Tiristoriaus ar triaco valdymo metodai ir grandinės

Tiristoriai yra plačiai naudojami puslaidininkiniuose įtaisuose ir keitikliuose. Į tiristorius buvo pastatyti įvairūs energijos šaltiniai, dažnio keitikliai, reguliatoriai, sinchroninių variklių sužadinimo įtaisai ir daugybė kitų prietaisų, o pastaruoju metu juos keičia tranzistorių keitikliai. Pagrindinė tiristoriaus užduotis yra įjungti apkrovą tuo metu, kai įjungiamas valdymo signalas. Šiame straipsnyje apžvelgsime, kaip valdyti tiristorius ir triakus.

Apibrėžimas

Tiristorius (trinistorius) yra puslaidininkinis pusiau valdomas raktas. Pusiau kontroliuojamas - reiškia, kad jūs galite įjungti tik tiristorių, jis išsijungia tik tada, kai nutrūksta srovė grandinėje arba jei jam taikoma atvirkštinė įtampa.

Jis, kaip diodas, veda srovę tik viena kryptimi. T. y., Norint įtraukti į kintamosios srovės grandinę, kad būtų galima valdyti dvi pusės bangas, reikia dviejų tiristorių, kiekvienam iš jų, nors ne visada. Tiristorių sudaro 4 puslaidininkio plotai (p-n-p-n).

Kitas panašus įrenginys vadinamas triakas - dvikryptis tiristorius. Pagrindinis skirtumas yra tas, kad jis gali srovę nukreipti abiem kryptimis. Tiesą sakant, tai yra du tiristoriai, sujungti lygiagrečiai vienas kito atžvilgiu.

Pagrindinės savybės

Tiristoriai, kaip ir bet kuris kitas elektroninis komponentas, turi keletą savybių:

• Įtampos kritimas esant didžiausiai anodo srovei (VT arba UОС).

• Į priekį uždara įtampa (VD (RM) arba Ucc).

• Atbulinės eigos įtampa (VR (PM) arba Urev).

• Į priekį nukreipta srovė (IT arba Ipr) yra didžiausia srovė, veikianti atviroje būsenoje.

• Maksimali leistina priekinė srovė (ITSM) yra didžiausia atviroji didžiausia srovė.

• Atvirkštinė srovė (IR) - srovė esant tam tikrai atvirkščiai įtampai.

• Tiesioginė srovė uždaroje būsenoje esant tam tikrai įėjimo įtampai (ID arba ISc).

• Pastovi trigerio valdymo įtampa (VGT arba UU).

• Valdymo srovė (IGT).

• Maksimalus srovės valdymo elektrodas IGM.

• Didžiausias leistinas galios išsisklaidymas valdant elektrodą (PG arba Pу)

Darbo principas

Kai tiristoriui taikoma įtampa, jis neveikia srovės. Yra du būdai, kaip jį įjungti - uždėkite įtampą tarp anodo ir katodo, kad jis būtų pakankamai atidarytas, tada jo veikimas nesiskirs nuo dinistoriaus.

Kitas būdas yra pritaikyti trumpalaikį impulsą prie valdymo elektrodo. Tiristoriaus atidarymo srovė yra 70–160 mA diapazone, nors praktikoje ši vertė, taip pat ir įtampa, kuri turi būti taikoma tiristoriui, priklauso nuo konkretaus puslaidininkinio įtaiso modelio ir pavyzdžio ir net nuo jo veikimo sąlygų, pavyzdžiui, pavyzdžiui, aplinkos temperatūros. Trečiadienis.

Be valdymo srovės, yra toks parametras kaip laikanti srovė - tai yra mažiausia anodo srovė, norint išlaikyti tiristorių atviroje būsenoje.

Atidarius tiristorių, valdymo signalą galima išjungti, tiristorius bus atidarytas tol, kol per jį teka nuolatinė srovė ir bus įtampa. Tai yra, esant kintamai grandinei, tiristorius bus atidarytas per tą pusę bangos, kurios įtampa nukreipia tiristorių į priekį. Kai įtampa pakyla iki nulio, srovė sumažės. Kai srovė grandinėje nukris žemiau tiristoriaus laikomosios srovės, ji užsidarys (išsijungs).

Kaip matote aukščiau pateiktose oscilogramose, valdymo įtampos poliškumas turi sutapti su įtampos tarp anodo ir katodo poliškumu.

Triac kontrolė yra panaši, nors ji turi keletą savybių. Norint valdyti triakį kintamos srovės grandinėje, reikalingi du valdymo įtampos impulsai - atitinkamai kiekvienai sinuso bangos pusei.

Pritaikius kontrolinį impulsą pirmoje sinusoidinės įtampos pusės bangoje (sąlygiškai teigiama), srovė per triacą tekės iki antrosios pusės bangos pradžios, po kurios ji užsidarys, kaip ir įprastas tiristorius. Po to, norėdami atidaryti triaką ant neigiamos pusės bangos, turite pritaikyti dar vieną kontrolės impulsą. Tai aiškiai parodyta šiose bangų formose.

