【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 n mode) 動(dòng)作 ]。圖 23(b)所示為功率 MOSFET的特性曲線(xiàn)圖。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第四章 開(kāi)關(guān)、繼電器和電力控制半導(dǎo)體 六、了解 矽控整流器 的 特性 和 動(dòng)作 及矽控制整流器的 基本電路 。 矽控整流器 的 特性 和 動(dòng)作 ：矽控整流器 (silicon controlled rectifier)是一個(gè)有三隻腳的電力控制裝置，屬於閘流體 的一員，此 閘流體由四層半導(dǎo)體 (PNPN)材料所組成，其動(dòng)作與開(kāi)關(guān)相 同；也就 是，可導(dǎo)通或是不導(dǎo)通，其結(jié)構(gòu)如圖 (a)（ P134）所示。 SCR有三 隻腳 ： 陽(yáng)極 (anode)陰極 (athode)和 閘極 (gate)，如圖 (b) 所示。 矽控制整流器（ SCR） 的基本電路（如圖 ， P134）：一個(gè)簡(jiǎn)單 的 SCR速度控制電路如圖 (a)（ P136）所示?？煽闯?，閘極電壓經(jīng)由 電阻 R與二極體 D被交流電所供給。當(dāng)閘極電壓值夠大時(shí)， ， 且一直保留導(dǎo)通狀態(tài)直到正循環(huán)結(jié)束 。經(jīng)由電阻 R的增加，觸發(fā)的時(shí)間 能被延遲，造成較短的導(dǎo)通時(shí)間。這些能量被帄均放置負(fù)載內(nèi) (如馬 達(dá)），成為一個(gè)有效的 DC電壓。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第四章 開(kāi)關(guān)、繼電器和電力控制半導(dǎo)體 七、了解如何 triac動(dòng)作 和 triac應(yīng)用 。 TRIACS動(dòng)作： TRIAC與 SCR同樣是一個(gè)有三隻腳的裝置，然而 在 兩個(gè)方向 triac均可導(dǎo)通電流 。它 主要使用來(lái)控制交流電力設(shè) 備，例如 :馬達(dá) 。符號(hào)如圖 (a)（ P139）所示，三端子分別為 MT1, MT2 (主要端子 )，和 閘極 (G)。如同名字， 負(fù)載電流經(jīng)由主 要端子，而閘極控制電流 。圖 (b)為 triac的等效電路，包括 二個(gè)放置相反的 SCR及一個(gè)閘極端子。向下電流經(jīng)由 MT2通 SCRI， 向上流經(jīng)由 MTI通過(guò) SCR2。 triac也與 SCR相同， 一經(jīng)觸發(fā)，它維持導(dǎo)通狀態(tài)直到負(fù)載電 流低於保持電流 ( IH )。交流電循環(huán)內(nèi)有正及負(fù)的半循環(huán)。在每 一半循環(huán)內(nèi) triac閘極需要一個(gè)觸發(fā)脈波，且正半週循環(huán)時(shí)為正 而負(fù)半週循環(huán)時(shí)為負(fù) (雖然其他狀況也可能會(huì)形成觸發(fā)，如在正 半週循環(huán)的負(fù)閘極電壓或負(fù)半週循環(huán)的正閘極電壓 )。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第四章 開(kāi)關(guān)、繼電器和電力控制半導(dǎo)體 七、了解如何 triac動(dòng)作 和 triac應(yīng)用 。 triac能被使用來(lái)當(dāng) 交流電負(fù)載的開(kāi)關(guān) 或 交流電負(fù)載的電力 調(diào)整器， 例如：燈光調(diào)整器。一個(gè)典型的燈光調(diào)繁器的電路如圖 （ P140）所示。電路的動(dòng)作與圖 (b) SCR的電路類(lèi)似。 在每半週循中，電容 C經(jīng)由電阻 R充電。當(dāng)電壓 V夠大時(shí)， triac被 觸發(fā)進(jìn)入導(dǎo)通狀況且於剩下的循環(huán)保持通路。經(jīng)由改變電阻值 R，觸發(fā)點(diǎn)能被延後，降低到負(fù)載上的電力。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第四章 開(kāi)關(guān)、繼電器和電力控制半導(dǎo)體 八、說(shuō)明 矽控整流器 和 triac使用的 觸發(fā)電路 ，特別是 使用 單接面電晶體 ， 可程式的單接面電晶體 ，或 diac的觸發(fā)電路。 (一 )單接面電晶體 ：?jiǎn)谓用骐娋w (unijunction簡(jiǎn)稱(chēng) UJT)的符號(hào) 與特性曲線(xiàn)如圖 （ P143）所示，注意它有三個(gè)端子 :基 極 1(base I簡(jiǎn)稱(chēng) B1)，基極 2(base 2簡(jiǎn)稱(chēng) B2)及射極 (Emitter 簡(jiǎn)稱(chēng) E), UJT動(dòng)作如下 :射極電壓 (VEB1)過(guò)低時(shí)，沒(méi)有射極電 流 (IE)，一旦 VEB 達(dá)到 Vp(大約 B1與 B2間的電壓值的三分之一 )。 