机电有哪些,可控硅的用途有哪些?
朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。其实可控硅是我们对晶闸管的一种俗称,它是电力半导体的重要器件。其实晶闸管的种类也是很多的,比如有单向可控硅、双向可控硅等,它是弱电控制强电的重要控制器件,就是由于这种器件的“诞生”,它把“电子”领域、“电力”领域和“控制”领域紧密地联系在一起了,下面我们就着重聊聊这个可控硅这个半导体元器件。
单向可控硅硅的诞生说起可控硅这个电力半导体器件的诞生,掐指算起来也有60多年了。第一个作为真正用在工业上的可控硅是在1958年,当时的美国通用电气公司用在调压和变流上使用时获得了较大的成功。从此之后,可控硅就用在了电压的变换、电流的变换、频率的变换以及波形和交流电的相数变换等方面得到了广泛的使用,经过这么多年来,可控硅家族已经衍生了许多品种,比如到了二十世纪70年代已经出现了全控型的可控硅,到了上个世纪八十年代又出现了第三代可控硅,这种可控硅制成一种集成的功率器件,其品种发展出了双向可控硅(KS)、门极可关断可控硅(GTO)、绝缘栅晶闸管(IGBT)和功率集成电路(Power IC)等。这些新可控硅器件的“诞生”为它们在电力的整流技术、逆变技术、斩波技术以及变频技术等方面都有了广阔的使用。
单向可控硅的工作原理1、可控硅的内部结构
为了好说明问题,我们以单向可控硅为例谈谈它的工作过程,我们先从它的内部看看可控硅的结构,我们从内部结构图可以看到可控硅是一个四层三端的半导体器件,它有三个PN结,它从两个P型半导体上分别引出一个引脚叫阳极,我们用A表示、另一个叫栅极,我们用G表示。第三个引脚从N型半导体引出,被称为阴极用K表示。其结构示意图与电路图符号如下图表示的那样。
2、可控硅的工作过程
我们从下面第一幅图看,可控硅的阳极电压高于阴极电压,此时门控极的开关S没闭合,这时灯泡是不亮的,说明了可控硅没有导通;第二幅图我们再把门控极的开关S闭合,灯泡被点亮了,这说明可控硅导通了,第三幅图,当灯泡被点亮后,我们再把门控极的开关S打开,这时灯泡仍然在亮,这说明可控硅仍然在导通;第四幅图可以看到我们把控制门极的电源极性反接,这时灯泡就熄灭了,说明单向可控硅不导通了。
由以上可控硅的工作情况可以看出,可控硅的导通条件是:可控硅的门极要加一定电压的正向触发信号,同时它的阳极(A)电压要高于阴极(K)电压,这时可控硅就会导通。它的关闭条件是可以让可控硅的阳极电流小到一定值时它就可以关闭,或者阳极与阴极之间加上反向电压它也会关闭。由此可见可控硅就像一个无触点的开关一样来控制负载的通电与断电。
单向可控硅的用途我们从可控硅的工作过程可以看出,它想一个开关一样通过一定的条件可以控制可控硅的导通与关断,这样我们可以把它用在声光控制电路中、调光电路和单相半波以及单向全波电路中。
1单向可控硅在调光电路的应用
当开关S闭合时,首先220V交流市电经过整流二极管VD1到VD4组成桥式整流电路,经过桥式整流后得到了脉动的直流电。得到的脉动直流电经过分压限流电阻R1和充电定时电阻R4、RP后向电容C进行充电。电容C上的电压会按指数规律逐渐升高,当电容C上的电压大于单结晶体管BT33的峰点电压时,单结晶体管就会导通,这时电容就会通过BT33的EB1极和电阻R3进行放电,这时会在电阻R3上输出脉冲电压,触发晶闸管MCR100-6的导通,从而使电灯HL就会被点亮。
当调节可调电阻RP可以改变电容C充放电的快慢时间,这也就控制了晶闸管MCR100-6的导通时间,从而控制灯泡的HL的亮度。当电位RP调小时,电容器C充电就快,在电阻R3上形成的触发电压的时间就会变短,这样就会使晶闸管的导通时间就会延长,灯泡HL的亮度就会增加。反之,当电位RP调大时,电容器C充电就变慢,在电阻R3上形成的触发电压的时间就会变长,这样就会使晶闸管的导通时间就会变短,灯泡HL的亮度就会暗,其电路原理图如下图所示。
2、单向可控硅在声控和光控电路
从图中可以看到,当白天时由于光敏电阻阻值降的低了,这时CD4011组成的与非门电路的第二脚输入了低电平,不管这时是有声音还是没有声音单向可控硅的门极都是低电平信号,无法打开可控硅;当天黑后光敏电阻阻值升高了,这时CD4011组成的与非门电路的第二脚输入了高电平,这时有声音时,单向可控硅的门极就会的到高电平信号,符合了可控硅的导通条件,这时灯泡就会点亮。
