Tristör veya triyak kontrol yöntemleri ve devreleri

Tristörler, yarı iletken cihazlarda ve dönüştürücülerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Tristörler üzerine çeşitli güç kaynakları, frekans dönüştürücüler, regülatörler, senkron motorlar ve diğer birçok cihaz için uyarma cihazları inşa edildi ve son zamanlarda bunların yerini transistör dönüştürücüler aldı. Tristörün ana görevi, kontrol sinyali uygulandığında yükü açmaktır. Bu yazıda tristörleri ve triyakları nasıl kontrol edeceğimize bakacağız.

tanım

Tristör (trinistor) yarı iletken yarı kontrollü bir anahtardır. Yarı kontrollü - bu sadece tristörü açabileceğiniz anlamına gelir, sadece devredeki akım kesildiğinde veya ters voltaj uygulandığında kapanır.

Bir diyot gibi, akımı sadece bir yönde iletir. Yani, iki yarım dalgayı kontrol etmek için AC devresine dahil etmek için, her zaman olmasa da, her biri olmak üzere iki tristör gereklidir. Tristör 4 yarı iletken alandan oluşur (p-n-p-n).

Başka bir benzer cihaza triyak - çift yönlü tristör. Temel farkı, akımı her iki yönde de iletebilmesidir. Aslında, birbirine paralel bağlanmış iki tristörü temsil eder.

Temel Özellikler

Diğer tüm elektronik bileşenler gibi, tristörler de bir takım özelliklere sahiptir:

• Maksimum anot akımında voltaj düşüşü (VT veya UОС).

• İleri kapalı voltaj (VD (RM) veya Ucc).

• Ters voltaj (VR (PM) veya Urev).

• İleri akım (IT veya Ipr) açık durumdaki maksimum akımdır.

• İzin Verilen Maksimum İleri Akım (ITSM), açık durumdaki maksimum tepe akımıdır.

• Ters akım (IR) - belirli bir ters voltajda akım.

• Belirli bir ileri voltajda (ID veya ISc) kapalı durumda doğru akım.

• Sabit tetik kontrol voltajı (VGT veya UU).

• Kontrol Akımı (IGT).

• Maksimum akım kontrol elektrodu IGM.

• Kontrol elektrodunda izin verilen maksimum güç kaybı (PG veya Pу)

Çalışma prensibi

Tristöre voltaj uygulandığında, akım iletmez. Açmanın iki yolu vardır - anot ve katot arasında açılacak kadar voltaj uygulayın, o zaman çalışması dinistörden farklı olmayacaktır.

Başka bir yol, kontrol elektroduna kısa süreli bir darbe uygulamaktır. Tristör açma akımı 70-160 mA aralığındadır, ancak pratikte bu değer ve tristöre uygulanması gereken voltaj, yarı iletken cihazın spesifik modeline ve örneğine ve hatta örneğin ortam sıcaklığı gibi çalıştığı koşullara bağlıdır. ortamı.

Kontrol akımına ek olarak, tutma akımı gibi bir parametre vardır - bu, tristörü açık durumda tutmak için minimum anot akımıdır.

Tristörü açtıktan sonra kontrol sinyali kapatılabilir, tristör içinden doğru akım geçtiği ve voltaj uygulandığı sürece açılacaktır. Yani, değişken bir devrede, tristör, voltajı tristörü ileri yönde saptıran bu yarım dalga sırasında açık olacaktır. Voltaj sıfıra aktığında, akım azalacaktır. Devredeki akım tristörün tutma akımının altına düştüğünde kapanır (kapanır).

Kontrol voltajının polaritesi, yukarıdaki osilogramlarda görebileceğiniz gibi, anot ve katot arasındaki voltajın polaritesi ile çakışmalıdır.

Triyakın kontrolü, bazı özelliklere sahip olmasına rağmen benzerdir. Bir AC devresindeki bir triyakın kontrol edilmesi için, bir sinüs dalgasının her bir yarım dalgası için iki kontrol voltajı darbesi gereklidir.

Sinüzoidal voltajın ilk yarım dalgasına (şartlı olarak pozitif) bir kontrol darbesi uygulandıktan sonra, triyaktan geçen akım, ikinci yarım dalganın başlangıcına kadar akacaktır, daha sonra geleneksel bir tristör gibi kapanacaktır. Bundan sonra, triyakı negatif yarım dalga üzerinde açmak için başka bir kontrol impulsu uygulamanız gerekir. Bu, aşağıdaki dalga formlarında açıkça gösterilmiştir.

Kontrol voltajının polaritesi, anot ile katot arasındaki uygulanan voltajın polaritesine karşılık gelmelidir. Bu nedenle, dijital mantık devreleri kullanarak veya bir mikro denetleyicinin çıkışlarından triyaklar kontrol edilirken sorunlar ortaya çıkar. Ancak bu, daha sonra konuşacağımız bir triyak sürücüsü kurarak kolayca çözülebilir.

