Tiristora vai triaka kontroles metodes un shēmas

Tiristori tiek plaši izmantoti pusvadītāju ierīcēs un pārveidotājos. Uz tiristoriem tika uzbūvēti dažādi enerģijas avoti, frekvences pārveidotāji, regulatori, sinhronu motoru ierosmes ierīces un daudzas citas ierīces, un nesen tos aizstāj ar tranzistoru pārveidotājiem. Tiristoru galvenais uzdevums ir ieslēgt slodzi laikā, kad tiek uzlikts vadības signāls. Šajā rakstā mēs apskatīsim, kā kontrolēt tiristorus un triacus.

Definīcija

Tiristors (trinistors) ir pusvadītāju daļēji kontrolēta atslēga. Daļēji kontrolēts - tas nozīmē, ka jūs varat ieslēgt tikai tiristoru, tas izslēdzas tikai tad, ja tiek pārtraukta strāva ķēdē vai ja tam tiek piemērots apgriezts spriegums.

Viņš, tāpat kā diode, vada strāvu tikai vienā virzienā. Tas ir, lai iekļautu maiņstrāvas ķēdē, lai kontrolētu divus pusviļņus, katram ir nepieciešami divi tiristori, lai arī ne vienmēr. Tiristoru veido 4 pusvadītāja laukumi (p-n-p-n).

Tiek saukta vēl viena līdzīga ierīce triac - divvirzienu tiristoru. Tās galvenā atšķirība ir tā, ka tā var vadīt strāvu abos virzienos. Faktiski tas apzīmē divus tiristorus, kas savienoti paralēli viens otram.

Galvenās iezīmes

Tāpat kā jebkuram citam elektroniskam komponentam, tiristoriem ir vairākas īpašības:

• Sprieguma kritums pie maksimālās anoda strāvas (VT vai UОС).

• Uz priekšu slēgts spriegums (VD (RM) vai Ucc).

• Reversais spriegums (VR (PM) vai Urev).

• Priekšējā strāva (IT vai Ipr) ir maksimālā strāva atvērtā stāvoklī.

• Maksimālā pieļaujamā priekšējā strāva (ITSM) ir maksimālā atvērtā maksimālā strāva.

• Reversā strāva (IR) - strāva pie noteikta reversā sprieguma.

• Līdzstrāva slēgtā stāvoklī pie noteikta priekšējā sprieguma (ID vai ISc).

• Pastāvīgs sprūda vadības spriegums (VGT vai UU).

• Vadības strāva (IGT).

• Maksimālais strāvas vadības elektrods IGM.

• Maksimāli pieļaujamā jaudas izkliede vadības elektrodā (PG vai Pу)

Darba princips

Kad tiristoram tiek pielikts spriegums, tas nevada strāvu. To var ieslēgt divos veidos - pieliek pietiekami lielu spriegumu starp anodu un katodu, lai to atvērtu, tad tā darbība neatšķirsies no dinistora.

Vēl viens veids ir pielietot īslaicīgu impulsu vadības elektrodam. Tiristora atvēršanas strāva ir 70–160 mA diapazonā, lai gan praksē šī vērtība, kā arī spriegums, kas jāpieliek tiristoram, ir atkarīgs no pusvadītāja ierīces konkrētā modeļa un gadījuma un pat no apstākļiem, kādos tā darbojas, piemēram, piemēram, apkārtējās vides temperatūra. Trešdien.

Papildus vadības strāvai ir tāds parametrs kā turēšanas strāva - tā ir minimālā anoda strāva, lai tiristoru uzturētu atvērtā stāvoklī.

Pēc tiristora atvēršanas vadības signālu var izslēgt, tiristors būs atvērts, kamēr caur to plūst līdzstrāva un tiek pielikts spriegums. Tas ir, mainīgā ķēdē tiristors būs atvērts pusviļņa laikā, kura spriegums novirza tiristoru uz priekšu. Kad spriegums nokrīt līdz nullei, strāva samazināsies. Kad strāva ķēdē nokrītas zem tiristora turēšanas strāvas, tā aizvērsies (izslēgsies).

Vadības sprieguma polaritātei jāsakrīt ar sprieguma polaritāti starp anodu un katodu, kā jūs varat redzēt iepriekš oscilogrammās.

Triac kontrole ir līdzīga, lai gan tai ir dažas pazīmes. Lai kontrolētu triaci maiņstrāvas ķēdē, nepieciešami divi vadības sprieguma impulsi - attiecīgi par katru sinusoidālā viļņa pusi.

Pēc kontroles impulsa pielietošanas sinusoidālā sprieguma pirmajā pusviļņā (nosacīti pozitīvā stāvoklī) strāva caur triaku plūdīs līdz otrā pusviļņa sākumam, pēc kura tā slēgsies tāpat kā parastais tiristors. Pēc tam jums jāpielieto vēl viens kontroles impulss, lai atvērtu triaku uz negatīvā pusviļņa. Tas ir skaidri parādīts šādās viļņu formās.

