التخصس ‎١‏ كهر الوحلة الأولى
آلات و عدات كهربانية إلكترونيات القدرة أشباه الوصلات المستخدمة في دوائر إلكترونيات القئرة
الجدارة:دراسة خواص عناصر آشباه الموصلات المستخدمة .يذ دوائر إلكترونيات القدرة؛ وتشمل الدايود
التشغيل والحماية والإشمال لكل عنصر.
الأهداف: عندما تكَتمل هذه الوحدة يكون لديك القدرة على:
التعرف على أهم العناصر الإلكترونية المستخدمة ب دوائر إلكترونيات القدرة
دراسة الخواص الكهربية لها
التعرف على تحلبيقات دايود القدرة.
التعرف على طرق إشمال الشيرستور وحمايته.
كيفية تشغيل الترانزستور وطرق حمايته
مستوى الأداء المطلوب: آن يصل المتدرب إلى إتقان هذه الوحدة بنسبة 750
الوفت المتوفع لاتدريب : ساعات.
الوسائل المساعدة: لا توجد.
#تطابات الجدارة : تحتاج إلى مراجعة مقرر الدوائر الككهربية و القياسات.

التخسس ‎١‏ كير الوحلة الأولى
آلان و سدات كهربالية أشباه الموصلات المستخدمة في دوائر إلكترونيات القئرة
أشباه الموصلات المستخدمة في دوائر إلكترونيات القدرة.
ترجع ثورة الإلكترونيات الأولى إلى عام 1448م عندما تم اختراع الترانزستور السليكوني؛ تلاه
اختراع الفيرستور عام 19607م, كما بدأت الثورة الثانية عام 1500م عندما تم تطوير وإنتاج الفيرستور
شكل تجاري. مذز ذلك الحين بدا انتشار إلكترونيات القدرة يخ كثير من التحلبيقات الصناعية وازدادت
الأهمية مع التقدم المستمر لي علم الحواسب و الإلكترونيات الدقيقة ؛ حيث أمكن التحكم ل دوائر
إلكترونيات القدرة لتتمامل مع كمية قدرة ضخمة بكفاءة عالية
نتمرف يذ هذه الوحدة على دوائر إلكترونيات القدرة المستخدمة بكثرة يذ كثير من التطبيقات
الصناعية والأغراض العامة. آيضا سوف نتعرف على آنواع عناصر إلكترونيات القدرة المستخدمة لخ تلك
‎١- ١‏ أنواع دواذر إلكترونيات القدرة ماتيه يت عتصه 1116 2ه كعبر 1
دوائر إلكترونيات القدرة لت
آهم مميزات تلك الدوائر صغر الحجم والوزن والكفاءة العالية ؛ وتشتمل هذه الدوائر على عناصر
الموصلات ذات القدرة والتي يتم التحكم فيها عن طريق دوائر إلكترونية مساعدة. ويشار إلى كل دائرة
تؤدي غرضا محددا لي تهيثة المنبع باسم عام هو 'مغير القدرة ؛ كما يوضحه شكل ‎١‏ -1: وكل مغير
قدرة يعطى اسما خاصا طبقا لوظيفته المحددة. ويمكن تقسيم دوائر إلكترونيات القدرة طبقا لوظيفة
أو تكييف المنبع الكهربي لتناسب متطلبات الحمل ؛ ومن
شكل ‎١‏ -٠مغير‏ القدرة

