المبادئ الأساسية للثايرستور

شروط توصيل الثايرستور: أولًا، يجب تطبيق جهد أمامي بين قطبي الثايرستور الموجب والسالب؛ ثانيًا، يجب أيضًا تطبيق جهد أمامي على البوابة. يجب استيفاء كلا الشرطين معًا ليدخل الثايرستور في حالة التوصيل.


مقوم تحكم سيليكون أحادي الاتجاه Slkor BTB16-800B SCR TO-263 

ببساطة، لكي يقوم الثايرستور بالتوصيل :

(1) يجب تطبيق الإشارة؛

(2) يجب أن يكون الأنود عند جهد أعلى من الكاثود (أي يجب أن يوجد جهد أمامي بينهما).

بمجرد توصيل الثايرستور، فإنه يبقى موصلاً حتى لو انخفض جهد البوابة أو أُزيل. ببساطة، يبقى في وضع التشغيل حتى مع انقطاع الإشارة.

شروط إيقاف تشغيل الثايرستور: قم بخفض أو إزالة الجهد الأمامي بين الأنود والكاثود، بحيث ينخفض تيار الأنود إلى ما دون الحد الأدنى لتيار الإمساك.

للتبسيط:

● لتشغيل الثايرستور، فإنه يحتاج إلى إشارة وأن يكون الأنود عند جهد أعلى من الكاثود.

● بمجرد تشغيله، يظل قيد التشغيل حتى في حالة إزالة الإشارة (إشارة واحدة تكفي لتشغيله).

● لإيقاف تشغيله، إما أن تقطع مصدر الطاقة عن دائرة الأنود والكاثود أو تجعل جهد الأنود أقل من جهد الكاثود.

● الثايرستور أحادي الاتجاه يشبه الصمام الثنائي القابل للتحكم، حيث يتم التحكم في توصيله بواسطة إشارة. وبالتالي، فهو يسمح بمرور التيار المستمر دون عوائق؛ أما بالنسبة للتيار المتردد، فإنه يوصل التيار خلال نصف الدورة الموجبة فقط، وليس خلال نصف الدورة السالبة (يعمل الصمام الثنائي هنا كمقوم).

يمكن للثايرستور ثنائي الاتجاه (الترياك) توصيل التيار المتناوب.

تحليل حالة دوائر التحكم بالثايرستور

الثايرستورات أحادية الاتجاه (المكونات التي يمكنها التحكم في الثنائيات)

مفتاح إلكتروني يتم التحكم فيه بالضوء

● مفتاح إلكتروني مُتحكم به بالضوء يستخدم توصيل وحجب الثايرستور لتشغيله وإيقافه. يتم التحكم في توصيل وحجب الثايرستور بواسطة شدة الضوء الطبيعي (أو الضوء الاصطناعي).

● هذا الجهاز مناسب لإضاءة الشوارع، أو أضواء ممرات السكن، أو الإضاءة في الأماكن العامة الأخرى، حيث يتم إيقاف تشغيله تلقائيًا أثناء النهار وتشغيله في الليل لتوفير الكهرباء.

مبدأ العمل:

كما هو موضح في الرسم التخطيطي للدائرة أعلاه:

1. يتم تحويل تيار متردد 220 فولت إلى جهد مستمر نابض عبر المصباح H وتقويم الجسر الكامل، مما يوفر انحيازًا أماميًا (جهد مستمر نابض 300 فولت تقريبًا). عندما يمر هذا التيار عبر ثنائي الثايرستور أحادي الاتجاه VS إلى الطرف الآخر، يضيء المصباح. ولكي يحدث ذلك، يجب أن تستقبل بوابة الثايرستور جهد إشارة، مما يتطلب من الترانزستور 9014 أن يعمل.

2. كيف يعمل 9014؟

يُقسّم التيار المستمر النابض بجهد 300 فولت بواسطة R1 (100 كيلو أوم)، وR2 (470 كيلو أوم)، وD (المقاوم الضوئي). في هذه الأثناء، يُشكّل R1 وDW (ثنائي زينر) مُقسّم جهد، ويُثبّت DW الجهد عبر R2 والمقاوم الضوئي عند 6.8 فولت، مُهيئًا الترانزستور للتوصيل.

● خلال النهار، عندما يتجاوز السطوع مستوى معينًا، تُظهر المقاومة الضوئية D مقاومة منخفضة (≤1 كيلو أوم). ينخفض ​​جهد 6.8 فولت بالكامل عبر قاعدة الترانزستور، مما يؤدي إلى فصل الترانزستور V (تفصل ترانزستورات NPN عند مستويات عالية). لا يتدفق أي تيار من باعثه، لذا يبقى الثايرستور أحادي الاتجاه VS معطلاً بسبب نقص تيار التشغيل، ولا يضيء المصباح H. يحدّ كل من المقاومة R1 وثنائي زينر DW من جهد انحياز الترانزستور إلى ما لا يزيد عن 6.8 فولت، مما يحمي الترانزستور.

