Benjamin Franklin : Experiments and observations on electricity (1751.)

1. Učite dok je vrijeme! I veliki um kao što je bio Ruđer Bošković je zaključio da se propušteno ne može nadoknaditi. Ruđer Bošković (1711.-1787.) Najslavnije djelo (1763.): THEORIA PHILOSOPHIAE NATURALIS REDACTA AD UNICAM LEGEM VIRIUM IN NATURA EXISTENTIUM TEORIJA PRIRODNE FILOZOFIJE SVEDENA NA JEDAN JEDINI ZAKON SILA KOJE POSTOJE U PRIRODI Osobne karakteristike: – oštar um, – izvanredna erudicija, – duhovitost, – društvenost, – manire. Benjamin Franklin: Experiments and observations on electricity (1751.)

2. Sa 14 godina došao u Rim na Collegium omnium nationem, studirao 12 god. (Gramatica, Retorica, Philosophia, Theologia) i zaključio da je nakon 26. godine prekasno učiti matematiku.

3. Idealna električka sklopka Osnovna komponenta pretvaračkog sklopa je električka sklopka. Jasno je da su inženjeri nastojali razviti električku sklopku u svemu jednaku idealnoj mehaničkoj električkoj sklopki.

4. Nazivlje Od sada ćemo električku sklopku skraćeno nazivati sklopka. Idealna sklopka je, primjerice, model mehaničke sklopke. Elektronička sklopka funkcionalno jednaka mehaničkoj sklopki ne postoji. Ipak, operativna cjelina koja ima samo neke funkcije mehaničke sklopke naziva se elektronička sklopka. Dakle, treba razlikovati: – mehanička sklopka, – elektronička sklopka (današnje elektroničke sklopke imaju samo neke funkcije mehaničke sklopke). U idealnom svijetu su nazivi: – idealna mehanička sklopka, – idealna elektronička sklopka.

5. Realna elektronička sklopka To je složena struktura unutar monokristala silicija. Primjerice, IGBT u jednom smjeru može držati napon i uklapati i isklapati struju, a u drugom smjeru eventualno može držati napon (samo neke izvedbe) i ne može voditi struju. IGBT

6. Svaka realna elektronička ima gubitke: gubitke uklapanja, gubitke isklapanja i gubitke vođenja. Primjerice, tijekom isklapanja diode, na diodi istodobno postoji napon i teče znatna struja:

7. Umnožak napona i struje daje vremenski tijek gubitaka:

8. Električki ventili su se razlikovali od današnjih… Upravljivi živin ispravljač u staklenoj posudi Upravljivi živin ispravljač u čeličnoj posudi (2000 A, 3000 V)

9. …nalikovali su na vanzemaljce. Upravljivi živin ispravljač u staklenoj posudi nazivne struje 500 A. Desno je regulacijski uređaj (BBC). Upravljivi živin ispravljač u nazivnom pogonu. Vidi se curenje kondenzirane žive u kondenzacijskom balonu. Vide se i priključci upravljačkih rešetki.

11. Trofazni kontaktni ispravljač s uklopnim prigušnicama i prigušnim članovima paralelno kontaktima (Erich Rolf: Der Kontaktumformer, Springer Verlag, 1957.)

12. Kontaktni slog u spoju sa srednjom točkom za pretvarače do 250 A Kontaktni slog za 10000 A, 400 V

13. Kontaktni slog sa 6 kontakata u spoju sa srednjom točkom za pretvarače 5000 A, 300 V (SSW, 1939.)

14. Mehanički pretvarač za 4000 A i 50 V: a) uklopne prigušnice, b) kontaktni slog, c) razvodni ormar (SSW, 1943.) Mehanički pretvarač: 200 A, 230 V (SSW, 1941.)

15. Postrojenje s mehaničkim pretvaračima za 32000 A i 400 V; sastoji se od četiri jedinice, svaka od po 8000 A (SSW, 1943.)

16. Kada je započela era poluvodiča? Kako je Shockley dobio Nobelovu nagradu? 1949. god.

18. Kako su poluvodički ventili izgledali nekad? 1954. god.

19. Dioda izrađena u laboratorijima Instituta za fiziku Sveučilišta u Zagrebu Osnovni podaci diode: - strujna opteretivost: 200 A - naponska opteretivost: 1800 V Lađica za legiranje i sendvič diode. 1967. god.

20. Ideja poluvodičkog upravljivog poluvodičkog ventila – - PNPN struktura Članak je uredništvo primilo u svibnju 1956. god.

21. Usporedba živinog ventila i tiristora Živin ventil Tiristor Pad napona u stanju vođenja: 25 V 1,5 V Radna temperatura kućišta 15…60 °C -40…80 °C Vrijeme oporavljanja: 300…400 us 30…400 us Volumen sveden na jedinicu sklopne snage: 2500 dm3/MW 0,1 dm3/MW

22. I tako se razvila velika porodica poluvodičkih ventila:

23. Osnovne vrste današnjih poluvodičkih ventila

24. 300 $ Cijene poluvodičkih ventila su drastično padale (tipični tiristor od 25 A).

25. Silicijske pločice različitih poluvodičkih ventila

26. Ovaj GTO mogao bi biti umjetničko djelo moderne umjetnosti

27. Raspon snaga poluvodičkih ventila je velik … Visokofrekvencijske diode GTO tiristori 4500 V, 3000 A za elektromo-torne pogone u vuči Mrežne i frekvencijske diode i tiristori Tiristori 8000 V, 1200 A odn. 5500 V, 2600 A za istosmjerene velepri-jenose i statičke kom-penzatore jalove snage

28. Montaža dioda, tiristora, GTO-tiristora i modula na rashladno tijelo Diode i tiristori s vijkom za jednostrano hlađenje Tiristorski i diodni moduli otporni na pulzirajuća strujna opterećenja

29. Jednostrano i dvostrano hlađene poluvodičke komponente

30. Diode i tiristori oblika hokejske pločice i diodni/tiristorski zaliveni moduli

31. Problem odvođenja topline iz silicijske pločice Primjerice, u diodi opterećene konstantnom strujom od 1000 A nastaju gubici od oko 1200 W (uzet je pad napona od 1,2 V). Poznato je da je promjer silicijske pločice takve diode oko 50 mm. Ako je granična temperatura silicijske pločice 160 °C, a temperatura kućišta 80 °C, onda je za odvođenje topline na raspolaganju temperaturna razlika od svega 80 °C. Temperaturni otpor između silicijske pločice i kućišta ne smije biti veći od 80/1200 = 0,07 K/W!

32. Izbor iz proizvodnog programa tvrtke SEMIKRON

33. Istosmjerni veleprijenosi Kompenzatori Elektrolize Vuča Neprekinuto napajanje Indukcijsko zagrijavanje Elektromotorni pogoni Visokofrekvencijsko zavarivanje Napajanje Gdje se upotrebljavaju poluvodički ventili?