اشنایی با انواع کلید

ای برقی به معرفی و اشنایی با انواع کلید در این مقاله میپردازد .

کلیدهای برق در کاربردهای مختلف خانگی، صنعتی، نظامی و غیره به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در بعضی موارد که از کلیدزنی چندراهه استفاده می‌شود

(مانند سیم‌کشی ساختمان)، دو یا چند کلید به هم متصل می‌شوند تا بتوان بار را از بیش از یک مکان کنترل کرد.

کلیدها در دو نوع مکانیکی یا الکترونیکی موجود هستند و شاید مهم‌ترین و ملموس‌ترین کاربرد آن‌ها در روشنایی باشد.

انواع کلید برق مکانیکی با جابه‌جایی، فشار دادن، رها کردن یا اتصال کنتاکت‌ها فعال می‌شوند.

کلیدهای الکترونیکی برای کنترل مدار نیازی به تماس فیزیکی ندارند.

این نوع کلیدها با عمل نیمه‌هادی تشکیل‌دهنده آن‌ها فعال می‌شوند.

کلید های برق مکانیکی

نوع مکانیکی را میتوان بر اساس عوامل مختلفی  از جمله روش تحریک (کلید های دستی ، محدود ، فرایندی) تعداد کنتاکت ها

“کلید تک کنتاکت و جند کنتاکت” ، تعداد پل ها و راه ها (spdt . dpdt . spst و غیره)، نوع عملکرد و ساختار

(دکمه‌ای، اهرمی، گردان، جوی‌استیک و غیره)، وضعیت (کلیدهای لحظه‌ای و قفل‌شونده) و غیره دسته‌بندی کرد.

شکل زیر، دسته‌های انواع کلید برق مکانیکی را نشان می‌دهد.

بر اساس تعداد پل‌ها و راه‌ها، کلیدها به انواعی تقسیم می‌شوند که در ادامه آن‌ها را معرفی می‌کنیم.

«پل» یا «قطب» (Pole) نشان دهنده تعداد مدارهای قدرت جدا است که می‌تواند توسط کلید سوئیچ شود.

اغلب کلیدهای طراحی شده دارای یک، دو یا سه پل هستند و به ترتیب، تک پل، دو پل و سه پل نامیده می‌شوند.

تعداد «راه‌ها» یا «مسیرها» (Throws) نشان دهنده تعداد حالاتی است

که جریان می‌تواند از طریق سوئیچ عبور کند. بیشتر کلیدها به گونه‌ای طراحی شده‌اند

که دارای یک یا دو راه باشند و به ترتیب به عنوان کلیدهای یک راهه و دو راهه شناخته می‌شوند.

کلید یک راهه تک پل (SPST)

این کلید یک کلید پایه قطع (OFF) و وصل (ON) است که از یک کنتاکت ورودی و یک کنتاکت خروجی تشکیل شده است.

کلید SPST می‌تواند قطع و وصل یک مدار تکی را انجام دهد و

آن را خاموش و روشن کند. کنتاکت‌های SPST می‌توانند به یکی از دو صورت

«در حالت عادی باز» (Normally Open) یا NO و «در حالت عادی بسته» (Normally Closed) یا NC باشند.

کلید دو راهه تک پل (SPDT)

این کلید سه ترمینال دارد: یک کنتاکت ورودی و دو کنتاکت خروجی.

این بدان معناست که این کلید از از دو وضعیت ON و یک وضعیت OFF تشکیل شده است.

در بیشتر مدارها، از این انواع کلید برق برای تغییر جهت اتصال ورودی بین دو گزینه خروجی استفاده می‌شود.

کنتاکتی که به طور پیش‌فرض به ورودی متصل می‌شود،

NC و کنتاکتی که در حین عملکرد ON متصل می‌شود، یک کنتاکت NO است.

کلید تک راهه دو پل (DPST)

کلید DPST یکی از انواع کلید برق است که از چهار ترمینال، شامل دو کنتاکت ورودی و دو کنتاکت

خروجی تشکیل شده است.

