مقاله بررسی دیودهای قدرت
مقاله بررسی دیودهای قدرت در 18 صفحه ورد قابل ویرایش |
![]() |
دسته بندی | فنی و مهندسی |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 13 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 18 |
مقاله بررسی دیودهای قدرت در 18 صفحه ورد قابل ویرایش
در حالت ایده آل دیود نباید هیچ زمانی بازیابی معکوسی داشته باشد که هزینه ساخت دیود را افزایش می دهد . در بسیاری از کاربردهای اثرات زمان بازیابی معکوس چندان اهمیت ندارند و می توان از دیود از دیودهای ارزان استفاده کرد . بسته به مشخصه های بازیابی و روشهای ساخت ، دیودهای قدرت را به سه گروه می توان تقسیم کرد . مشخصه ها و محدودیت های عملی هر گروه کاربردشان را مشخص می کند .
1- دیودهای استاندارد یا همه منظوره
2- دیودهای بازیابی سریع
3- دیودهای شاتکی
دیودهای همه منظوره
دیودهای یکسو کننده همه منظوره زمان بازیابی معکوس نسبتاً زیادی دارند که در حدودs μ 25 است و در کاربردهای سرعت پایین بکار می روند که زمان بازیابی چندان اهمیتی ندارد (برای مثال در یکسو کننده ها و مبدلهای دیودی در کاربردهای فرکانس رودی کم تا 1KHz ومبدلهای کموتاسیون خط ) .محدوده جریان این دیودها از کمتر از یک آمپر تا چند هزار آمپر و محدوده ولتاژ 50v تا حدود 5kv می باشد . این دیودها معمولاً به روش دیفیوژن ساخته می شوند . با این وجود یکسو کننده های آلیاژی که در منابع تغذیه دستگاههای جوشکاری بکار می روند از لحاظ هزینه به صرفه تر هستند و محدوده کاری آنها تا 300A و 1000V می رسد .
دیودهای بازیابی سریع
دیودهای بازیابی سریع زمان بازیابی کوچکی (به طور معمول کمتر از s μ ) دارند . این دیودها در مدارهای مبدل dc به dc,dc,dc به ac که سرعت بازیابی اغلب اهمیت بحرانی ای دارد بکار می روند . محدوده جریانی کارکرد این دیودها از کمتر از یک آمپر تا چند صد آمپر و محدوده ولتاژشان از 50 v تا حدود 3kv است .
برای محدوده ولتاژ بالای 400v ،دیودهای بازیابی سریع عموماً به روش دیفیوژن ساخته می شوند و زمان بازیابی بوسیله دیفیوژن طلا یا پلاتین کنترل می شود . برای محدوده ولتاژ کمتر از 400 v دیودهای اپی تکسال سرعت کلید زنی بیشتری نسبت به دیودهای دیفیوژنی دارند . دیودهای اپی تکسال پهنای بیس کمی دارند که باعث می شود زمان بازیابی کوچکی در حدود 50ns داشته باشند .
دیودهای شاتکی
مشکل ذخیره بار در پیوند p-n در دیودهای شاتکی حذف (یا حداقل ) شده است . این کار از طریق ایجاد یک سد پتانسیل که میان یک فلز و یک نیمه هادی متصل می شود ، انجام می پذیرد . یک لایه فلزی روی یک لایه اپی تکسیال باریک از سیلیکون نوع n قرار داده می شوند . سد پتانسیل رفتار یک پیوند p-n را شبیه سازی می کند . عمل یکسو کنندگی فقط به حاملهای اکثریت بستگی دارد و در نتیجه حاملهای اقلیت اضافی ای برای ترکیب شدن وجود ندارند . اثر بازریابی منحصراً به خاطر ظرفیت خازنی خودپیوند نیمه هادی است .
MOSFET های قدرت
ترانزیستور پیوند دو قطبی عنصری کنترل شونده با جریان است و برای داشتن جریان در کلکتور به جریان بیس نیاز دارد . چون جریان کلکتور وابسته به جریان ورودی می باشد ، بهره جریان به دمای پیوند بستگی زیادی دارد .
MOSFET قدرت یک عنصر کنترل شونده باولتاژ است و تنها به جریان ورودی کمی نیاز دارد . سرعت کلید زنی بسیار بالاست و زمانهای کلید زنی در حد نانو ثانیه می باشند . MOSFET های قدرت کاربردهای بسیاری در مبدلهای توان پایین و فرکانس بالا یافته اند . MOSFET ها از لحاظ تخلیه الکترو استاتیک دارای مشکلاتی هستند و کار کردن با آنها مستلزم مراقبتهای ویژه است . به علاوه محافظت آنها تحت شرایط خطای اتصال کوتا به نسبت مشکل است .
محافظت از وسایل و مدارها
مقدمه
به خاطر پروسه بازریابی معکوس عناصر قدرت و عمل کلید زنی هنگام وجود اندوکتانس در مدار ، ولتاژهای گذرا در مدارهای مبدل رخ می دهند . حتی در مدارهایی که به دقت طراحی شده اند ، ممکن است شرایط خطای اتصال کوتاه وجود داشته باشد که منجر به عبور جریان خیلی زیاد از قطعات میگردد . گرمای تولیدی ناشی از تلفات در یک عنصر نیمه هادی باید به طور موثر و کار آمدی از بین رود تاقطعه در داخل محدوده گرمایی خود کار کند . کارکرد مطمئن یک مبدل نیازمند آن است که همواره با فراهم کردن محافظت در برابر ولتاژ زیاد ،جریان زیاد و گرمای زیاد خاطر جمع باشیم که شرایط مدار هیچگاه از مقدارهای مجاز فراتر نمی روند . در عمل عناصر قدرت در برابر 1) گرمای زیاد به وسیله گرماگیرها 2) dvdt,di/dt زیاد به وسیله مدارهای اسنابر 3 ) سیگنالهای گذرای بازیابی معکوس ، 4 ) سیگنالهای گذرای سمت منبع و بار و 5 ) وضعیت خطا ناشی از فیوزها ، محافظت می شوند.