Diod omvänd strömformel. Omvänd spänning

U arr. m ax = 1,045U medel.

I ett antal praktiska tillämpningar används tyristoromvandlare för att likrikta växelström och smidigt kontrollera den effekt som överförs till lasten. Samtidigt gör små styrströmmar det möjligt att styra stora lastströmmar.

Ett exempel på den enklaste effektstyrda tyristorlikriktaren visas i fig. 7.10.

Ris. 7.10. Tyristorlikriktarkrets

I fig. Figur 7.11 visar tidsdiagram som förklarar principen för att reglera medelvärdet för den likriktade spänningen.

Ris. 7.11. Tidsdiagram för tyristorlikriktardrift

I denna krets antas det att inspänningen Uin för en justerbar tyristor genereras till exempel av en helvågslikriktare. Om styrpulser U med tillräcklig amplitud tillförs i början av varje halvcykel ( område o-a på diagrammet U ut), utspänning kommer att följa spänningen för helvågslikriktaren. Om du flyttar styrpulserna till mitten av varje halvcykel, kommer utpulserna att ha en varaktighet lika med en fjärdedel av halvcykeln (avsnitt b-c). Ytterligare förskjutning av styrpulserna kommer att leda till en ytterligare minskning av utgångspulsernas medelamplitud (avsnitt d – e).

Således, genom att applicera kontrollpulser på tyristorn som är fasförskjutna i förhållande till inspänningen, kan du omvandla en sinusformad spänning (ström) till en sekvens av pulser av valfri varaktighet, amplitud och polaritet, det vill säga du kan ändra den effektiva värdet på spänningen (strömmen) inom ett brett område.

7.3 Utjämningsfilter

De övervägda likriktarkretsarna gör det möjligt att erhålla en unipolär pulserande spänning, som inte alltid är tillämplig för att driva komplex elektroniska apparater, eftersom de på grund av stora pulsationer leder till instabilitet i deras funktion.

För att avsevärt minska rippel används utjämningsfilter. Den viktigaste parametern för utjämningsfiltret är utjämningskoefficienten S, bestämd av formeln S= 1 / 2, där  1 och  2 är rippelkoefficienterna vid filtrets ingång respektive utgång. Rippelfaktorn visar hur många gånger filtret minskar rippel. I praktiska kretsar kan rippelfaktorn vid filterutgången nå värden på 0,00003.

Huvudelementen i filter är reaktiva element - kapacitans och induktans (chokes). Låt oss först överväga funktionsprincipen för det enklaste anti-aliasing-filtret, vars diagram visas i fig. 7.12.

Ris. 7.12. Krets av det enklaste utjämningsfiltret med en halvvågslikriktare

I denna krets utförs utjämning av spänningen över lasten efter en halvvågsdiodlikriktare VD med en kondensator C kopplad parallellt med lasten Rn.

Tidsdiagram som förklarar funktionen av ett sådant filter visas i fig. 7.13. I sektionen t1 – t2 öppnar inspänningen dioden och laddar kondensatorn. När inspänningen börjar minska stänger dioden med spänningen som samlats på kondensatorn U c (sektion t1 - t2). Under detta intervall kopplas inspänningskällan från kondensatorn och belastningen, och kondensatorn laddas ur genom belastningsresistansen Rn.

Ris. 7.13. Tidsdiagram för filterdrift med en halvvågslikriktare

Om kapacitansen är tillräckligt stor, kommer urladdningen av kapacitansen genom R n att ske med en stor tidskonstant  = R n C, och därför kommer minskningen av spänningen på kondensatorn att vara liten, och utjämningseffekten kommer att vara betydande. Å andra sidan, ju större kapacitansen är, desto kortare är segmentet t1 - t2 under vilket dioden är öppen och ström i flyter genom den, vilket ökar (för en given genomsnittlig belastningsström) när skillnaden t2 - t1 minskar. Detta driftsätt kan leda till fel på likriktardioden och är dessutom ganska tungt för transformatorn.

Vid användning av helvågslikriktare minskar mängden rippel vid utgången av det kapacitiva filtret, eftersom kondensatorn är mindre under tiden mellan uppkomsten av pulser, vilket är väl illustrerat i fig. 7.14.

