راهنمای انتخاب کلیدهای نیمه هادی: FET، BJT، IGBT کدامیک؟ @electroscience

✅ راهنمای انتخاب کلیدهای نیمه هادی: FET، BJT، IGBT کدامیک؟
کلیدهای نیمه هادی قدرت در بسیاری از موارد از لحاظ ویژگی همپوشانی دارند بنابراین یک سوال مهم طراح میتواند این باشد که کدامیک از این کلیدها در طرح بخش قدرت خود بهترین جواب را میدهد و طراحی بهتر با کدام کلید خواهد بود؟
پاسخ به این سوال را میتوان اینگونه داد: " بستگی دارد". اینکه طرح بهینه با کدام کلید حاصل میشود بستگی به هدف بخش قدرت شما دارد، در یک کارکرد بایستی بین جوانب طراحی خود یک مصالحه انجام دهید و محدوده های طراحی خود را بدانید، مثلا اینکه چه توانی ، چه ولتاژی، چه جریانی، چه فرکانس کلیدزنی و ... نیاز دارید و بین این مشخصه ها بر اساس کلیدهای موجود یک مصالحه انجام دهید.
پیوند و حاملهای کانال در یک کلید نیمه هادی میتواند روی مشخصه ی نحوه کنترل پذیری کلید و قابلیت عبور جریانهای مختلف تاثیرگذار باشد. از جمله مشخصات مهم دیگری که در یک کلید مدنظر است مشخصه های di/dt و dv/dt است. اما اگر بخواهیم مشخصه های اصلی برای انتخاب کلید را خلاصه کنیم میتوان به 3 مورد اصلی زیر اشاره کرد:
✳️ ولتاژ کاری
✳️ جریان کاری
✳️ فرکانس کاری
حال مشخصه های هر کلید را به طور خلاصه در ادامه معرفی میکنیم.
✳️ کلیدهای BJT:
از این کلیدها میتوان جریان به خوبی رد کرد و در کاربردهای منابع جریانی میتوانند استفاده شود چرا که در ساختار نیمه هادی حاملهای مثبت و منفی وجود دارد که در عبور جریانهای زیاد کمک میکنند. مزیت اصلی این کلیدها تحمل ولتاژ بالای آنهاست و عیب اصلی این کلیدها فرکانس کلیدزنی آنهاست که پایین است و همچنین درایو این کلیدها نسبتا دشوار است و در کاربردهای جریان بالا به جریان بیس زیادی نیاز است. میتوان به این صورت گفت که در این کلیدها جریان عبوری از کلید تابعی از جریان بیس است بنابراین به این کلیدها، کلیدهای کنترل شده با جریان میگویند.
✳️ کلیدهای FET:
برعکس کلیدهای BJT این کلیدها کنترل شده با ولتاژ هستند و میتوان جریان عبوری از کلید را با ولتاژ گیت کنترل کرد. این کلیدها در کاربردهای زیر ولتاژهای 600 ولت و همچنین جریانهای پایین تر کاربرد دارند چون ساختار نیمه هادی آنها تک حاملی است و نسبتا کلیدهای توان پایین تری هستند. اما مزیت آنها سرعت کلیدزنی شان است که بسیار بالاتر از کلیدهای BJT است.
✳️ کلیدهای IGBT:
این کلیدها هر 2 ویژگی خوب کلیدهای قبلی را دارند، ویژگی اول اینکه این کلیدها نیز مثل FET کنترل شده با ولتاژ هستند و با ولتاژ گیت قابلیت کنترل دارند. ویژگی مثبت دیگر آنها این است که مثل کلیدهای BJT در ساختار آنها برای عبور جریان 2 حاملی هستند و این ویژگی کمک میکند که افت ولتاژ این کلیدها در جریانهای بالا کم باشد و در نتیجه جریان بسیار بیشتر از کلیدهای FET را از خود عبور میدهند. اما از لحاظ سرعت کلیدزنی بالاتر از کلیدهای BJT و پایین تر از کلیدهای FET هستند. از این کلیدها معمولا در کاربرد ولتاژهای بالاتر از 600 ولت استفاده میشود.
در عکس پست مشخصه های اساسی هر یک از این کلیدهای نیمه هادی آمده است. در این پست سعی شد یک مقایسه مختصر و کوتاه بین این کلیدها داشته باشیم در پست های بعدی بیشتر در رابطه با مشخصات این کلیدها توضیح خواهیم داد.
@electroscience

