مدار ماتریس (Matrix Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)

انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :

مدار ماتریس (Matrix Circuit) :

مدار ماتریس (Matrix Circuit) در الکترونیک به دو مفهوم اصلی اشاره دارد: اول، یک ساختار سخت افزاری برای آدرس دهی و کنترل آرایه ای از المان ها (مانند LEDها، کلیدها، حافظه)، و دوم، یک نوع مبدل پیشرفته AC-AC به نام مبدل ماتریسی (Matrix Converter). در اینجا به هر دو اشاره می شود.

ماتریس LED یا ماتریس کلید: این یک روش سیم کشی برای کاهش تعداد پایه های مورد نیاز برای کنترل تعداد زیادی المان است. به عنوان مثال، برای کنترل یک صفحه نمایش LED با M سطر و N ستون، به جای اتصال جداگانه هر LED (که نیاز به M×N پایه دارد)، LEDها را در یک ماتریس سطر-ستون سازماندهی می کنند. برای روشن کردن یک LED خاص، سطر مربوطه را HIGH و ستون مربوطه را LOW می کنند. با اسکن سریع سطرها و ستون ها، می توان توهم روشن بودن همزمان همه LEDها را ایجاد کرد (مولتی پلکس کردن). این روش در صفحه کلیدهای ماتریسی و نمایشگرهای LED ماتریسی رایج است.

مبدل ماتریسی (Matrix Converter): یک مبدل پیشرفته AC-AC است که می تواند ولتاژ AC با دامنه و فرکانس متغیر را مستقیما از یک ولتاژ AC ورودی (با فرکانس و دامنه ثابت) تولید کند، بدون نیاز به لینک DC و خازن های حجیم. این مبدل از یک ماتریس از کلیدهای نیمه هادی دوجهته (Bidirectional Switches) تشکیل شده است که هر فاز ورودی را می تواند به هر فاز خروجی متصل کند. با کنترل دقیق این کلیدها با مدولاسیون عرض پالس (PWM)، می توان شکل موج خروجی دلخواه را سنتز کرد.

مزایا و معایب مبدل ماتریسی:

⭐ مزایا: قابلیت کنترل توان دوطرفه، عدم نیاز به لینک DC و خازن های الکترولیت (که عمر محدودی دارند)، چگالی توان بالا، قابلیت تولید ولتاژ خروجی با فرکانس بالاتر یا پایین تر از ورودی.

⭐ معایب: پیچیدگی بسیار بالای مدار قدرت و کنترل، نیاز به کلیدهای دوجهته با قابلیت سوئیچینگ سریع، نسبت ولتاژ خروجی به ورودی محدود.

کاربردها:

⭐ درایوهای موتور AC با کارایی بالا.

⭐ سیستم های قدرت قابل حمل و هوافضا (به دلیل حذف خازن های حجیم).

⭐ اتصال توربین های بادی با سرعت متغیر به شبکه.