کلید DPST مانند مجموعه دو کلید SPST جداگانه رفتار می‌کند که همزمان عمل قطع یا وصل را انجام می‌دهند.

این کلید فقط یک وضعیت ON دارد، اما می‌تواند دو کنتاکت را همزمان فعال کند،

به طوری که هر کنتاکت ورودی به کنتاکت خروجی مربوطه متصل می‌شود.

در حالت OFF هر دو کلید باز هستند.

از این نوع کلیدها برای کنترل همزمان دو مدار مختلف استفاده می‌شود. پیکربندی کنتاکت‌ها می‌تواند NO یا NC باشد.

کلید دکمه فشاری

کلید «دکمه فشاری» یا «پوش باتون» (Push Button Switch)‌ یک کلید تماس لحظه‌ای است که

وقتی فشار داده شود، اتصال را قطع یا وصل می‌کند و تا زمانی که این فشار ادامه داشته باشد، این قطعی و وصلی ادامه پیدا می‌کند.

معمولاً این فشار توسط کاربر و با انگشت بر دکمه اعمال می‌شود.

با برداشتن فشار، دکمه به موقعیت عادی خود را باز می‌گردد. ساز و کار فنر داخلی این دو وضعیت

(فشردن و آزاد کردن) را ممکن می‌کند. پوش باتون شامل کنتاکت‌های ثابت و متحرک است

که کنتاکت‌های ثابت به صورت سری در مدار مورد نظر متصل می‌شوند،

در حالی که کنتاکت‌های متحرک به دکمه فشاری متصل هستند.

انواع کلید برق الکترونیکی

از این انواع کلید برق معمولاً به عنوان کلیدهای حالت جامد یاد می‌شود،

زیرا هیچ قسمت متحرک فیزیکی ندارند و از این رو فاقد تماس فیزیکی هستند.

بیشتر وسایل، مانند درایو موتور و تجهیزات HVAC توسط سوئیچ‌های نیمه‌هادی کنترل می‌شوند.

انواع مختلفی از سوئیچ حالت جامد با اندازه‌ها و مقادیر نامی مختلف موجود است.

برخی از این کلیدهای حالت جامد ترانزیستور، ترایاک، ماسفت، تریستور، آی‌جی‌بی‌تی و… هستند.

ترانزیستور دو قطبی

یک ترانزیستور، مشابه یک کلید معمولی، یا اجازه عبور جریان را می‌دهد یا جریان را مسدود می‌کند.

در مدارهای سوئیچینگ، ترانزیستور در حالت قطع برای OFF یا مسدود کردن جریان

و در حالت اشباع برای وضعیت ON کار می‌کند. ناحیه فعال ترانزیستور برای کلیدزنی استفاده نمی‌شود.

دیود قدرت

یک دیود می تواند عمل سوئیچینگ را بین حالت‌های امپدانس بالا و پایین خود انجام دهد.

برای ساخت دیودها از مواد نیمه‌رسانا مانند سیلیکون و ژرمانیوم استفاده می‌شود.

دیودهای قدرت معمولاً از سیلیکون ساخته می‌شوند تا دستگاه در جریان‌های بالاتر و دمای پیوند بالاتر کار کند.

این سوئیچ‌ها با اتصال مواد نیمه‌هادی نوع p و n به یکدیگر برای تشکیل پیوند PN ساخته می‌شوند. دیود قدرت دو ترمینال (آند و کاتد) دارد.

ماسفت

ترانزیستور اثر میدان با گیت ایزوله شده (ماسفت) یک قطعه سوئیچینگ تک قطبی و فرکانس بالا است.

از این سوئیچ معمولاً در مدارهای سوئیچنگ الکترونیک قدرت استفاده می‌شود.

ماسفت دارای سه ترمینال است که عبارت‌اند از درین (خروجی)، سورس (مشترک) و گیت (ورودی).

ماسفت قطعه‌ای کنترل شده با ولتاژ است، به عنوان مثال، با کنترل ولتاژ ورودی (گیت به سورس)،

مقاومت بین درین و سورس کنترل می‌شود که وضعیت ON و OFF قطعه را تعیین می‌کند.