เรียนรู้เกี่ยวกับสวิตช์ประเภทต่างๆและการใช้งาน

คืออะไรSWITCH ? สวิตช์ไม่ใช่แค่อุปกรณ์ที่ใช้ในการเปิดและปิดอุปกรณ์ อุปกรณ์นี้ส่วนใหญ่อาจเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าเช่นพัดลมทีวีเป็นต้นในการไหลของกระแสจากวงจรจะต้องมีทางปิด หากสวิตช์ปิดอยู่นั่นหมายความว่าวงจรเปิดอยู่และกระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลผ่านตัวนำได้และอุปกรณ์จะไม่ได้รับพลังงาน (สถานะปิด) เพื่อให้มันมีพลังเราต้องเปิดสวิตช์มันทำให้วงจรสมบูรณ์และปิดเส้นทาง ดังนั้นกระแสสามารถไหลผ่านอุปกรณ์และสามารถเปิดได้ ดังนั้นหน้าที่ของสวิตช์คือการทำให้ (สวิตช์เปิดอยู่) และทำลาย (สวิตช์ปิดอยู่) วงจร

ในวิศวกรรมระบบควบคุมสวิตช์มีบทบาทสำคัญ ส่วนใหญ่มีสองประเภทของสวิทช์กล switches- และสวิตช์ไฟฟ้า สวิตช์เชิงกลต้องการการสัมผัสทางกายภาพหรือด้วยตนเองพร้อมสวิตช์สำหรับการทำงาน สวิตช์ไฟฟ้าไม่ต้องการการสัมผัสทางกายภาพหรือด้วยตนเอง แต่ก็มีความสามารถในการทำงาน สวิตช์ไฟฟ้าทำงานภายใต้การกระทำของเซมิคอนดักเตอร์

สวิตช์เครื่องกล:

สวิตช์เชิงกลแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆของสวิตช์ตามจำนวนขั้วและทาง เสาหมายถึงจำนวนวงจรอินพุต (วงจรไฟฟ้า) ที่มีให้สำหรับสวิตช์ การโยนหมายถึงจำนวนวงจรเอาท์พุต (จำนวนเส้นทางที่กระแสสามารถไหลได้) ที่มีให้กับสวิตช์

1. เสาเดี่ยวขว้างเดี่ยว (SPST)
2. เสาเดี่ยวสองครั้ง (SPDT)
3. เสาคู่เดี่ยว (DPST)
4. เสาคู่สองครั้งโยน (DPDT)
5. สองเสาหกโยน (2P6T)
6. สวิตช์การทำงานชั่วขณะ / สวิตช์ควบคุมชั่วขณะ
   1. ปุ่มกด
   2. สวิตช์ความดัน
   3. สวิตช์อุณหภูมิ
   4. สลับสวิตช์
   5. สวิตช์หมุน

ในสวิตช์เชิงกลแผ่นโลหะสองแผ่นสัมผัสกันเพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลและแยกจากกันเพื่อเปิดวงจรให้กระแสไฟฟ้าขัดจังหวะ

1) Single Pole single throw (SPST): สวิตช์นี้ประกอบด้วยขั้วสองขั้ว ขั้วอินพุตหนึ่งเรียกว่าขั้วและขั้วเอาต์พุตหนึ่งเรียกว่า throw ดังนั้นชื่อของสวิตช์นี้คือ single pole single throw สวิตช์นี้เป็นตัวอย่างสวิตช์ที่ง่ายที่สุด โดยทั่วไปสวิตช์นี้จะใช้ในการวนรอบเดียวหมายความว่าวงจรต้องควบคุมเส้นทางปิดเพียงเส้นเดียว สัญลักษณ์ของสวิตช์ single pole single throw ดังแสดงในรูป -1a สวิตช์นี้เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับอุปกรณ์แหล่งที่มาหรือองค์ประกอบดังแสดงในรูป -1b

2) เสาเดี่ยวสองครั้ง (SPDT): สวิตช์นี้ประกอบด้วยขั้วสามขั้ว ขั้วอินพุตหนึ่งขั้ว (ขั้ว) และขั้วเอาท์พุทสองขั้ว (โยน) ดังแสดงในรูป -2a ด้วยการใช้สวิตช์นี้เราสามารถจ่ายกระแสหรือสัญญาณให้กับสองลูปดังแสดงในรูปที่ 2 บางครั้งสวิตช์นี้เป็นที่รู้จักกันเป็นสวิตช์เลือก

