Rinkoje yra daug skirtingų jungiklių, kurių kiekvienas pasižymi unikaliomis savybėmis, skirtomis elektroninėms grandinėms įgyvendinti. Jie paprastai atidaro arba uždaro grandinę konkrečiose programose, leisdami joms veikti pagal paskirtį. Pavyzdžiui, paprastas jungiklis gali būti integruotas į skalbimo mašiną, žibintuvėlį ir pan. Tokiu atveju jie gali įjungti ir išjungti maitinimą. Dabar pristatysime dvikryptį jungiklį. Kaip matyti iš pavadinimo, nuo įprasto mygtuko jis skiriasi tuo, kad srovė juo teka abiem kryptimis. Skaitydami šį straipsnį įgysite daugiau žinių apie dvikryptį jungiklį ir jo galimybes. Taigi pradėkime!
Kas yra dvikryptis jungiklis
Dvikryptis jungiklis (BPS) - tai aktyvusis jungiklis, kuriam veikiant gali tekėti dvikryptė srovė. Priešingu atveju, jei jis išsijungia, prietaisas, dar vadinamas keturių kvadrantų jungikliu, užtikrina dvikryptį įtampos blokavimą. Šias operacijas BPS atlieka įgyvendindamas MOSFET arba IGBT.
Dviejų krypčių jungiklio konstrukciją gali sudaryti N arba P kanalo MOSFET. Šaltinis: Šaltinis: Wikimedia Commons
Dėl abiem kryptimis tekančios srovės BPS yra tradicinis įjungimo ir išjungimo jungiklis. Šiuo atveju jungiklio taškas A (įėjimo gnybtas) gauna teigiamą įtampą. Tuo tarpu taškas B gauna teigiamą įtampą, todėl srovė teka iš taško A į tašką B. Procesas taip pat gali būti atvirkštinis perjungiant įtampos poliškumą.
BPS įtaisas taikomas matriciniuose keitikliuose ir SSR konstrukcijose su MOSFET realizacijomis.
Kietakūnio tipo relės turi BPS įtaisą.
Šaltinis: Šaltinis: Wikimedia Commons
Funkcijos
BPS sistema pasižymi dideliu patikimumu, nes grandinės apsaugo nuo trumpųjų jungimų, įjungimo srovių, perkrovų ir perkaitimo. Taigi prietaisas išliks saugus, kai bus prijungtas prie akumuliatoriaus.
Įrenginys leidžia elektros energijai tekėti iš taško A į B ir iš B į A. Jo lankstumo savybė užtikrina, kad kelias įsijungtų, kai suaktyvėja B gnybtas. Žinoma, tai įvyksta net ir tuo atveju, jei gnybtas A negauna įtampos.
Dviejų krypčių jungiklį galima prijungti prie akumuliatoriaus, taip pagerinant įtampos reguliavimą.
Be to, paprastas dvikryptis jungiklis pasižymi maža įjungimo būsenos varža Ronas, skirta akumuliatoriams. Dėl to pagerėja įtampos reguliavimas.
Paprasto dvikrypčio jungiklio konstrukcija
Paveikslėlyje pavaizduotas MOSFET įgyvendinimas.
Šaltinis: Šaltinis: Wikimedia Commons
Dvikrypčio jungiklio grandinėje yra nuosekliai iš vieno galo į kitą sujungti MOSFET arba IGBT. Be to, jie gali būti konfigūruojami trimis skirtingais būdais. Pavyzdžiui, vieną konfigūraciją gali sudaryti du P kanalo MOSFET'ai, sujungti nugara į nugarą.
Kitoje konfigūracijoje du N kanalo MOSFET sujungiami kryžmai ties kiekvienu šaltiniu, sudarant BPS konstrukciją. Galiausiai trečioji konfigūracija apima dviejų N kanalų MOSFET jungimą nuo vieno drenažo šaltinio prie kito. Dėl to užtikrinamos dvikrypčio laidumo galimybės.
Grandinės schema:
Dvikrypčio jungiklio schema.
Dvikrypčio jungiklio grandinei sukurti reikės šių komponentų:
- 50 V P kanalo MOSFET - 2x
- N kanalo MOSFET - 1x
- Išorinis diodas - 3x
- 0,1uF kondensatorius - 1x
- 10K rezistorius - 1x
- 10 omų rezistorius - 1x
- PCB - 1x
Veiksmai:
Norėdami sukurti kryptinį jungiklį, atlikite toliau nurodytus veiksmus:
Pirmas žingsnis:
Diodo simbolio schema.
Pirmiausia kairėje grandinės pusėje pridėkite vieną 50 V P kanalo MOSTEF. Tada prijunkite D1 diodo anodo gnybtą prie MOSFET išleidimo kaiščio. Tuo tarpu katodo gnybtą reikės prijungti prie MOSFET šaltinio kaiščio. Po to pridėkite antrąjį P kanalo MOSFET ir prijunkite pirmojo MOSFET šaltinio kaištį prie antrojo MOSFET šaltinio kaiščio.
Antras žingsnis:
Vaizdas, kuriame pavaizduotas 0,1Uf kondensatorius.
Šaltinis: Wikimedia Commons
Tada pridėkite D2 diodą, prijungdami katodo gnybtą prie šaltinio kaiščio. Tuomet anodo gnybtą prijunkite prie nutekėjimo kaiščio. Po to sujunkite pirmojo MOSFET užtūros kaištį su antrojo MOSFET užtūros kaiščiu. Tada prijunkite abu C1 0,1uF kondensatorių ir 10K rezistorių, kaip parodyta grandinės schemoje.
Trečias žingsnis:
Į grandinę reikia integruoti 10 omų rezistorių.
Šaltinis: šaltinis: Wikimedia Commons
Galiausiai į grandinę įtraukite bet kurį N kanalo MOSFET. Tuomet prie N-kanalo MOSFET išleidimo kontakto turėsite prijungti R2 10 omų rezistorių. Tada D3 diodo katodo gnybtą prijunkite prie N-kanalo MOSFET išleidimo kontakto. Tuo tarpu anodo gnybtą prijunkite prie šaltinio kaiščio. Po to prijunkite N kanalo MOSFET šaltinio kaištį prie įžeminimo.
Veikimo principas:
P kanalo MOSFET simbolis
Šaltinis: Wikimedia Commons
Pridėjus teigiamą įtampą prie taško A, D1 diodas įjungiamas į tiesioginę šališką ir laidžią būseną. Po to užtūros įtampa teka per D2 diodą ir toliau teka į dešinės pusės P-MOSFET, todėl taškas B tampa laidus.
Tuo tarpu į tašką B įjungus teigiamą įtampą, D2 diodas D2 bus įjungtas į priekį ir pereis į laidžią būseną. Be to, N kanalo MOSFET užtikrina BPS sistemos įjungimo ir išjungimo galimybę.
Galiausiai, kondensatorius ir rezistoriai apsaugo BPS įrenginį nuo įjungimo srovės šuolio.
Dėl itin didelio RDSon P kanalo MOSFET generuoja daugiau šilumos. Todėl tai gali sukelti problemų BPS sistemoje. Jose turi būti daugiau ir brangesnių įtaisų, palyginti su N kanalų MOSFET pagrindu veikiančiomis BPS sistemomis.
Apibendrinimas
Apskritai dvikrypčio jungiklio įtaisas leidžia srovės srautą iš taško A į tašką B grandinėje. Žinoma, šis nustatymas gali būti atvirkštinis, o tai reiškia, kad bet kuris gnybtas gauna įtampą. Tokiu atveju tai neturės įtakos bendram jo veikimui. Ne tik tai, bet dvikryptis jungiklis užtikrina puikią grandinės apsaugą nuo įjungimo srovės, trumpojo jungimo, perkrovų ir perkaitimo. BPS sistemą netgi galite naudoti akumuliatoriuose, kad pagerintumėte įtampos reguliavimą. Turėtumėte atkreipti dėmesį, kad BPS įrenginį gali sudaryti P ir N kanalų MOSFET tranzistoriai, todėl jį labai lengva sukonstruoti!
Ar turite klausimų dėl dvikrypčio jungiklio? Drąsiai kreipkitės į mus!