● في الليل، عندما ينخفض السطوع عن مستوى معين، تُظهر المقاومة الضوئية D مقاومة عالية (≥100 كيلو أوم). هذا يُؤدي إلى توصيل الترانزستور V للأمام (ترانزستورات NPN تُوصل عند مستويات منخفضة)، بجهد يقارب 0.8 فولت عند الباعث، مما يُحفز الثايرستور VS على التوصيل وإضاءة المصباح H.

● التركيب والمعايرة: أثناء التركيب، ضع لوحة الدوائر المطبوعة الملحومة في علبة بلاستيكية شفافة وثبتها. قم بتوصيلها على التوالي مع الضوء المتحكم به H، ووجهها نحو السماء أو منطقة مضيئة بالقرب من نافذة المبنى، مع تجنب التعرض المباشر لأضواء الليل في نطاق 3 أمتار.

● يجب إجراء عملية تصحيح الأخطاء عند الغسق. اضبط مقاومة RP بحيث يضيء الضوء المتحكم به H بمستوى سطوع مناسب.

إضاءة التأخير البسيطة

● مبدأ الدائرة: دائرة هذا المصباح المؤجل موضحة في الرسم التخطيطي المرفق، حيث تم وضع دائرة التأخير داخل المربع المتقطع. في الرسم التخطيطي، K هو مفتاح.

● عند إغلاق المفتاح K، يمر التيار مباشرة عبر المفتاح K لإضاءة المصباح، وتبقى الدوائر الأخرى غير نشطة.

● عند إطفاء المصباح K، يقوم الصمام الثنائي بتقويم جهد 220 فولت. من جهة، يشحن هذا الجهد المكثف C عبر المقاوم R1؛ وخلال عملية الشحن، لا يمر تيار عبر المقاوم R2، لذا يبقى الترانزستور V في حالة قطع. من جهة أخرى، يوفر هذا الجهد جهد تشغيل للثايرستور SCR عبر المقاومتين R3 وR4، مما يُبقي الثايرستور موصلاً. وبالتالي، يبقى المصباح مضاءً لفترة بعد إطفائه.

● بمجرد شحن المكثف C بالكامل، يمر التيار عبر المقاومتين R1 وR2 إلى قاعدة الترانزستور V، مما يحول الترانزستور V من حالة القطع إلى حالة التوصيل. عند توصيل الترانزستور، يمر التيار عبر المصباح إلى المقاومة R3 ثم عبر الترانزستور إلى القطب السالب. عند هذه النقطة، ولأن الترانزستور ذو مقاومة منخفضة، لا يمر تيار عبر المقاومة R4 إلى بوابة الثايرستور، وبالتالي ينطفئ الثايرستور. وبما أن التيار يمر عبر المصباح، ولأن المقاومة R3 (220 كيلو أوم) ذات مقاومة عالية، يكون الجهد عبر المصباح منخفضًا جدًا، وينطفئ الضوء.

● خلال فترة التأخير بعد إطفاء الضوء في هذه الدائرة، يتم تحديد وقت التأخير بواسطة قيم المقاوم R1 والمكثف C.

● تستخدم هذه الدائرة ثايرستور أحادي الاتجاه. خلال فترة التأخير بعد إطفاء الضوء، يكون سطوع المصباح نصف سطوعه تقريبًا عند تشغيله بالكامل، مما يلبي احتياجات الناس البصرية مع توفير الطاقة.

● تصميم الدائرة: بالنسبة للثايرستور أحادي الاتجاه SCR في هذه الدائرة، استخدم MCR100-8 بجهد لا يقل عن 600 فولت. يجب ألا تتجاوز قدرة المصباح 100 واط. الصمام الثنائي VD هو 1N4007، والترانزستور V هو C1815. جميع المقاومات من نوع مقاومات أغشية الكربون بقدرة 1/8 واط.

2. الثايرستورات ثنائية الاتجاه (المكونات التي يمكنها التحكم في التيار المتردد)

فيما يلي دائرة الثايرستور ثنائية الاتجاه الكلاسيكية، والتي تستخدم عزل المقرن الضوئي للتحكم في دوائر الجهد العالي باستخدام إشارات الجهد المنخفض، مما يتيح تعتيم الأضواء بشكل مستمر.