Differenze

Queste sono le differenze tra la revisione selezionata e la versione attuale della pagina.

--- potenza [2019/03/19 10:14] – [Transistor] admin
+++ potenza [2019/05/08 08:08] – [TRIAC e DIAC] admin
@@ Linea 29: / Linea 29: @@
 Questa potenza è contenuta, perché i valori di V<sub>CEsat</sub> e R<sub>on</sub> sono molto bassi (meno di un Volt e meno di un Ohm per transistor di potenza), ma non trascurabile e va dissipata sotto forma di calore ceduto all'ambiente (facilitata se si installa un dissipatore)((vedi [[https://leonardocanducci.org/wiki/tp4/dissipatori|appunti di quarta]])).
-Il pilotaggio dei transistor è abbastanza semplice e richiede piccole correnti, erogabili anche da porte logiche.
+Il pilotaggio dei transistor è abbastanza semplice e richiede piccole correnti, erogabili anche da porte logiche. In entrambi casi con tensione nulla si ha lo stato OFF mentre per lo stato ON:
-  * per i BJT occorre dimensionare la resistenza R<sub>B</sub>, considerando la tensione di di comando e il carico, per portare il BJT in saturazione (vedi [[https://leonardocanducci.org/wiki/ee4/sezione_13a#saturazione_del_bjt_dalla_scheda_integrativa_13a1|appunti di elettronica di quarta]])
+  * per i BJT occorre dimensionare la resistenza R<sub>B</sub>, considerando la tensione di comando e il carico, per portare il BJT in saturazione (vedi [[https://leonardocanducci.org/wiki/ee4/sezione_13a#saturazione_del_bjt_dalla_scheda_integrativa_13a1|appunti di elettronica di quarta]])
-  * per per i MOSFET è più semplice: basta imporre una V<sub>GS</sub> maggiore di quella di soglia indicata nei datasheet (in genere 10 Volt, meno di 5V per i MOSFET logic-level)
+  * per per i MOSFET basta imporre una V<sub>GS</sub> maggiore di quella di soglia indicata nei datasheet (in genere 10 Volt, meno di 5V per i MOSFET logic-level) per avere piena conduzione
-I MOSFET sono molto utilizzato in questo campo perché:
+I MOSFET sono molto utilizzati per pilotare carichi di potenza perché:
   * sono facili da pilotare
-  * non assorbono corrente a riposo (in commutazione occorre caricare e scaricare il gate)
+  * non assorbono corrente a riposo((in commutazione invece occorre caricare e scaricare il gate, a potenze elevate diventa problematico e può servire un driver per MOSFET))
   * sono più stabili nell'utilizzo (non c'è il fenomeno della fuga termica dei BJT)
-I BJT di potenza hanno un guadagno in corrente h<sub>FE</sub> minore di quelli di segnale. Per pilotare correnti elevate con piccole correnti si può ricorrere ai BJT Darlington. Si tratta di due BJT con il collettore il comune e l'emettitore del primo collegato alla base del secondo.
+I BJT di potenza hanno sempre un guadagno in corrente h<sub>FE</sub> minore di quelli di segnale (minore di 100). Per pilotare correnti elevate con piccole correnti si può ricorrere ai BJT **Darlington**. Si tratta di due BJT con il collettore il comune e l'emettitore del primo collegato alla base del secondo.
 {{::darlington.png|darlington}}
@@ Linea 44: / Linea 44: @@
 Questa configurazione equivale ad un BJT con un guadagno che è il prodotto dei due guadagni e una V<sub>CEsat</sub> aumentata di 0,7 Volt (pari alla V<sub>BE</sub> del secondo transistor).
-Gli IGBT (//insulated gate bipolar transistor//) sono un particolare tipo di transistor che combina un MOSFET in ingresso e un BJT in uscita. Questa soluzione sta soppiantando le precedenti tecnologie nelle applicazioni in commutazione per potenze medio-alte (inverter, alimentatori) perché offre sia i vantaggi dei BJT (tensioni di lavoro elevate e bassa V<sub>CE</sub>) che quelli dei MOSFET (alta impedenza di ingresso e facilità di pilotaggio).