Valdymo įtampos poliškumas turi atitikti taikytos įtampos tarp anodo ir katodo poliškumą. Dėl šios priežasties kyla problemų kontroliuojant triakus naudojant skaitmenines logines grandines arba iš mikrovaldiklio išvesties. Bet tai lengvai išsprendžiama įdiegiant „triac“ tvarkyklę, apie kurią kalbėsime vėliau.

Bendros tiristoriaus ar triaco valdymo grandinės

Dažniausiai pasitaikanti grandinė yra triac ar tiristoriaus reguliatorius.

Tiristorius atidaromas po to, kai ant kondensatoriaus yra pakankamas kiekis jo atidarymui. Atidarymo momentas sureguliuojamas naudojant potenciometrą arba kintamą rezistorių. Kuo didesnis jo atsparumas, tuo lėčiau kondensatorius įkraunamas. Rezistorius R2 riboja srovę per valdymo elektrodą.

Ši schema reguliuoja abu pusmečius, tai yra, jūs gaunate visišką galios valdymą nuo beveik 0% iki beveik 100%. Tai buvo pasiekta nustatant reguliatorių diodiniame tilteTaigi viena iš pusiau bangų yra reguliuojama.

Supaprastinta grandinė parodyta žemiau, čia reguliuojama tik pusė laikotarpio, antroji pusės banga praeina be pokyčių per diodą VD1. Veikimo principas yra panašus.

„Triac“ valdiklis be diodinio tiltelio leidžia valdyti dvi pusės bangas.

Pagal veikimo principą jis yra beveik panašus į ankstesnius, tačiau abi pusinės bangos jau yra reguliuojamos triako pagalba. Skirtumai yra tai, kad čia valdymo impulsas tiekiamas naudojant dvikryptį DB3 dinistorių, po to, kai kondensatorius įkraunamas iki norimos įtampos, paprastai 28-36 voltų. Įkrovimo greitį taip pat reguliuoja kintamasis rezistorius arba potenciometras. Ši schema įgyvendinama daugumoje buitinės dimensijos.

Įdomu:

Tokios įtampos valdymo grandinės vadinamos SIFU - impulsų fazių valdymo sistema.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta galimybė valdyti triakį naudojant mikrovaldiklį, naudojant pavyzdį populiari „Arduino“ platforma. Triac vairuotoją sudaro optimistas ir LED. Kadangi vairuotojo išvesties grandinėje yra įmontuotas oposimistorius, valdymo elektrodui visada taikoma reikiamo poliškumo įtampa, tačiau čia yra keletas niuansų.

Faktas yra tas, kad norint sureguliuoti įtampą triaco ar tiristoriaus pagalba, tam tikru laiko momentu reikia naudoti valdymo signalą, kad fazės pjūvis įvyktų iki norimos vertės. Jei atsitiktinai fotografuosite valdymo impulsus, grandinė tikrai veiks, tačiau reguliavimas neveiks, todėl turite nustatyti, kada pusiau banga praeina per nulį.

Kadangi mums šiuo metu pusės bangos poliškumas neturi jokios reikšmės, pakanka paprasčiausiai sekti perėjimo iki nulio momentą. Toks grandinės mazgas vadinamas nuliniu detektoriumi arba nuliniu detektoriumi, o angliškuose šaltiniuose jis vadinamas „nulinės perėjimo detektoriaus grandine“ arba ZCD. Tokios grandinės variantas su nulio perėjimo detektoriumi ant tranzistoriaus optinio jungiklio yra toks:

Yra daugybė optinių tvarkyklių, skirtų valdyti triakus, tipiški yra MOC304x, MOC305x, MOC306X serijos, kuriuos gamina „Motorola“ ir kiti. Be to, šie vairuotojai užtikrina galvaninę izoliaciją, kuri apsaugo jūsų mikrovaldiklį sugedus puslaidininkio raktui, tai yra visiškai įmanoma ir tikėtina. Tai taip pat padidins darbo su valdymo grandinėmis saugumą, visiškai padalijant grandinę į „galią“ ir „veikiančią“.

Išvada

Mes papasakojome pagrindinę informaciją apie tiristorius ir triakus, taip pat apie jų valdymą grandinėse su „pakeitimu“.Verta paminėti, kad mes nenagrinėjome rakinamų tiristorių temos, jei jus domina šis klausimas - parašykite komentarus ir mes juos apsvarstysime išsamiau. Taip pat nebuvo svarstomi tiristorių naudojimo ir valdymo galios induktyvinėse grandinėse niuansai. Norėdami valdyti „pastovų“, geriau naudoti tranzistorius, nes tokiu atveju jūs nuspręsite, kada atsidarys raktas, o kada jis užsidarys, laikydamiesi valdymo signalo ...