.

ویژگی های ترانزیستور IGBT

از آنجایی که IGBT یک دستگاه کنترل شده با ولتاژ است، برای حفظ رسانایی از طریق دستگاه فقط
به یک ولتاژ کوچک روی گیت نیاز دارد، بر خلاف BJT که مستلزم آن است که جریان پایه به طور
مداوم به مقدار کافی برای حفظ اشباع تامین شود.

همچنین IGBT یک دستگاه یک جهته است، به این معنی که بر خلاف ماسفت ها که دارای قابلیت
سوئیچینگ جریان دو جهته هستند (کنترل در جهت جلو و کنترل نشده در جهت معکوس)
فقط می تواند جریان را در “جهت رو به جلو” تغییر دهد، یعنی از کلکتور به امیتر. .

اصل کار و مدارهای درایو گیت برای ترانزیستور دوقطبی گیت عایق شده بسیار شبیه
به ماسفت توان کانال N است. تفاوت اساسی این است که مقاومت ارائه شده توسط
کانال رسانای اصلی در هنگام عبور جریان از دستگاه در حالت “روشن” آن در IGBT
بسیار کمتر است. به همین دلیل، رتبه‌بندی‌های فعلی در مقایسه با ماسفت‌های قدرت معادل بسیار بالاتر است.

مزیت اصلی استفاده از ترانزیستور IGBT نسبت به سایر دستگاه های ترانزیستوری،
قابلیت ولتاژ بالا، مقاومت کم روشن، سهولت درایو، سرعت سوئیچینگ نسبتاً سریع و همراه با
جریان درایو گیت صفر است که آن را به انتخاب خوبی برای سرعت متوسط تبدیل می کند. ،
کاربردهای ولتاژ بالا مانند مدوله شده با عرض پالس (PWM)، کنترل سرعت متغیر، منابع تغذیه
سوئیچ حالت یا اینورتر DC-AC با انرژی خورشیدی و برنامه های مبدل فرکانس که در محدوده صدها کیلوهرتز کار می کنند.

تگ ها

IGBT | خازن آبگرد

AFinternational | Tecshem