انواع هیت سینک‏ها و نحوه انتخاب @electroscience

انواع هیت سینک‏ها و نحوه انتخاب @electroscience

🌷سال نو پیشاپیش مبارک باد 🌷
یَا مُقَلِّبَ الْقُلُوبِ وَ الْأَبْصَارِ یَا مُدَبِّرَ اللَّیْلِ وَ النَّهَارِ یَا مُحَوِّلَ الْحَوْلِ وَ الْأَحْوَالِ حَوِّلْ حَالَنَا إِلَی أَحْسَنِ الْحَالِ

سال نو همگی مبارک ، سالی پر از شادی، سلامتی و موفقیت و امنیت و آرامش برای همه

آموزش سریع نرم افزار PSIM (نرم افزار الکترونیک قدرتی) @electroscience

هر کدام از دانشمندان حوزه برق متولد چه ماهی بودند؟ @electroscience

شروع سریع کار با آردینو @electroscience

بازیابی روغن ترانسفورماتور @electroscience

✅ بازیابی روغن ترانسفورماتور:
همانطور که میدانید روغن ترانسفورماتور یک نوع روغن معدنی پالایش‌شده است که از تقطیر جزءبه‌جزء نفت خام به دست می‌آید. این روغن به عنوان عایق استفاده می‌شود و انتظار می‌رود از خواص عایقی و خنک‌کنندگی بالایی برخوردار باشد. روغن برای داشتن خاصیت خنک‌کنندگی بالا لازم است دارای ویسکوزیته پایین و برای داشتن خاصیت عایقی خوب ضریب دی‌الکتریک بالایی داشته باشد. داشتن خلوص بالا و عمر طولانی از دیگر ویژگی‌های مهم روغن ترانسفورماتور هستند. خلوص روغن ترانسفورماتور از این نظر که با دیگر اجزای یک ترانسفورماتور سازگار باشد مهم است.
مهمترین عوامل خرابی روغن ترانسفورماتور عبارتند از آلایش، اکسایش و دمای بیش از حد. ترانسفورماتورها را به گونه‌ای طراحی می‌کنند که تا جای ممکن روغن در برابر این عوامل ایمن بماند. برای تست روغن معمولا از دو روش کشش سطحی و عدد اسیدیته استفاده میکنند. در روش کشش سطحی روغن را روی آب میریزند و اگر مولکولهای روغن کوچک نشود مشکلی در روغن نیست. همچنین موقعی که عایق روغنی پیر میشود و خواص مهم خود را از دست میدهد به سمت اسیدی شدن میل میکند و با تست عدد اسیدیته میتوان میزان سلامت روغن را فهمید. حال اگر این آزمایشها خرابی روغن را نشان دادند، معمولا 3 روش برای بازیابی روغن وجود دارد:
روش اول-تصفیه فیزیکی: که در این روش آب و مواد زائد از روغن حذف میشود. در این روش روغن را از کاغذ عبور میدهند و ناخالصی های درشت روغن تصفیه میشود، سپس روغن را در خلاء میپاشند تا روغن تمیز زیر قرار گیرد و رطوبت و سایر ناخالصی ها رو بیایند، این روش فیلترینگ4-5 روز زمان میبرد و بعد از اتمام آن خواص روغن فیلتر شده زیرین را بررسی میکنند و اگر مشکلی نداشت سپس روغن تمیز زیرین را به ترانس بر میگردانند.
روش دوم-تصفیه شیمیایی: از این روش زمانیکه روغن شاخص اسیدیته بسیار بالایی داشته باشد استفاده میکنیم. در این روش معمولا از یک فیلتر سئولیت استفاده میشود که مثل یک شبکه دوقطبی عمل میکند و اجازه عبور مواد دوقطبی و پلار را نمیدهد. سپس به روغن فیلتر شده آنتی اکسیدان اضافه میکنند تا خواص روغن اصلی را پیدا کند. روغن فیلتر شده اگر به آن آنتی اکسیدان (inhibitor) اضافه نشود، خواص عایقی کمتر و طول عمر کوتاه تری نسبت به روغنی که آنتی اکسیدان به آن اضافه شده است دارد.
روش سوم- تعویض: در این روش کل روغن تانک ترانسفورماتور با روغن جدید تعویض میشود که این روش هزینه بر است.
@electroscience

