کتاب الکترونیک صنعتی - رشید

کتاب الکترونیک صنعتی (مدارات، دستگاه ها و کاربرد آن) تألیف م. هـ. رشید با ترجمه ی دکتر علیرضا صداقتی و دکتر بهزاد قهرمان توسط انتشارات نما به چاپ رسیده است.

الکترونیک قدرت با کاربردهای الکترونیک حالت جامد به منظور کنترل و تبدیل توان الکتریکی سر و کار دارد. در روش های تبدیل، قطعات نیمه هادی قدرت با کلید زنی خاموش و روشن لازم است. مدارهای الکترونیک فشارضعیف که معمولاً شامل مدارهای مجتمع و عناصر گسسته هستند، سیگنال های آتش لازم برای قطعات قدرت را تولید می کنند. میکرو پردازشگرها و IC های پردازشگر سیگنال، جانشین مدارهای مجتمع و عناصر گسسته شدند.

قطعه ایده‌آل قدرت نباید در کلید زنی روشن و خاموش محدودیتی روی قابلیت زمان وصل، زمان قطع، جریان و ولتاژ داشته باشد. فن آوری نیمه هادی قدرت سریعاً در حال پیشرفت می باشد که منجر به قطعات قدرت کلیدزنی سریع با  مقادیر نامی افزایش یافته ولتاژ و جریان شده است. با حضور قطعات کلیدزنی سرعت بالا، کاربرد میکرو پردازشگرها و پردازشگرهای سیگنال دیجیتال در تحلیل فنون کنترل آتش قطعات قدرت (برای مشخصات مطلوب تبدیل) میدان الکترونیک قدرت را وسیع نموده است. تحول الکترونیک قدرت از اواخر دهه 1990 شتاب گرفته است. در این 20 سال الکترونیک قدرت شکل انتقال برق بین تولید و مصرف را عوض کرده است. کاربردهای بالقوه الکترونیک قدرت هنوز در حال اکتشاف می باشد و در این کتاب تا جای ممکن کاربردهای بسیاری قید گردیده است.

کتاب "الکترونیک صنعتی (مدارات، دستگاهها و کاربرد آن)" مشتمل بر هجده فصل می باشد: 1- مقدمه 2- دیودهای نیمه هادی و مدارهای قدرت 3- یکسو کننده های دیودی 4- ترانزیستورهای قدرت 5- مبدل های DC-DC 6- معکوس کننده های مدولاسیون عرض پالس 7- تریستورها 8- معکوس کننده های پالس تشدید 9- معکوس کننده های چند سطحی 10- یکسو کننده های کنترل شده 11- کنترل کننده های ولتاژAC  12- کلید های استاتیک 13- سیستم های انتقال AC قابل انعطاف 14- منابع تغذیه قدرت 15- محرک های DC فصل16- محرک‌های AC 17- مدارهای محرک گیت 18- حفاظت قطعات و مدارها

 

