Hvad er en SWITCH ? Switch er intet andet end en enhed, der bruges til at tænde og slukke for udstyret. Mest sandsynligt er dette udstyr elektrisk udstyr som blæser, tv osv. For at strømme strøm fra et kredsløb skal det kræve en tæt sti (loop). Hvis kontakten er OFF, betyder det, at kredsløbet er åbent, og strømmen ikke kan strømme gennem lederen, og udstyret er frakoblet (OFF-tilstand). For at få det til at strømme, er vi nødt til at tænde kontakten, det udgør et komplet kredsløb og tæt vej. Så strøm kan strømme gennem udstyret, og det kan tænde. Så funktion af kontakten er at skabe (switch er ON) og bryde (switch er OFF) kredsløbet.
I kontrolsystemteknik spiller switche en vigtig rolle. Der er hovedsageligt to typer af switche - mekanisk switch og elektrisk switch. Mekaniske afbrydere kræver fysisk eller manuel kontakt med afbryderen til betjening. Elektriske afbrydere kræver ikke fysisk eller manuel kontakt, de har evnen til at udføre betjening. Elektriske afbrydere fungerer under virkning af halvledere.
Mekaniske afbrydere:
Mekaniske kontakter klassificeres yderligere i forskellige typer af switches baseret på antal poler og gennemgange. Poler betyder antallet af indgangskredsløb (effektkredsløb), der er tilgængelige for kontakten. Kast betyder antallet af udgangskredsløb (antal stier, hvor strøm kan strømme), der er tilgængelig for kontakten.
- Enkeltpolet enkeltkast (SPST)
- Enkeltpolet dobbeltkast (SPDT)
- Dobbelt polet enkeltkast (DPST)
- Dobbelt polet dobbeltkast (DPDT)
- To poler seks kast (2P6T)
- Kortvarig betjeningskontakt / Momentan kontrolkontakt
- Trykknap
- Trykknap
- Temperaturafbryder
- Vippekontakt
- Drejekontakt
I en mekanisk afbryder berører to metalplader hinanden for at fuldføre kredsløb for strømmen at strømme og adskille hinanden for at åbne kredsløb for strømmen at afbryde.
1) Enkeltpolet enkeltkast (SPST): Denne kontakt består af to terminaler; en indgangsterminal er kendt som pol, og en udgangsterminal er kendt som kast. Så navnet på denne switch er enkeltpolet enkeltkast. Denne switch er det enkleste eksempel på switch. Generelt betyder denne switch, der bruges i en sløjfe, at kredsløb kun skal styre en tæt sti. Symbol for enkeltpolet enkeltkastafbryder er som vist i figur 1a. Denne kontakt er forbundet i serie med udstyret, kilden eller elementerne som vist i figur-1b.
2) Enkeltpolet dobbeltkast (SPDT): Denne kontakt består af tre terminaler; en indgangsterminal (pol) og to udgangsterminal (kast) som vist i figur 2a. Ved at bruge denne kontakt kan vi levere strøm eller signal til to sløjfer som vist i figur 2. Nogle gange er denne kontakt kendt som selector switch.
3) Dobbelt polet enkeltkast (DPST): Denne kontakt består af fire terminaler; to indgangsterminaler (pol) og to udgangsterminaler (kast) som vist i figur-3a. Denne switch ligner meget to SPST-switches. Begge kontakter er forbundet med en enkelt lever, så begge kontakter fungerer på en gang. Disse kontakter bruges, når vi vil styre to kredsløb i samme tid som vist i figur-3b.
4) Dobbelt polet dobbeltkast (DPDT): Denne kontakt består af seks terminaler; to indgangsterminaler (pol) og to terminaler for hver pol, så i alt fire udgangsterminaler (kast) som vist i figur-4a. Betjeningen af denne kontakt svarer til de to separate SPDT-kontakter, der fungerer samtidigt. I denne switch er to terminaler af input (pol) forbundet med et sæt (to) output (throw-1) i position-1 for switch. Hvis vi ændrer kontakten, vil den forbinde denne indgang med det andet sæt output (terminal-2) som vist i figur-4b. Her som vist i eksemplet, lad os antage, at i position-1, hvis motoren roterer med urets retning, hvis vi skifter til position-2, vil motoren rotere i retning mod uret.
5) To poler med seks kast (2P6T): Denne består af fjorten terminaler; to indgangsterminaler (poler) og seks terminaler for hver pol, så i alt tolv udgangsterminaler (kast) som vist i figur-5a. Generelt bruges denne type switch til omskiftning i kredsløb med fælles indgangsterminal.
