Módszerek és áramkörök tirisztor vagy triac ellenőrzésére

A tirisztorokat széles körben használják félvezető eszközökben és átalakítókban. Különböző energiaforrásokat, frekvenciaváltókat, szabályozókat, szinkronmotorok gerjesztőberendezéseit és sok más eszközt építettek tirisztorokra, és az utóbbi időben ezeket tranzisztoros átalakítók váltják fel. A tirisztor fő feladata a terhelés bekapcsolása a vezérlőjel beadásakor. Ebben a cikkben megvizsgáljuk a tirisztorok és a triakok vezérlését.

meghatározás

A tirisztor (trinisztor) félvezető félvezérelt kulcs. Félvezérelt - ez azt jelenti, hogy csak a tirisztort lehet bekapcsolni, csak akkor kapcsol ki, amikor az áramkörben megszakad az áram, vagy ha fordított feszültséget adnak rá.

Csakúgy, mint egy dióda, csak egy irányban vezet áramot. Vagyis a két félhullám vezérléséhez az AC áramkörbe való beépítéshez két tirisztorra van szükség, mindegyikhez, bár nem mindig. A tirisztor a félvezető négy részéből áll (p-n-p-n).

Egy másik hasonló eszközt hívnak triac - kétirányú tirisztor. Fő különbsége az, hogy mindkét irányban képes áramot vezetni. Valójában két tirisztor, amelyek párhuzamosan vannak egymással összekötve.

Főbb jellemzők

Mint minden más elektronikus alkatrész, a tirisztorok számos jellemzővel rendelkeznek:

• Feszültségesés a maximális anódáramnál (VT vagy UОС).

• Előre zárt feszültség (VD (RM) vagy Ucc).

• Fordított feszültség (VR (PM) vagy Urev).

• Az előremenő áram (IT vagy Ipr) a maximális áram nyitott állapotban.

• A maximális megengedett előremenő áram (ITSM) a legnagyobb nyitott csúcsáram.

• Fordított áram (IR) - áram egy bizonyos fordított feszültségnél.

• Egyenáram zárt állapotban egy bizonyos előremenő feszültségnél (ID vagy ISc).

• Állandó indító vezérlőfeszültség (VGT vagy UU).

• Vezérlő áram (IGT).

• A maximális áramszabályozó elektróda IGM.

• A vezérlőelektródánál megengedett legnagyobb teljesítményveszteség (PG vagy Pу)

Működési elv

Amikor a tirisztorra feszültséget alkalmaznak, az nem vezet áramot. Kétféle módon lehet bekapcsolni - feszültséget kell az anód és a katód között nyitni ahhoz, hogy kinyíljon, akkor működése nem fog különbözni a dinisztoruktól.

Egy másik módszer egy rövid távú impulzus alkalmazása a vezérlőelektródra. A tirisztor nyitó árama 70-160 mA tartományban van, bár a gyakorlatban ez az érték, valamint a tirisztorhoz alkalmazandó feszültség függ a félvezető eszköz konkrét modelljétől és példájától, és még működési körülményeitől is, például a környezeti hőmérséklettől. környezetet.

A vezérlőáram mellett van egy olyan paraméter is, mint a tartóáram - ez a minimális anódáram, hogy a tirisztor nyitott állapotban maradjon.

A tirisztor kinyitása után a vezérlőjel kikapcsolható, a tirisztor mindaddig nyitva van, amíg egyenáram áramlik rajta és feszültség van érvényben. Vagyis egy változó áramkörben a tirisztor nyitva lesz abban a félhullámban, amelynek feszültsége előrehaladja a tiristort. Amikor a feszültség nullára emelkedik, az áram csökkenni fog. Amikor az áramkörben az áram a tirisztor tartóáramának alá csökken, akkor az bezáródik (kikapcsol).

A vezérlőfeszültség polaritásának egybeesnie kell az anód és a katód közötti feszültség polaritásával, amint az a fenti oszcillogramkon látható.

A triac irányítása hasonló, bár van néhány tulajdonsága. A triac szabályozására az AC áramkörben két vezérlőfeszültség impulzusra van szükség - a szinuszhullám mindegyik félhullámára.

Miután a szinuszos feszültség első félhullámában (feltételesen pozitív) vezérlőimpulzust adtunk, a triacon áthaladó áram a második félhullám elejéig áramlik, miután ez megszűnik, mint egy hagyományos tirisztor. Ezt követően újabb kontrollimpulzust kell alkalmaznia a triac megnyitásához a negatív félhullámon. Ezt világosan szemlélteti a következő hullámformák.