Ris. 7.14. Fullvågslikriktare Ripple Smoothing

För att beräkna storleken på rippel vid utgången av ett kapacitivt filter, kommer vi att approximera rippeln av utgångsspänningen med hjälp av en sågtandsströmkurva, som visas i fig. 7.15.

Ris. 7.15. Ripple spänning approximation

Förändringen i laddningen på kondensatorn ges av uttrycket

∆Q=∆UC=I n T 1,

där Ti är pulsationsperioden, In är medelvärdet av belastningsströmmen. Med hänsyn till det faktum att I n = I av / R n, får vi

.

Från fig. 7.15 följer att

i detta fall bestäms den dubbla amplituden av pulsationerna av uttrycket

.

Induktiva filter har också utjämningsegenskaper, och de bästa utjämningsegenskaperna finns i filter som innehåller induktans och kapacitans kopplade som visas i Fig. 7.16.

Ris. 7.16. Anti-aliasing filter med induktans och kapacitans

I denna krets väljs kondensatorns kapacitans så att dess reaktans är betydligt mindre än belastningsresistansen. Fördelen med ett sådant filter är att det reducerar ingångsrippeln ∆U till värdet
, där ω är pulseringsfrekvensen.

I praktiken utbredd Olika typer F-formade och U-formade filter, vars konstruktionsalternativ presenteras i fig. 7.17.

Vid låga belastningsströmmar fungerar den F-formade likriktaren som visas i fig. bra. 7.16.

Ris. 7.17. Filterkonstruktionsalternativ

I de mest kritiska scheman används flerlänksfiltreringskretsar (fig. 7.17 d).

Ofta ersätts induktorn med resistorer, vilket något minskar kvaliteten på filtreringen, men avsevärt minskar kostnaden för filter (Fig. 7.17 b, c).

Den huvudsakliga yttre egenskapen för likriktare med ett filter är beroendet av medelvärdet för utspänningen U cf (belastningsspänning) på medelvärdet av utströmmen.

I de betraktade kretsarna leder en ökning av utströmmen till en minskning av U av på grund av en ökning av spänningsfallet över transformatorlindningarna, dioderna, ledningstrådarna och filterelementen.

Lutningen för den yttre karakteristiken vid en given medelström bestäms genom utgångsmotståndet Rout, bestämt av formeln:

Jag jfr – specificerat. Ju mindre värdet på Rout är, desto mindre beror utspänningen på utströmmen, desto bättre är likriktarkretsen med ett filter. I fig. 7.18 visar typiska beroenden av Uav på Iav för olika alternativ filtrering.

Ris. 7.18. Typiska beroenden av Uav på Iav för olika upplägg filtrering

Publiceringsdatum: 2017-12-23

Vet du vad backspänning är?

Omvänd spänning

Omvänd spänning är en typ av energisignal som skapas när polariteten vänds elektrisk ström. Denna spänning uppstår ofta när omvänd polaritet appliceras på en diod, vilket får dioden att reagera genom att arbeta i motsatt riktning. Denna omvända funktion kan också skapa en genombrottsspänning i dioden, eftersom detta ofta bryter kretsen till vilken spänningen appliceras.

Omvänd spänning uppstår när anslutningskällan energisignal appliceras på kretsen på ett inverterat sätt. Detta innebär att den positiva ledningskällan är ansluten till kretsens jord eller negativa ledare och vice versa. Denna spänningsöverföring är ofta inte avsedd, eftersom de flesta elektriska diagram oförmögen att hantera stress.

När lägsta spänning appliceras på en krets eller diod kan det göra att kretsen eller dioden fungerar i omvänd riktning. Detta kan orsaka en reaktion som att boxens fläktmotor vrider sig felaktigt. Elementet kommer att fortsätta att fungera i sådana fall.

När mängden spänning som appliceras på en krets är för stor, kallas signalen för den mottagande kretsen emellertid genombrottsspänning. Om insignalen som har vänts överskrider den tillåtna spänningen för kretsen att upprätthålla, kan kretsen skadas utöver resten av det användbara. Den punkt där kretsen skadas hänvisar till genombrottsspänningsvärdet. Denna genombrottsspänning har ett par andra namn, omvänd toppspänning eller omvänd genombrottsspänning.

