Metoder og kretsløp for å kontrollere en tyristor eller triac

Tyristorer er mye brukt i halvlederenheter og omformere. Ulike kraftkilder, frekvensomformere, regulatorer, eksitasjonsenheter for synkronmotorer og mange andre enheter ble bygget på tyristorer, og nylig ble de erstattet av transistoromformere. Hovedoppgaven for tyristoren er å skru på lasten på det tidspunktet styresignalet brukes. I denne artikkelen skal vi se på hvordan du kontrollerer tyristorer og triaks.

definisjon

Thyristor (trinistor) er en halvkontrollert nøkkel. Halvkontrollert - det betyr at du bare kan slå på tyristoren, den slås bare av når strømmen i kretsen blir avbrutt eller hvis det blir påført en revers spenning på den.

Han, som en diode, leder strøm i bare en retning. Det vil si at for inkludering i vekselstrømskretsen for å kontrollere to halvbølger, er det behov for to tyristorer for hver, men ikke alltid. Tyristoren består av 4 områder av halvlederen (p-n-p-n).

En annen lignende enhet kalles triac - toveisk tyristor. Hovedforskjellen er at den kan lede strøm i begge retninger. Faktisk representerer det to tyristorer koblet parallelt med hverandre.

Viktige funksjoner

Som enhver annen elektronisk komponent har tyristorer en rekke egenskaper:

• Spenningsfall ved maksimal anodestrøm (VT eller UОС).

• Fremover lukket spenning (VD (RM) eller Ucc).

• Reverspenning (VR (PM) eller Urev).

• Fremadstrøm (IT eller Ipr) er den maksimale strømmen i åpen tilstand.

• Maksimal tillatt spenningsstrøm (ITSM) er den maksimale åpne spissstrømmen.

• Omvendt strøm (IR) - strøm ved en viss revers spenning.

• Likestrøm i en lukket tilstand ved en viss forspenning (ID eller ISc).

• Konstant utløserkontrollspenning (VGT eller UU).

• Kontrollstrøm (IGT).

• Maksimal strømstyringselektrode IGM.

• Maksimal tillatt effektdissipasjon ved kontrollelektroden (PG eller Pу)

Arbeidsprinsipp

Når spenning tilføres tyristoren, leder den ikke strøm. Det er to måter å slå den på på - bruk spenning mellom anoden og katoden nok til å åpne, da vil ikke dens drift avvike fra dinistor.

En annen måte er å påføre en kortsiktig puls på kontrollelektroden. Tyristors åpningsstrøm er i området 70-160 mA, selv om denne verdien i praksis, så vel som spenningen som må tilføres tyristoren, avhenger av den spesielle modellen og forekomsten av halvlederanordningen og til og med av forholdene der den fungerer, som for eksempel omgivelsestemperatur miljø.

I tillegg til kontrollstrømmen er det en slik parameter som holdestrøm - dette er den minste anodestrøm for å holde tyristoren i åpen tilstand.

Etter åpning av tyristoren kan styresignalet slås av, tyristoren vil være åpen så lenge likestrøm strømmer gjennom den og spenning tilføres. Det vil si at i en variabel krets vil tyristoren være åpen i løpet av halvbølgen, hvis spenning forspier tyristoren i retning fremover. Når spenningen haster til null, vil strømmen avta. Når strømmen i kretsen synker under holdestrømmen til tyristoren, lukkes den (slås av).

Polariteten til styringsspenningen må sammenfalle med polariteten til spenningen mellom anoden og katoden, som du kan se i oscillogrammene ovenfor.

Kontrollen av triac er lik, selv om den har noen funksjoner. For å kontrollere en triac i en vekselstrømskrets er det behov for to pulser med kontrollspenning - for hver halvbølge av sinusbølgen.

Etter å ha påført en kontrollpuls i den første halvbølgen (betinget positiv) av en sinusformet spenning, vil strømmen gjennom triacen strømme til begynnelsen av den andre halvbølgen, hvoretter den vil lukke, som en konvensjonell tyristor. Etter dette må du bruke en annen kontrollimpuls for å åpne triacen på den negative halvbølgen. Dette er tydelig illustrert i de følgende bølgeformene.