電晶體開(kāi)始動(dòng)作，電流快速通過(guò)射極與 B1。 UJT通常用來(lái)觸發(fā) SCR，如圖 。 AC正的半循環(huán)內(nèi)，電容C經(jīng)由電阻 B1充電，當(dāng) Vc夠大時(shí)， UJT開(kāi)始動(dòng)作，並迅速經(jīng)由B1進(jìn)入電阻 R3。在 R3上產(chǎn)生電壓觸發(fā) SCR。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第四章 開(kāi)關(guān)、繼電器和電力控制半導(dǎo)體 八、說(shuō)明 矽控整流器 和 triac使用的 觸發(fā)電路 ，特別是 使用 單接面電晶體 ， 可程式的單接面電晶體 ，或 diac的觸發(fā)電路。 (二 )可程式的單接面電晶體 ：可程式單接面電晶體 (programmable uniJunction transistor簡(jiǎn) PUT)動(dòng)作與 UJT 相似，但起動(dòng) (fire)電壓經(jīng)由電阻分壓器可以調(diào)整。符號(hào)和 簡(jiǎn)單觸發(fā)電路如圖 （ P144）所示。注意它有三端：陽(yáng) 極，陰極和閘極 (與 SCR相同 )， A到 K的主電流將不出現(xiàn)直到 陽(yáng)極電壓達(dá)到 Vp值 ，在此點(diǎn) PUT被觸發(fā)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài) 。閘極 的 DC電壓決定 Vp值。電路如圖 (b)所示， R3和 R4形成一 個(gè)電阻分壓器，可設(shè)定閘極電壓及觸發(fā)點(diǎn)。電路的其餘部份 類(lèi)似其他已談?wù)撨^(guò)的觸發(fā)電路。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第四章 開(kāi)關(guān)、繼電器和電力控制半導(dǎo)體 八、說(shuō)明 矽控整流器 和 triac使用的 觸發(fā)電路 ，特別是 使用 單接面電晶體 ， 可程式的單接面電晶體 ，或 diac的觸發(fā)電路。 (三 ) diac的觸發(fā)電路： diac符號(hào)和特性曲線(xiàn)如圖 。它是一個(gè)有 兩個(gè)端子的雙向 (bidirectional)裝置，本質(zhì)上它類(lèi)似一個(gè)沒(méi)有閘極的 triac（如曲線(xiàn)所示 )，假如 跨越 diac的電壓大於轉(zhuǎn)態(tài)電壓 (兩方向 )， 觸發(fā)進(jìn)入導(dǎo)通模式並維持直到負(fù)載電流降到保持電流之下 。 Diac經(jīng)常被用在全波交流電運(yùn)用當(dāng)成 triac的觸發(fā)元件 ，簡(jiǎn)化電路如圖 （ P145）所示。在 AC正週期時(shí)，電容經(jīng)由電阻充電， 當(dāng) Vc大到 diac的轉(zhuǎn)態(tài)電壓，它 (diac)開(kāi)始觸發(fā)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài) ， 進(jìn)一步觸發(fā) triac，矽雙向開(kāi)關(guān) (silicon bidirectional switch簡(jiǎn)稱(chēng) BS)輿 diac類(lèi)似，但導(dǎo)通比較陡且更有溫度穩(wěn)定之特性，另外多了一個(gè)同步控制的閘極端子，此端子可以不必使用，也用來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)態(tài)電壓。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第六章 感 測(cè) 器 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 位置感測(cè)器 包含 電位計(jì) 、 光學(xué)旋轉(zhuǎn)編碼器 和 線(xiàn)性變化差動(dòng)變壓 器 。 速率感測(cè)器 包含 光學(xué) 和 直流電轉(zhuǎn)速計(jì) 。 近接感測(cè)器 包含 極限開(kāi)關(guān) 、 光學(xué)近接開(kāi)關(guān) 和 霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān) 。 負(fù)荷感測(cè)器 包含 應(yīng)變計(jì) 、 半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì) 和 低力感測(cè)器 。 