Omvänd spänning kan orsaka genombrottsspänning, vilket också påverkar funktionen hos andra kretskomponenter. Utöver de skadliga dioderna och funktionerna för omvänd spänningskrets kan det också bli en omvänd spänningstopp. I sådana fall kan kretsen inte innehålla mängden ineffekt från signalen som har vänts och kan skapa en genombrottsspänning mellan isolatorerna.

Denna genombrottsspänning, som kan uppstå över kretskomponenter, kan orsaka haveri av komponenter eller trådisolatorer. Detta kan förvandla dem till signalledare och skada kretsen genom att leda spänning till olika delar av kretsen som inte ska ta emot den, vilket orsakar instabilitet i hela kretsen. Detta kan orsaka spänningsbågar från komponent till komponent, som också kan vara tillräckligt kraftfulla för att antändas olika komponenter kretsar och leder till brand.

Postnavigering

Friska

Renovering invändig konstruktion

Under livscykel byggnadsrenoveringsarbeten i viss period behövs för att uppdatera inredningen. Modernisering är också nödvändig när inredning eller funktionalitet släpar efter modern tid.

Flervåningskonstruktion

Det finns mer än 100 miljoner bostäder i Ryssland, och de flesta av dem är "enfamiljshus" eller stugor. I städer, förorter och landsbygdsområden, egna hus är en mycket vanlig typ av boende.
Övningen att designa, bygga och driva byggnader är oftast ett lagarbete olika grupper proffs och yrken. Beroende på storleken, komplexiteten och syftet med ett visst byggprojekt kan projektgruppen inkludera:
1. Fastighetsutvecklaren som tillhandahåller finansiering för projektet;
En eller flera finansiella institutioner eller andra investerare som tillhandahåller finansiering;
2. Lokala planerings- och ledningsorgan;
3. Service som utför ALTA/ACSM och byggundersökningar under hela projektet;
4. Byggnadschefer som samordnar olika grupper av projektdeltagares insatser;
5. Licensierade arkitekter och ingenjörer som ritar byggnader och förbereder bygghandlingar;

Den enklaste designen i familjen av halvledare är dioder, som bara har två elektroder i sin design, mellan vilka det finns ledningsförmåga av elektrisk ström i en riktning. Denna typ av konduktivitet i halvledare skapas på grund av deras interna struktur.

Enhetsfunktioner

Att inte veta design egenskaper diod, är det omöjligt att förstå dess funktionsprincip. Diodstrukturen består av två lager med olika typer av konduktivitet.

Dioden består av följande huvudelement:

• Ram. Den är gjord i form av en vakuumcylinder, vars material kan vara keramik, metall, glas och andra hållbara material.
• Katod. Den är placerad inuti ballongen och tjänar till att generera elektronemission. Mest enkel enhet Katoden är en tunn tråd som lyser under drift. Moderna dioder är utrustade med indirekt uppvärmda elektroder, som är gjorda i form metallcylindrar med egenskapen att ett aktivt lager har förmågan att emittera elektroner.
• Värmare. Detta är ett speciellt element i form av en tråd som värms upp av elektrisk ström. Värmaren är placerad inuti en indirekt uppvärmd katod.
• Anod. Detta är den andra elektroden i dioden, som tjänar till att ta emot elektroner som emitteras från katoden. Anoden har en positiv potential jämfört med katoden. Formen på anoden är oftast densamma som katoden, cylindrisk. Båda elektroderna liknar emittern och basen av halvledare.
• Kristall. Dess tillverkningsmaterial är germanium eller kisel. En del av kristallen är av p-typ med brist på elektroner. Den andra delen av kristallen har n-typ konduktivitet med ett överskott av elektroner. Gränsen som ligger mellan dessa två delar av kristallen kallas р-n korsning ohm

Dessa designegenskaper hos dioden gör att den kan leda ström i en riktning.

Funktionsprincip

Funktionen av dioden kännetecknas av dess olika förhållanden och halvledarens egenskaper i dessa tillstånd. Låt oss ta en närmare titt på huvudtyperna av diodanslutningar och vilka processer som sker inuti halvledaren.

