مرحلات الحالة الصلبة

إن دور المفاتيح الموثوقة في أنظمة الأتمتة الحديثة مهم للغاية. فيما يتعلق بالمجالات التكنولوجية الحديثة ، مثل أنظمة الاتصالات وإلكترونيات المستهلك والسيارات أو الأتمتة الصناعية ، يوجد في كل مكان انتقال تدريجي ولكن واضح من مخططات التحويل المألوفة إلى الأنظمة التقليدية. المرحلات الكهرومغناطيسية ونقل مبتدئين الاتصال إلى أدوات تحويل أكثر موثوقية مثل مرحلات الحالة الصلبة.

تستبدل أشباه الموصلات عن طريق اليمين أجهزة التبديل والتحكم الميكانيكية حتى في الدوائر ذات الأحمال الحالية القوية ، لأن عملية تحسين أشباه الموصلات كل عام ترضي بخصائص أعلى وأعلى لمفاتيح الطاقة.

يحتوي مرحل أشباه الموصلات في تصميمه على مفاتيح طاقة قوية تحل بنجاح محل جهات اتصال المرحلات الكهرومغناطيسية التقليدية والمبتدئين والموصلات. يمكن لمرحلات الحالة الصلبة المتقدمة هذه تبديل الأحمال حتى 250 أمبير مع كونها أكثر موثوقية.

لا يتطلب العزل الجلفاني لدوائر التحكم والتنفيذ إجراءات عزل إضافية لمثل هذا التتابع. تعمل مرحلات الحالة الصلبة كواجهة حيث يتم عزل دوائر التحكم في الجهد المنخفض ودوائر القدرة عالية الجهد عن بعضها البعض. إن هيكل مرحلات الحالة الصلبة من مختلف الصانعين متشابه نسبيًا ، وجميع المرحلات من هذا النوع لها اختلافات صغيرة جدًا فقط.

قد تتكون دارة الإدخال لمرحل الحالة الصلبة هذا من المقاوم في سلسلة مع optocoupler ، أو قد يكون أكثر تعقيدًا. وظيفة دائرة الإدخال هي تلقي إشارة تحكم للتبديل اللاحق.

علاوة على ذلك ، يوجد عزل بصري للدائرة ، مما يوفر عزلًا بين دوائر الإدخال والدوائر الوسيطة والإخراج لترحيل الحالة الصلبة. تتم معالجة إشارة الإدخال بواسطة دائرة تشغيل تتحكم في تبديل خرج مرحل الحالة الصلبة.

توفر دائرة التبديل الجهد للحمل. عادة ما يتكون هذا الجزء من الترانزستور أو الثايرستور أو التيرستورات.

للتشغيل الموثوق لمرحلات الحالة الصلبة في ظل ظروف مختلفة ، بما في ذلك الأحمال الاستقرائية ، يلزم وجود دائرة حماية. ومع ذلك ، على الرغم من وجود دائرة واقية في جميع مرحلات الحالة الصلبة ، لا تزال هناك تعديلات مختلفة ، وبعض هذه المرحلات لا تسمح بأحمال استقرائية ، بينما تم تكييف البعض الآخر خصيصًا لها.

تتمتع أشباه موصلات الطاقة ببعض المقاومة الداخلية ، لذلك عندما يتم تبديل الحمل ، يسخن مرحل الحالة الصلبة. عند التسخين فوق 60 درجة مئوية ، تنخفض القيمة المسموح بها للتيار المحول ، وبالتالي ، في ظل ظروف التشغيل القاسية ، يتطلب مثل هذا التتابع تبديدًا إضافيًا للحرارة.يتم استخدام المبرد أو حتى تبريد الهواء لهذا الغرض.

بالنسبة للأحمال الاستقرائية ، يوصى بتوفير احتياطي من التيار المسموح به 2-4 مرات ، وإذا كنا نتحدث عن التحكم في محرك غير متزامن ، فيجب أن يكون احتياطي التيار عشر مرات.

يتم التخلص من الجهد الحالي عند التحكم في حمولة قوية ذات طبيعة نشطة باستخدام مرحل تبديل تيار صفري ، وقد تم تجهيز هذه المرحلات بوحدة تحكم إضافية في دائرة الزناد تمنع بدء التحميل الزائد. ولكن عند التحكم في حمولة ذات طبيعة سعوية أو استقرائية ، يجب توفير هامش تيار كبير.

كقاعدة عامة ، يحتوي مرحل التيار المستمر بتيار ثابت بالفعل على احتياطي لفترة قصيرة (لا تزيد عن 10 مللي ثانية) بمقدار ثلاثة أضعاف في التيار المقنن عند التحميل الزائد عند بدء التشغيل ، ومرحلات الثايرستور - عشرة أضعاف.

لمقاومة الضوضاء النبضية ، يتم تثبيت دائرة RC في مرحل صلب بالتوازي مع دائرة الإخراج ، ولكن لمزيد من الحماية الموثوقة ، من الضروري توصيل المتغيرات الخارجية بالتوازي مع كل مرحلة من مراحل هذا التتابع.

تحتوي الوثائق الفنية المقدمة من الشركة المصنعة ، كقاعدة عامة ، على جميع البيانات الشاملة عن خصائص مرحل صلب معين وأنماط التشغيل المسموح بها ومجالات التطبيق بشكل عام.