Электронные ключи

1. Электронные ключи

ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ

2. Электронный ключ – устройство, коммутирующее различные электрические цепи бесконтактным способом.

ЭЛЕКТРОННЫЙ КЛЮЧ – УСТРОЙСТВО, КОММУТИРУЮЩЕЕ
РАЗЛИЧНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ БЕСКОНТАКТНЫМ
СПОСОБОМ.
То есть, электронный ключ – аналог механического ключа
В ОСНОВЕ ЛЮБОГО ЭЛЕКТРОННОГО КЛЮЧА ЛЕЖИТ
ПРИМЕНЕНИЕ АКТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА С ЯРКО ВЫРАЖЕННЫМИ
НЕЛИНЕЙНЫМИ СВОЙСТВАМИ – ДИОД, ТИРИСТОР, ТРАНЗИСТОР,
ЛАМПА И ДР. КРОМЕ ТОГО, В СОСТАВ КЛЮЧА ВХОДЯТ
ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ, ИСТОЧНИКИ ПИТАЮЩИХ И
СМЕЩАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ.

3. В зависимости от назначения различают: • цифровые ключи коммутируют напряжения или токи источника питания, т.о. формируют

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАЗНАЧЕНИЯ РАЗЛИЧАЮТ:
• ЦИФРОВЫЕ КЛЮЧИ КОММУТИРУЮТ НАПРЯЖЕНИЯ ИЛИ ТОКИ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ,
Т.О. ФОРМИРУЮТ ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ ИМПУЛЬСЫ – СИГНАЛЫ ДВУХ УРОВНЕЙ.
МАЛОМОЩНЫЕ КЛЮЧИ.
• АНАЛОГОВЫЕ КЛЮЧИ ОСУЩЕСТВЛЯЮТ ПОДКЛЮЧЕНИЕ ИЛИ ОТКЛЮЧЕНИЕ
ИСТОЧНИКОВ АНАЛОГОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ
ФОРМЫ. МАЛОМОЩНЫЕ КЛЮЧИ.
• СИЛОВЫЕ (МОЩНЫЕ) КЛЮЧИ ОСУЩЕСТВЛЯЮТ КОММУТАЦИЮ ТОКОВ В
(СИЛЬНОТОЧНЫХ) ЦЕПЯХ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ И ИСПОЛЬЗУЮТСЯ В УСТРОЙСТВАХ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ (ВЫПРЯМИТЕЛИ, ИНВЕРТОРЫ, СТАБИЛИЗАТОРЫ,
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ, ФОРМИРОВАТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ И ДР.). ПРИМЕРЫ СИЛОВЫХ
КЛЮЧЕЙ: ДИОДЫ, ТРАНЗИСТОРЫ, ТИРИСТОРЫ, IGBT-ТРАНЗИСТОРЫ И ДР.

4. Электронный ключ (как и любой механический ключ) характеризуется двумя состояниями: • включен (замкнут); • выключен

ЭЛЕКТРОННЫЙ КЛЮЧ (КАК И ЛЮБОЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ КЛЮЧ)
ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ ДВУМЯ СОСТОЯНИЯМИ:
• ВКЛЮЧЕН (ЗАМКНУТ);
• ВЫКЛЮЧЕН (РАЗОМКНУТ).
СМЕНА КАЖДОГО СОСТОЯНИЯ ПРОИСХОДИТ ПОД ДЕЙСТВИЕМ
ВНЕШНЕГО ЗАПУСКАЮЩЕГО (УПРАВЛЯЮЩЕГО) СИГНАЛА.

5.

ОСНОВНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ЭЛЕКТРОННОГО КЛЮЧА ЯВЛЯЕТСЯ ПЕРЕДАТОЧНАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА RВЫХ = F(UВХ), ПРЕДСТАВЛЯЮЩАЯ СОБОЙ ОБЛАСТЬ ЗНАЧЕНИЙ UВХ,
В ОКРЕСТНОСТЯХ КОТОРОЙ НАБЛЮДАЕТСЯ РЕЗКОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ВЫХОДНОГО
СОПРОТИВЛЕНИЯ. СОСТАВЛЯЕТ НА ПРАКТИКЕ НЕСКОЛЬКО ДЕСЯТЫХ В.
ОБЛАСТЬ ОБУСЛОВЛЕНА НАЛИЧИЕМ ПАРАЗИТНЫХ ЕМКОСТЕЙ, ВЛИЯНИЕМ
ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ, ИНЕРЦИОННОСТЬЮ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА.
ВКЛЮЧЕННОМУ КЛЮЧУ СООТВЕТСТВУЕТ ВЕСЬМА МАЛОЕ ВЫХОДНОЕ
СОПРОТИВЛЕНИЕ, А ВЫКЛЮЧЕННОМУ – ВЕСЬМА БОЛЬШОЕ.

