Какво е КЛЮЧ ? Превключвателят не е нищо друго освен устройство, което се използва за включване и изключване на оборудването. Най-вероятно това оборудване е електрическо оборудване като вентилатор, телевизор и т.н. За да изтече ток от верига, трябва да се изисква близък път (контур). Ако превключвателят е OFF, това означава, че веригата е отворена и токът не може да тече през проводника и оборудването е обезсилено (състояние OFF). За да го активираме, трябва да включим превключвателя, той прави пълна верига и затворен път. И така, токът може да тече през оборудването и той може да се включи. Така че, функцията на превключвателя е да направи (превключвателят е включен) и да прекъсне (превключвателят е изключен) веригата.
В проектирането на системите за управление ключовете играят важна роля. Основно има два вида превключватели - механичен превключвател и електрически превключвател. Механичните превключватели изискват физически или ръчен контакт с превключвател за работа. Електрическите превключватели не изискват физически или ръчен контакт, той има способността да извършва операция. Електрическите ключове работят под действието на полупроводници.
Механични превключватели:
Механичните превключватели допълнително се класифицират в различни видове превключватели въз основа на броя полюси и проходи. Полюсите означава броят на входната верига (силова верига), налична за превключвателя. Хвърля означава броя на изходната верига (брой на пътя, по който може да тече ток), наличен за превключвателя.
- Еднополюсно еднократно хвърляне (SPST)
- Еднополюсно двойно хвърляне (SPDT)
- Двуполюсно единично хвърляне (DPST)
- Двойно полюсно двойно хвърляне (DPDT)
- Два полюса шест хвърляния (2P6T)
- Превключвател за моментна работа / Превключвател за моментно управление
- Натисни бутона
- Клапан за налягане
- Температурен превключвател
- Превключвател
- Въртящ се превключвател
В механичния превключвател две метални пластини се допират една до друга, за да завършат веригата за протичане на тока и да се разделят взаимно, за да се отвори веригата за прекъсване на тока.
1) Еднополюсно единично хвърляне (SPST): Този превключвател се състои от два терминала; един входен терминал е известен като полюс, а един изходен терминал е известен като хвърляне. И така, името на този превключвател е еднополюсно еднократно хвърляне. Този превключвател е най-простият пример за превключване. Като цяло, този превключвател, използван в един контур, означава, че веригата изисква да контролира само един близък път. Символът на еднополюсен еднократен превключвател е както е показано на фигура 1а. Този превключвател е свързан последователно с оборудването, източника или елементите, както е показано на фигура 1b.
2) Еднополюсно двойно хвърляне (SPDT): Този ключ се състои от три терминала; един входен терминал (полюс) и два изходни терминал (хвърляне), както е показано на фигура 2а. Използвайки този превключвател, можем да подадем ток или сигнал към два контура, както е показано на фигура 2. Понякога този превключвател е известен като превключвател за избор.
3) Двуполюсно единично хвърляне (DPST): Този превключвател се състои от четири терминала; два входни терминала (полюс) и два изходни терминала (хвърляне), както е показано на фигура-3а. Този ключ е много подобен на два SPST превключвателя. И двата превключвателя са свързани с един черен дроб, така че и двата превключвателя работят едновременно. Тези превключватели се използват, когато искаме да управляваме две вериги за едно и също време, както е показано на фигура-3b.
4) Двуполюсно двойно хвърляне (DPDT): Този превключвател се състои от шест терминала; два входни терминала (полюс) и два терминала за всеки полюс, така че общо четири изходни терминала (хвърляне), както е показано на фигура-4а. Работата на този превключвател е подобна на двата отделни SPDT превключвателя, които работят едновременно. В този ключ два терминала на входа (полюс) са свързани с един комплект (два) изхода (хвърляне-1) в позиция-1 на превключвателя. Ако променим позицията на превключвателя, той ще свърже този вход с втория комплект изход (терминал-2), както е показано на фигура-4b. Тук, както е показано в примера, нека приемем, че в позиция-1, ако двигателят се върти по посока на часовниковата стрелка, ако сменим на позиция-2, двигателят ще се завърти в посока, обратна на часовниковата стрелка.
5) Два полюса с шест хвърления (2P6T): Състои се от четиринадесет терминала; два входни терминала (полюси) и шест терминала за всеки полюс, така че общо дванадесет изходни терминала (хвърляне), както е показано на фигура 5а. Обикновено този тип превключвател се използва за превключване във верига с общ входен терминал.
