Prinsip Dasar Thyristor

Kondisi konduksi thyristor: Pertama, tegangan maju harus diberikan antara anoda dan katoda thyristor; kedua, tegangan maju juga harus diberikan ke gerbang. Kedua kondisi tersebut harus terpenuhi secara bersamaan agar thyristor dapat memasuki kondisi konduksi.


Slkor BTB16-800B Penyearah Kontrol Silikon Unidirectional SCR TO-263 

Sederhananya, agar thyristor dapat menghantarkan :

(1) Sinyal harus diterapkan;

(2) Anoda harus memiliki potensi yang lebih tinggi daripada katoda (yaitu, tegangan maju harus ada di antara keduanya).

Setelah thyristor menghantarkan arus, ia tetap menghantarkan arus meskipun tegangan gerbang dikurangi atau dihilangkan. Sederhananya, thyristor tetap menyala meskipun sinyal hilang.

Kondisi mati thyristor: Kurangi atau hilangkan tegangan maju antara anoda dan katoda, sehingga arus anoda turun di bawah arus penahan minimum.

Untuk menyederhanakan:

● Agar thyristor menyala, dibutuhkan sinyal dan anoda yang memiliki potensial lebih tinggi daripada katoda.

● Setelah diaktifkan, perangkat akan tetap menyala meskipun sinyal dihilangkan (satu sinyal saja sudah cukup untuk mengaktifkannya).

● Untuk mematikannya, matikan catu daya ke rangkaian anoda-katoda atau buat potensial anoda lebih rendah daripada potensial katoda.

● Thyristor searah mirip dengan dioda yang dapat dikendalikan, dengan konduksinya dikontrol oleh sinyal. Dengan demikian, ia memungkinkan arus searah untuk melewatinya tanpa hambatan; untuk arus bolak-balik, ia menghantarkan arus selama setengah siklus positif tetapi tidak pada setengah siklus negatif (dioda di sini bertindak sebagai penyearah).

Thyristor dua arah (triac) dapat mengalirkan arus bolak-balik.

Analisis Kasus Rangkaian Kontrol Thyristor

Thyristor Unidirectional (Komponen yang dapat mengendalikan dioda)

Sakelar Elektronik yang Dikendalikan Cahaya

● Sakelar elektronik yang dikendalikan cahaya menggunakan konduksi dan pemblokiran thyristor untuk "menghidupkan" dan "mematikan". Konduksi dan pemblokiran thyristor dikendalikan oleh intensitas cahaya alami (atau cahaya buatan).

● Alat ini cocok digunakan untuk penerangan jalan, lampu koridor asrama, atau penerangan di tempat umum lainnya, dengan cara mati secara otomatis pada siang hari dan menyala pada malam hari sehingga menghemat listrik.

Prinsip bekerja:

Seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian di atas:

1. Tegangan AC 220V diubah menjadi tegangan DC berdenyut melalui bohlam H dan penyearah jembatan penuh, yang berfungsi sebagai bias maju (sekitar 300V DC berdenyut). Ketika arus ini mengalir melalui dioda thyristor searah VS ke ujung lainnya, bohlam menyala. Agar hal ini terjadi, gerbang thyristor harus menerima tegangan sinyal, yang membutuhkan transistor 9014 untuk menghantarkan arus.

2. Bagaimana cara kerja 9014?

Arus DC berdenyut 300V dibagi oleh R1 (100kΩ), R2 (470kΩ), dan D (fotoresistor). Sementara itu, R1 dan DW (dioda zener) membentuk pembagi tegangan, dan DW menjepit tegangan antara R2 dan fotoresistor pada 6.8V, mempersiapkan transistor untuk menghantarkan arus.

● Pada siang hari, ketika kecerahan melebihi tingkat tertentu, fotoresistor D menunjukkan resistansi rendah (≤1kΩ). Seluruh tegangan 6.8V turun di basis transistor, menyebabkan transistor V terputus (transistor NPN terputus pada level tinggi). Tidak ada arus yang mengalir dari emitornya, sehingga thyristor searah VS tetap terhalang karena kurangnya arus pemicu, dan bohlam H tidak menyala. Resistor R1 dan dioda zener DW membatasi tegangan bias transistor tidak lebih dari 6.8V, sehingga melindungi transistor.