3) เสาคู่เดี่ยว (DPST): สวิตช์นี้ประกอบด้วยขั้วสี่ขั้ว สองขั้วอินพุต (ขั้ว) และสองขั้วเอาท์พุท (โยน) ดังแสดงในรูปที่ 3a สวิตช์นี้คล้ายกับสวิตช์ SPST สองตัว สวิตช์ทั้งสองเชื่อมต่อกันด้วยตับเดียวดังนั้นสวิตช์ทั้งสองจึงทำงานพร้อมกัน สวิตช์เหล่านี้ใช้เมื่อเราต้องการควบคุมสองวงจรในเวลาเดียวกันดังแสดงในรูปที่ 3b

4) สองขั้วคู่โยน (DPDT): สวิตช์นี้ประกอบด้วยขั้วหกขั้ว ขั้วอินพุตสองขั้ว (ขั้ว) และสองขั้วสำหรับแต่ละขั้วดังนั้นรวมขั้วเอาท์พุทสี่ขั้ว (โยน) ดังแสดงในรูป -4a การทำงานของสวิตช์นี้คล้ายกับสวิตช์ SPDT สองตัวที่แยกจากกันทำงานในเวลาเดียวกัน ในสวิตช์นี้จะเชื่อมต่อขั้วอินพุต (ขั้ว) สองขั้วกับเอาต์พุตหนึ่งชุด (สอง) (โยน -1) ในตำแหน่ง -1 ของสวิตช์ หากเราเปลี่ยนตำแหน่งของสวิตช์ก็จะเชื่อมต่ออินพุตนี้กับเอาต์พุตชุดที่สอง (เทอร์มินอล -2) ดังแสดงในรูป -4b ตามที่แสดงในตัวอย่างสมมติว่าในตำแหน่ง -1 ถ้ามอเตอร์หมุนตามเข็มนาฬิกาถ้าเราเปลี่ยนเป็นมอเตอร์ตำแหน่ง 2 จะหมุนในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา

5) สองขั้วหกโยน (2P6T): ประกอบด้วยขั้วสิบสี่ขั้ว ขั้วอินพุตสองขั้ว (ขั้ว) และหกขั้วสำหรับแต่ละขั้วดังนั้นรวมขั้วเอาท์พุทสิบสองขั้ว (โยน) ดังแสดงในรูป -5a โดยทั่วไปสวิตช์ประเภทนี้ใช้สำหรับการเปลี่ยนวงจรที่มีขั้วอินพุตทั่วไป

6) สวิตช์การทำงานชั่วขณะ:

1. สวิตช์ปุ่มกด: เมื่อคุณกดสวิตช์หน้าสัมผัสของสวิตช์จะปิดและทำให้วงจรปิดเพื่อให้กระแสไหลและเมื่อคุณเอาแรงดันออกจากปุ่มหน้าสัมผัสของสวิตช์จะเปิดและตัดวงจร ดังนั้นสวิตช์นี้จึงเป็นสวิตช์หน้าสัมผัสชั่วขณะซึ่งสามารถควบคุมวงจรโดยการสร้างและทำลายหน้าสัมผัส ในสวิตช์ปุ่มกดเมื่อคุณขจัดแรงกดออกจากสวิตช์จะมีการจัดสปริงเพื่อเปิดหน้าสัมผัส
2. สวิตช์ความดัน: สวิตช์ ประเภทนี้ประกอบด้วยไดอะแฟรมรูปตัว C ตามแรงดันไดอะแฟรมนี้แสดงถึงความดัน สวิตช์เหล่านี้ใช้เพื่อรับรู้ความกดดันของอากาศน้ำหรือน้ำมันในงานอุตสาหกรรม สวิตช์นี้ทำงานเมื่อความดันของระบบเพิ่มขึ้นหรือลดลงจากจุดที่ตั้งไว้
3. สวิตช์อุณหภูมิ: สวิตช์ ประเภทนี้ประกอบด้วยอุปกรณ์ตรวจจับอุณหภูมิเช่น RTD (อุปกรณ์วัดอุณหภูมิความต้านทาน) สวิตช์นี้ทำงานตามค่าของอุณหภูมิที่วัดได้
4. สวิตช์สลับ: สวิตช์ ประเภทนี้มักใช้ในแอปพลิเคชันในครัวเรือนเพื่อเปิดและปิดเครื่องใช้ไฟฟ้า มันมีคันโยกที่เราสามารถเลื่อนขึ้นหรือลงเพื่อเปิดและปิดเครื่องใช้ไฟฟ้า
5. สวิตช์หมุน: สวิตช์ ประเภทนี้ใช้เพื่อเชื่อมต่อหนึ่งสายกับหนึ่งในหลาย ๆ สาย ไม่มีตัวเลือกช่องสัญญาณแบบหลายเมตรตัวเลือกช่วงของอุปกรณ์วัดแสงตัวเลือกแถบในอุปกรณ์สื่อสารเป็นตัวอย่างของสวิตช์ประเภทนี้ สวิตช์นี้เหมือนกับสวิตช์หลายขั้วเดี่ยว แต่การจัดเรียงของสวิตช์นี้จะแตกต่างกัน