Ortak tristör veya triyak kontrol devreleri

En yaygın devre bir triyak veya tristör regülatörüdür.

Burada, tristör kapasitör üzerinde açmak için yeterli miktarda olduktan sonra açılır. Açılma momenti, bir potansiyometre veya değişken bir direnç kullanılarak ayarlanır. Direnci ne kadar büyük olursa, kapasitör o kadar yavaş şarj olur. Direnç R2 akımı kontrol elektrotundan sınırlar.

Bu şema her iki yarı dönemi de düzenler, yani neredeyse% 0'dan neredeyse% 100'e kadar tam güç kontrolü elde edersiniz. Bu, regülatör ayarlanarak elde edildi. diyot köprüsündeBöylece, yarım dalgalardan biri düzenlenir.

Basitleştirilmiş bir devre aşağıda gösterilmiştir, burada sürenin sadece yarısı düzenlenir, ikinci yarım dalga VD1 diyotundan değişmeden geçer. Çalışma prensibi benzerdir.

Diyot köprüsü olmayan triyak kontrolörü iki yarım dalgayı kontrol etmenizi sağlar.

Çalışma prensibi ile, neredeyse öncekilere benzer, ancak her iki yarım dalga zaten triyakın yardımıyla düzenlenir. Farklılıklar, burada kontrol darbesinin, kapasitör istenen 28-36 Volt olmak üzere istenen voltaja yüklendikten sonra iki yönlü bir DB3 dinistor kullanılarak beslenmesidir. Şarj hızı ayrıca değişken bir direnç veya potansiyometre ile düzenlenir. Bu şema çoğu ev dimmerleri.

Ben merak:

Bu voltaj kontrol devrelerine SIFU - bir darbe fazı kontrol sistemi denir.

Yukarıdaki şekil, bir örnek kullanarak mikrodenetleyici kullanarak triyak kontrol etme seçeneğini göstermektedir popüler Arduino platformu. Triyak sürücüsü bir optosimistör ve bir LED'den oluşur. Sürücü çıkış devresine bir optosimistor monte edildiğinden, gerekli polaritenin voltajı her zaman kontrol elektroduna uygulanır, ancak burada bazı nüanslar vardır.

Gerçek şu ki, bir triyak veya tristör yardımıyla voltajı ayarlamak için, belirli bir zamanda bir kontrol sinyali uygulamak gerekir, böylece faz kesimi istenen değere ulaşır. Kontrol darbelerini rastgele vurursanız, devre kesinlikle çalışır, ancak ayarlamalar çalışmaz, bu nedenle yarım dalganın sıfırdan ne zaman geçtiğini belirlemeniz gerekir.

Bizim için yarım dalganın polaritesi şu anda önemli olmadığından, sıfırdan geçiş anını izlemek yeterlidir. Devredeki böyle bir düğüme sıfır dedektörü veya sıfır dedektörü denir ve İngilizce kaynaklarda buna “sıfır geçiş dedektörü devresi” veya ZCD denir. Bir transistör optokuplöründe sıfır geçiş dedektörü olan böyle bir devrenin bir varyantı aşağıdaki gibidir:

Triyakları kontrol etmek için birçok optik sürücü vardır, tipik olanlar Motorola ve diğerleri tarafından üretilen MOC304x, MOC305x, MOC306X hattıdır. Dahası, bu sürücüler, yarı iletken anahtarın bozulması durumunda mikrodenetleyicinizi koruyacak galvanik izolasyon sağlar, bu da oldukça olası ve olasıdır. Ayrıca devreyi tamamen “güç” ve “operasyonel” olarak bölerek kontrol devreleriyle çalışma güvenliğini artıracaktır.

Sonuç

Tristörler ve triyaklar ile bunların "değişim" olan devrelerde yönetimi hakkında temel bilgiler verdik.Bu konuyla ilgileniyorsanız, kilitlenebilir tristörler konusuna değinmediğimizi belirtmek gerekir - yorumlar yazın ve bunları daha ayrıntılı olarak ele alacağız. Ayrıca, güç endüktif devrelerinde tristörlerin kullanım ve kontrol nüansları dikkate alınmamıştır. “Sabit” i kontrol etmek için transistör kullanmak daha iyidir, çünkü bu durumda anahtarın ne zaman açılacağına ve ne zaman kapanacağına karar verirseniz kontrol sinyaline uyun ...

Comments

[#1 Ivan]

Yararlı makale, teşekkürler!

[#2 Ruslan]

Düzgün yazılmış, anlaşılır biçimde. Saygı!