אלקטרוניקת הספק : חלק א
מחבר:
יאן לרון
שנת ההוצאה:
2011
מילות מפתח:
אלקטרוניקה
ספר ראשון מתוך הסדרה אלקטרוניקת הספק. הספר עוסק בדיודת הספק; מיישרים חד-מופעיים לא מבוקרים; מעגלי יישור תלת-מופעיים.
אל הספר
נושא/נושאים:
,
מדעי הטבע והחיים
,
פיסיקה
תוכן הספר:
אלקטרוניקת הספק חלק א
תוכן העניינים
פרק 1 אלקטרוניקת הספק - מבוא
1.1 מבוא
איור 1.1 השוואה בין אלקטרוניקת הספק ובין מעגלי בקרה בגוף האדם
1.2 מה מיוחד באלקטרוניקת הספק לעומת אלקטרוניקה "רגילה"?
איור 1.2 גוף קירור ומאוורר של המעבד במחשב מדגם פנטיום 4
איור 1.3 שנאי וריאק לשינוי מתח רציף
איור 1.4 נגד משתנה ליניארי
איור 1.5 מערכת הספק עם בקרת הספק באמצעות נגד משתנה
איור 1.6 בקרת הספק באמצעות מתג אלקטרוני
איור 1.7 צורת הגלים עם גורמי מחזור שונים
איור 1.8 מעגל עקרוני לבקרת מופע בזרם חילופין סינוסי
איור 1.9 מתחים שונים כתלות בזווית חשמלית במעגל העקרוני באיור 1.8
1.3 התחומים האופייניים בהם עוסקת אלקטרוניקת הספק והרכיבים השימושיים בה
שאלות סיכום
תשובות לשאלות סיכום
פרק 2 דיודות הספק
2.1 מבוא
2.2 מבנה ואופיינים סטטיים של דיודת הספק
איור 2.1 א. סימון של דיודה ב. מבנה סכמתי של מוליך למחצה
איור 2.2 אופיין מתח-זרם של דיודת הספק
2.3 אופיינים דינמיים של דיודת הספק
איור 2.3 תנועת מטענים בצומת pn א. בעת קוטביות הפוכה ב. בעת קוטביות ישרה
איור 2.4 אופייני הזרם בדיודה כפונקציה של הזמן בעת היפוך הממתח בדיודה
2.3.1 דיודות הספק רגילות
2.3.2 דיודות בעלות התאוששות מהירה
2.3.3 דיודות שוטקי
2.4 חיבור דיודות בטור
איור 2.5 חיבור בטור של דיודות הספק
איור 2.6 אופיין אחורי של שתי דיודות בעלות מספר קטלוגי זהה השונות זו מזו במאפיינים מסוימים של תהליך הייצור
איור 2.7 הוספת נגדים לאיזון מפל המתח של דיודות המחוברות ביניהן בטור
איור 2.8 הוספת נגדים וקבלים לאיזון מפלי המתח וחלוקת המתחים בחיבור טורי של שתי דיודות
איור 2.9 אופיינים של שתי דיודות המחוברות ביניהן בטור – ממתח אחורי
2.5 חיבור דיודות הספק במקביל
איור 2.10 חיבור דיודות במקביל
איור 2.11 שתי דיודות מחוברות במקביל עם נגדים טוריים להגבלת זרם
איור 2.12 חיבור דיודות במקביל והשוואת זרמים על-ידי הוספת נגדים
איור 2.13 אופיינים קדמיים של דיודות הספק
2.6 פיזור חום בדיודות הספק
איור 2.14 תיאור סכמתי של מעבר חום בין צומת וסביבה של רכיב אלקטרוני
איור 2.15 הדמיה של פיזור חום ברכיב אלקטרוני – עם ובלי גוף קירור – באמצעות מעגלים חשמליים
איור 2.16 גופי קירור אופייניים, וערכי ההתנגדות הטרמית שלהם
2.7 מאפיינים של דיודות הספק
2.7.1 ערכים חשמליים מרביים (Absolute Rating Values)
2.7.2 מאפיינים טרמיים (Thermal Parameters)
2.7.3 פרמטרים נוספים
שאלות סיכום
איור 2.17 איור לשאלה 2.3
איור 2.18 איור לשאלה 2.4
תשובות לשאלות סיכום