بازیابی روغن ترانسفورماتور @electroscience

ردیابی نقطه حداکثر توان (mppt) در سلولهای خورشیدی @electroscience

✅ردیابی نقطه حداکثر توان (mppt) در سلولهای خورشیدی:
ردیابی نقطه حداکثر توان ( Maximum power point tracking یا MPPT)) یک روش برای به حداکثر رساندن توان خروجی توربین‌های بادی و سیستم‌های فتوولتائیک (PV) است.
در شرایط مختلف کاری سلول‌های خورشیدی (مثلاً طلوع آفتاب، نیمروز، غروب آفتاب)، پنل‌ها، توان لحظه‌ای مشخصی دارند که عبارت است از ولتاژ پنل‌ها ضربدر جریان دهی پنل‌ها. حال اگر ولتاژ را بر جریان تقسیم کنیم، مقاومت داخلی پنل‌ها در آن لحظه و به ازای مقدار مشخص تابش خورشید بدست می‌آید. طبق قوانین اولیه مداری، برای انتقال حداکثر توان به بار باید مقاومت بار با مقاومت معادل سایر قسمت‌های مدار برابر باشد (RL=Rth). به دلیل اینکه آفتاب در طول روز حرکت می‌کند، شدت تابش متغیر بوده و مقدار جریان دهی و ولتاژ پنل‌ها نیز متغیر خواهد بود. در اینجا سیستم mppt وارد عمل شده و با برابر نگه داشتن مقاومت داخلی پنل‌ها با مقاومت بار، سبب آن می‌شود که در طول روز حداکثر توان به بار منتقل شود. از آنجایی که مقاومت بار ثابت است و تغییر نمی‌کند (مثلاً یک لامپ) لذا mppt با تغییر مقدار ولتاژ و جریان پنل‌ها، تطبیق امپدانس را انجام می‌دهد. واضح است که اگر مقاومت بار تغییر کند (مثلاً یک لامپ به همراه یک شارژر موبایل)، در اینصورت نیز مقادیر جریان و ولتاژ پنل‌ها توسط mppt تغییر می‌یابد. همان‌طور که در شکل پست مشاهده می‌شود، با افزایش شدت تابش نور آفتاب، در یک ولتاژ ثابت، میزان جریان دهی سلول‌ها نیز افزایش می‌یابد. یک مصرف‌کننده با مقدار مقاومت R=V/I، باید بتواند "حداکثر توان" را از پنل‌ها دریافت کند و یا به عبارت دیگر باید توان دریافتی بار برابر با نقطه توان ماکزیمم پنل‌ها در آن لحظه باشد (زانو منحنی در شکل) که در این صورت باید مقاومت داخلی پنل‌ها با مقاومت بار برابر باشد. مقاومت داخلی پنل‌ها یک پارامتر متغیر است و به عواملی چون میزان تابش آفتاب و دمای پنل‌ها وابسته است. اگر این مقاومت بیشتر یا کمتر از مقاومت بار باشد، میزان توان انتقالی به بار حداکثر نخواهد بود و به عبارت دیگر بهره پنل‌ها کم می‌شود. ردیاب‌های نقطه ماکزیمم توان، روش‌های گوناگونی را بکار می‌گیرند تا بتوانند نقطه حداکثر توان را پیدا کرده و بازده سلول‌های خورشیدی را در مقدار حداکثر نگه دارند. در ادامه پست یک فیلم آموزشی از روش کنترلی و پیاده سازی MPPT برای سلولهای خورشیدی در نرم افزار متلب سیمولینک آورده شده است.
@electroscience

پیاده سازی MPPT برای سلولهای خورشیدی در نرم افزار متلب سیمولینک @electroscience

نکات طراحی مبدل باک @electroscience

نکات طراحی مبدل باک @electroscience

نرم افزار bounce برای تحلیل موج های حالت گذرا در سیستم های فشار قوی به همراه آموزش آن @electroscience

تعیین زاویه ي آتش تریستور با سه نرم افزار متلب ، اسپایس و پروتوس @electroscience