6) Превключвател за моментна работа:
- Превключвател с бутон: когато натиснете превключвателя, контактите на превключвателя са затворени и затварят веригата близо до потока и когато премахвате натиска от бутона, контактите на превключвателя са отворени и прекъсват веригата. И така, този превключвател е моментният контактен превключвател, който е в състояние да контролира веригата чрез осъществяване и прекъсване на нейния контакт. В бутонния превключвател, когато премахвате натиска от превключвателя, има разположение на пружина за отваряне на контакта.
- Превключвател за налягане: Този тип превключвател се състои от С-образна диафрагма. Според налягането тази диафрагма показва налягането. Тези превключватели се използват за отчитане на налягането на въздух, вода или масло в промишлено приложение. Този превключвател работи, когато налягането на системата се увеличава или намалява от зададената точка.
- Температурен превключвател: Този тип превключватели се състоят от температурни сензорни устройства като RTD (съпротивително температурно устройство). Този ключ работи според стойността на измерената температура.
- Превключвател: Този тип превключвател се използва често в домакинските приложения за включване и изключване на електрически уреди. Той има лост, с който можем да се придвижваме нагоре или надолу към включени и изключени уреди.
- Въртящ се превключвател: Този тип превключвател се използва за свързване на една линия с една от многото линии. Nob на мултиметър, селектор на канали, селектор за измерване на обхвата на селектор на обхват в комуникационните устройства са примерите за този тип превключватели. Този превключвател е същият като еднополюсния многополюсен превключвател. Но подредбата на този превключвател е различна.
Електрически превключватели:
Електрическите превключватели не са нищо друго, но това е полупроводниково устройство. Тези ключове са по-полезни поради ниската си цена, малки размери и надеждност. В този превключвател се използват полупроводникови материали като силиций (Si), германий (Ge) и др. Като цяло този тип превключватели се използва в интегрални схеми (IC), електромоторни задвижвания, HVAC приложение и също така широко използван като цифров изход (DI) на контролера.
- Реле
- Биполярен транзистор
- Захранващ диод
- MOSFET
- IGBT
- SCR
- ТРИАК
- DIAC
- GTO
1) Реле: Релето работи на принципа на електромеханичния, така че този превключвател е известен още като електромеханичен превключвател. Когато токът премине през намотка, тя ще създаде магнитно поле около намотката. Това количество магнитно поле зависи от количеството ток, преминаващо през намотката. Подреждането на контактите се извършва по такъв начин, че ако токът се увеличи с ограничение на завесата, контактите се захранват и променят позицията си. Понякога релето използва биметална лента, за да отчете температурата от съображения за безопасност. Релетата се предлагат в широк диапазон на напрежение и ток. В енергийната система релето играе важна роля при идентифицирането на неизправности. В промишлеността също релетата се използват като защитно устройство. Проверете пълната работа на релето тук.
2) Биполярен транзистор: биполярни кръстовища транзистор има три клеми; база, излъчвател и колектор. Транзисторите работят в три региона; отсечка, насищане и активен регион. Символът на транзистора е както е показано на фигура 6. За превключване не се използва активна област. Ако има достатъчно количество ток на базовия терминал, транзисторът влиза в областта на насищане и токът ще тече през пътя на колектора-емитер и транзисторът действа като превключвател ON. Ако базовият ток не е достатъчен, веригата е отворена и токът не може да тече през колектор-емитер и транзисторът навлиза в граничната зона. В този регион транзисторът действа като изключвател. Транзисторът се използва като усилвател в приложението за електроника и също така се използва за направа на порта като И, НЕ в цифрови схеми, а транзисторът се използва и като комутационно устройство в интегрална схема.Транзисторите не са полезни в приложения с висока мощност, тъй като имат по-резистивни загуби в сравнение с MOSFET.
3) Захранващ диод: Захранващият диод има два извода; анод и катод. Диодът се състои от полупроводников материал тип p и n и прави pn-съединение, което е известно като диод. Символът на захранващия диод е показан на фигура 7. Когато диодът е в преден отклонен ток, може да протича през веригата, а в обратния отклоняващ ток. Ако анодът е положителен по отношение на катода, диодът е в пристрастие напред и действа като превключвател ON. По същия начин, ако катодът е положителен по отношение на анода, диодът е в обратен отклонение и действа като превключвател OFF. Захранващите диоди се използват в приложенията на силовата електроника, като токоизправител, схема за умножител на напрежение и верига за захващане на напрежение и др.