Dioder i vila

Om dioden inte är ansluten till kretsen, inträffar fortfarande märkliga processer inuti den. Det finns ett överskott av elektroner i "n"-området, vilket skapar en negativ potential. Den positiva laddningen är koncentrerad till "p"-området. Tillsammans skapar sådana laddningar ett elektriskt fält.

Eftersom laddningar med motsatta tecken attraherar, passerar elektroner från "n" in i "p" och fyller hål. Som ett resultat av sådana processer uppträder en mycket svag ström i halvledaren, och ämnets densitet i "p"-området ökar till ett visst värde. I detta fall sprids partiklarna likformigt genom hela rymden, det vill säga långsam diffusion inträffar. Som ett resultat återgår elektronerna till "n"-området.

För många elektriska apparater Strömmens riktning spelar egentligen ingen roll, allt fungerar bra. För dioden, stor betydelse har strömriktningen. Huvuduppgiften för en diod är att passera ström i en riktning, vilket underlättas av p-n-övergången.

Omvänd växling

Om dioderna är anslutna till strömförsörjningen enligt diagrammet som visas, kommer strömmen inte att passera genom p-n-övergången. Den positiva polen på strömförsörjningen är ansluten till "n"-området, och den negativa polen är ansluten till "p"-området. Som ett resultat förflyttar sig elektroner från "n"-området till strömförsörjningens positiva pol. Hålen attraheras av minuspolen. Ett tomrum visas vid övergången; det finns inga laddningsbärare.

När spänningen ökar drar hål och elektroner till sig starkare, och det finns inga laddningsbärare i korsningen. När dioden slås på i omvänd riktning flyter ingen ström.

En ökning av materiadensiteten nära polerna skapar diffusion, det vill säga tendensen att fördela materia i hela volymen. Detta inträffar när strömmen stängs av.

Omvänd ström

Låt oss påminna om minoritetsavgiftsbärarnas arbete. När dioden stängs av passerar en liten mängd backström genom den. Den bildas av minoritetsbärare som rör sig i motsatt riktning. Denna rörelse inträffar när strömförsörjningens polaritet är omvänd. Den omvända strömmen är vanligtvis försumbar eftersom antalet minoritetsbärare är mycket litet.

När temperaturen på kristallen ökar, ökar deras antal och orsakar en ökning av den omvända strömmen, vilket vanligtvis leder till skador på korsningen. För att begränsa driftstemperaturen för halvledare är deras hölje monterat på värmeavlägsnande kylradiatorer.

Direktanslutning

Låt oss byta strömpoler mellan katoden och anoden. På "n"-sidan kommer elektroner att röra sig bort från den negativa terminalen och strömma mot korsningen. På "p"-sidan kommer hål som har en positiv laddning att tryckas bort från den positiva strömuttaget. Därför kommer elektroner och hål att snabbt börja röra sig mot varandra.

Partiklar med olika laddningar ackumuleras nära korsningen, och ett elektriskt fält bildas mellan dem. Elektroner passerar genom p-n-övergången och rör sig till "p"-området. Vissa elektroner rekombinerar med hål, och resten passerar till strömförsörjningens positiva pol. En framåtriktad diodström uppstår, som begränsas av dess egenskaper. Om detta värde överskrids kan dioden misslyckas.

I diodens direkta krets är dess motstånd obetydlig, i motsats till den omvända kretsen. Man tror att ström inte flyter tillbaka genom dioden. Som ett resultat fick vi reda på att dioder fungerar enligt principen om en ventil: vrid knappen till vänster - vatten strömmar, till höger - inget vatten. Därför kallas de också för halvledarventiler.

Fram- och bakspänning

När dioden öppnas finns det en framspänning över den. Omvänd spänning är värdet under stängningen av dioden och passagen av omvänd ström genom den. Diodresistansen vid framspänning är mycket liten, till skillnad från backspänningen, som ökar till tusentals kOhm. Detta kan verifieras genom att mäta med en multimeter.

Motstånd halvledarkristall kan variera beroende på spänning. När detta värde ökar minskar motståndet och vice versa.