壓力感測(cè)器 包含 波登管 、 風(fēng)箱 和 半導(dǎo)體壓力度感測(cè)器 。 溫度感測(cè)器 包含 雙金屬溫度感測(cè)器 、 熱電耦 、 電阻溫度檢測(cè)器 、 熱敏電阻 和 溫度感測(cè)器 ； 雙金屬的溫度感測(cè)器 如何動(dòng)作？ 流量感測(cè)器 包含 孔徑極板 、 文氏管 、 皮氏管 、 渦輪和磁性流量 計(jì) 。 液位感測(cè)器 包含 不連續(xù) 和 連續(xù) 兩種類(lèi)型。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第六章 感 測(cè) 器 一、 位置感測(cè)器 包含 電位計(jì) 、 光學(xué)旋轉(zhuǎn)編碼器 和 線(xiàn)性變 化差動(dòng)變壓器 。 位置感測(cè)器 是 回報(bào)一個(gè)相對(duì)於參考點(diǎn)的目標(biāo)物理位置 。此資訊 可能是一個(gè)角度，如雷達(dá)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度或線(xiàn)位移，或磯器人手臂伸展 量。 (一 )電位計(jì) ：電位計(jì) [ potentiometer或分壓器 (pot) ]， 能被用 來(lái)將角位移或位移轉(zhuǎn)換成電壓量 。實(shí)際上電位計(jì)本身有電阻， 這些電阻換成電壓。電位計(jì)成為位置感測(cè)器的原理輿標(biāo)準(zhǔn)的“音量控制 (volumecontrol)” 旋鈕相同，但其結(jié)構(gòu)較有標(biāo) 準(zhǔn)。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第六章 感 測(cè) 器 一、 位置感測(cè)器 包含 電位計(jì) 、 光學(xué)旋轉(zhuǎn)編碼器 和 線(xiàn)性變 化差動(dòng)變壓器 。 (二 ) 光學(xué)旋轉(zhuǎn)編碼器 ：光學(xué)旋轉(zhuǎn)編瑪器 ( optical rotary encoder ) 直接以數(shù)位格式產(chǎn)生角度位置資料 (不用 ADC轉(zhuǎn) 換器 )。此概念如圖 ，具有許多槽孔 (slot)的盤(pán)子與 一個(gè)輜相接。安排一組光源和光接收器的裝置，使光電盤(pán)旋 轉(zhuǎn)時(shí)槽孔會(huì)切斷光束。軸的角度藉由光接收器的輸出得知。 (三 ) 線(xiàn)性變化差動(dòng)變壓器 ：線(xiàn)性變化差動(dòng)變壓器 ( linear variable differential transformer簡(jiǎn)稱(chēng) LVDT ) 是一個(gè)高 解析度的位置感應(yīng)器 ，它的輸出是一個(gè)與位置成線(xiàn)性關(guān)係的 交流電電壓。可測(cè)相當(dāng)短的距離 (大約 2 in)，但有不滑動(dòng)接 觸的優(yōu)點(diǎn)。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第六章 感 測(cè) 器 二、 速率感測(cè)器 包含 光學(xué) 和 直流電轉(zhuǎn)速計(jì) 。 角速率感測(cè)器或轉(zhuǎn)速計(jì) ( tachometer )，可提供與角速率成 正比的輸出電壓。這些感測(cè)器廣泛運(yùn)用於馬達(dá)速度控制系統(tǒng)上。它 們同時(shí)也用於位置系統(tǒng)上以改善它們的性能。 由角位置感測(cè)器所得的速率，角速率是位置的變化率。數(shù)學(xué)關(guān) 係式如下 ︰ 速率 = △ θ/ △ t =θ2 － θ1/ t2 － t1 其中 △ θ= 角度變化量 ， △ t = 時(shí)間變化量 θ2 ， θ1 = 角位置取樣 。 t2 , t1 = 取樣的時(shí)間 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第六章 感 測(cè) 器 二、 速率感測(cè)器 包含 光學(xué) 和 直流電轉(zhuǎn)速計(jì) 。 (一 )轉(zhuǎn)速計(jì) ：有 光學(xué)轉(zhuǎn)速計(jì) 、 齒狀轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速計(jì) (1)光學(xué)轉(zhuǎn)速計(jì) (optical tachometer)，是一個(gè)簡(jiǎn)單的工具， 可決定轉(zhuǎn)軸每分鐘的轉(zhuǎn)速 。如圖 ，一個(gè)反光片放置於軸上。利用光感測(cè)器裝置來(lái)偵測(cè)，反光片每次經(jīng)過(guò)光感測(cè)器時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈衝。 波形的時(shí)間長(zhǎng)度與轉(zhuǎn)軸的速度成反比，能使用計(jì)數(shù)電路， (如光學(xué)軸編碼器 )來(lái)求得速度 ；注意此系統(tǒng)不能感 測(cè)位置或方向。 (2)齒狀轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速計(jì) ( toothedrotor tachometer )包含一個(gè)靜止感測(cè)器與鐵製可旋轉(zhuǎn)齒狀輪 (參閱圖 )，齒狀輪 (狀似大齒輪 )能夠與被測(cè)物一齊被製造，例如汽車(chē)引擎的曲柄軸，每 當(dāng)齒通過(guò)感則器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈波，輪子的轉(zhuǎn)速與脈波的頻率成 正比 。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第六章 感 測(cè) 器 二、 速率感測(cè)器 包含 光學(xué) 和 直流電轉(zhuǎn)速計(jì) 。 (二 )直流電轉(zhuǎn)速計(jì) ：直流電轉(zhuǎn)速計(jì) ( direct cunent tachometer )本質(zhì)上是一個(gè) DC發(fā)電機(jī) ，它 所產(chǎn)生的 DC輸出電壓與軸旋轉(zhuǎn)速 率成正比 。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第六章 感 測(cè) 器 三、 近接感測(cè)器 包含 極限開(kāi)關(guān) 、 光學(xué)近接開(kāi)關(guān) 和 霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān) 。 近接感應(yīng)器 ( proximity sensor ) 可告訴控制器是否移動(dòng)至 某一特定的位置 。極限開(kāi)關(guān)是近接感應(yīng)器的一種。 (一 )極限開(kāi)關(guān) ( limit switch )：是一個(gè) 機(jī)械按鍵式的開(kāi)關(guān) ，它一般安裝於 機(jī)械元件的移動(dòng)結(jié)束端 。 .如在車(chē)庫(kù)的自動(dòng)門(mén)上，控制器必頇知道是門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。極限開(kāi)關(guān)能查出二種狀態(tài)。開(kāi)關(guān)在很多場(chǎng)合被連用，但他們至少有兩項(xiàng)缺點(diǎn) : (1) 它是一個(gè)機(jī)械元件，最後會(huì)磨損壞掉， (2) 他們需要一定的接觸力來(lái)起動(dòng)。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第六章 感 測(cè) 器 三、 近接感測(cè)器 包含 極限開(kāi)關(guān) 、 光學(xué)近接開(kāi)關(guān) 和 霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān) 。 (二 )光學(xué)近接感測(cè)器 ( optical )：有時(shí)候 又稱(chēng)光遮斷器 ( photo interrupter )，它使用一個(gè)光源和一個(gè)光感測(cè)器，經(jīng)由特珠安排使目標(biāo)物可切割光的路徑。 光感測(cè)器可檢測(cè)磁片防寫(xiě)開(kāi)關(guān)位置 。光學(xué)近接感測(cè)器通常在一端使用反射器，這樣可讓檢測(cè)器與光源可以放於同一包裝內(nèi)，另外光源也必頇調(diào)整光束有一定的形狀 ( signature )，才可讓檢測(cè)器可以分辨光束或雜訊。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第六章 感 測(cè) 器 三、 近接感測(cè)器 包含 極限開(kāi)關(guān) 、 光學(xué)近接開(kāi)關(guān) 和 霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān) 。 (二 ) 光感測(cè)器通常有四種類(lèi)型 : 光敏電阻、光二極體、光電晶 體、和光電池 。 (1) 光敏電阻 ( photo resistance ) ：利用如 硫化鎘 ( CdS ) 的材料製成，它的特性是 當(dāng)光亮度增加它的阻抗減少 ，它不貴 且非常靈敏 — 也就是， 當(dāng)暴露於亮和暗的區(qū)域，阻抗的變化因 子為 100或更高 ，圖 (a) 為它的典型介面電路－ 當(dāng)光亮度 增強(qiáng)， Rpd值減少，因此 Vout值增加 。 泰山職業(yè)訓(xùn)練中心 第六章 感 測(cè) 器 三、 近接感測(cè)器 包含 極限開(kāi)關(guān) 、 光學(xué)近接開(kāi)關(guān) 和 霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)