6) Momentant betjeningskontakt
- Trykknapkontakt: Når du trykker på kontakten, er kontaktens kontakter lukket og gør kredsløbet tæt på at strømme strømmen, og når du fjerner trykket fra knappen, er kontakten på kontakten åben og bryder kredsløbet. Så denne kontakt er en øjeblikkelig kontaktafbryder, som er i stand til at styre kredsløbet ved at oprette og bryde dens kontakt. Når du fjerner trykket fra kontakten i trykknapkontakten, er der et arrangement af fjederen for at åbne kontakten.
- Trykafbryder: Denne type afbryder består af C-formet membran. Ifølge tryk indikerer denne membran tryk. Disse afbrydere bruges til at registrere tryk på luft, vand eller olie i industriel anvendelse. Denne kontakt fungerer, når systemets tryk stiger eller falder fra setpunktet.
- Temperaturafbryder: Denne type afbrydere består af temperaturfølere som RTD (modstandstemperaturenhed). Denne kontakt fungerer efter værdien af den målte temperatur.
- Vippekontakt: Denne type afbryder bruges almindeligvis til husholdningsapplikationer til ON og OFF elektriske apparater. Den har et håndtag, hvormed vi kan bevæge os op eller ned til ON og OFF apparater.
- Drejekontakt: Denne type switch bruges til at forbinde en linje med en af de mange linjer. Ingen af multi-meter, kanalvælger, rækkevælgermåleindretningsbåndvælger i kommunikationsenheder er eksemplerne på denne type switch. Denne kontakt er den samme som enpolet multikastafbryder. Men arrangementet af denne switch er anderledes.
Elektriske afbrydere:
Elektriske afbrydere er intet andet end det er en halvleder enhed. Disse kontakter er mere nyttige på grund af deres lave omkostninger, lille størrelse og pålidelighed. I denne switch anvendes anvendte halvledermaterialer som silicium (Si), germanium (Ge) osv. Generelt anvendes denne type switches i integrerede kredsløb (IC'er), elektriske motordrev, HVAC-anvendelse og også meget brugt som digital output (DI) af controller.
- Relæ
- Bipolar transistor
- Strømdiode
- MOSFET
- IGBT
- SCR
- TRIAC
- DIAC
- GTO
1) Relæ: Relæ fungerer efter princippet om elektromekanisk, så denne kontakt er også kendt som elektromekanisk afbryder. Når strøm passerer gennem en spole, vil den skabe et magnetfelt omkring spolen. Denne mængde magnetfelt afhænger af mængden af strøm, der passerer gennem spolen. Arrangering af kontakter sker på en sådan måde, at hvis strøm øges med gardinbegrænsningskontakter, aktiveres kontakterne og ændrer dens position. Nogle gange bruger relæet bi-metallisk strimmel til at registrere temperaturen af sikkerhedsmæssige årsager. Relæet fås i en bred vifte af spænding og strøm. I elsystemet spiller relæ en vigtig rolle i fejlidentifikationen. Også i industrier bruges relæer som en beskyttelsesanordning. Tjek den komplette Working of Relay her.
2) Bipolar transistor: bipolære kryds transistor har tre terminaler; base, emitter og samler. Transistorer arbejder i tre regioner; afskæring, mætning og aktiv region. Transistorens symbol er som vist i figur 6. Til skifteformål anvendes ikke aktiv region. Hvis tilstrækkelig mængde strøm er tilgængelig ved baseterminalen, går transistoren ind i mætningsområdet, og strømmen strømmer gennem kollektor-emitterstien, og transistoren fungerer som en ON-switch. Hvis basisstrøm ikke er tilstrækkelig, er kredsløbet åbent, og strømmen kan ikke strømme gennem kollektor-emitteren, og transistoren kommer ind i afskæringsområdet. I denne region fungerer transistor som OFF-switch. Transistor bruges som en forstærker i elektronikapplikation, og det bruges også til at lave en port som AND, IKKE i digitale kredsløb, og transistor bruges også som en switch-enhed i integreret kredsløb.Transistorer er ikke nyttige i applikationer med høj effekt, fordi de har mere resistivt tab sammenlignet med MOSFET.
3) Power diode: Power diode har to terminaler; anode og katode. Diode består af p- og n-halvledermateriale og udgør pn-junction, som er kendt som diode. Symbol for effektdiode er som vist i figur 7. Når dioden er i forspænding, kan der strømme strøm gennem kredsløbet, og i omvendt forspænding blokerer strømmen. Hvis anoden er positiv med hensyn til katoden, er dioden i forspænding fremad og fungerer som en tænding. Tilsvarende, hvis katoden er positiv i forhold til anoden, er dioden i omvendt forspænding og fungerer som en OFF. Effektdioder bruges i applikationer til strømelektronik som ensretter, spændingsmultiplikator kredsløb og spændingsklemmer osv.