التخسس ‎١‏ كير الوجلة الأولى
آلات و سعدات كهربانية إلكترونيات القدرة أشباه الوصلات المستخدمة في دوائر إلكترونيات القئرة.
‎٠- ١- ١‏ الموحد (المقرم) غيرالمحكرم متا وعلله تسمعصه)
‏تستخدم دوائر التوحيد غير المحكوم لتحويل الجهد المتردد ثابت القيمة ! لى + تمر ثابت القيمة ؛
ويستخدم لي هذه الدوائر الدايود؛ ويمكن أن يكون الجهد الداخل للدائرة أحادي الوجه أو ثلاثي
الأوجه. ويمثل مغير القدرة يذ هذه الحالة شكل ‎١‏ -؟
‏عيماه ع4 1160 ,
‏جهد مستمر ايت القيمة ومسككيج
‏جهد متردد ثايت القيمة
‎١‏ -؟ الموحد غير المحكوم
‏يوضح شكل ‎١‏ -؟ موحد محكوم؛ حيث يتم الحصول عد متغير القيمة من ج
متردد ثابت القيمة ؛ ويمكن أن يكون الجهد المتردد أحادي الوجه آو ثلاثي الأوجه ؛ ويعتبر الشيرستور
العنصر الرئيسي َي هذه الدوائر. وتستخدم هذه النوائر بدك
‏ومصادر القدرة للثيار المستمر. أيضا تستخدم يذ شحن البطاريات.
‏التحكم يي محركات التيار المستمر»؛
‏برعي السيتتري
‏جهد مستمر متغير القيمة جهد متردد ثابت الثيمة
‏شكل ‎١‏ -؟ موحد محكوم
‎١-١‏ -7 حاكم الجهد المتريد (116ه :0016 701186 ع)
‏تخدم حاكم الجهد المتردد للحصول على جهد متردد متغير القيمة من جهد متردد ثابت القيمة ؛ أو
بمعنى آخر لتغيير منبع الجهد الثابت والحصول على منبع جهد متغير؛ كما هو واضح ب شكل ‎١‏ كح
ويمثل الثيرستور العنصر الرئيسي ني هذه الدوائر للقدرات العالية؛ أما ليخ حالة القدرات المنخفضة
‏ية وكذلك التحكم لب درجات
‏تتخدم الترياك بكثرة لرخص ثمنه وسهولة تصميم دوائر التحكم الخاصة. ومن أهم التعلبي
النوائر؛ التحكم ل الإضاءة والتحكم ل سرعة المحركات التآث
الحرارة

آلات و معدات كهربائية
الوجلة الأولى
أثباه الوصلات المستخدمة في دوائر إلكترونيات القئرة
حاكم الجهد المتردد
أجهد متردد
جهد متريد ثليت القيمة
شكل ‎١‏ -؛ حاكم الجهد المتردد
‎٠-١‏ -؛ مقطع الثيار المستمر (© تمتك ©0)
يعرف مغير القدرة من جهد مستمر ثابت القيمة إلى جهد مستمر متغير القيمة باسم
مقطع الثيار
المستمر حيث يمكن تحويل جهد مستمر ثابت القيمة إلى جهد مستمر متغير القيمة عن طريق تقطيع
الجهد؛ ل الماضي كان الثيرستور هو العنصر الرئيسي يخ دوائر تقمليع الثيار المستمر ولكن الآن
بخ هذه الدوائر؛ ويوضح شكل ‎١‏ -0 مغير القدرة من نوع مقطع التيار
التحكم يذ محركات التيار المستمر والتي تغذى من بطاريات أو منبع +
ع تمه 26 عومتاه ع0 15160
جودسظر جهد مستمر ثايت القيمة
- مقطع التيار المستمر
‎١-١ ١‏ -ه عاكس التيار (1076:16)
يسمى مغير القدرة من تيار مستمر ثابت القيمة إلى تيار متردد متغير القيمة والتردد بعاكس التيار
ية هي تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد كما يذ شكل ‎١‏ -1.ويمكن الحصول عا
جهد متردد أحادي الوجه ويسمى العاكس ني هذه الحالة عاكس أحادى الوجه؛ كما يمكن الحصول
على جهد متردد ثلا
الأوجه من جهد مستمر ويسمى العاكس ني هذه الحالة عاكس ثلاثي الأوجه
ويمكن استخدام الثيرستور أو الترانزستور بي دوائر عاكس التيار ول استطباع
الترانزستور نظرا لسهولة تصميم دوائر التحكم وبساطة داثرة القدرة. ويستخدم العاكس على نطاق
واسع يذ التحكم "يذ محركات الثيار المتردد والتسيير الكهربي؛ كما يستخدم أيضا لذ دوائر منبع
القدرة ضد انقطاع الثيار والتي تعرف باسم أجهزة 1758.