Om dioder används i arbete med växelström, då med en positiv halvvåg av sinusspänningen kommer den att vara öppen, och med en negativ halvvåg kommer den att vara stängd. Denna egenskap hos dioder används för att likrikta spänning. Därför kallas sådana enheter likriktare.

Diodegenskaper

Diodens egenskaper uttrycks av en graf som visar beroendet av ström, spänning och dess polaritet. Vertikal axel koordinater i den övre delen bestäms av den framåtgående strömmen, i den nedre delen - av den omvända.

Den horisontella axeln till höger indikerar framåtspänning och den horisontella axeln till vänster indikerar backspänning. Den raka grenen av grafen uttrycker diodens passerande ström och löper nära den vertikala axeln, eftersom den uttrycker en ökning av framåtströmmen.

Den andra grenen av grafen visar strömmen när dioden är stängd, och löper parallellt med den horisontella axeln. Ju brantare grafen är, desto bättre likriktar dioden ström. När framspänningen ökar, ökar strömmen långsamt. Efter att ha nått hoppregionen ökar dess storlek kraftigt.

Den omvända grenen av grafen visar att när den omvända spänningen ökar, ökar strömmen praktiskt taget inte. Men när man når gränserna acceptabla standarder det finns ett kraftigt hopp i backströmmen. Som ett resultat kommer dioden att överhettas och misslyckas.

Publiceringsdatum: 2017-12-23

Vet du vad backspänning är?

Omvänd spänning

Omvänd spänning är en typ av energisignal som skapas när polariteten hos en elektrisk ström vänds. Denna spänning uppstår ofta när omvänd polaritet appliceras på en diod, vilket får dioden att reagera genom att arbeta i motsatt riktning. Denna omvända funktion kan också skapa en genombrottsspänning i dioden, eftersom detta ofta bryter kretsen till vilken spänningen appliceras.

Omvänd spänning uppstår när kraftsignalanslutningskällan till en krets appliceras på ett inverterat sätt. Detta innebär att den positiva ledningskällan är ansluten till kretsens jord eller negativa ledare och vice versa. Denna spänningsöverföring är ofta inte avsedd, eftersom de flesta elektriska kretsar inte kan hantera spänningar.

När lägsta spänning appliceras på en krets eller diod kan det göra att kretsen eller dioden fungerar i omvänd riktning. Detta kan orsaka en reaktion som att boxens fläktmotor vrider sig felaktigt. Elementet kommer att fortsätta att fungera i sådana fall.

När mängden spänning som appliceras på en krets är för stor, kallas signalen för den mottagande kretsen emellertid genombrottsspänning. Om insignalen som har vänts överskrider den tillåtna spänningen för kretsen att upprätthålla, kan kretsen skadas utöver resten av det användbara. Den punkt där kretsen skadas hänvisar till genombrottsspänningsvärdet. Denna genombrottsspänning har ett par andra namn, omvänd toppspänning eller omvänd genombrottsspänning.

Omvänd spänning kan orsaka genombrottsspänning, vilket också påverkar funktionen hos andra kretskomponenter. Utöver de skadliga dioderna och funktionerna för omvänd spänningskrets kan det också bli en omvänd spänningstopp. I sådana fall kan kretsen inte innehålla mängden ineffekt från signalen som har vänts och kan skapa en genombrottsspänning mellan isolatorerna.

Denna genombrottsspänning, som kan uppstå över kretskomponenter, kan orsaka haveri av komponenter eller trådisolatorer. Detta kan förvandla dem till signalledare och skada kretsen genom att leda spänning till olika delar av kretsen som inte ska ta emot den, vilket orsakar instabilitet i hela kretsen. Detta kan orsaka spänningsbågar från komponent till komponent, som också kan vara tillräckligt kraftfulla för att antända olika kretskomponenter och orsaka brand.

Postnavigering

Friska

Renovering invändig konstruktion

Under en byggnads livscykel krävs renoveringsarbete under vissa perioder för att uppdatera inredningen. Modernisering är också nödvändig när inredning eller funktionalitet släpar efter modern tid.

