Co je to SPÍNAČ ? Přepínač není nic jiného než zařízení, které slouží k zapnutí a vypnutí zařízení. Nejpravděpodobnějším zařízením je elektrické zařízení, jako je ventilátor, televize atd. Aby mohl proud proudit z obvodu, musí vyžadovat blízkou cestu (smyčku). Pokud je spínač VYPNUTÝ, znamená to, že obvod je otevřený a vodič nemůže protékat proudem a zařízení je bez napětí (stav VYPNUTO). Aby se energizovalo, musíme zapnout vypínač, vytvoří kompletní obvod a uzavře cestu. Proud tedy může protékat zařízením a může se zapnout. Funkce spínače je tedy zapnout (spínač je zapnutý) a přerušit (spínač je vypnutý) obvod.
V konstrukci řídicích systémů hrají přepínače důležitou roli. Existují hlavně dva typy spínačů - mechanický spínač a elektrický spínač. Mechanické spínače vyžadují pro provoz fyzický nebo ruční kontakt se spínačem. Elektrické spínače nevyžadují fyzický ani manuální kontakt, jsou schopné provádět operace. Elektrické spínače pracují pod působením polovodičů.
Mechanické spínače:
Mechanické spínače se dále dělí na různé typy spínačů na základě počtu pólů a průchodů. Póly znamenají počet vstupních obvodů (výkonových obvodů) dostupných přepínači. Hodí znamená počet výstupních obvodů (počet cest, kterými může proudit proud), které má přepínač k dispozici.
- Jednopólový jednopólový (SPST)
- Jednopólový dvojitý hod (SPDT)
- Dvoupólový jednopólový (DPST)
- Double pole double throw (DPDT)
- Dva póly šest hod (2P6T)
- Přepínač okamžitého provozu / Přepínač okamžitého ovládání
- Stiskněte tlačítko
- Tlakový spínač
- Teplotní spínač
- Přepnout spínač
- Otočný spínač
V mechanickém spínači se dvě kovové desky vzájemně dotýkají, aby dokončily obvod pro tok proudu, a navzájem se oddělily, aby otevřely obvod, aby proud přerušil.
1) Jednopólový jednopólový (SPST): Tento přepínač se skládá ze dvou svorek; jedna vstupní svorka se označuje jako pól a jedna výstupní svorka se označuje jako vrhací. Název tohoto přepínače je tedy jednopólový jednopólový. Tento přepínač je nejjednodušším příkladem přepínače. Obecně tento přepínač používaný v jediné smyčce znamená, že obvod vyžaduje ovládání pouze jedné blízké cesty. Symbol jednopólového jednopólového spínače je zobrazen na obrázku 1a. Tento přepínač je zapojen do série se zařízením, zdrojem nebo prvky, jak je znázorněno na obrázku 1b.
2) Jednopólový dvojitý vývod (SPDT): Tento přepínač se skládá ze tří svorek; jedna vstupní svorka (pól) a dvě výstupní svorky (hod), jak je znázorněno na obrázku 2a. Pomocí tohoto přepínače můžeme dodávat proud nebo signál do dvou smyček, jak je znázorněno na obrázku 2. Někdy je tento přepínač známý jako přepínač výběru.
3) Double pole single throw (DPST): Tento přepínač se skládá ze čtyř terminálů; dvě vstupní svorka (pól) a dvě výstupní svorka (hod), jak je znázorněno na obrázku 3a. Tento přepínač je velmi podobný dvěma přepínačům SPST. Oba spínače jsou spojeny s jednou játrou, takže oba spínače fungují najednou. Tyto přepínače se používají, když chceme ovládat dva okruhy současně, jak je znázorněno na obrázku 3b.
4) Double pole double throw (DPDT): Tento přepínač se skládá ze šesti svorek; dvě vstupní svorky (pól) a dvě svorky pro každý pól, takže celkem čtyři výstupní svorky (hod), jak je znázorněno na obrázku 4a. Provoz tohoto spínače je podobný tomu, že dva samostatné spínače SPDT pracují současně. V tomto přepínači jsou dvě svorky vstupu (pól) spojeny s jednou sadou (dvě) výstupu (hod-1) v poloze 1 spínače. Pokud změníme polohu přepínače, spojí tento vstup s druhou sadou výstupů (svorka 2), jak je znázorněno na obrázku 4b. Zde, jak je ukázáno v příkladu, předpokládejme, že v poloze 1, pokud se motor otáčí ve směru hodinových ručiček, pokud přejdeme do polohy-2, bude se motor otáčet proti směru hodinových ručiček.
5) Dva póly šest hod (2P6T): Skládá se ze čtrnácti terminálů; dvě vstupní svorky (póly) a šest svorek pro každý pól, tedy celkem dvanáct výstupních svorek (hod), jak je znázorněno na obrázku 5a. Obecně se tento typ spínače používá pro přepínání v obvodu se společnou vstupní svorkou.