التخسس الوحلة الأولى
آلان و سدات كهربائية أشباه الموصلات المستخدمة في دوائر إلكترونيات القئرة
جهد متردد متفير القيمة
جهد مستمر ثابت القيمة
شكل ‎١‏ -1 عاكس التيار
تحتوي دوائر مغيرات القدرة المشار إليها على عناصر آشباه الموصلات ذات القدرة موصلة معا بطريقة
خاصة لكي تعطلي الوظيفة المطلوبة منها. ويحتاج تصميم دوائر مغيرات القدرة إلى خبرة عالية ومهارة
علمية. وينقسم تصميم هذه الدوائر إلى أربع أقسام
- تصميم دائرة القدرة وتحديد مقننات المناصر المستخدمة
- تصميم دواثر الحماية الخاصة بعناصر آشباه الموصلات
- حساب طريقة أو استراتيجية التحكم اللازمة
آو دوائر الإشعال الخاصة بالعناصر المستخدمة
-تصميم دواثر المذ دائرة القدرة
وسوف يتناول المنهج بالتفصيل دواثر مغيرات القدرة كل على حده من حيث التركيب والتشغيل ونظرية
العمل وكذلك كيفية التصميم وذلك من خلال الوحدات المختلفة
1016: 3 ‏-؟ عناصر أشباه الموصلاتذات القدرة 261265 الم اعبت معتصت‎ ١
تستخدم عناصر أشباه الموصلات ذات القدرة يذ دوائر إلكترونيات القدرة؛ ونتيجة للتطور البائل ليذ
صناعة آشباه الموصلات تم استحداث عناصر جديدة ذات قدرات عالية وسرعات قفل وفتع فائقة تعد
ولايفتين
نية مما أدى إلى تصميم دوائر إلكترونية ذات مقدرة على تهيئة المنبع الكهربي والتحكم فيه
حسب الممطللوب منه. ولكل عنصر من عناصر أشباه الموصلات خصائصه التي يتميز بها والتي بناء عليه
ب العملية. أيضا تتميز عنا اه الموصلات ذات القدرة
بوسعها على تبديل كميات كبيرة من القدرة بالإضافة إلى قدرتها على تحمل جهود عالية قد تصل إلى 6
كيلوفولت. وسنكتفي هنا بالتعرف على العناصر شائعة الاستخدام.
‎١‏ - ؟دايود القدرة عا0مثا :1016
يعتبر دايود القدرة حجر الأساس َي معظم دوائر إلكترونيات القدرة؛ وهو يعمل كمفتاح إلكتروني
لأداء وظائةذ ؛ فمثلا يستخدم كموحد للتيار المتردد ؛ كما يستخدم بي بعض الأحيان كدايود
للمسار الحر (ع«ناء:0067:1). تتالف البنية الداخلية النموذجية للدايود من وصلة ثثائية 1-17 .كما هو
مبين يي شكل ‎١‏ -/1؛ وللدايود طرفان ؛ الأنود والكاثود ؛ وعندما يكون جهد الأنود موجب بالنسبة
(أعلى من) لجهد الكاثود (شكل ‎١‏ -لاج)؛ يقال ليذ هذه الحالة آن الدايود لخ حالة انحياز آمامي
مدى ملاءمة كل منها لمختلف التمل

التخسس الوحلة الأولى
آلات و سدات كهربائية أشباه الموصلات المستخدمة في دوائر إلكترونيات القئرة
(فهط 50177810 ويوصل تيار. وتكون المقاومة ما بين الأنود و الكائثود (المقاومة الأمامية) صغيرة ويفقد
جهد على آطراف الدايود تعتمد قيمثه على طرق التصنيع ودرجه حرارة الوصلة الثنائية وعادة لا يتمدى
الحالة أن الدايود يخ حالة انحياز عكسي(18 082000:56. ويمر تيار عكسي يعرف بتيار
التسرب(0:»» 16:68 ؛ وعادة قيمة هذا الثيار صغيرة جدا وتقدر بالليكرو أو بالملي أمبير. وتزداد
للدايود فيمر تيار عكسي قيمتة عالية جدا ويفقد الدايود خصائصه؛ ويوضح شكل ‎١‏ "لاد التوصيل
العكسي للدايود
ملبيهم 0 0ط ف
شكل ‎١‏ - ل رمز وطرق توصيل الدايود
يوضح شكل ‎١‏ -18 منحنى الخواص الإستاتيكية للدايود ؛ وي معظم التطبيقات يمكن اعتبار
الدايود مثالي -حيث لا يوجد فقد ل الجهد آثناء التوصيل الأمامي ويكون تيار التسرب مساويا
الصفر -كما هو موضح ل منحنى الخواص ‎١‏ -انب. ويمثل منحنى الخواص العلاقة بين تيار الأنود
ا( و الجهد الموجود بين الأنود و الكاثود زيم 17
يوجد ثلا
آذواع رئيسية من دايود القدر
؛ تتحيد الخصائص وحنود كل نوع حسب ‎١‏ وهذه
الأنواع هي
66016121 ‏دايود الأغراض العامة ع0مثل عو تسد‎ - ١
- دايود سريع الاستعادة