Flervåningskonstruktion

Det finns mer än 100 miljoner bostäder i Ryssland, och de flesta av dem är "enfamiljshus" eller stugor. I städer, förorter och på landsbygden är egna hem en mycket vanlig boendetyp.
Praxis med att designa, bygga och driva byggnader är oftast en kollektiv ansträngning mellan olika grupper av yrkesverksamma och yrkesgrupper. Beroende på storleken, komplexiteten och syftet med ett visst byggprojekt kan projektgruppen inkludera:
1. Fastighetsutvecklaren som tillhandahåller finansiering för projektet;
En eller flera finansiella institutioner eller andra investerare som tillhandahåller finansiering;
2. Lokala planerings- och ledningsorgan;
3. Service som utför ALTA/ACSM och byggundersökningar under hela projektet;
4. Byggnadschefer som samordnar olika grupper av projektdeltagares insatser;
5. Licensierade arkitekter och ingenjörer som ritar byggnader och förbereder bygghandlingar;

Vad är fram- och backspänning? Jag försöker förstå funktionsprincipen för en fälteffekttransistor. och fick det bästa svaret

Svar från Vovik[aktiv]
Direkt - ett plus appliceras på ett plus, ett minus appliceras på ett minus. Motsatsen är sant - till ett plus - ett minus, till ett minus - ett plus.
Appliceras på fälteffekttransistor- mellan källa och gate.
Det finns en bas och en sändare bipolär transistor, inte på fältet.
En bipolär transistor består av två back-to-back r-n övergång och med en gemensam utgång - emitter - bas (vanlig typ) - kollektor, som två dioder, är bara det gemensamma "skiktet" tunt och leder ström om du lägger på en likspänning, som kallas öppning, mellan emittern och basen.
Ju större framspänningen är mellan basen och emittern, desto mer öppen är transistorn och desto lägre är dess emitter-kollektorresistans, dvs det finns ett omvänt förhållande mellan emitter-basspänningen och resistansen hos den bipolära transistorn.
Om en omvänd spänning appliceras mellan basen och emittern kommer transistorn att stängas av helt och leda inte ström.
Om du bara lägger spänning på basen och emittern eller basen och kollektorn får du en vanlig diod.
Fälteffekttransistorn är utformad något annorlunda. Det finns också tre terminaler, men de kallas drain, source och gate. Det finns bara en pn-korsning, gate -> drain-source eller gate<- сток-исток в зависимости от полярности транзистора. Затвор находится между истоком и стоком и к нему (измеряется относительно истока) всегда прикладывается только обратное напряжение, которое создаёт поле в промежутке между истоком и стоком, в зависимости от напряжённости больше или меньше препятствующее движению электронов (следовательно, изменяя сопротивление транзистора) , и, таким образом, создающую обратную зависимость между напряжением исток-затвор и сопротивлением полевого транзистора.

Svar från ALEX R[guru]
På den första frågan sker direkt och omvänd riktning i en halvledare (diod), d.v.s. dioden passerar ström i direkt riktning, men om strömmen flyter i motsatt riktning är allt stängt. För tydlighetens skull går bröstvårtan på ett cykeldäck dit, det finns ingen väg tillbaka. Fält tr-r, bara för förståelsens skull, det finns ingen elektronisk koppling mellan gate och drain-source, utan strömmen passerar på grund av det onda fältet som skapas vid gate. Något sådant.

Svar från Alexander Egorov[guru]
direkt - minus till regionen med n-konduktivitet, plus till regionen k med p-konduktivitet
motsatsen är motsatsen
genom att bara tillföra emittern och kollektorn kommer ingen ström att passera, eftersom de joniserade atomerna i basen kommer att stöta bort de fria laddningarna från emittern från pn-övergången (som redan är svåra att hoppa över pn-övergången, eftersom den är ett dielektrikum) . Och om du lägger spänning på basen kommer den att "suga" gratis laddningar från basen och de kommer inte längre att stöta bort sändarladdningarna, vilket hindrar dem från att korsa pn-övergången. Transistorn öppnas.
Emittern, kollektorn och basen är förresten inte en fälteffekttransistor, utan en bipolär transistor.
Om du bara applicerar spänning på basen och emittern eller basen och kollektorn, blir det en enkel diod (varje pn-övergång är en diod).

Svar från Användare användare[guru]
Fälteffekttransistorn har en fältstyrd kanal av p- eller n-typ. transistorterminaler gate drain source