6) Přepínač okamžitého provozu:
- Tlačítkový spínač: když stisknete spínač, kontakty spínače se sepnou a uzavřou obvod, aby protékal proud, a když uvolníte tlak z tlačítka, kontakty spínače se otevřou a rozbijí obvod. Tento spínač je tedy okamžitý kontaktní spínač, který je schopen ovládat obvod vytvořením a přerušením jeho kontaktu. V tlačítkovém spínači, když uvolníte tlak ze spínače, existuje uspořádání pružiny pro rozpojení kontaktu.
- Tlakový spínač: Tento typ spínače se skládá z membrány ve tvaru C. Podle tlaku tato membrána indikuje tlak. Tyto spínače se používají k snímání tlaku vzduchu, vody nebo oleje v průmyslových aplikacích. Tento spínač pracuje, když se tlak v systému zvyšuje nebo snižuje od nastavené hodnoty.
- Teplotní spínač: Tento typ spínačů se skládá ze zařízení pro snímání teploty, jako je RTD (odporové teplotní zařízení). Tento spínač pracuje podle hodnoty naměřené teploty.
- Přepínač: Tento typ spínače se běžně používá v domácnosti k zapnutí a vypnutí elektrických spotřebičů. Má páku, pomocí které se můžeme pohybovat nahoru nebo dolů k zařízením ZAPNUTO a VYPNUTO.
- Otočný přepínač: Tento typ přepínače se používá k propojení jedné linky s jednou z mnoha linek. Příkladem tohoto typu přepínače je multimetr, volič kanálů, volič pásma měřicího zařízení v komunikačních zařízeních. Tento přepínač je stejný jako jednopólový vícepólový spínač. Uspořádání tohoto přepínače je ale jiné.
Elektrické spínače:
Elektrické spínače nejsou nic jiného, než je to polovodičové zařízení. Tyto přepínače jsou užitečnější kvůli jejich nízké ceně, malým rozměrům a spolehlivosti. V tomto přepínači se používají polovodičové materiály jako křemík (Si), germanium (Ge) atd. Obecně se tento typ spínačů používá v integrovaných obvodech (IC), pohonech elektrických motorů, aplikacích HVAC a také široce používaný jako digitální výstup (DI) správce.
- Relé
- Bipolární tranzistor
- Výkonová dioda
- MOSFET
- IGBT
- SCR
- TRIAC
- DIAC
- GTO
1) Relé: Relé pracuje na principu elektromechanického, takže tento spínač je také známý jako elektromechanický spínač. Když proud prochází cívkou, vytvoří kolem cívky magnetické pole. Toto množství magnetického pole závisí na množství proudu procházejícího cívkou. Uspořádání kontaktů se provádí takovým způsobem, že pokud se proud zvýší s mezními závěsy, kontakty jsou pod napětím a změní svou polohu. Relé někdy z bezpečnostních důvodů snímá teplotu pomocí bimetalového pásu. Relé jsou k dispozici v širokém rozsahu napětí a proudu. V energetickém systému hraje relé důležitou roli při identifikaci poruchy. Také v průmyslových odvětvích se relé používají jako ochranné zařízení. Zde zkontrolujte kompletní fungování relé.
2) Bipolární tranzistor: tranzistor bipolárních spojů má tři terminály; základna, emitor a sběratel. Tranzistory pracují ve třech regionech; cut-off, saturace a aktivní oblast. Symbol tranzistoru je znázorněn na obrázku 6. Pro účely přepínání se aktivní oblast nepoužívá. Pokud je na základnové svorce k dispozici dostatečné množství proudu, vstupuje tranzistor do oblasti nasycení a proud protéká cestou kolektor-emitor a tranzistor funguje jako spínač ON. Pokud základní proud není dostatečný, obvod je otevřený a proud nemůže protékat kolektorem-emitorem a tranzistor vstupuje do vypínací oblasti. V této oblasti funguje tranzistor jako vypínač OFF. Tranzistor se používá jako zesilovač v elektronice a také se používá k vytvoření brány jako AND, NOT v digitálních obvodech a tranzistor se také používá jako spínací zařízení v integrovaném obvodu.Tranzistory nejsou užitečné v aplikacích s vysokým výkonem, protože mají větší odporovou ztrátu ve srovnání s MOSFET.
3) Výkonová dioda: Výkonová dioda má dvě svorky; anoda a katoda. Dioda je tvořena polovodičovým materiálem typu p a n a tvoří přechod pn, který je známý jako dioda. Symbol výkonové diody je znázorněn na obrázku 7. Když je dioda v dopředném předpětí, proud může proudit obvodem a v předpětí blokuje proud. Pokud je anoda kladná vzhledem ke katodě, dioda je v předpětí a funguje jako vypínač ON. Podobně, pokud je katoda kladná vzhledem k anodě, dioda je v obráceném předpětí a funguje jako vypínač VYPNUTO. Výkonové diody se používají v aplikacích výkonové elektroniky, jako je usměrňovač, obvod násobiče napětí a obvod napěťového kleště atd.
