اصول اساسی تریستورها

شرایط هدایت تریستور: اول، باید یک ولتاژ مستقیم بین آند و کاتد تریستور اعمال شود؛ دوم، یک ولتاژ مستقیم نیز باید به گیت اعمال شود. برای اینکه تریستور وارد حالت هدایت شود، هر دو شرط باید همزمان برقرار باشند.


یکسو کننده کنترل سیلیکونی تک جهته Slkor BTB16-800B SCR TO-263 

به طور خلاصه، برای اینکه یک تریستور هدایت کند :

(1) باید علامتی اعمال شود؛

(2) آند باید پتانسیل بالاتری نسبت به کاتد داشته باشد (یعنی، یک ولتاژ مستقیم باید بین آنها وجود داشته باشد).

وقتی یک تریستور هدایت می‌کند، حتی اگر ولتاژ گیت کاهش یابد یا حذف شود، همچنان هدایت می‌کند. به عبارت ساده، حتی وقتی سیگنال از بین می‌رود، روشن می‌ماند.

شرایط خاموش شدن تریستور: ولتاژ مستقیم بین آند و کاتد را کاهش دهید یا حذف کنید، به طوری که جریان آند به کمتر از حداقل جریان نگهدارنده کاهش یابد.

برای ساده کردن:

● برای روشن شدن تریستور، هم به سیگنال نیاز است و هم آند باید پتانسیل بالاتری نسبت به کاتد داشته باشد.

● پس از روشن شدن، حتی اگر سیگنال حذف شود، روشن می‌ماند (یک سیگنال برای تحریک آن کافی است).

● برای خاموش کردن آن، یا منبع تغذیه مدار آند-کاتد را قطع کنید یا پتانسیل آند را کمتر از پتانسیل کاتد کنید.

● یک تریستور یک‌طرفه مانند یک دیود قابل کنترل است که هدایت آن توسط یک سیگنال کنترل می‌شود. بنابراین، اجازه می‌دهد جریان مستقیم بدون مانع عبور کند؛ برای جریان متناوب، در طول نیم سیکل مثبت هدایت می‌کند اما در نیم سیکل منفی هدایت نمی‌کند (دیود در اینجا به عنوان یکسوکننده عمل می‌کند).

یک تریستور دو جهته (ترایاک) می‌تواند جریان متناوب را هدایت کند.

تحلیل موردی مدارهای کنترل تریستوری

تریستورهای یک جهته (قطعاتی که می‌توانند دیودها را کنترل کنند)

سوئیچ الکترونیکی کنترل‌شده با نور

● یک سوئیچ الکترونیکی کنترل‌شده با نور، از هدایت و مسدود کردن تریستور برای "روشن" و "خاموش" کردن استفاده می‌کند. هدایت و مسدود کردن تریستور توسط شدت نور طبیعی (یا نور مصنوعی) کنترل می‌شود.

● این دستگاه برای روشنایی خیابان‌ها، چراغ‌های راهروی خوابگاه‌ها یا سایر اماکن عمومی مناسب است و به طور خودکار در طول روز خاموش و در شب روشن می‌شود تا در مصرف برق صرفه‌جویی شود.

اصل کار:

همانطور که در نمودار مدار بالا نشان داده شده است:

۱. ولتاژ ۲۲۰ ولت AC از طریق لامپ H و یکسوسازی تمام پل به ولتاژ DC ضربان‌دار تبدیل می‌شود و به عنوان بایاس مستقیم (تقریباً ۳۰۰ ولت DC ضربان‌دار) عمل می‌کند. هنگامی که این جریان از طریق دیود تریستور تک جهته VS به انتهای دیگر جریان می‌یابد، لامپ روشن می‌شود. برای اینکه این اتفاق بیفتد، گیت تریستور باید ولتاژ سیگنال دریافت کند که برای هدایت به ترانزیستور ۹۰۱۴ نیاز دارد.

۲. عملکرد ۹۰۱۴ چگونه است؟

ولتاژ DC ضربانی ۳۰۰ ولتی توسط R300 (1 کیلو اهم)، R100 (2 کیلو اهم) و D (مقاومت نوری) تقسیم می‌شود. در همین حال، R470 و DW (دیود زنر) یک تقسیم‌کننده ولتاژ تشکیل می‌دهند و DW ولتاژ را در R1 و مقاومت نوری در ۶.۸ ولت نگه می‌دارد و ترانزیستور را برای هدایت آماده می‌کند.

● در طول روز، وقتی روشنایی از سطح معینی فراتر می‌رود، مقاومت نوری D مقاومت کمی (≤1kΩ) از خود نشان می‌دهد. کل ولتاژ 6.8 ولت در بیس ترانزیستور افت می‌کند و باعث قطع ترانزیستور V می‌شود (ترانزیستورهای NPN در سطوح بالا قطع می‌شوند). هیچ جریانی از امیتر آن جریان نمی‌یابد، بنابراین تریستور یک جهته VS به دلیل عدم وجود جریان تریگر مسدود می‌ماند و لامپ H روشن نمی‌شود. مقاومت R1 و دیود زنر DW ولتاژ بایاس ترانزیستور را به حداکثر 6.8 ولت محدود می‌کنند و از ترانزیستور محافظت می‌کنند.