التخسس الوحلة الأولى
آلات و عدات كهربائية أشباه الموصلات المستخدمة في دوائر إلكترونيات القدرة
1 علا
شكل ‎١‏ </ منحنى الخواص الإستاتيكية لدايود القدرة
©0160:21 ‏دايود الأغراض العامة ع0مثل مكو تتام‎ ٠- 7- ١
‏يعرف بالدايود السليكوني ويستخدم ليذ الأغراض العامة ذات الترددات المنخفضة([قل من أاكيلو‎
فير حرج على سرعة الفتح والقفل حيث زمن الاستعادة عاد
دوائر تقويم التيار المتردد ومغيرات القدرة التي تعمل عند تردد
ات عالية من الجهد والتيار تصل إلى خمسة آلاف فولت وعدة
؛ وهو رخيص الثمن ومتوافر به
آلاف من الأمبير قد تصل إلى أكثر من ثلا
آلاف. ويمكن أن يدمج عدة دايودات معا لتكون قنطرة
توحيد وبي هذه الحالة تكون مقننئات الجهد والتيار يه حنود ‎٠٠٠١‏ فولت و00٠7‏ أمبير. ويوضح شكل
‎١‏ -5 عدة أشكال للدايود ذو الأغراض العامة والذي يستخدم ا كثير من التعلبيقا:
سالاد

التخصس ‎١‏ أ كهر الوحلة الأولى
آلات و سعدات كهربانية إلكترونيات القدرة أشباه اموصلات المستخدمة في دوائر إلكترونيات القئرة.
-7 الدايود سريع الاستجابة 41006 172561600167
تتالف البنية الداخلية لبذا النوع من وصلة 2-15 ومن آجل زيادة سرعة الإسترداد ؛ يتم إحداث مراكز
لإعادة الاتحاد («مثاه:ا6»00») -آي اتحاد الإلكترون مع ثقب وبالتالي اختفاء أي شكل من أشكال
الشحنة - ضمن المادتين 3,25 . غير آن هذه المراكز تسبب زيادة يخ هبوط الجهد الأمامي.
يعتبر هذا النوع غالى الثمن جدا بالمقارنة بدايود الأغراض العامة ويستخدم ب الدوائر ذات الترددات
العالية للفتح والقفل إذ يمكنه أن يستعيد حالته ليخ زمن آقل من ه ميكروثانية. وهذا النوع متوافر
‎٠‏ عدة أشكال من هذا النوع بمقننات مختلفة
شكل ‎٠١- ١‏ أشكال مختلفة لدايودات سريعة الاستجابة(من شركة بوركس 017761:65)
ي تبديلا سريعا وفقا لبن
يحقق دايو ا. حيث يتم استبدال الوصلة 1-37 بمقوم شوتكي الذي
يتميز بوجود منحلقة مجر؛ 0
شوتكي عنصرا سريعا جدا بالمقارنة مع الوصلة 2-15؛ إلا آن سعة وصلة شوتكي أكبر من سعة الوصلة
7 ويمكن أن تحد من سرعة تبديله. كما يتميز مقوم شوتكي بتيار تسرب عالي مما يحد من القيمة
الاسمية لجهد الحجز (8:::ا0108 ©70188) ولذلك تستخدم مقومات شوتكي للعمل عند جهود أقل من
المنخفض. ويوضح شكل ‎١١- ١‏ دايود شوتكي بمقنن تيار ‎١‏ أمبير

التخسس ‎١‏ أ كهر الوجلة الأولى
آلات و عدات كهربانية إلكترونيات القدرة أشباه اموصلات المستخدمة في دوائر إلكترونيات القئرة.
يونال ريكتفير)
شكل ‎١١- ١‏ دايود شوتكي_ثنائي بمقنن تيار ‎17١‏
يعتبر الثيرستور أحد أهم عناصر إلكترونيات القدرة؛ إذ يستخدم بكثرة لخ العديد من دوائر
إلكترونيات القدرة. ويمثل ب الدوائر بمفتاح إما أن يوصل تيار أو يككون يخ حالة عدم توصيل. ويمكن
الفعلي ب الدائرة
‎١٠- 4- ١‏ تركيب الفيرستور وتشغيلة صسمتته تزه افيه سمتاعتامسم 01 51ةتيط1
ن الفيوستور من أربع طبقات من نبائط أشباء الموصلات مرتبة على
وصلات(11100015) هي ,1,1,1 ؛ كما هو مبين لي شكل ‎١‏ -117.وللثيرستور ثلاثة أطراف هي الأنود
إني للشيرستور و المستخدم يذ الدوائر.
زم ومكونة ثلاث
و الكاثود والبوابة . ويوضح شكل ‎١‏ -؟١ب‏ الرمز الإل
عام 9+
شكل ‎١7- ١‏ تركيب الثيرستور ورمزه الإلكتروني