Polariteten til styringsspenningen må tilsvare polariteten til den påførte spenningen mellom anoden og katoden. På grunn av dette oppstår problemer når du kontrollerer triac ved bruk av digitale logiske kretser eller fra utgangene til en mikrokontroller. Men dette løses enkelt ved å installere en triac-driver, som vi vil snakke om senere.

Vanlige tyristor- eller triac-kontrollkretser

Den vanligste kretsen er en triac- eller tyristorregulator.

Her åpnes tyristoren etter at det er en tilstrekkelig mengde på kondensatoren til å åpne den. Åpningsmomentet justeres ved hjelp av et potensiometer eller en variabel motstand. Jo større motstand, jo langsommere kondensatoren lader. Motstand R2 begrenser strømmen gjennom kontrollelektroden.

Denne ordningen regulerer begge halvperioder, det vil si at du får full effektkontroll fra nesten 0% til nesten 100%. Dette ble oppnådd ved å stille regulatoren i diodebroenDermed er en av halvbølgene regulert.

En forenklet krets er vist nedenfor, bare halvparten av perioden er regulert her, den andre halvbølgen passerer uten endring gjennom dioden VD1. Prinsippet om drift er likt.

Triac-kontroller uten diodebro lar deg styre to halvbølger.

I henhold til operasjonsprinsippet er det nesten likt de forrige, men begge halvbølgene er allerede regulert ved hjelp av triac. Forskjellene er at her styres pulsen ved bruk av den toveis DB3-dynistor, etter at kondensatoren er ladet til ønsket spenning, vanligvis 28-36 volt. Ladehastigheten reguleres også av en variabel motstand eller potensiometer. Denne ordningen er implementert i de fleste husholdningsdimmere.

Jeg lurer på:

Slike spenningskontrollkretser kalles SIFU - et pulsfasekontrollsystem.

Figuren over viser muligheten til å kontrollere en triac ved hjelp av en mikrokontroller, ved å bruke et eksempel populær Arduino-plattform. Triac-driveren består av en optosimistor og en LED. Siden en optosymistor er installert i driverens utgangskrets, tilføres alltid en spenning med den nødvendige polariteten på kontrollelektroden, men det er noen nyanser her.

Faktum er at for å justere spenningen ved hjelp av en triac eller tyristor, er det nødvendig å påføre et styresignal på et bestemt tidspunkt, slik at fasesnittet skjer til ønsket verdi. Hvis du tilfeldig skyter kontrollpulser, vil kretsen absolutt fungere, men justeringene vil ikke fungere, så du må bestemme når halvbølgen går gjennom null.

Siden halvbølgen ikke spiller noen rolle for øyeblikket for oss, er det nok å bare spore øyeblikket med overgang gjennom null. En slik knutepunkt i kretsen kalles en nulldetektor eller en nulldetektor, og på engelske kilder kalles den "zero Crossing Detector Circuit" eller ZCD. En variant av en slik krets med en detektor for kryssing av null på en transistor optokoppler er som følger:

Det er mange optiske drivere for å kontrollere triac, de typiske er MOC304x, MOC305x, MOC306X linjen produsert av Motorola og andre. Dessuten gir disse driverne galvanisk isolasjon, som vil beskytte mikrokontrolleren din i tilfelle en sammenbrudd av halvledernøkkelen, noe som er ganske mulig og sannsynlig. Det vil også øke sikkerheten ved å jobbe med kontrollkretser ved å dele kretsen fullstendig i “strøm” og “drift”.

konklusjon

Vi fortalte den grunnleggende informasjonen om tyristorer og triakere, samt deres ledelse i kretsløp med en "endring".Det er verdt å merke seg at vi ikke tok opp temaet låsbare tyristorer, hvis du er interessert i dette problemet - skriv kommentarer, så vil vi vurdere dem mer detaljert. Nyhetene ved bruk og kontroll av tyristorer i kraftinduktive kretser ble heller ikke vurdert. Det er bedre å bruke transistorer for å kontrollere “konstanten”, for i dette tilfellet bestemmer du når nøkkelen skal åpne, og når den skal lukkes, og adlyder kontrollsignalet ...

Comments

[#1 Ivan]

Nyttig artikkel, takk!

[#2 Ruslan]

Riktig skrevet, forståelig. Respekt!