สวิตช์ไฟฟ้า:

สวิตช์ไฟฟ้าไม่ใช่อะไร แต่เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ สวิตช์เหล่านี้มีประโยชน์มากกว่าเนื่องจากต้นทุนต่ำขนาดเล็กและความน่าเชื่อถือ ในสวิตช์นี้ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์เช่นซิลิกอน (Si) เจอร์เมเนียม (Ge) เป็นต้นโดยทั่วไปสวิตช์ประเภทนี้จะใช้ในวงจรรวม (IC), ไดรฟ์มอเตอร์ไฟฟ้า, แอปพลิเคชัน HVAC และยังใช้กันอย่างแพร่หลายในรูปแบบดิจิตอลเอาท์พุต (DI) ของตัวควบคุม

1. รีเลย์
2. ทรานซิสเตอร์สองขั้ว
3. ไดโอดกำลัง
4. มอสเฟต
5. IGBT
6. SCR
7. TRIAC
8. DIAC
9. GTO

1) รีเลย์: รีเลย์ทำงานบนหลักการของระบบเครื่องกลไฟฟ้าดังนั้นสวิตช์นี้จึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าสวิตช์ไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดจะสร้างสนามแม่เหล็กรอบขดลวด จำนวนสนามแม่เหล็กนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวด การจัดเรียงรายชื่อจะทำในลักษณะที่หากกระแสเพิ่มขึ้นพร้อมกับหน้าสัมผัส จำกัด ม่านจะถูกกระตุ้นและเปลี่ยนตำแหน่ง บางครั้งรีเลย์จะใช้แถบสองโลหะเพื่อตรวจจับอุณหภูมิเพื่อความปลอดภัย รีเลย์มีให้เลือกทั้งแรงดันและกระแส ในระบบไฟฟ้ารีเลย์มีบทบาทสำคัญในการระบุความผิดปกติ ในอุตสาหกรรมรีเลย์ยังใช้เป็นอุปกรณ์ป้องกัน ตรวจสอบการทำงานทั้งหมดของรีเลย์ที่นี่

2) ทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์: ทรานซิสเตอร์สองขั้วแยกขั้วมีสามขั้ว ฐานตัวปล่อยและตัวสะสม ทรานซิสเตอร์ทำงานในสามภูมิภาค ตัดความอิ่มตัวและพื้นที่ที่ใช้งานอยู่ สัญลักษณ์ของทรานซิสเตอร์ดังแสดงในรูปที่ 6 เพื่อวัตถุประสงค์ในการเปลี่ยนภูมิภาคที่ใช้งานไม่ได้ใช้ หากมีปริมาณกระแสเพียงพอที่เทอร์มินัลฐานทรานซิสเตอร์จะเข้าสู่พื้นที่อิ่มตัวและกระแสจะไหลผ่านทางตัวเก็บรวบรวมและทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิด ถ้ากระแสพื้นฐานไม่เพียงพอวงจรจะเปิดและกระแสจะไม่สามารถไหลผ่านตัวเก็บรวบรวมและทรานซิสเตอร์เข้าสู่พื้นที่ตัด ในภูมิภาคนี้ทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ปิด ทรานซิสเตอร์ใช้เป็นแอมพลิฟายเออร์ในแอพพลิเคชั่นอิเล็กทรอนิกส์และยังใช้ในการสร้างเกตแบบ AND ไม่ใช้ในวงจรดิจิทัลและทรานซิสเตอร์ยังใช้เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งในวงจรรวมทรานซิสเตอร์ไม่มีประโยชน์ในการใช้งานพลังงานสูงเนื่องจากมีการสูญเสียความต้านทานมากกว่าเมื่อเทียบกับมอสเฟต

