بردهای تجهیزات صنعتی

بردهای تجهیزات صنعتی

بردهای تجهیزات صنعتی معمولا نوعی از فناوری های الکترونیکی کنترل و تبدیل توان الکتریکی هستند..در مقایسه با سیستم بردهای الکترونیکی متداول که به کنترل، پردازش و تقویت سیگنال می پردازند و اکثرا با توان کم سروکار دارند، در بردهای الکترونیکی صنعتی جریان های الکتریکی با قدرت بالا از شکلی به شکلی در می آیند و تمرکز کنترلر ها بر این بخش است ، در واقع بردهای الکترونیکی صنعتی توان الکتریکی را از نوعی به نوع دیگر تبدیل می کنند و مبدل هستند.

انواع بردهای الکترونیکی صنعتی

در بردهای الکترونیکی صنعتی امروزی تبدیل توان با نیمه هادی های سوییچینگ مانند دیودها، ترایاک ها و ترانزیستورهای قدرت (مانند ماسفت های قدرت و IGBT ) انجام می شود.

مبدل های صنعتی بسته به نوع ورودی و خروجی آن ها به دسته های زیر تقسیم می شوند:

• AC به DC: که همان یکسو سازها هستند. کاربرد اصلی یکسو سازها به دست آوردن جریان DC از یک منبع جریان AC می باشد. یکسو سازها در منابع تغذیه بسیاری از دستگاه های الکترونیکی استفاده می شوند. منبع تغذیه AC/DC هم به دو دسته منابع تغذیه خطی و منابع تغذیه سوییچینگ تقسیم می شوند.
  
  
• DC به AC: که همان اینورترها هستند و در سیستم های انرژی تجدیدپذیر (مانند سلول های خورشیدی) کاربرد دارند. همچنین این مبدل ها در دستگاه های UPS نیز استفاده می شوند و شیوه کار به این ترتیب است که در زمان وجود برق، باتری DC دستگاه ما شارژ شده و در صورت قطعی برق، این مبدل، برق AC را از باتری DC تولید می نماید.
  
  
• DC به DC: مبدل هایی که در دستگاه های الکترونیکی قابل حمل مانند ماشین های الکتریکی کوچک استفاده می شوند تا ولتاژ را در یک مقدار معین فارغ از سطح ولتاژ باتری، ثابت نگه دارند. بعلاوه این مبدل ها در سیستم های فتوولتائیک(سلول های خورشیدی) و توربین های بادی برای برداشت حداکثر انرژی کاربرد دارند.
  
  
• AC به AC: مبدل های AC/AC برای تغییر ولتاژ یا فرکانس برق به کار می روند. در شبکه های توزیع برق این مبدل ها برای تبادل دو فرکانس شبکه ۵۰ هرتز و ۶۰ هرتز به کار می روند.همچنین این روش در دستگاه های فرودگاهی کاربرد دارد و فرکانس را تا ۴۰۰ هرتز بالا می برد

تعمیر برد های الکترونیکی

نیمه هادی های سوییچینگ چیست ؟

قطعات نیمه هادی های سویچینگ یا همان کلیدهای نیم رسانای سوییچینگ چرخ دنده های بردهای الکترونیکی صنعتی هستند !

همانطور که در ابتدا اشاره کردیم در سیستم بردهای الکترونیکی، این قطعات (المان ها) به پردازش و تقویت سیگنال می پردازند. اما در بردهای الکترونیکی صنعتی این المان ها نه در نقش تقویت کننده، بلکه در نقش کلید هستند.

به بیان ساده هنگامی که این نیمه هادی ها به جریان الکتریکی متصل می شوند، این قطعات مانند یک کلید بسته ساده عمل می کنند. در نتیجه جریان برق را عبور می دهند و هیچ افت ولتاژی صورت نمی گیرد. (به صورت ایده آل). اما هنگامی که جریانی به نیمه هادی ها اعمال نشود، این المان ها مانند کلید باز عمل می نمایند و در نتیجه هیچ جریانی را عبور نمی دهند.

عملکرد نیمه هادی های سوییچینگ

در علم الکترونیک می دانیم که المان های الکترونیکی معمولا دارای یک ناحیه کاری در حالت اشباع هستند که برای بردهای الکترونیکی معمولی نامطلوب است، اما در بحث بردهای الکترونیکی صنعتی اتفاقا همین ناحیه برای ما مفید است و کلیدهای ما در ناحیه اشباع کار می کنند.

