Методе и склопови за контролу тиристора или тријаца

Тиристори се широко користе у полуводичким уређајима и претварачима. На тиристорима су уграђени различити извори напајања, фреквентни претварачи, регулатори, уређаји за побуђивање за синхроне моторе и многи други уређаји, а недавно их замењују транзисторски претварачи. Главни задатак тиристора је да укључи оптерећење у тренутку када се управљачки сигнал примењује. У овом ћемо чланку погледати како управљати тиристорима и тријацима.

Дефиниција

Тиристор (тринистор) је полуводички полуконтролирани кључ. Полу-контролисано значи да тиристор можете укључити само он се искључује само када је струја у кругу прекинута или ако се на њега примени обрнути напон.

И он попут диоде води струју само у једном правцу. Односно, за укључивање у АЦ круг за контролу два полу-таласа потребна су два тиристора, за сваки, мада не увек. Тиристор се састоји од 4 подручја полуводича (п-н-п-н).

Зове се још један сличан уређај триац - двосмерни тиристор. Његова главна разлика је што може да проводи струју у оба смера. У ствари, она представљају два тиристора повезана паралелно један према другом.

Кључне карактеристике

Као и било која друга електронска компонента, тиристори имају низ карактеристика:

• Пад напона при максималној анодној струји (ВТ или УОС).

• Напријед затворени напон (ВД (РМ) или Уцц).

• Обрнути напон (ВР (ПМ) или Урев).

• Напредна струја (ИТ или Ипр) је максимална струја у отвореном стању.

• Максимална дозвољена напредна струја (ИТСМ) је максимална отворена вршна струја.

• Реверзна струја (ИР) - струја на одређеном повратном напону.

• Директна струја у затвореном стању код одређеног напона напона (ИД или ИСц).

• Константни управљачки напон окидача (ВГТ или УУ).

• Контролна струја (ИГТ).

• Максимална струја за регулацију струје ИГМ.

• Максимално дозвољено расипање снаге на управљачкој електроди (ПГ или Пу)

Принцип рада

Када се напон прими на тиристор, он не води струју. Постоје два начина да се укључи - примените напон између аноде и катоде довољно да се отвори, тада се његов рад неће разликовати од динисторског.

Други начин је примјена краткорочног импулса на контролну електроду. Струја отварања тиристора налази се у распону од 70-160 мА, мада у пракси та вредност, као и напон који треба да се примени на тиристор, зависе од одређеног модела и примене полуводичког уређаја, па чак и од услова у којима он делује, као што је, на пример, температура околине. Среда.

Поред контролне струје постоји и такав параметар као што је струја задржавања - ово је минимална анодна струја за одржавање тиристора у отвореном стању.

Након отварања тиристора, контролни сигнал се може искључити, тиристор ће бити отворен све док једносмерна струја струји кроз њега и применити напон. То јест, у променљивом кругу, тиристор ће бити отворен током тог полу-таласа, чији напон смешта тиристор у смеру напред. Када напон појури на нулу, струја ће се смањивати. Када струја у кругу падне испод струје задржавања у тиристору, затвориће се (искључити).

Поларитет контролног напона мора се подударати с поларитетом напона између аноде и катоде, као што можете видјети на осцилограмима горе.

Контрола тријаца је слична, иако има неке карактеристике. За контролу тријаца у наизменичном кругу потребна су два импулса контролног напона - за сваки пола таласа синусног таласа.

Након примене контролног импулса у првом полу-таласу (условно позитивно) синусоидног напона, струја кроз триац ће тећи до почетка другог полу-таласа, након чега ће се затворити, као уобичајени тиристор. Након тога, морате да примените још један контролни импулс да бисте отворили триац на негативном полу-таласу. То је јасно приказано у следећим таласним облицима.

Поларитет управљачког напона мора одговарати поларитету примењеног напона између аноде и катоде. Због тога настају проблеми при контроли триака помоћу дигиталних логичких кола или из излаза микроконтролера. Али то се лако решава инсталирањем триац драјвера, о чему ћемо говорити касније.

Уобичајени тиристорски или тројасни управљачки кругови

Најчешћи круг је тријачни или тиристорски регулатор.

Овде се тиристор отвара након што на кондензатору постоји довољна количина да се отвори. Момент отварања се подешава помоћу потенциометра или променљивог отпора. Што је већи његов отпор, спорије се напуни кондензатор. Отпорник Р2 ограничава струју кроз контролну електроду.

Ова шема регулише оба полу периода, односно добијате потпуну контролу снаге од скоро 0% до готово 100%. То је постигнуто постављањем регулатора на диодном мостуТако се регулише један од пола таласа.

У наставку је приказан поједностављени круг, само половина периода је овде регулисана, други пола таласа пролази без промене кроз диоду ВД1. Принцип рада је сличан.

Триац регулатор без диодног моста омогућава вам управљање два пола таласа.

Према принципу рада, скоро је сличан претходним, али оба полу таласа су већ регулисана помоћу тријаца. Разлике су у томе што се овде контролни импулс користи двосмерним ДБ3 динистором, након што се кондензатор напуни до жељеног напона, обично 28-36 Волта. Брзина пуњења се такође регулише променљивим отпорником или потенциометром. Ова шема се имплементира у већини затамнивачи за домаћинство.

Занимљиво:

Такви управљачки кругови напона називају се СИФУ - систем за контролу фазе импулса.

На слици изнад приказана је опција управљања триац-ом помоћу микроконтролера, користећи пример популарна Ардуино платформа. Триац драјвер се састоји од оптосимистора и ЛЕД. Пошто је оптосимистор уграђен у излазни круг покретача, напон потребне поларности увек се примењује на управљачку електроду, али овде постоје неке нијансе.

Чињеница је да је за подешавање напона уз помоћ тријаца или тиристора неопходно применити контролни сигнал у одређеном тренутку, тако да фазни прекид дође до жељене вредности. Ако насумично упућујете контролне импулсе, круг ће сигурно радити, али подешавања неће радити, тако да морате одредити када пола таласа прође кроз нулу.

Пошто за нас поларитет полу-таласа тренутно није важан, довољно је да једноставно пратимо тренутак преласка кроз нулу. Такав чвор у кругу назива се нулт детектор или нулто детектор, а у енглеским изворима се назива „нулте прелазно детекторско коло“ или ЗЦД. Варијанта таквог кола са нултим детектором крижања на транзисторском оптопару је следећа:

Постоји много оптичких покретача за контролу тријака, типични су МОЦ304к, МОЦ305к, МОЦ306Кс линија, произвела их Моторола и други. Штавише, ови покретачи обезбеђују галванску изолацију, која ће заштитити ваш микроконтролер у случају квара полуводичког кључа, што је сасвим могуће и вероватно. Такође ће повећати сигурност рада са управљачким круговима потпуном дељењем круга на „напајање“ и „радни“.

Закључак

Рекли смо основне информације о тиристорима и тријацима, као и њиховом управљању у круговима са "променом".Вриједно је напоменути да се нисмо бавили темом тиристора који се могу закључати, ако сте заинтересовани за ово питање - напишите коментаре и ми ћемо их детаљније размотрити. Такође, нису узете у обзир нијансе употребе и управљања тиристора у индуктивним струјним круговима. Боље је користити транзисторе за контролу "константе", јер у том случају ви одлучујете када ће се кључ отворити, а када се затворити, придржавајући се контролног сигнала ...