थाइरिस्टर के मूल सिद्धांत

थाइरिस्टर चालन की शर्तें: पहली, थाइरिस्टर के एनोड और कैथोड के बीच एक अग्र वोल्टेज लगाया जाना चाहिए; दूसरी, गेट पर भी एक अग्र वोल्टेज लगाया जाना चाहिए। थाइरिस्टर के चालन अवस्था में प्रवेश करने के लिए दोनों शर्तें एक साथ पूरी होनी चाहिए।


स्लकोर BTB16-800B यूनिडायरेक्शनल सिलिकॉन कंट्रोल रेक्टिफायर SCR TO-263 

सरल शब्दों में कहें तो, थायरिस्टर के चालक होने के लिए :

(1) एक संकेत लागू किया जाना चाहिए;

(2) एनोड कैथोड की तुलना में उच्च क्षमता पर होना चाहिए (यानी, उनके बीच एक अग्र वोल्टेज मौजूद होना चाहिए)।

एक बार थाइरिस्टर चालक हो जाने पर, गेट वोल्टेज कम होने या हट जाने पर भी चालक बना रहता है। सरल शब्दों में, सिग्नल चले जाने पर भी यह चालू रहता है।

थाइरिस्टर बंद करने की स्थिति: एनोड और कैथोड के बीच अग्र वोल्टेज को कम करें या हटा दें, ताकि एनोड धारा न्यूनतम होल्डिंग धारा से नीचे गिर जाए।

सरल करने के लिए:

● थाइरिस्टर को चालू करने के लिए, सिग्नल और एनोड दोनों को कैथोड की तुलना में उच्च क्षमता पर होना चाहिए।

● एक बार चालू होने के बाद, सिग्नल हटा दिए जाने पर भी यह चालू रहता है (इसे चालू करने के लिए एक ही सिग्नल पर्याप्त है)।

● इसे बंद करने के लिए, या तो एनोड-कैथोड सर्किट की बिजली आपूर्ति काट दें या एनोड पोटेंशियल को कैथोड पोटेंशियल से कम कर दें।

● एक एकदिशीय थायरिस्टर एक नियंत्रणीय डायोड की तरह होता है, जिसका चालकता एक सिग्नल द्वारा नियंत्रित होती है। इस प्रकार, यह प्रत्यक्ष धारा को बिना किसी रुकावट के प्रवाहित होने देता है; प्रत्यावर्ती धारा के लिए, यह धनात्मक अर्ध-चक्र के दौरान चालकता करता है लेकिन ऋणात्मक अर्ध-चक्र के दौरान नहीं (यहाँ डायोड एक रेक्टिफायर के रूप में कार्य करता है)।

एक द्विदिशिक थाइरिस्टर (ट्राइएक) प्रत्यावर्ती धारा का संचालन कर सकता है।

थाइरिस्टर नियंत्रण सर्किट का केस विश्लेषण

एकदिशीय थाइरिस्टर (घटक जो डायोड को नियंत्रित कर सकते हैं)

प्रकाश-नियंत्रित इलेक्ट्रॉनिक स्विच

● एक प्रकाश-नियंत्रित इलेक्ट्रॉनिक स्विच थाइरिस्टर के चालन और अवरोधन का उपयोग "चालू" और "बंद" करने के लिए करता है। थाइरिस्टर का चालन और अवरोधन प्राकृतिक प्रकाश (या कृत्रिम प्रकाश) की तीव्रता द्वारा नियंत्रित होता है।

● यह उपकरण स्ट्रीट लाइट, छात्रावास गलियारे की लाइट या अन्य सार्वजनिक स्थानों पर रोशनी के लिए उपयुक्त है, जो दिन के दौरान स्वचालित रूप से बंद हो जाता है और रात में बिजली बचाने के लिए चालू हो जाता है।

काम करने का सिद्धांत:

जैसा कि ऊपर सर्किट आरेख में दिखाया गया है:

1. बल्ब H और फुल-ब्रिज रेक्टिफिकेशन के माध्यम से 220V AC को स्पंदित DC वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है, जो फॉरवर्ड बायस (लगभग 300V स्पंदित DC) के रूप में कार्य करता है। जब यह धारा VS यूनिडायरेक्शनल थायरिस्टर के डायोड से होकर दूसरे सिरे तक प्रवाहित होती है, तो बल्ब जल उठता है। इसके लिए, थायरिस्टर के गेट को एक सिग्नल वोल्टेज प्राप्त होना चाहिए, जिसके लिए 9014 ट्रांजिस्टर का चालक होना आवश्यक है।

2. 9014 का संचालन कैसे होता है?

300V स्पंदित DC को R1 (100kΩ), R2 (470kΩ), और D (फोटोरेज़िस्टर) द्वारा विभाजित किया जाता है। इस बीच, R1 और DW (जेनर डायोड) एक वोल्टेज विभाजक बनाते हैं, और DW, R2 और फोटोरेज़िस्टर के बीच वोल्टेज को 6.8V पर स्थिर कर देता है, जिससे ट्रांजिस्टर को संचालित करने की तैयारी हो जाती है।

● दिन के समय, जब चमक एक निश्चित स्तर से अधिक हो जाती है, तो फोटोरेज़िस्टर D कम प्रतिरोध (≤1kΩ) प्रदर्शित करता है। ट्रांजिस्टर के आधार पर संपूर्ण 6.8V वोल्टेज गिर जाता है, जिससे ट्रांजिस्टर V कट ऑफ हो जाता है (NPN ट्रांजिस्टर उच्च स्तर पर कट ऑफ हो जाते हैं)। इसके उत्सर्जक से कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है, इसलिए एकदिशीय थाइरिस्टर VS ट्रिगर धारा की कमी के कारण अवरुद्ध रहता है, और बल्ब H नहीं जलता है। प्रतिरोधक R1 और जेनर डायोड DW ट्रांजिस्टर के बायस वोल्टेज को 6.8V से अधिक नहीं होने देते, जिससे ट्रांजिस्टर सुरक्षित रहता है।