ویژگی های نیمه هادی های سوییچینگ

کلیدهای نیم رسانا دارای ویژگی های کاربردی و مهمی است؛ از جمله:

1. در حالت روشن:
   • عبور جریان بالا
   • افت ولتاژ کم
     
2. در حالت خاموش:
   • جریان نشتی کم
     
3. عملکرد کلی سوییچینگ
   • دینامیک و عملکرد بسیار سریع
   • زمان قطع و وصل کوتاه و قابل کنترل
   • تلفات توان ناچیز در قطع و وصل
     
4. خرابی و تلفات گرمایی بسیار کم
   

انواع نیمه هادی سوییچینگ به کار رفته در بردهای الکترونیکی صنعتی

۱. دیود های قدرت : دیود های قدرت یا توان نوعی دیود هستند که مانند دیود های معمولی دو ترمینال دارند که تنها جریان را از یک سو انتقال می دهند. این دیود ها از نظر ساخت و ظاهر با دیود های معمولی متفاوتند تا بتوانند جریان های بالاتری را انتقال دهند. دیود های توان یکسو ساز غیر قابل کنترل هستند که در کاربردهایی مانند شارژ باتری و منابع تغذیه DC و اینورتر ها کاربرد دارند.

۲. ترایاک: تریاک در اصل یک المان نیمه‌هادی سه ترمیناله است که عبور جریان را کنترل می‌کند. تریاک دارای قابلیت هدایت جریان به صورت دوطرفه و قابل کنترل است و به همین علت به عنوان قطعه‌ای مناسب برای بردهای الکترونیکی صنعتی ای است که در آن‌ها از جریان متناوب AC برای کاربردهای سوییچینگ استفاده می‌شود. چرا که ترایاک ها می توانند جریان های بالا را در هر دو سیکل مثبت و منفی جریان AC سوییچ (تعویض) کنند.

۳. ترانزیستورهای قدرت ماسفت: ماسفت ها ترانزیستورهای اثر میدان با گیتِ عایق شده هستند. ماسفت های قدرت نوعی از ترانزیستورهای ماسفت می باشند که برای مدیریت توان و ولتاژ بالا مورد استفاده قرار می گیرند و به عبارت دیگر سرعت سوییچینگ بالایی دارند. در عین حال عملکرد کلی آن ها مانند ترانزیستورهای ماسفت متداول است.

IGBT .4 آی جی بی تی : برای استفاده ی همزمان از مزیت های ترانزیستور های BJT و MOSFET، ترانزیستورهای IGBT معرفی شدند. آی جی بی تی ها برای بسیاری از بردهای الکترونیکی صنعتی کاربرد دارند. از جمله در بردهای PWM (مدولاسیون پهنای باند)، سروو موتورها و موتورهای سه فازی که به رنج کنترل دینامیکی بالا و نویز کم نیاز دارند و همچنین بردهای UPS و سایر بردهای قدرتی که به سوییچینگ بالا احتیاج دارند.

بردهای الکترونیکی صنعتی در سیستم برق خودورهای هیبریدی

بردهای الکترونیکی صنعتی در خودروهای هیبریدی (دوگانه) و سیستم های برقی آنان کاربردهای مهمی دارند. در خودروهای هیبریدی بردهای الکترونیکی صنعتی در دو فرمت به کار می روند. هیبرید سری و هیبرید موازی. تفاوت بین هیبرید سری و هیبرید موازی به نوع ارتباط موتور الکتریکی خودرو با موتورهای احتراق داخلی (بنزینی) بر می گردد. البته هیبریدهای موازی بیشتر متداول هستند. بردهای الکترونیکی صنعتی به کار رفته در بیشتر خودروهای الکتریکی و هیبریدی از نوع مبدل های DC/DC (برای شارژباتری ها) و مبدل های DC/AC (اینورتر و برای تغذیه موتور الکتریکی) می باشند.

تعمیر تخصصی خودروهای هیبرید Hybrid الکترونیک

عمده خرابی های بردهای الکترونیک صنعتی:

• دستگاه روشن نمی شود یا سرعت آن کم شده است.
• تغییر ظرفیت خازن ها
• اتصال کوتاه و یا استفاده نامناسب
• نوسانات شدید برق
• گرما دیدگی زیاد برد معمولا به علت خرابی فن ها
• نصب اتصالات اشتباه به هنگام نصب و استفاده از دستگاه صنعتی

در مرکز تخصصی دیجی برد کلیه تعمیرات بردهای صنعتی با قید ضمانت انجام می شود.

چگونه خودرو را عیب یابی کنیم

با تشکر از استاد شمشیری برگرفته از :

Meenakshi Mataray et al, / (IJCSIT) International Journal of Computer Science and Information Technologies, Vol. 3 (4) , 2012,4571 – 4574