4) MOSFET: MOSFET polovodičový tranzistor s efektem pole oxidu kovu. MOSFET má tři terminály; brána, odtok a zdroj. MOSFET funguje na dvou základních formách; Typ vyčerpání a typ vylepšení. Pokud napětí zdroje brány (V GS) není dostatečné, MOSFET funguje jako typ vyčerpání a režim vyčerpání MOSFET je podobný vypínači OFF. Pokud je napětí hradlového zdroje (V GS) dostatečné, funguje MOSFET jako typ vylepšení a režim vylepšení MOSFTE je podobný přepínači ON. Rozsah přepínání MOSFET je desítky neonových sekund až několik set mikrosekund. MOSFET používaný v lineárním regulátoru napětí, chopperu a audiofrekvenčním výkonovém zesilovači atd. Zkontrolujte zde obvody MOSFET.
5) IGBT: IGBT- izolovaný hradlový bipolární tranzistor. IGBT je kombinace BJT a MOSFET. IGBT má vysokou vstupní impedanci a vysoké spínací rychlosti (charakteristika MOSFET) i nízké saturační napětí (charakteristika BJT). IGBT má tři terminály; Brána, vysílač a sběratel. IGBT může ovládat pomocí hradlového terminálu. Lze jej zapnout a vypnout spuštěním a deaktivací terminálu brány. IGBT může blokovat kladné i záporné napětí stejně jako GTO. IGBT se používá u střídačů, řízení trakčních motorů, indukčního ohřevu a spínaných napájecích zdrojů.
6) SCR: SCR - křemíkem řízený usměrňovač. SCR má tři terminály; Brána, anoda a katoda. Práce SCR je stejná jako dioda, ale SCR zahájí vedení, když je v předpětí (katoda je záporná a anoda je kladná) a je také vyžadován kladný hodinový pulz na hradle. Pokud je v dopředném předpětí nula hodinového impulzu brány, SCR se vypne vynucenou komutací a v předpětí SCR zůstane ve stavu OFF stejně jako dioda. SCR se používají při řízení motorů, regulátorech výkonu a stmívání lamp.
7) TRIAC: TRIAC je stejný jako dva SCR připojené nepřímo paralelně s připojenou bránou. TRIAC je obousměrné zařízení. TRIAC má tři terminály; Hlavní terminál 1 (MT), hlavní terminál 2 (MT2) a brána. Svorky MT1 a MT2 jsou spojeny s obvodem, který chceme ovládat, a brána je k dispozici pro spouštění pulzu kladným nebo záporným napětím. Když je terminál MT2 na kladném napětí vzhledem k terminálu MT1 a brána je také aktivována kladně, pak se aktivuje SCR-1 TRIAC. Když je terminál MT1 na kladném napětí vzhledem k terminálu MT2 a brána je také aktivována kladně, pak se aktivuje SCR-2 TRIAC. TRIAC lze použít jak pro zdroje střídavého, tak pro stejnosměrný proud, ale obecně se TRIAC používá v střídavých aplikacích, jako je řízení motorů, spínání světel (průmyslová a domácí) atd. Zkontrolujte, zda zde není obvod Triac Dimmer.
8) DIAC: DIAC - diodový střídavý spínač. DIAC má dva terminály. Tento spínač může pracovat v obou směrech. Symbol DIAC je znázorněn na obrázku 12. DIAC funguje ve dvou regionech; oblast blokující dopředu nebo dozadu a oblast prolomení laviny. Když je aplikované napětí menší než napětí při přerušení, pracuje DIAC v blokovací oblasti vpřed nebo vzad. V této oblasti funguje DIAC jako vypínač. Když je aplikované napětí větší než napětí při přerušení, dojde k rozbití laviny a DIAC funguje jako vypínač. DIAC nemůže ostře přepínat pro aplikace s nízkým napětím a nízkým proudem ve srovnání s TRIAC a SCR. DIAC používaný při stmívání světla, řízení univerzálního motoru a regulační okruh tepla.
9) Tyristor vypnutí brány: GTO má tři terminály; Brána, anoda a katoda. Jak název napovídá, toto zařízení se může vypnout prostřednictvím terminálu brány. Symbol GTO se skládá ze dvou šipek na terminálu brány, které ukazují obousměrný tok proudu bránou. Toto zařízení se může ZAPNOUT použitím malého kladného proudu brány a VYPNOUT záporným pulzem ze svorky brány. GTO používané v měničích, střídavých a stejnosměrných měničích, indukčním ohřívači a SVC (statická kompenzace VAR). GTO nemůže použít k vypnutí indukčních zátěží bez pomoci tlumícího obvodu.