+Gli **IGBT** (//insulated gate bipolar transistor//) sono un particolare tipo di transistor che combina un MOSFET in ingresso e un BJT in uscita. Questa soluzione sta soppiantando le precedenti tecnologie nelle applicazioni in commutazione per potenze medio-alte (inverter, alimentatori) perché offre sia i vantaggi dei BJT (tensioni di lavoro elevate e bassa V<sub>CE</sub>) che quelli dei MOSFET (alta impedenza di ingresso e facilità di pilotaggio).
 ===== Tiristori =====
@@ Linea 60: / Linea 60: @@
   * applicare un impulso di corrente al gate
-La corrente applicata al gate porta l'SCR in conduzione ma non è più necessaria una volta avvenuto l'//innesco//. Per //spegnere// l'SCR bisogna che la corrente tra anodo e catodo scenda sotto un valore minimo detto corrente di mantenimento I<sub>H</sub> (//holding current//) o che si inverta la tensione tra anodo e catodo. Questo tipo di funzionamento permette di pilotare un SCR (quindi grandi correnti) con correnti impulsive di breve durata ma presenta una serie di complicazioni per l'innesco e lo spegnimento.
+La corrente applicata al gate che porta in conduzione l'SCR non è più necessaria una volta avvenuto l'//innesco//. Per //spegnere// l'SCR bisogna che la corrente tra anodo e catodo scenda sotto un valore minimo detto corrente di mantenimento I<sub>H</sub> (//holding current//) o che si inverta la tensione tra anodo e catodo. Questo tipo di funzionamento permette di pilotare un SCR (quindi grandi correnti) con correnti impulsive di breve durata ma presenta una serie di complicazioni per l'innesco e lo spegnimento.
 Il funzionamento in realtà è più complesso ed è descritto da questa caratteristica.
@@ Linea 66: / Linea 66: @@
 {{::caratteristica-scr.png|caratteristica SCR (fonte Wikipedia)}}
-Come si vede, per entrare in conduzione, è necessario superare la corrente di latching I<sub>L</sub>; inoltre un SCR può entrare in conduzione anche senza corrente di gate se la tensione tra anodo e catodo supera la tensione di breakover  V<sub>BO</sub>. Questa condizione indesiderata di auto-innesco potrebbe verificarsi anche in seguito a brusche variazioni di tensioni, ad esempio per fenomeni induttivi, e va evitata ricorrendo a circuiti smorzatori da porre in parallelo all'SCR.
+Come si vede, per entrare in conduzione, è necessario superare la corrente di latching I<sub>L</sub>; inoltre un SCR può entrare in conduzione anche senza corrente di gate se la tensione tra anodo e catodo supera la tensione di breakover  V<sub>BO</sub>. Questa condizione indesiderata di auto-innesco potrebbe verificarsi anche in seguito a brusche variazioni di tensioni - ad esempio per fenomeni induttivi - e va evitata ricorrendo a circuiti smorzatori da porre in parallelo all'SCR.
 {{::snubber-scr.png|snummer RC per SCR}}
-La serie RC smorza le brusche variazioni di tensione limitandole anche in ampiezza. L'impiego di una resistenza permette di regolare lo smorzamento del circuito ma comporta una dissipazione di potenza((l'impiego di diodi di libera circolazione non è possibile in alternata (condurrebbero per mezzo periodo) ma ci sono soluzioni alternative come i varistori ([[wpi>Varistore|VDR]]) o transil ([[wpi>Transil|TVS]]) )).
+La serie RC smorza le brusche variazioni di tensione limitandole anche in ampiezza. L'impiego di una resistenza permette di regolare lo smorzamento del circuito ma comporta una dissipazione di potenza((Come è ovvio l'impiego di diodi di libera circolazione non è possibile in alternata (condurrebbero per mezzo periodo) ma ci sono soluzioni alternative come i varistori ([[wpi>Varistore|VDR]]) o transil ([[wpi>Transil|TVS]]) )).