3、单向可控硅在整流电路中的应用
单相桥式半控整流电路是由三部分子电路组成,其分别是同步取样给定电路、触发电路以及桥式整流电路。
同步取样给定电路:是由二极管组成的桥式整流电路,然后通过1KΩ电阻的分压和限流,再通过10V的稳压二极管进行稳压,稳压后再通过电解电容C6进行滤波,得到了稳定的10V直流电,最后再通过可调电阻RP3和RP2进行电压取样。
脉冲触发电路:也是由二极管组成的桥式整流电路,然后通过2KΩ电阻的分压和限流,再通过15V的稳压二极管进行稳压,稳压后再通过电解电容C5和C4进行滤波,得到了稳定的15V直流电压,这个15V的电压为单结晶体管提供了工作电压,首先同步取样电压加到三极管VT1的基极,促使三极管VT1导通,VT1导通后使PNP三极管VT2导通,这样15V的直流电就通过24KΩ电阻,VT2三极管的发射极E和集电极C对电解电容C1进行充电,电容C1上的电压会按指数规律逐渐升高,当电容C1上的电压大于单结晶体管VT3的峰点电压时,单结晶体管就会导通,这时电容C1就会通过单结晶体管VT3的E极和B极以及100Ω的电阻进行放电,这时就会在100Ω电阻上产生一个高脉冲电压,这个高脉冲电压会促使NPN三极管VT4的导通,一但VT4导通了,就会在两个具有同名端的电感上产生两个同步的高脉冲电压信号,这两个同步的高脉冲信号分别加在晶闸管VT5和VT6的门极上,就会使晶闸管VT5和VT6随时准备着导通。其电路图如下图所示的那样。
主电路:分别由两个整流二极管VD8和VD9以及两个晶闸管VT5和VT6组成,以及负载灯泡和阻容保护环节构成。当电压处于正半周时,整流二极管VD9承受正向电压处于导通状态,与此同时晶闸管VT5也承受正向电压,在此时刻又有触发脉冲的到来,这样VT5就会导通,其电流流过的路径由电源正向端到晶闸管VT1再到灯泡,然后经过整流二极管VD9,最后到达电源的负极,这样就会在负载灯泡上得到一个从上到下的电流;同样,当电压处于负半周时,其电流流过的路径由电源负向端到晶闸管VT6再到灯泡,然后经过整流二极管VD8,最后到达电源的正极,这样也会在负载灯泡上得到一个从上到下的电流。由此可见在单相交流电的整个周期内,负载上的电流始终都是从上到下流过灯泡的,其电路原理图如下图所示。
其它种类的可控硅除了单向可控硅以外还有双向可控硅,它可以在交流开关电路中、可逆直流调速电路中以及交流调压电路中都可以使用它,这样能够简化电路,减小电路的体积;另外还有快速可控硅,主要用在逆变器和斩波器电路当中,有时也会用在中频电源电路当中;现在用的比较多的是功率场效应晶体管,它在变频器中用的很普遍。
以上就是我对这个问题的解答,欢迎朋友们参与讨论这个问题,敬请关注电子及工控技术,感谢点赞。
富士康是什么关系?
联发科是芯片设计企业,台积电是芯片代工企业,而富士康是手机和电子产品代工企业。简单讲,联发科设计出来的手机芯片需要台积电等芯片代工厂来生产,台积电等芯片代工厂生产出来的联发科手机芯片需要封装厂封装后交给富士康等代工企业组装手机。
联发科是知名的无晶圆芯片设计公司联发科目前是全球第四大无晶圆芯片设计公司,自己不生产芯片,联发科的芯片基本都是由台积电等代工厂代工生产的,像目前非常或的天玑1000plus、天玑820基本出自台积电之手。
台积电是全球最大的芯片代工厂台积电是全球最大的芯片代工厂,苹果、华为海思、高通、联发科等手机芯片厂商都是台积电的客户。华为的高端麒麟芯片基本都是台积电来代工生产的,美国对华为进行制裁,台积电代工华为海思芯片可能会受到一定影响。
富士康是全球最大的手机手机等电子产品代工厂富士康是全球最大的手机等电子产品代工企业,苹果、华为、小米等手机厂商的手机很多都是富士康代工生产的,其中就包括采用联发科芯片的手机。
如果从私人关系来看台积电的创始人张仲谋是郭台铭的表姐夫,这也是富士康一直都没有涉足芯片代工领域的一个重要原因。
联发科创始人蔡明介早期供职于台积电的老对手台联电的芯片设计部门,由于台联电剥离芯片设计业务,所以蔡明介离开台联电创立了联发科。目前联发科芯片代工主要由台积电负责。
选专业哪方面比较好些?
我说科技,打造静心科技。我是静心科技运营者,专注于人工智能。
题主说的这个问题,也是我曾经高考结束后面临的棘手问题。因为当时觉得,什么热门专业,什么冷门专业,无非就是怎么好就业而已。因为,题主这样问题,所以我个人觉得其实兴趣这个因素已经可以排除掉,剩下,我将从专业涉及面、就业情况和未来发展这几部分展开说明。但是现在工科专业有很多交叉面,所以分析不一定全面。个人意见,仅供参考。
专业涉及面专业涉及面,主要说明题主提出的几个专业涉及的专业知识。
机电一体化,机电一体化又称机械电子工程,是机械工程与自动化的一种,主要涉及机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等。侧重传统机械与现代工业技术相结合。
物联网,起源于传媒领域,是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”,简称“IoT”。顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。侧重新型信息技术的掌握和学习。
软件工程,是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。它涉及程序设计语言、数据库、软件开发工具、系统平台、标准、设计模式等方面。侧重软件技术开发和运用
汽车工程,需要备机械工程基础知识和理论,扎实掌握车辆工程专业基础知识和能力,能在科研院所、企业、高新技术公司从事各种车辆(包括汽车、改装车辆、特种车辆)的研究、设计、制造、检测、实验、开发、应用研究等工作以及能从事运行管理、经营销售的高级工程技术人才。侧重围绕汽车展开的各项技术研发、运营。
就业情况现如今,随着人工智能、机器人这中高信科技的发展,越来越行业被代替,但是并不会说,一个职业会真正被代替,原因在于,真正被代替的是职业中重复无技术含量的工作。目前,题主说的几个专业,在一定程度上都会被代替,但是这其中的高端工作还是不可能被代替。机械电子工程涉及面更广,就业选择相对较大。物联网是一个热门的话题,但是具体商业运用还是很不明确,因此就业还是比较空范。软件工程相对更加侧重培养程序员,目前就业难度还是比较大,因为这个专业的人实在是太多。汽车工程这个专业涉及面比较广,但是就业这一部分还是难度较大,因为汽车运维人员很多,设计人员的从业要求也很高。
个人意见选专业不要选太热门,也不要选太专的。曾经的IT、金融的确来钱快,可是面临大批量人才的输出,其优势还是很难保证。可以选一些实践性强一些的专业,比如机械电子工程等,因为大学需要的是知识面宽,找到适合自己的方向后,再选择精。实在不行,还可以双学位。个人意见,仅供参考。
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电机失磁后是怎样一个运行状态?
发电机在运行中失去励磁电流,使转子的磁场消失,这种可能是由于励磁开关误掉闸,励磁机或半导体励磁系统发生故障,转子回路断线等原因引起。当失磁发生后,转子磁场消失了,电磁力矩减少,出现过剩力矩,脱离同步,转子与定子有相对速度,定子磁场以转差速度切割转子表面,使转子表面感应出电流来。这个电流与定子旋转磁场作用就产生一个力矩,称异步力矩,这个异步力矩在这里也是个阻力矩,它起制动作用,发电机转子便在克服力矩的过程中做了功,把机械能变成电能,可继续向系统送出有功,发电机的转速不会无限制升高的,因为转速越高,这个异步力矩越大。这样,同步发电机相当于变成异步发电机。
在异步状态下,电机从系统吸收无功,供定子和转子产生磁场,向系统送出有功,如果这台电机在很小的转差下就能产生很大异步力矩,那么失磁状态下还能带较大的负荷,甚至所带负荷不变。这种状态要注意两点:一是定子电流不能超过额定值;二是转子部分温度不能超过允许值。那么失磁后有何不良影响呢?这个问题要分两方面来阐述:一是对发电机本身的影响,二是对系统有危害。对发电机的危害,主要表现在以下几个方面:
(2)由于出现转差,在转子表面将感应出差频电流。差频电流在转子回路中产生附加损耗,使转子发热加大,严重时可使转子烧损。特别是直接冷却高利用率的大型机组,其热容量裕度相对降低,转子容易过热。
(3)失磁发电机转入异步运行后,发电机的等效电抗降低,由系统向发电机送进的无功功率增大,失磁前带的有功功率越大,转差也越大,等效电抗就越小,由系统送来的无功也越大。因此在重负荷下失磁,由于定子绕组过电流,将使发电机定子过热。
(4)异步运行中,发电机的转矩有所变化,因而有功功率要发生严重的周期性变化,使发电机、转子和基座受到异常的机械力冲击,使机组的安全受到威胁。
(5)失磁运行时,定子端部漏磁增大,使端部的部件和边段铁芯过热。
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