● रात में, जब चमक एक निश्चित स्तर से नीचे गिर जाती है, तो फोटोरेज़िस्टर D एक उच्च प्रतिरोध (≥100kΩ) प्रदर्शित करता है। इससे ट्रांजिस्टर V आगे की ओर प्रवाहित होता है (NPN ट्रांजिस्टर निम्न स्तर पर प्रवाहित होते हैं), उत्सर्जक पर लगभग 0.8V के साथ, थाइरिस्टर VS को प्रवाहित करने के लिए प्रेरित करता है और बल्ब H को प्रकाशित करता है।

● स्थापना और समस्या निवारण: स्थापना के दौरान, सोल्डर किए गए प्रिंटेड सर्किट बोर्ड को एक पारदर्शी प्लास्टिक केस में रखें और उसे सुरक्षित कर लें। इसे नियंत्रित लाइट H के साथ श्रृंखला में जोड़ें और इसे आकाश की ओर या भवन की प्रकाश-प्राप्त करने वाली खिड़की के पास किसी उज्ज्वल क्षेत्र की ओर रखें, साथ ही 3 मीटर के दायरे में आने वाली रात्रि प्रकाश की सीधी रोशनी से बचें।

● शाम ढलने के समय डिबगिंग करनी चाहिए। RP के प्रतिरोध को इस प्रकार समायोजित करें कि नियंत्रित प्रकाश H उचित चमक स्तर पर चालू हो जाए।

सरल विलंब प्रकाश व्यवस्था

● परिपथ सिद्धांत: इस विलंबित प्रकाश का परिपथ संलग्न चित्र में दर्शाया गया है, जिसमें विलंबित परिपथ को बिंदीदार बॉक्स में दिखाया गया है। चित्र में, K एक स्विच है।

● जब K बंद होता है, तो बल्ब को जलाने के लिए धारा सीधे K से होकर प्रवाहित होती है, और अन्य परिपथ निष्क्रिय रहते हैं।

● जब K बंद होता है, तो डायोड द्वारा 220V वोल्टेज को रेक्टिफाई किया जाता है। एक ओर, यह R1 के माध्यम से कैपेसिटर C को चार्ज करता है; C के चार्ज होने की प्रक्रिया के दौरान, R2 से कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है, इसलिए ट्रांजिस्टर V बंद रहता है। दूसरी ओर, यह वोल्टेज R3 और R4 के माध्यम से थायरिस्टर SCR को ट्रिगर वोल्टेज प्रदान करता है, जिससे थायरिस्टर चालू रहता है। इस प्रकार, लाइट बंद होने के बाद भी कुछ समय तक जलती रहती है।

● संधारित्र C के पूरी तरह चार्ज हो जाने पर, R1 और R2 के माध्यम से ट्रांजिस्टर V के आधार तक धारा प्रवाहित होती है, जिससे ट्रांजिस्टर V कट-ऑफ स्थिति से चालक स्थिति में आ जाता है। ट्रांजिस्टर के चालक होने पर, धारा बल्ब से R3 तक और फिर ट्रांजिस्टर से होकर ऋणात्मक ध्रुव तक प्रवाहित होती है। इस बिंदु पर, क्योंकि ट्रांजिस्टर का प्रतिबाधा कम होता है, R4 के माध्यम से थायरिस्टर के गेट तक कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है, इसलिए थायरिस्टर का SCR बंद हो जाता है। चूंकि धारा बल्ब से होकर प्रवाहित होती है और R3 (220kΩ) का प्रतिरोध अधिक होता है, इसलिए बल्ब के सिरों पर वोल्टेज बहुत कम होता है, और प्रकाश बुझ जाता है।

● इस परिपथ में प्रकाश बंद होने के बाद विलंब अवधि के दौरान, विलंब समय प्रतिरोधक R1 और संधारित्र C के मानों द्वारा निर्धारित होता है।

● इस सर्किट में एक यूनिडायरेक्शनल थायरिस्टर का उपयोग किया गया है। लाइट बंद होने के बाद विलंब अवधि के दौरान, लैंप की चमक पूरी तरह से चालू होने की स्थिति में उसकी चमक की लगभग आधी होती है, जो ऊर्जा की बचत करते हुए लोगों की दृश्य आवश्यकताओं को पूरा करती है।

● सर्किट निर्माण: इस सर्किट में एकदिशीय थायरिस्टर SCR के लिए, कम से कम 600V वोल्टेज रेटिंग वाले MCR100-8 का उपयोग करें। बल्ब की शक्ति 100W से अधिक नहीं होनी चाहिए। डायोड VD 1N4007 है, और ट्रांजिस्टर V C1815 है। सभी प्रतिरोधक 1/8W कार्बन फिल्म प्रतिरोधक हैं।

2. द्विदिशीय थाइरिस्टर (घटक जो एसी को नियंत्रित कर सकते हैं)

निम्नलिखित एक क्लासिक द्विदिशात्मक थाइरिस्टर सर्किट है, जो कम वोल्टेज संकेतों के साथ उच्च वोल्टेज सर्किट को नियंत्रित करने के लिए ऑप्टोकपलर अलगाव का उपयोग करता है, जिससे रोशनी का निरंतर मंद होना संभव होता है।