4) MOSFET: MOSFET-metaloxid halvleder felteffekt transistor. MOSFET har tre terminaler; port, afløb og kilde. MOSFET arbejder på to grundlæggende former; Udtømningstype og forbedringstype. Hvis gate-source spænding (V GS) ikke er tilstrækkelig, fungerer MOSFET som udtømningstype, og udtømningstilstand for MOSFET svarer til OFF-kontakten. Hvis gate-source spænding (V GS) er tilstrækkelig, fungerer MOSFET som forbedringstype, og forbedringstilstand for MOSFTE svarer til ON-kontakten. Område for skift af MOSFET er snesevis af neonsekunder til et par hundrede mikrosekunder. MOSFET bruges i lineær spændingsregulator, chopper og lydfrekvensforstærker osv. Tjek her for MOSFET-kredsløb.
5) IGBT: IGBT- isoleret port bipolar transistor. IGBT er en kombination af BJT og MOSFET. IGBT har en høj indgangsimpedans og høje skiftehastigheder (karakteristisk for MOSFET) samt lav mætningsspænding (karakteristisk for BJT). IGBT har tre terminaler; Gate, Emitter og Collector. IGBT kan styre ved hjælp af gate terminal. Det kan tændes og slukkes ved at udløse og deaktivere portterminalen. IGBT kan blokere både positiv og negativ spænding samme som GTO. IGBT bruges til inverter, styring af trækkraftmotor, induktionsopvarmning og strømforsyning med switch-mode.
6) SCR: SCR- Siliconstyret ensretter. SCR har tre terminaler; Port, anode og katode. Arbejde med SCR er det samme som diode, men SCR starter ledning, når det er i forspænding (katoden er negativ og anoden er positiv), og der kræves også en positiv urepuls ved porten. I forspænding fremad, hvis urets impuls på porten er nul, slukkes SCR ved tvunget kommutering, og i omvendt forspænding forbliver SCR i OFF-tilstand, som diode. SCR'er anvendes til motorstyring, effektregulatorer og dæmpning af lampe.
7) TRIAC: TRIAC er den samme som to SCR'er forbundet i omvendt parallel med gate forbundet. TRIAC er tovejs-enhed. TRIAC har tre terminaler; Hovedterminal 1 (MT), Hovedterminal 2 (MT2) og port. MT1 og MT2 terminaler er forbundet med kredsløb, som vi vil kontrollere, og gate er tilgængelig for at udløse puls ved positiv spænding eller negativ spænding. Når MT2-terminalen er ved positiv spænding i forhold til MT1-terminalen, og porten også udløses positivt, udløses SCR-1 af TRIAC. Når MT1-terminalen er ved positiv spænding i forhold til MT2-terminalen og gate også udløses, udløses derefter SCR-2 af TRIAC. TRIAC kan bruges til begge kilder vekselstrøm og jævnstrøm, men generelt bruges triac til vekselstrømsapplikationer som motorstyring, tænding af lys (industrielt og husholdning) osv. Tjek her for Triac lysdæmperkreds.
8) DIAC: DIAC- Diode AC-switch. DIAC har to terminaler. Denne kontakt kan fungere i begge retninger. Symbolet for DIAC er som vist i figur 12. DIAC arbejder i to regioner; forreste blokerende eller omvendt blokerende region og lavineopbremsningsregion. Når den anvendte spænding er mindre end breakover-spændingen, fungerer DIAC i det forreste blokerende eller omvendte blokeringsområde. I denne region fungerer DIAC som OFF-switch. Når den anvendte spænding er større end breakover-spændingen, opstår der lavineopbrud, og DIAC fungerer som ON-switch. DIAC kan ikke skifte skarpt til applikationer med lav spænding og lav strøm sammenlignet med TRIAC og SCR. DIAC bruges til lys dæmpning, styring af universalmotor og varmestyringskredsløb.
9) Gate Turn-off Thyristor: GTO har tre terminaler; Port, anode og katode. Som navnet antyder, kan denne enhed slukke gennem gate-terminalen. Som et symbol på GTO består af to pile på portterminalen, som viser den tovejs strøm af strøm gennem portterminalen. Denne enhed kan tænde ved at anvende en lille positiv portstrøm og slukke med negativ puls fra portterminalen. GTO anvendes i invertere, AC & DC-drev, induktionsvarmer og SVC (statisk VAR-kompensation). GTO kan ikke bruge til at slukke for induktive belastninger uden hjælp fra snubber-kredsløbet.