פרק 3 מיישרים חד-מופעיים לא מבוקרים
3.1 מבוא
איור 3.1 גל מתח הרשת
איור 3.2 תרשים מלבנים של ספק כוח
3.2 מיישרים חד-מופעיים חד-דרכיים
3.2.1 מיישר חד-דרכי עם עומס התנגדותי טהור
איור 3.3 תרשים סכמתי של מיישר חד-דרכי עם עומס התנגדותי
איור 3.4 צורות גלים במיישר חד-דרכי עם עומס התנגדותי
3.2.2 מיישר חד-דרכי עם עומס RL
איור 3.5 תרשים סכמתי של מיישר חד-דרכי חד-מופעי עם עומס RL
איור 3.6 המתח על הסליל עבור זרם במגמת עלייה (א) וזרם במגמת ירידה (ב)
איור 3.7 צורות גלים במעגל של מיישר חד-דרכי עם עומס RL
3.2.3 מיישר חד-דרכי עם עומס RL ודיודת תנופה
איור 3.8 תרשים סכמתי של מיישר חד-דרכי עם עומס RL ודיודת תנופה
איור 3.9 צורות הגלים במעגל של מיישר חד-דרכי עם עומס RL ודיודת תנופה
איור 3.10 צורות גלים במיישר חד-דרכי עם עומס RL ודיודת תנופה כאשר L >> R
3.2.4 מיישר חד-דרכי עם עומס RE
איור 3.11 מיישר חד-דרכי עם עומס RE
איור 3.12 צורות גלים במיישר חד-דרכי עם עומס RE
3.3 מיישרים דו-דרכים חד-מופעיים
3.3.1 מיישר דו-דרכי עם שנאי בעל סנף מרכזי עם עומס R
איור 3.13 מעגל חשמלי של מיישר דו-דרכי עם שנאי בעל סנף מרכזי
איור 3.14 מעגל חשמלי המתאר את המצב במחצית הראשונה של המחזור
איור 3.15 מעגל חשמלי המתאר את המצב במחצית השנייה של המחזור של המעגל
איור 3.16 צורות הגלים הנוצרות במיישר גל שלם עם עומס התנגדותי
איור 3.17 מעגל מיישר גל עם עומס התנגדותי טהור בשני מצבים קיצוניים של מתח הפוך מרבי
איור 3.18 תרשים סכמתי של מיישר דו-דרכי עם שנאי בעל סנף אמצעי
3.3.2 מיישר דו-דרכי עם שנאי בעל סנף מרכזי המחובר לעומס RL
איור 3.19 מיישר דו-דרכי עם עומס RL
איור 3.20 צורות הגלים של המתחים במעגל מיישר דו-דרכי עם עומס RL
איור 3.21 צורות הגלים של הזרמים במעגל מיישר דו-דרכי עם עומס RL
3.3.3 יישור דו-דרכי באמצעות גשר דיודות עם עומס התנגדותי
איור 3.22 תרשים סכמתי של מעגל של מיישר דו-דרכי (גל מלא) בעזרת גשר דיודות
איור 3.23 סוגים שונים של גשרי דיודות מוכללים להספקים שונים
איור 3.24 מצב המעגל החשמלי במחצית הראשונה של המחזור במיישר גל מלא עם גשר דיודות
איור 3.25 תרשים סכמתי של המחצית השנייה של המחזור של מיישר גל מלא בשיטת גשר דיודות
איור 3.26 צורות גלים של המתחים במעגל מיישר דו-דרכי (גל שלם) עם גשר דיודות
איור 3.27 צורות גלים של הזרמים הזורמים במעגל של מיישר דו-דרכי (גל שלם) עם גשר דיודות
איור 3.28 מעגל של מיישר גל שלם בשיטת גשר דיודות, המוזן במתח הרשת
3.3.4 יישור דו-דרכי באמצעות גשר דיודות עם עומס RL
איור 3.29 מיישר גל שלם עם גשר דיודות, עם עומס RL
איור 3.30 צורות הגלים בשיניוני של השנאי ובמוצא של מיישר גשר עם עומס RL
איור 3.31 תרשים סכמתי של מעגל של מיישר גל שלם עם עומס RL
3.3.5 יישור דו-דרכי באמצעות גשר דיודות עם עומס RLE