برشی از متن کتاب

فصل اول: مقدمه تاریخچه الکترونیک قدرت: تاریخچه الکترونیک قدرت با شروع یکسو کننده قوس جیوه در 1900 شروع می شود. به دنبال آن یکسو کننده تانکر فلزی، یکسوکننده خلاء کنترل شده با شبکه، ایگنیترون، فانوترون و تیراترون به تدریج معرفی شدند. این قطعات برای کنترل توان تا دهه 1950 استفاده می شد. اولین انقلاب الکترونیک با اختراع ترانزیستور سیلیکونی در سال 1948 در آزمایشگاه تلفن بل توسط باردین، براتین و شاکلی آغاز شد. بیشتر فناوری‌های پیشرفته الکترونیکی امروزی مرهون این اختراع است. میکروالکترونیک جدید امروزی با استفاده از نیمه هادی های سیلیکونی در طی سال ها به وجود آمده است. تحول بعدی نیز در آزمایشگاه بل در سال 1956 با اختراع ترانزیستور تریگر شده PNPN که تریستور یا یکسو کننده ی سیلیکونی کنترل شده (SCR) نامیده می شود، صورت گرفت. انقلاب دوم در الکترونیک با توسعه تریستورهای تجاری در سال 1958 توسط شرکت جنرال الکتریک شروع شد که سرآغاز الکترونیک قدرت است. فصل دوم: دیود های نیمه هادی و مدارهای قدرت اساس نیمه هادی: قطعات نیمه هادی قدرت از سیلیکون تک کریستال با خلوص بالا تشکیل شده‌اند. تک کریستال ها با چندین متر طول و قطر لازم (تا 150 میلی متر) در کوره های موسوم به منطقه شناور رشد می‌ کنند. هر کریستال بزرگ به ویفرهای باریک بریده می‌شود که در یک فرآیند طولانی به قطعات قدرت تبدیل می‌شوند. سیلیکون عضو گروه IV در جدول زمانی عناصر است که دارای چهار الکترون در هر اتم در لایه خارجی می باشد. سیلیکون خالص نیمه هادی طبیعی نامیده می‌شود، یعنی مقاومت آن از یک طرف آنقدر کم است که نمی تواند عایق باشد و آنقدر زیاد است که نمی تواند به عنوان هادی محسوب شود. این ماده دارای مقاومت بالا و ضریب استقامت دی الکتریک بسیار زیاد     (بیش از KV/cm 200) است. مقاومت نیمه هادی طبیعی و حامل‌های بار آن که عمل هدایت را انجام می‌دهند در لایه های مختلف که با تزریق ناخالصی مشخصی رتبه‌ بندی می‌شود، قابل تغییر است. فرایند اضافه کردن ناخالصی دوپینگ نامیده می شود که در واقع افزودن یک اتم ناخالصی بین بیش از یک میلیون اتم سیلیکون است. فصل چهارم: ترانزیستورهای قدرت مقدمه: ترانزیستورهای قدرت دارای مشخصه های قطع و وصل کنترل شده هستند. ترانزیستورها، که از آنها به عنوان عناصر کلید زنی استفاده می‌شود، در ناحیه اشباع کار کرده و افت ولتاژ حالت وصل کمی دارند. سرعت کلید زنی ترانزیستورهای جدید بسیار بیشتر از تریستورها است و به صورت فراوان در مبدل‌های dc-dc  و dc-ac همراه با دیودهای موازی وصل شده معکوس برای ایجاد جریان دو سویه به کار می‌روند. اگر چه، ولتاژ و جریان نامی آنها کمتر از تریستورها و ترانزیستورهایی است که معمولاً در کاربردهای توان پایین یا متوسط به کار برده می شوند. فصل پانزدهم: محرک های DC محرک های سه فاز: مدار آرمیچر به خروجی یکسوکننده کنترل شده سه فاز یک مبدل  سه فاز با کموتاسیون اجباری متصل است. محرک های سه فاز برای توان های تا چند مگاوات به کار می روند. فرکانس ریپل ولتاژ آرمیچر بیشتر از مقدار آن در محرک های تک فاز است و در نتیجه اندوکتانس کمتری در مدار آرمیچر برای کاهش ریپل جریان آرمیچر لازم دارد. جریان آرمیچر پیوستگی بیشتری دارد و در نتیجه عملکرد موتور در مقایسه با محرک های تک فاز بهتر است.

فهرست

فصل 1: مقدمه فصل 2: دیودهای نیمه هادی و مدارهای قدرت فصل 3: یکسو کننده های دیودی فصل 4: ترانزیستورهای قدرت فصل 5: مبدل های DC-DC فصل 6: معکوس کننده های مدولاسیون عرض پالس فصل 7: تریستورها فصل 8: معکوس کننده های پالس تشدید فصل 9: معکوس کننده های چند سطحی فصل 10: یکسو کننده های کنترل شده فصل 11: کنترل کننده های ولتاژAC فصل 12: کلید های استاتیک فصل 13: سیستم های انتقال AC قابل انعطاف فصل 14: منابع تغذیه قدرت فصل 15: محرک های DC فصل16: محرک‌های AC فصل 17: مدارهای محرک گیت فصل 18: حفاظت قطعات و مدارها خلاصه مراجع سوالات مروری مسائل ضمیمه ها پاسخ به مسائل انتخابی لغت نامه فارسی به انگلیسی      

(مـدارات، دستگاه هـا و کاربـرد آن) (ویــراست ســوم) نویسنده: م. هـ. رشید مترجمان: دکتر علیرضا صداقتی - دکتر بهزاد قهرمان انتشارات: نما