● Pada malam hari, ketika kecerahan turun di bawah tingkat tertentu, fotoresistor D menunjukkan resistansi tinggi (≥100kΩ). Hal ini menyebabkan transistor V menghantarkan arus maju (transistor NPN menghantarkan arus pada level rendah), dengan sekitar 0.8V pada emitor, memicu thyristor VS untuk menghantarkan arus dan menyalakan bohlam H.

● Pemasangan dan Debugging: Selama pemasangan, tempatkan papan sirkuit tercetak yang telah disolder di dalam wadah plastik transparan dan amankan. Hubungkan secara seri dengan lampu kontrol H, dan posisikan menghadap ke langit atau area terang di dekat jendela penerima cahaya bangunan, hindari paparan langsung cahaya malam hari dalam jarak 3 meter.

● Debugging sebaiknya dilakukan saat senja. Sesuaikan resistansi RP agar lampu terkontrol H menyala pada tingkat kecerahan yang sesuai.

Pencahayaan Tunda Sederhana

● Prinsip rangkaian: Rangkaian lampu tunda ini ditunjukkan pada diagram terlampir, dengan rangkaian tunda yang dikelilingi oleh kotak putus-putus. Pada diagram, K adalah sakelar.

● Saat K ditutup, arus mengalir langsung melalui K untuk menyalakan bohlam, dan rangkaian lainnya tetap tidak aktif.

● Saat K dimatikan, tegangan 220V diubah menjadi arus searah oleh dioda. Di satu sisi, tegangan ini mengisi kapasitor C melalui R1; selama proses pengisian C, tidak ada arus yang mengalir melalui R2, sehingga transistor V tetap mati. Di sisi lain, tegangan ini memberikan tegangan pemicu ke thyristor SCR melalui R3 dan R4, menjaga thyristor tetap menghantarkan arus. Dengan demikian, lampu tetap menyala untuk jangka waktu tertentu setelah dimatikan.

● Setelah kapasitor C terisi penuh, arus mengalir melalui R1 dan R2 ke basis transistor V, mengubah transistor V dari kondisi mati menjadi konduksi. Ketika transistor menghantarkan arus, arus mengalir melalui bohlam ke R3 dan kemudian melalui transistor ke kutub negatif. Pada titik ini, karena transistor memiliki impedansi rendah, tidak ada arus yang mengalir melalui R4 ke gerbang thyristor, sehingga SCR thyristor mati. Karena arus mengalir melalui bohlam dan R3 (220kΩ) memiliki resistansi tinggi, tegangan di seluruh bohlam sangat rendah, dan lampu padam.

● Selama periode penundaan setelah lampu dimatikan dalam rangkaian ini, waktu penundaan ditentukan oleh nilai resistor R1 dan kapasitor C.

● Rangkaian ini menggunakan thyristor searah. Selama periode penundaan setelah lampu dimatikan, kecerahan lampu kira-kira setengah dari kecerahannya saat menyala penuh, yang memenuhi kebutuhan visual manusia sekaligus menghemat energi.

● Pembuatan rangkaian: Untuk thyristor SCR searah pada rangkaian ini, gunakan MCR100－8 dengan tegangan nominal minimal 600V. Daya bohlam tidak boleh melebihi 100W. Dioda VD adalah 1N4007, dan transistor V adalah C1815. Semua resistor adalah resistor film karbon 1/8W.

2. Thyristor Bidirectional (Komponen yang dapat mengendalikan AC)

Berikut ini adalah rangkaian thyristor dua arah klasik, yang menggunakan isolasi optocoupler untuk mengendalikan rangkaian tegangan tinggi dengan sinyal tegangan rendah, yang memungkinkan peredupan lampu terus-menerus.