● در شب، هنگامی که روشنایی از سطح معینی پایین‌تر می‌رود، مقاومت نوری D مقاومت بالایی (≥100kΩ) از خود نشان می‌دهد. این باعث می‌شود ترانزیستور V به سمت جلو هدایت کند (ترانزیستورهای NPN در سطوح پایین هدایت می‌کنند)، با تقریباً 0.8 ولت در امیتر، تریستور VS را تحریک می‌کند تا هدایت کند و لامپ H را روشن کند.

● نصب و اشکال زدایی: در حین نصب، برد مدار چاپی لحیم شده را در یک محفظه پلاستیکی شفاف قرار داده و آن را محکم کنید. آن را به صورت سری با چراغ کنترل شده H وصل کنید و آن را طوری قرار دهید که رو به آسمان یا یک منطقه روشن نزدیک پنجره گیرنده نور ساختمان باشد و از قرار گرفتن مستقیم در معرض نورهای شب در فاصله ۳ متری خودداری کنید.

● اشکال‌زدایی باید هنگام غروب انجام شود. مقاومت RP را طوری تنظیم کنید که چراغ کنترل‌شده H در سطح روشنایی مناسبی روشن شود.

روشنایی تأخیری ساده

● اصول مدار: مدار این چراغ تأخیر مطابق نمودار پیوست است که مدار تأخیر در کادر خط‌چین قرار دارد. در نمودار، K یک کلید است.

● وقتی K بسته است، جریان مستقیماً از K عبور می‌کند تا لامپ روشن شود و سایر مدارها غیرفعال می‌مانند.

● وقتی K خاموش می‌شود، ولتاژ ۲۲۰ ولت توسط دیود یکسو می‌شود. از یک طرف، خازن C را از طریق R1 شارژ می‌کند؛ در طول فرآیند شارژ C، هیچ جریانی از R2 عبور نمی‌کند، بنابراین ترانزیستور V قطع می‌ماند. از طرف دیگر، این ولتاژ از طریق R3 و R4 یک ولتاژ تریگر برای SCR تریستور فراهم می‌کند و تریستور را در حالت هدایت نگه می‌دارد. بنابراین، چراغ برای مدتی پس از خاموش شدن روشن می‌ماند.

● هنگامی که خازن C به طور کامل شارژ شد، جریان از طریق R1 و R2 به بیس ترانزیستور V جاری می‌شود و ترانزیستور V را از حالت قطع به حالت هدایت تبدیل می‌کند. هنگامی که ترانزیستور هدایت می‌کند، جریان از طریق لامپ به R3 و سپس از طریق ترانزیستور به قطب منفی جریان می‌یابد. در این مرحله، به دلیل اینکه ترانزیستور امپدانس کمی دارد، هیچ جریانی از طریق R4 به گیت تریستور جاری نمی‌شود، بنابراین SCR تریستور خاموش می‌شود. از آنجایی که جریان از لامپ عبور می‌کند و R3 (220kΩ) مقاومت بالایی دارد، ولتاژ دو سر لامپ بسیار کم است و نور خاموش می‌شود.

● در طول دوره تأخیر پس از خاموش شدن چراغ در این مدار، زمان تأخیر توسط مقادیر مقاومت R1 و خازن C تعیین می شود.

● این مدار از یک تریستور یک طرفه استفاده می کند.در طول دوره تأخیر پس از خاموش شدن نور، روشنایی لامپ تقریباً نصف روشنایی آن در حالت روشن بودن کامل است که ضمن صرفه جویی در مصرف انرژی، نیازهای بصری افراد را برآورده می کند.

● تولید مدار: برای تریستور SCR یک جهته در این مدار، از MCR100-8 با ولتاژ نامی حداقل ۶۰۰ ولت استفاده کنید. توان لامپ نباید از ۱۰۰ وات بیشتر شود. دیود VD از نوع ۱N4007 و ترانزیستور V از نوع C1815 است. همه مقاومت‌ها از نوع مقاومت‌های لایه کربنی ۱/۸ وات هستند.

۲. تریستورهای دو جهته (قطعاتی که می‌توانند جریان متناوب را کنترل کنند)

در ادامه یک مدار تریستور دو جهته کلاسیک آمده است که از ایزولاسیون اپتوکوپلر برای کنترل مدارهای ولتاژ بالا با سیگنال‌های ولتاژ پایین استفاده می‌کند و امکان کم کردن مداوم نور چراغ‌ها را فراهم می‌کند.