Vadības sprieguma polaritātei jāatbilst pielietotā sprieguma polaritātei starp anodu un katodu. Tādēļ rodas problēmas, kontrolējot triakus, izmantojot digitālās loģikas shēmas, vai arī no mikrokontrolleru izejām. Bet to ir viegli atrisināt, uzstādot triac draiveri, par kuru mēs runāsim vēlāk.

Parastās tiristora vai triac kontroles shēmas

Visizplatītākā ķēde ir triac vai tiristora regulators.

Šeit tiristors atveras pēc tam, kad uz kondensatora ir pietiekams daudzums, lai to atvērtu. Atvēršanas momentu noregulē, izmantojot potenciometru vai mainīgu rezistoru. Jo lielāka tā pretestība, jo lēnāk uzlādējas kondensators. Rezistors R2 ierobežo strāvu caur vadības elektrodu.

Šī shēma regulē abus pusperiodus, tas ir, jūs saņemat pilnīgu jaudas kontroli no gandrīz 0% līdz gandrīz 100%. Tas tika panākts, iestatot regulatoru diodes tiltāTādējādi tiek regulēts viens no pusviļņiem.

Vienkāršota shēma ir parādīta zemāk, šeit tiek regulēta tikai puse no perioda, otrais puses vilnis bez diodes VD1 iziet bez izmaiņām. Darbības princips ir līdzīgs.

Triac kontrolieris bez diodes tilta ļauj kontrolēt divus pusviļņus.

Pēc darbības principa tas ir gandrīz līdzīgs iepriekšējiem, bet abi pusviļņi jau tiek regulēti ar triakas palīdzību. Atšķirības ir tādas, ka šeit vadības impulss tiek piegādāts, izmantojot divvirzienu DB3 dinistoru, pēc tam, kad kondensators ir uzlādēts vajadzīgajā spriegumā, parasti 28-36 volti. Uzlādes ātrumu regulē arī ar mainīgu rezistoru vai potenciometru. Šī shēma tiek īstenota lielākajā daļā mājsaimniecības dimmeri.

Interesanti:

Šādas sprieguma vadības shēmas sauc par SIFU - impulsa fāzes vadības sistēmu.

Iepriekš redzamajā attēlā parādīta iespēja kontrolēt triaku, izmantojot mikrokontrolleru, izmantojot piemēru populārā Arduino platforma. Triac vadītājs sastāv no optimistika un LED. Tā kā vadītāja izejas ķēdē ir uzstādīts optosimistis, vadības elektrodam vienmēr tiek pielietots vajadzīgās polaritātes spriegums, taču šeit ir dažas nianses.

Fakts ir tāds, ka, lai noregulētu spriegumu ar triac vai tiristora palīdzību, noteiktā laika posmā ir jāpiemēro vadības signāls, lai fāzes samazinājums notiktu līdz vēlamajai vērtībai. Ja nejauši uzņemat vadības impulsus, ķēde noteikti darbosies, bet pielāgojumi nedarbosies, tāpēc jums jānosaka, kad pusviļņš iziet caur nulli.

Tā kā mums pusviļņa polaritātei šobrīd nav nozīmes, pietiek ar to, lai vienkārši izsekotu pārejas brīdi caur nulli. Šādu mezglu shēmā sauc par nulles detektoru vai nulles detektoru, un angļu avotos to sauc par “nulles šķērsošanas detektora shēmu” jeb ZCD. Šādas shēmas variants ar nulles šķērsošanas detektoru uz tranzistora optoelementa ir šāds:

Triaku vadīšanai ir daudz optisko draiveru, tipiski ir MOC304x, MOC305x, MOC306X sērijas, ko ražo Motorola un citi. Turklāt šie draiveri nodrošina galvanisko izolāciju, kas pasargās jūsu mikrokontrolleri pusvadītāja atslēgas sabrukšanas gadījumā, kas ir pilnīgi iespējams un iespējams. Tas arī palielinās darba drošību ar vadības ķēdēm, pilnībā sadalot ķēdi “jaudīgā” un “darbīgā”.

Secinājums

Mēs pastāstījām pamatinformāciju par tiristoriem un triakiem, kā arī par to vadību ķēdēs ar “izmaiņām”.Ir vērts atzīmēt, ka mēs nerisinājāmies ar bloķējamo tiristoru tēmu, ja jūs interesē šis jautājums - rakstiet komentārus, un mēs tos apsvērsim sīkāk. Netika ņemtas vērā arī tiristoru izmantošanas un vadības nianses jaudas induktīvās ķēdēs. Lai kontrolētu “konstanti”, labāk ir izmantot tranzistorus, jo šajā gadījumā jūs izlemjat, kad atslēga tiks atvērta un kad tā aizvērsies, paklausot vadības signālam ...