A vezérlőfeszültség polaritásának meg kell egyeznie az anód és a katód közötti alkalmazott feszültség polaritásával. Emiatt problémák merülnek fel a triakok digitális logikai áramkörökkel történő vezérlésekor vagy egy mikrokontroller kimenetein keresztül. De ezt könnyen meg lehet oldani egy triac illesztőprogram telepítésével, amelyről később beszélünk.

Közös tirisztor vagy triac szabályozó áramkörök

A leggyakoribb áramkör a triac vagy tirisztor szabályozó.

Itt megnyílik a tirisztor, miután elegendő mennyiség van a kondenzátoron ahhoz, hogy kinyissa. A nyitási nyomatékot potenciométer vagy változó ellenállás segítségével állíthatjuk be. Minél nagyobb az ellenállása, annál lassabb a kondenzátor töltése. Az R2 ellenállás korlátozza az áramot a vezérlőelektródán keresztül.

Ez a séma mindkét félidőszakot szabályozza, vagyis teljes energiaszabályozást kap szinte 0% -ról csaknem 100% -ra. Ezt a szabályozó beállításával sikerült elérni a dióda hídbanÍgy az egyik félhullám szabályozott.

Az alábbiakban egy egyszerűsített áramkört mutatunk be, itt csak az időszak felét szabályozzuk, a második félhullám változás nélkül halad át a VD1 diódán. A működés elve hasonló.

A triacvezérlő diódahíd nélkül lehetővé teszi két félhullám vezérlését.

A működés elve szerint szinte hasonló az előzőekhez, de mindkét félhullámot már a triac segítségével szabályozzuk. A különbség az, hogy itt a vezérlő impulzus kétirányú DB3 dinisztorral történik, miután a kondenzátort a kívánt feszültségre töltötték, általában 28-36 voltra. A töltési sebességet egy változó ellenállás vagy potenciométer is szabályozza. Ez a rendszer a legtöbb esetben megvalósult háztartási fényerőszabályzók.

Vajon:

Az ilyen feszültségszabályozó áramköröket SIFU-nak nevezzük - impulzus fázisvezérlő rendszer.

A fenti ábra azt mutatja be, hogy miként lehet egy triacot mikrokontroller segítségével irányítani egy példa segítségével népszerű Arduino platform. A triacmeghajtó optimistát és LED-et tartalmaz. Mivel egy optosimisztor van felszerelve a meghajtó kimeneti áramkörébe, a szükséges polaritás feszültsége mindig a vezérlőelektródra kerül, ám van néhány árnyalattal.

A helyzet az, hogy a feszültség beállításához triac vagy tirisztor segítségével vezérlőjelet kell adni egy adott időpontban, hogy a fázisvágás a kívánt értékre történjen. Ha véletlenszerűen vesz fel vezérlő impulzusokat, akkor az áramkör biztosan működni fog, de a beállítások nem fognak működni, ezért meg kell határoznia, hogy a félhullám mikor halad át nullán.

Mivel számunkra a félhullám polaritása nem számít, elegendő egyszerűen követni a nullán keresztüli átmenet pillanatát. Az áramkör egy ilyen csomópontját nulldetektornak vagy nulladetektornak nevezzük, és angol forrásokban „nulla keresztező detektor áramkörnek” vagy ZCD-nek nevezzük. Egy ilyen áramkör egyik változata, amelynek tranzisztor optocsatolóján nulla keresztező detektor található, a következő:

Számos optikai meghajtó létezik a triák vezérlésére, jellemzőek az MOC304x, MOC305x, MOC306X sorozat, amelyet a Motorola és mások gyártanak. Ezenkívül ezek a meghajtók galvanikus leválasztást biztosítanak, amely megvédi a mikrovezérlőt a félvezető kulcs meghibásodása esetén, ami teljesen lehetséges és valószínű. Emellett növeli a vezérlőáramkörökkel végzett munka biztonságát azáltal, hogy az áramkört teljesen felosztja „teljesítményre” és „működésre”.

következtetés

Elmondtuk az alapvető információkat a tirisztorokról és a triákokról, valamint azok irányításáról az áramkörökben egy "változtatással".Érdemes megjegyezni, hogy nem foglalkoztunk a zárható tirisztorok témájával, ha érdekli ez a kérdés - írj megjegyzéseket, és ezeket részletesebben megvizsgáljuk. A tirisztorok energia induktív áramkörökben való alkalmazásának és vezérlésének az árnyalatait sem vettük figyelembe. Az "állandó" vezérléséhez jobb tranzisztorokat használni, mert ebben az esetben úgy dönt, hogy mikor nyílik meg a kulcs, és mikor fog bezárni, és betartja a vezérlőjelet ...