3) Power diode: Power diode มีสองขั้ว; ขั้วบวกและแคโทด ไดโอดประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ประเภท p และ n และสร้างทางแยก pn ซึ่งเรียกว่าไดโอด สัญลักษณ์ของไดโอดกำลังดังแสดงในรูป -7 เมื่อไดโอดอยู่ในกระแสไบแอสไปข้างหน้าสามารถไหลผ่านวงจรและในกระแสไบแอสย้อนกลับบล็อก ถ้าขั้วบวกเป็นบวกเมื่อเทียบกับแคโทดไดโอดจะมีอคติไปข้างหน้าและทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิด ในทำนองเดียวกันถ้าแคโทดเป็นบวกเมื่อเทียบกับแอโนดไดโอดจะมีอคติย้อนกลับและทำหน้าที่เป็นสวิตช์ปิด ไดโอดกำลังใช้ในแอพพลิเคชั่นอิเล็กทรอนิกส์กำลังเช่นวงจรเรียงกระแสวงจรตัวคูณแรงดันไฟฟ้าและวงจร clamper แรงดันเป็นต้น

4) MOSFET: MOSFET-Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor MOSFET มีสามขั้ว ประตูท่อระบายน้ำและแหล่งที่มา MOSFET ทำงานในสองรูปแบบพื้นฐาน ประเภทพร่องและประเภทการเพิ่มประสิทธิภาพ หากแรงดันเกต - ซอร์ส (V _GS) ไม่เพียงพอ MOSFET จะทำงานเป็นประเภทการพร่องและโหมดพร่องของ MOSFET จะคล้ายกับสวิตช์ปิด หากแรงดันเกต - ซอร์ส (V _GS) เพียงพอ MOSFET จะทำงานเป็นประเภทการเพิ่มประสิทธิภาพและโหมดการเพิ่มประสิทธิภาพของ MOSFTE จะคล้ายกับสวิตช์เปิด ช่วงของการเปลี่ยน MOSFET คือสิบวินาทีนีออนถึงไม่กี่ร้อยไมโครวินาที MOSFET ที่ใช้ในตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นเครื่องบดสับและเครื่องขยายเสียงความถี่เสียง ฯลฯ ตรวจสอบที่นี่สำหรับวงจร MOSFET

5) IGBT: IGBT- ทรานซิสเตอร์สองขั้วประตูฉนวน IGBT เป็นการรวมกันของ BJT และ MOSFET IGBT มีอิมพีแดนซ์อินพุตสูงและความเร็วในการสลับสูง (ลักษณะของ MOSFET) รวมทั้งแรงดันไฟฟ้าอิ่มตัวต่ำ (ลักษณะของ BJT) IGBT มีสามขั้ว Gate, Emitter และ Collector IGBT สามารถควบคุมได้ด้วยการใช้ Gate Terminal สามารถเปิดและปิดได้โดยการทริกเกอร์และปิดการใช้งานประตูเทอร์มินัล IGBT สามารถป้องกันทั้งแรงดันไฟฟ้าบวกและลบเช่นเดียวกับ GTO IGBT ใช้ในอินเวอร์เตอร์, การควบคุมมอเตอร์ฉุด, การเหนี่ยวนำความร้อนและอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตช์