6.

ПРИНЦИП РАБОТЫ РАССМОТРИМ С ПОМОЩЬЮ ПРОСТЕЙШЕЙ СХЕМЫ КЛЮЧА НА
БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ ВКЛЮЧЕННЫМ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ.
ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ МОЖЕТ НАХОДИТЬСЯ В ОДНОМ ИЗ ДВУХ СОСТОЯНИЙ:
ВЫКЛЮЧЕНО, КОГДА ТРАНЗИСТОР ЗАКРЫТ И КЛЮЧ РАЗОМКНУТ, И ВКЛЮЧЕНО, В ЭТОМ
СЛУЧАЕ ТРАНЗИСТОР ОТКРЫТ И КЛЮЧ ЗАМКНУТ.
КЛЮЧЕМ УПРАВЛЯЮТ, ПОДАВАЯ НА ЕГО ВХОД УПРАВЛЯЮЩЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ UВЫХ.
ВКЛЮЧЕННОМУ СОСТОЯНИЮ СООТВЕТСТВУЕТ НИЗКИЙ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ ВХОДНОГО
СИГНАЛА UВЫХ=U0. ВКЛЮЧЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ ВЫСОКИМ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ
УРОВНЕМ ВХОДНОГО СИГНАЛА UВЫХ=U1. КЛЮЧ УДЕРЖИВАЕТСЯ В ОДНОМ ИЗ СОСТОЯНИЙ, ПОКА
НА ВХОДЕ СОХРАНЯЕТСЯ СООТВЕТСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ СИГНАЛА. РЕЗИСТОР R ОГРАНИЧИВАЕТ
ТОК БАЗЫ, RК - КОЛЛЕКТОРНАЯ НАГРУЗКА, ЕК - ИСТОЧНИК КОЛЛЕКТОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ.
ТРАНЗИСТОР КЛЮЧА ОПИСЫВАЕТСЯ С ПОМОЩЬЮ СЕМЕЙСТВА ВХОДНЫХ И ВЫХОДНЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК,

7.

ТИРИСТОРАМИ НАЗЫВАЮТСЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ С ТРЕМЯ (И БОЛЕЕ) PN-ПЕРЕХОДАМИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ В КАЧЕСТВЕ
ЭЛЕКТРОННЫХ КЛЮЧЕЙ В СХЕМАХ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ И ДЛЯ
РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ В НАГРУЗКЕ. ИХ НАЗВАНИЕ ПРОИСХОДИТ ОТ ГРЕЧЕСКОГО СЛОВА THYRA (ТИРА), ОЗНАЧАЮЩЕГО «ДВЕРЬ», «ВХОД».
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ И СВОЙСТВ ТИРИСТОРЫ
ДЕЛЯТ НА ДИОДНЫЕ (2 ВЫВОДА) И ТРИОДНЫЕ (3 ВЫВОДА). И ДИОДНЫЕ, И ТРИОДНЫЕ
ТИРИСТОРЫ БЫВАЮТ ЕЩЁ И СИММЕТРИЧНЫМИ.
1 – ДИОДНЫЙ ТИРИСТОР (ДИНИСТОР); 2 – ДИНИСТОР, ПРОВОДЯЩИЙ В ОБРАТНОМ
НАПРАВЛЕНИИ; 3 – ДИОДНЫЙ СИММЕТРИЧНЫЙ (ДИОДНЫЙ СИМИСТОР); 4, 5 –
ТРИОДНЫЕ ТИРИСТОРЫ (ТРИНИСТОРЫ), С УПРАВЛЕНИЕМ ПО АНОДУ И КАТОДУ; 6 –
ТРИОДНЫЙ ТИРИСТОР, ПРОВОДЯЩИЙ В ОБРАТНОМ НАПРАВЛЕНИИ С УПРАВЛЕНИЕМ
ПО КАТОДУ; 7 – ТРИОДНЫЙ СИММЕТРИЧНЫЙ ТИРИСТОР С УПРАВЛЕНИЕМ ПО
АНОДУ; 8, 9 – ТРИОДНЫЕ ЗАПИРАЕМЫЕ (ВЫКЛЮЧАЕМЫЕ); 10 – ТЕТРОДНЫЙ
ТИРИСТОР.