4) MOSFET: Транзистор с полеви ефект от MOSFET-метален оксид. MOSFET има три терминала; порта, дренаж и източник. MOSFET работи върху две основни форми; Тип изчерпване и тип подобрение. Ако напрежението на порта-източник (V GS) не е достатъчно, MOSFET работи като тип изчерпване и режимът на изчерпване на MOSFET е подобен на превключвателя OFF. Ако напрежението на порта-източник (V GS) е достатъчно, MOSFET работи като тип подобрение и режимът на подобрение на MOSFTE е подобен на превключвателя ON. Обхватът на превключване на MOSFET е десетки неонови секунди до няколкостотин микросекунди. MOSFET, използван в линеен регулатор на напрежение, хеликоптер и усилвател на мощност за аудио честота и др. Проверете тук за MOSFET схеми.
5) IGBT: IGBT- изолиран портален биполярен транзистор. IGBT е комбинация от BJT и MOSFET. IGBT има висок входен импеданс и високи скорости на превключване (характерно за MOSFET), както и ниско напрежение на насищане (характерно за BJT). IGBT има три терминала; Порта, излъчвател и колектор. IGBT може да контролира с използване на терминал за порта. Той може да се включва и изключва чрез задействане и деактивиране на терминала на портата. IGBT може да блокира както положително, така и отрицателно напрежение, същото като GTO. IGBT се използва в инвертор, управление на тяговия двигател, индукционно отопление и захранвания с превключен режим.
6) SCR: SCR - Силиконов контролиран токоизправител. SCR има три терминала; Порта, анод и катод. Работата на SCR е същата като диода, но SCR започва проводимост, когато е в пристрастие напред (катодът е отрицателен и анодът е положителен) и положителен тактов импулс на портата също е необходим. При пристрастие напред, ако тактовият импулс на порта е нула, SCR се изключва чрез принудителна комутация, а при обратно пристрастие SCR остава в изключено състояние, същото като диода. SCR се използват в управлението на двигателя, регулаторите на мощността и затъмняването на лампите.
7) TRIAC: TRIAC е същият като два SCR, свързани в обратна паралел с свързана порта. TRIAC е двупосочно устройство. TRIAC има три терминала; Главен терминал 1 (MT), Главен терминал 2 (MT2) и порта. Клемите MT1 и MT2 са свързани с верига, която искаме да контролираме, а портата е достъпна за задействане на импулс от положително или отрицателно напрежение. Когато терминалът MT2 е с положително напрежение по отношение на терминала MT1 и портата също се задейства положително, тогава SCR-1 на TRIAC задейства. Когато терминалът MT1 е с положително напрежение по отношение на терминала MT2 и портата също се задейства положително, тогава SCR-2 на TRIAC задейства. TRIAC може да се използва както за източници на променлив, така и за постоянен ток, но като цяло TRIAC се използва в приложения с променлив ток, като управление на двигателя, включване на светлините (промишлени и битови) и др. Проверете тук за Triac Dimmer Circuit.
8) DIAC: DIAC- диоден AC ключ. DIAC има два терминала. Този превключвател може да работи в двете посоки. Символът на DIAC е както е показано на фигура 12. DIAC работи върху два региона; регион за блокиране напред или назад и регион за прекъсване на лавина. Когато приложеното напрежение е по-малко от напрежението на прекъсване, DIAC работи в областта на блокиране напред или обратно блокиране. В този регион DIAC действа като изключвател. Когато приложеното напрежение е по-голямо от напрежението на прекъсване, възниква срив на лавина и DIAC действа като превключвател ON. DIAC не може да превключва рязко за приложения с ниско напрежение и слаб ток в сравнение с TRIAC и SCR. DIAC се използва при затъмняване на светлината, управление на универсален мотор и верига за контрол на топлината.
9) Тиристор за изключване на порта: GTO има три терминала; Порта, анод и катод. Както подсказва името, това устройство може да се изключи чрез портален терминал. Символът на GTO се състои от две стрелки на терминала на портата, който показва двупосочния поток на ток през терминала на портата. Това устройство може да се включи чрез прилагане на малък положителен ток на портата и да се изключи чрез отрицателен импулс от клемата на портата. GTO, използван в инвертори, AC и DC задвижвания, индукционен нагревател и SVC (статична VAR компенсация). GTO не може да използва за изключване на индуктивни натоварвания без помощта на снубер веригата.