6) SCR: SCR- วงจรเรียงกระแสที่ควบคุมด้วยซิลิคอน SCR มีสามขั้ว ประตูขั้วบวกและแคโทด การทำงานของ SCR เหมือนกับไดโอด แต่ SCR เริ่มการนำไฟฟ้าเมื่ออยู่ในอคติไปข้างหน้า (แคโทดเป็นลบและขั้วบวกเป็นบวก) และต้องมีพัลส์นาฬิกาบวกที่ประตู ในความลำเอียงไปข้างหน้าถ้าพัลส์นาฬิกาของเกตเป็นศูนย์ SCR จะถูกปิดโดยการเปลี่ยนแบบบังคับและในแบบไบแอสย้อนกลับ SCR จะยังคงอยู่ในสถานะปิดเช่นเดียวกับไดโอด SCR ใช้ในการควบคุมมอเตอร์ตัวควบคุมกำลังและการหรี่หลอดไฟ

7) TRIAC: TRIAC เหมือนกับ SCR สองตัวที่เชื่อมต่อแบบขนานผกผันกับเกตที่เชื่อมต่อ TRIAC เป็นอุปกรณ์สองทิศทาง TRIAC มีสามขั้ว; เทอร์มินัลหลัก 1 (MT), เทอร์มินัลหลัก 2 (MT2) และประตู เทอร์มินัล MT1 และ MT2 เชื่อมต่อกับวงจรที่เราต้องการควบคุมและมีประตูสำหรับการกระตุ้นพัลส์ด้วยแรงดันไฟฟ้าบวกหรือแรงดันลบ เมื่อเทอร์มินัล MT2 อยู่ที่แรงดันไฟฟ้าบวกเมื่อเทียบกับเทอร์มินัล MT1 และเกทก็ถูกกระตุ้นด้วยเช่นกัน SCR-1 ของ TRIAC จะทริกเกอร์ เมื่อเทอร์มินัล MT1 อยู่ที่แรงดันไฟฟ้าบวกเมื่อเทียบกับเทอร์มินัล MT2 และเกทก็ถูกกระตุ้นด้วยเช่นกัน SCR-2 ของ TRIAC จะทริกเกอร์ TRIAC สามารถใช้สำหรับทั้งแหล่งที่มา AC และ DC แต่โดยทั่วไป TRIAC จะใช้ในแอปพลิเคชัน AC เช่นการควบคุมมอเตอร์การเปลี่ยนไฟ (อุตสาหกรรมและในประเทศ) ฯลฯ ตรวจสอบที่นี่สำหรับ Triac Dimmer Circuit

8) DIAC: DIAC- สวิตช์ไดโอด AC DIAC มีสองขั้ว สวิตช์นี้สามารถทำงานได้ทั้งสองทิศทาง สัญลักษณ์ของ DIAC ดังแสดงในรูป -12 DIAC ทำงานในสองภูมิภาค การปิดกั้นไปข้างหน้าหรือภูมิภาคการปิดกั้นย้อนกลับและภูมิภาคที่พังทลาย เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้น้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าหัก DIAC จะทำงานในการปิดกั้นไปข้างหน้าหรือบริเวณการปิดกั้นย้อนกลับ ในภูมิภาคนี้ DIAC ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ปิด เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้มากกว่าแรงดันไฟฟ้าแตกการพังทลายของหิมะถล่มจะเกิดขึ้นและ DIAC ทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิด DIAC ไม่สามารถสลับได้อย่างรวดเร็วสำหรับแอปพลิเคชันแรงดันไฟฟ้าต่ำและกระแสไฟฟ้าต่ำเมื่อเทียบกับ TRIAC และ SCR DIAC ใช้ในการลดแสงควบคุมมอเตอร์สากลและวงจรควบคุมความร้อน

9) ไทริสเตอร์ปิดประตู: GTO มีสามขั้ว; ประตูขั้วบวกและแคโทด ตามชื่ออุปกรณ์นี้สามารถปิดผ่านประตูเทอร์มินัล ในสัญลักษณ์ของ GTO ประกอบด้วยลูกศรสองลูกที่ขั้วประตูซึ่งแสดงการไหลแบบสองทิศทางของกระแสไฟฟ้าผ่านขั้วประตู อุปกรณ์นี้สามารถเปิดได้โดยใช้กระแสประตูบวกขนาดเล็กและปิดโดยพัลส์ลบจากขั้วเกต GTO ใช้ในอินเวอร์เตอร์ไดรฟ์ AC และ DC ฮีตเตอร์เหนี่ยวนำและ SVC (การชดเชย VAR แบบคงที่) GTO ไม่สามารถใช้ในการปิดโหลดอุปนัยโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจากวงจรดูแคลน