Çağdaş'ın Günlüğü » octave

Güç Elektroniği Elemanları: Diyot (diode)

cagdas — Sat, 05 Jan 2008 23:40:26 +0000

Şimdi sıra geldi güç elektroniği elemanlarını tanımaya. En basit ve en temel eleman olduğu için diyotlardan başladım. Bir P ve bir de N yarıiletkeninden (Galyum-Arsenik, Silisyum, Germanyum veya Silikon) meydana gelen en temel elektronik elemandır. Akımı p bölgesinden n bölgesine geçirir. Ancak tersi olmaz. Akımı tek yönlü olarak geçirdiğinden oldukça kullanışlıdır. Elemanların akımı geçirdikleri durum iletim durumu olarak adlandırılır. Akımı geçirmediklerinde ise “eleman kesime girdi” veya “kesimde” denilir. Diğer elemanlarda iletim ve kesim durumları dışardan verilen sinyallerle belirlenebildiği halde diyotların böyle bir yeteneği yoktur. Bu yüzden diyotlar kontrolsüz elemanlardır. Şekilde kabaca diyodun çalışma mantığını anlatılmıştır. Aslında 5 ve 3 değerlik elektronuna sahip yarıiletken malzemelerin özel durumlarından kaynaklanan çalışma mantıkları vardır ancak burada bu konuya değinmeyeceğim. Hem fizik bölümümde daha bu dersi almadım. (bkz. katıhal fiziği) N tipi yarı iletkenini eksi gibi düşünebilirsiniz P tipini ise artı. Kaynağın artı ucundan gelen akım diyodun P bölümüne gelip N kısmına aktarılıp ordan da devreyi tamamlar. Akımımız akar Mesela aşağıdaki şekilde ters bağlandığı için akım geçmemektedir. Aslında çok düşük seviyelerde sızıntı akımı olmaktadır ancak çoğu uygulamada bu değer yok sayabileceğimiz kadar küçüktür.

Diyodun sembolü ve sembolün iletim yönü aşağıda gerçek resmiyle beraber gösterilmiştir. Diyotlar ısıya dayanıklı sayılırlar lehimlerken çekinmenize gerek yoktur havyayı direkt uçlarına değdirebilirsiniz. Genelde elemanın üzerinde yatay bir şerit bulunur bu akımı geçireceği yöndedir ve sembolündeki ok da o yöndedir. Devre içinde kullanımlarına örnek olarak AC-DC dönüşümünü yapan doğrultucuları gösterebiliriz. Qucs devre benzetimi programı devre şemasını çizdim: Devreye giren sinus dalgasını octave dilinde ve gnuplot kütüphanesiyle aşağıdaki kodlarla çizdirebiliriz: octave:1> x=0:0.1:20; octave:2> y=sin(x); octave:3> plot(x,y) Doğrultulmuş çıkış ise: octave:1> x=0:0.1:20; octave:5> y=abs(sin(x)); octave:6> plot(x,y) Devrenin nasıl çalıştığını ilerde detaylı oalrak göreceğiz. Şimdilik diyotların iletim yönünde akımı geçtiğini ve akımı ters yönde geçirmediğini bilmemiz yeterlidir. Aşağıda diyodun akım-gerilim karakteristiği verilmiştir. Şekilde VR ters gerilim olarak adlandırılan değer Ud delinme gerilimidir. Ud geriliminde diyot tahrip olur ve eleman iletken karakteristiği gösterir. Sabit gerilimde bu durumla karşılaşılan devrelerde akım sonsuza gider ve çığ devrilme gerçekleşir. Çığ devrilmeye mağruz kalan elemanlar sıcaklık artışı sebebiyle bozulurlar. VF olarak adlandırılan eşik gerilimdir. Düşük değerlerde de olsa diyotların eşdeğer dirençleri vardır, rT ile adlandırılır.

Güç Elektroniği Hakkında Yazdığım Diğer Yazıları Okumak İçin Tıklayınız:

Güç Elektroniğine Giriş

cagdas — Sat, 05 Jan 2008 19:16:59 +0000

Merhaba ilk yazı olarak teknik bir konu seçmemin sebebi final haftası stresi olsa gerek Öncelikle nedir bu güç elektroniği (power electronics) : Yüke verilen enerjinin (oldukça yüksek akım ve gerilimlerde) yarı iletken elemanlarla kontrol edilmesi ve akımın-gerilimin dalga şeklinin dönüştürülmesini konu alan elektrik mühendisliği alanıdır. Aslında pahalı ve kocaman olan trafoların daha küçüklerini kullanmak (hatta mümkünse hiç kullanmamak) ve daha sağlıklı kontroller yapmak için devreler tasarlamaktır. Aç kapa tarzı şalterlerle ve şiddetin ayarlanması ile yüke verilen enerji kontrol edilir.

Dalga Şeklinin Dönüştürülmesi: Enerjini iki türü vardır bunlar DC ve AC dir. Bu iki tür arasında olan dönüşümlerdir. DC: Sadece negatif veya sadece pozitif olabilen dalga yapısına sahiptir. Genellikle düze yakın bir grafiği olmakla beraber kare dalga testere dalga gibi şekillerde de üretilebilirler. octave da gnuplotla çizdirem dedim y = 5 i tanımadı. matlab’in linux versiyonuna para vermediğim için deneyemiyorum ama şöle oldu: octave’ı çalıştırmak için komut satırına gelin.

$octave octave:7> x = 1:10; octave:8> y = 0*x + 5; octave:9> plot(x,y) gibi..

AC:

Grafiği t zaman ekseninin hem altında hem üstünde olan fourier analizi ile sinuzoidal dalga bileşenlerine ayrılabilen, elektroteknikte ise sinus dalgasıyla idealleştrilmiş olarak kullanılan enerji şeklidir. Şebekeden çektiğimiz gerilimin ortalaması sıfır olmalıdır eğer sıfırdan farklı ise DC bileşen bulunduğunu anlarız. Bu şebekeyi kirlettiğinden istenmeyen bir durumdur. octave:1> x = 0:0.1:10; octave:2> y = sin(x); octave:3> plot(x,y) şeklinde sinüs fonksiyonunun grafiği

elde edilir.

Bu dönüşüm sistemleri ihtiyaca göre dört şekilde yapılabilir: 1- AC-DC Dönüştürücüler (Doğrultucu) 2- DC-AC Dönüştürücüler (İnverterler) 3- DC-DC Dönüştürücüler (DC ayarlayıcılar) 4- AC-AC Dönüştürücüler (AC ayarlayıcılar)

Kullanım Alanları: – Kesintisiz Güç Kaynakları (UPS) – Isıtma Soğutma Sistemleri – Statik VAR Kompanzasyonu (SVC) – Motor kontrolü – Aydınlatma ve Işık Kontrolü – Robotik ve Otomasyon Sistemleri vb sayısız kullanım alanı vardır. Güç Elektroniğinde Kullanılan Yarı İletken Elemanlar: Şimdilik sadece neler olduğuna bakalım ilerde ayrıntılı olarak her elemanın üzerinde duracağım. Diyot: Kontrolsüz güç elemanıdır. Akımın tek yönde akmasına izin verir. Tristör(SCR): Diyotun kontrollü hali olarak düşünebilirsiniz. BJT: Bipolar Jonksiyon Transistör, akımı kontrollü olarak geçirmeye ve yükseltmeye yarar. MOSFET: Transistöre benziyen ancak çalışma frekansı çok daha yüksek olan eleman. TRİYAK, GTO, IGBT, MCT gibi yukarıdaki elemanların karıştırılarak üretilen elemanlar vardır. Bunlardan da bizim için en önemlisi IGBTdir. İlerde bol bol tartışıcağız kendisini Giriş olarak şimdilik yeter sanırım. Görüşlerinizi bekliyorum. Konu ile ilgili diğer yazılarım: Diyot

Güç Elektroniği Hakkında Yazdığım Diğer Yazıları Okumak İçin Tıklayınız:

GNU Octave Manual

cagdas — Thu, 22 Nov 2007 20:01:00 +0000

2006 yılında çıkarılan baskısına burdan erişebilirsiniz