איור 3.32 מעגל מיישר גל שלם עם גשר דיודות המחובר לעומס RLE
איור 3.33 צורות הגלים שמתקבלות במיישר גל שלם עם עומס ,RLE כאשר E = 10 V
3.4 מסנן קיבולי
3.4.1 מיישר חד-דרכי חד-מופעי עם מסנן קבל
איור 3.34 מעגל של מיישר חצי גל חד-מופעי עם מסנן קבל
איור 3.35 צורות גלים של מתח המבוא והמוצא במעגל של מיישר חד-דרכי עם קבל וללא קבל
3.4.2 מיישר דו-דרכי עם מסנן קבל
איור 3.36 מיישר דו-דרכי עם גשר דיודות וקבל
איור 3.37 צורות הגלים שמתקבלות במיישר דו-דרכי, עם קבל וללא קבל
3.4.3 חישוב מקורב של מתח המוצא והאדווה הנוצרים במישרים חד-דרכיים ודו-דרכיים עם קבל
איור 3.38 מתח המבוא ומתח המוצא כתלות בזמן במיישר חד-דרכי עם קבל
איור 3.39 מיישר חד-דרכי עם מסנן C
איור 3.40 צורות הגל שמתקבלות בהדמיה של המיישר החד-דרכי הנתון בדוגמה
איור 3.42 מעגל של מיישר דו-דרכי לדוגמה 3.7
איור 3.42 צורות הגל שמתקבלות בהדמיה של המיישר החד-דרכי עם עומס RC הנתון בתרגיל
שאלות סיכום
איור לשאלה 3.2
איור לשאלה 3.3
איור לשאלה 3.4
איור לשאלה 3.5
איור לשאלה 3.6
איור לשאלה 3.7
איור לשאלה 3.8
תשובות לשאלות סכום
פרק 4 מיישרים תלת-מופעיים לא מבוקרים
4.1 מבוא
4.2 מיישרים תלת-מופעיים חד-דרכיים
4.2.1 מיישר תלת-מופעי חד-דרכי עם עומס התנגדותי
איור 4.1 תרשים סכמתי של מיישר תלת-מופעי חצי גל עם עומס התנגדותי
איור 4.2 צורות הגלים של מתח המבוא (מתחים מופעיים) במיישר תלת-מופעי חד-דרכי
איור 4.3 צורת המתח על העומס במיישר תלת-מופעי חד-דרכי
איור 4.4 צורות הגלים של הזרםהזורם דרך הדיודות במיישר חד-דרכי תלת-מופעי
4.2.2 מיישר תלת-מופעי חד-דרכי עם עומס RL
2 איור 4.5 תרשים סכמתי של מיישר תלת-מופעי חד-דרכי עם עומס R
L
איור 4.6 צורות גלים של מתחי מוצא במיישר חד-דרכי עם עומס RL
איור 4.7 צורות הגלים של המתחים על הנגד, הסליל והדיודות במעגל עם עומס שבו L >> R
איור 4.8 צורות הגלים של הזרמים בעומס ובדיודות במעגל שבו L >> R
4.3 מיישר גשר תלת-מופעי
4.3.1 מיישר תלת-מופעי עם מסוג גשר עם עומס התנגדותי
איור 4.9 מעגל של מיישר גשר תלת-מופעי עם עומס התנגדותי
איור 4.10 צורות גלים של מתחים שלובים במיישר גשר תלת-מופעי
טבלה 4.1 המתחים השלובים שמתחם גבוה, ביחס לשאר, בתלות בזוויות ההולכה
טבלה 4.2 מצבי ההולכה במיישר גשר תלת-מופעי
איור 4.11 תרשימים המציגים את ששת מצבי הולכה של הדיודות במיישר גשר תלת-מופעי
איור 4.12 צורות הגלים של זרם המוצא והזרמים דרך הדיודות במיישר גשר תלת-מופעי
4.3.2 מיישר גשר תלת-מופעי עם עומס RL
איור 4.13 צורות גלים במיישר גשר תלת-מופעי עם עומס RL כאשר L >> R
איור 4.12 צורות גלים של המתח על ההתנגדות והסליל במיישר גשר תלת-מופעי
שאלות סיכום
איור לשאלה 4.5
איור לשאלה 4.6
תשובות לשאלות סיכום
איור לתשובה 'א 4.6
איור לתשובה 'ב 4.6
עמודים:
1
2
3
4
6
7
8
9
10
11
12
13