@@ Linea 90: / Linea 90: @@
 Il ramo con la resistenza variabile e il condensatore permette di innescare l'SCR nel momento desiderato (aumentando la R la carica del condensatore rallenta e l'innesco avviene più tardi); il diodo fa sì che la tensione sul gate sia solo positiva.
+Un circuito migliore è questo:
+{{::scr_phase_control_littelfuse.png?500|controllo di fase con SCR e DIAC}}
 Naturalmente l'SCR non può condurre durante la semionda negativa quindi la potenza massima sarà al massimo la metà di quella disponibile. Per ovviare a questo problema è possibile usare due SCR in opposizione oppure un altro tipo di tiristore, il TRIAC.
@@ Linea 104: / Linea 108: @@
 {{::triac.png|TRIAC}}
-Come si vede non c'è un catodo ma due anodi, chiamati A<sub>1</sub> e A<sub>2</sub> (ma anche T<sub>1</sub> e T<sub>2</sub> o MT<sub>1</sub> e MT<sub>2</sub>), e un terminale di gate G.
+Come si vede non c'è un catodo ma due anodi, chiamati A<sub>1</sub> e A<sub>2</sub> (ma anche T<sub>1</sub> e T<sub>2</sub> o MT<sub>1</sub> e MT<sub>2</sub>), e un terminale di gate G. E' importante osservare che i TRIAC hanno comunque un verso; MT1 e MT2 non sono interscambiabili e la corrente del gate deve provenire dal lato di MT2.
 I DIAC sono componenti bidirezionali come i TRIAC ma privi del terminale di gate. Senza una corrente di inessco entrano in conduzione solo superando la tensione di breakover, che ha un valore tipico intorno ai 30 Volt. Il simbolo di un DIAC è questo:
@@ Linea 118: / Linea 122: @@
 Alcune osservazioni:
   * regolando R si ritarda l'innesco (aumenta l'angolo di innesco e diminuisce quello di conduzione)
+  * a innesco avvenuto il ramo con il condensatore risulta cortocircuitato
   * con un carico induttivo è necessario porre uno smorzatore RC in parallelo al TRIAC (per una lampada o un carico resistivo non serve)
   * in questo tipo di applicazioni si usa sempre un filtro LC per limitare i disturbi dovuti alla forma d'onda della tensione parzializzata
@@ Linea 132: / Linea 137: @@
 Extra:
-  * {{ :tiristori.zip |simulazioni Multisim}} con regolazione di fase per SCR e TRIAC
-  * {{ ::powerthyristorapplicationnotes.pdf |Application note sui tiristori}}
+/*
-  * {{ ::en.cd00266635.pdf |Application note della ST}}
+  * {{ ::simulazione-tiristori.zip |simulazioni Multisim}} con regolazione di fase per SCR e TRIAC
+*/
+  * {{ ::powerthyristorapplicationnotes.pdf |Application note sui tiristori}} (in particolare da pag. 13, pag. 14 su come bastino angoli di conduzione tra 30° e 150°)
+  * {{ ::en.cd00266635.pdf |Application note della ST}} (pag. 10)
   * [[http://class.ece.iastate.edu/ee330/miscHandouts/AN_GOLDEN_RULES.pdf|golden rules]]
+  * [[http://www.learnabout-electronics.org/Semiconductors/thyristors_60.php|Modulo sui tiristori di Learn About Electronics]]
+  * [[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/#chpt-7|modulo sui tiristori di All About Circuits]] (in particolare il modulo 6.4)
 ===== Riferimenti =====
   * sezione 18A del testo di elettronica di quarta (pilotaggio on-off di BJT e MOSFET, BJT darlington, controllo lineare e PWM
-  * sezione 18C del testo di elettronica di quarta (SCR, TRIAC, DIAC e circuiti di innesco)
+  * sezione 18C del testo di elettronica di quarta (SCR, TRIAC, DIAC e circuiti di innesco, simulazioni)
   * unità 4 del modulo 7 del testo di TPA di quarta (regolazione con diodi e SCR in alternata, regolazione PWM in continua, transistor come interruttori, SCR, TRIAC, DIAC e circuiti di innesco)