Основные принципы работы тиристоров

Условия проводимости тиристора: во-первых, между анодом и катодом тиристора должно быть приложено прямое напряжение; во-вторых, на затвор также должно быть приложено прямое напряжение. Для перехода тиристора в состояние проводимости оба условия должны быть выполнены одновременно.


Slkor BTB16-800B однонаправленный кремниевый управляемый выпрямитель SCR TO-263 

Проще говоря, для того чтобы тиристор проводил ток :

(1) Должен быть подан сигнал;

(2) Анод должен иметь более высокий потенциал, чем катод (т.е. между ними должно существовать прямое напряжение).

Когда тиристор находится в состоянии проводимости, он продолжает проводить ток даже при снижении или снятии напряжения на затворе. Проще говоря, он остаётся открытым даже при исчезновении сигнала.

Условия выключения тиристора: Уменьшить или убрать прямое напряжение между анодом и катодом так, чтобы анодный ток стал ниже минимального тока удержания.

Упростить:

● Для включения тиристора необходим как сигнал, так и анод, имеющий более высокий потенциал, чем катод.

● После включения устройство остается включенным даже при отключении сигнала (для его активации достаточно одного сигнала).

● Чтобы выключить его, либо отключите питание анодно-катодной цепи, либо понизьте потенциал анода ниже потенциала катода.

● Однонаправленный тиристор подобен управляемому диоду, проводимость которого контролируется сигналом. Таким образом, он пропускает постоянный ток беспрепятственно; для переменного тока он проводит ток в положительной полуволне, но не в отрицательной (в данном случае диод действует как выпрямитель).

Двунаправленный тиристор (симистор) может проводить переменный ток.

Анализ случаев применения схем управления тиристорами

Однонаправленные тиристоры (Компоненты, которые могут управлять диодами)

Электронный переключатель, управляемый светом

● Электронный выключатель, управляемый светом, использует для включения и выключения проводимость и запирание тиристора. Проведение и запирание тиристора управляются интенсивностью естественного (или искусственного) освещения.

● Это устройство подходит для уличного освещения, освещения коридоров общежитий или освещения других общественных мест, автоматически выключаясь днем и включаясь ночью для экономии электроэнергии.

Принцип работы:

Как показано на схеме выше:

1. Переменное напряжение 220 В преобразуется в пульсирующее постоянное напряжение с помощью лампы H и полномостового выпрямителя, служащего в качестве прямого смещения (приблизительно 300 В пульсирующего постоянного напряжения). Когда этот ток протекает через диод однонаправленного тиристора VS к другому концу, лампа загорается. Для этого на затвор тиристора должно поступать сигнальное напряжение, что требует проведения тока через транзистор 9014.

2. Как ведет себя 9014?

Пульсирующее постоянное напряжение 300 В делится резисторами R1 (100 кОм), R2 (470 кОм) и фоторезистором D. При этом R1 и стабилитрон DW образуют делитель напряжения, а стабилитрон DW фиксирует напряжение на R2 и фоторезисторе на уровне 6.8 В, подготавливая транзистор к открытию.

● Днём, когда яркость превышает определённый уровень, фоторезистор D имеет низкое сопротивление (≤1 кОм). Всё напряжение 6.8 В падает на базе транзистора, вызывая запирание транзистора V (NPN-транзисторы запираются при высоком уровне). Ток с его эмиттера отсутствует, поэтому однонаправленный тиристор VS остаётся заблокированным из-за отсутствия тока управления, и лампа H не горит. Резистор R1 и стабилитрон DW ограничивают напряжение смещения транзистора до уровня не более 6.8 В, защищая его.

● Ночью, когда яркость падает ниже определённого уровня, фоторезистор D имеет высокое сопротивление (≥100 кОм). Это приводит к открытию транзистора V (NPN-транзисторы проводят ток при низком уровне), при этом на эмиттере присутствует напряжение около 0.8 В, что открывает тиристор VS и зажигает лампу H.

● Установка и отладка: Во время установки поместите припаянную печатную плату в прозрачный пластиковый корпус и закрепите её. Подключите её последовательно с управляемым источником света H и расположите так, чтобы она была направлена ​​в небо или на ярко освещенное место рядом с окном здания, пропускающим свет, избегая прямого воздействия ночного освещения на расстоянии до 3 метров.

● Отладку следует проводить в сумерках. Отрегулируйте сопротивление RP таким образом, чтобы управляемый источник света H включался с соответствующим уровнем яркости.

Простая задержка освещения

● Принцип работы схемы: Схема этой светодиодной задержки показана на прилагаемой диаграмме, при этом цепь задержки заключена в пунктирную рамку. На диаграмме K — это переключатель.

● Когда цепь K замкнута, ток течет непосредственно через K, зажигая лампочку, а остальные цепи остаются неактивными.

● Когда K выключен, напряжение 220 В выпрямляется диодом. С одной стороны, оно заряжает конденсатор C через R1; во время процесса зарядки C ток через R2 не протекает, поэтому транзистор V остается в выключенном состоянии. С другой стороны, это напряжение подает управляющее напряжение на тиристор SCR через R3 и R4, поддерживая его в проводящем состоянии. Таким образом, свет остается включенным в течение некоторого времени после выключения.

● После полной зарядки конденсатора C ток протекает через резисторы R1 и R2 к базе транзистора V, переводя транзистор V из состояния отсечки в состояние проводимости. Когда транзистор проводит ток, ток протекает через лампочку к резистору R3, а затем через транзистор к отрицательному полюсу. В этот момент, поскольку транзистор имеет низкое сопротивление, ток через резистор R4 к затвору тиристора не протекает, поэтому тиристор SCR выключается. Поскольку ток протекает через лампочку, а резистор R3 (220 кОм) имеет высокое сопротивление, напряжение на лампочке очень низкое, и свет гаснет.

● В течение периода задержки после выключения света в данной схеме время задержки определяется значениями резистора R1 и конденсатора C.

● В этой схеме используется однонаправленный тиристор. В течение периода задержки после выключения света яркость лампы составляет примерно половину от яркости при полном включении, что удовлетворяет зрительные потребности человека и одновременно экономит энергию.

● Изготовление схемы: Для однонаправленного тиристора SCR в этой схеме используйте MCR100－8 с номинальным напряжением не менее 600 В. Мощность лампы не должна превышать 100 Вт. Диод VD — 1N4007, транзистор V — C1815. Все резисторы — углеродные пленочные резисторы 1/8 Вт.

2. Двунаправленные тиристоры (компоненты, способные управлять переменным током)

Ниже представлена классическая двунаправленная тиристорная схема, в которой для управления высоковольтными цепями с помощью низковольтных сигналов используется оптронная изоляция, что позволяет осуществлять плавное затемнение освещения.