Nguyên lý cơ bản của Thyristor

Điều kiện dẫn điện của Thyristor: Thứ nhất, phải đặt một điện áp thuận giữa cực dương và cực âm của Thyristor; thứ hai, cũng phải đặt một điện áp thuận vào cực cổng. Cả hai điều kiện phải được đáp ứng đồng thời để Thyristor chuyển sang trạng thái dẫn điện.


Bộ chỉnh lưu điều khiển silicon đơn hướng Slkor BTB16-800B SCR TO-263 

Nói một cách đơn giản, để một thyristor dẫn điện :

(1) Phải áp dụng tín hiệu;

(2) Anot phải có điện thế cao hơn catot (tức là phải có điện áp thuận giữa chúng).

Một khi thyristor đang dẫn điện, nó vẫn duy trì trạng thái dẫn điện ngay cả khi điện áp cực cổng giảm hoặc mất. Nói một cách đơn giản, nó vẫn duy trì trạng thái dẫn điện ngay cả khi tín hiệu mất.

Điều kiện tắt Thyristor: Giảm hoặc loại bỏ điện áp thuận giữa cực dương và cực âm, sao cho dòng điện cực dương giảm xuống dưới dòng điện giữ tối thiểu.

Để đơn giản hóa:

● Để thyristor bật, nó cần cả tín hiệu và cực dương phải có điện thế cao hơn cực âm.

● Sau khi được bật, thiết bị sẽ tiếp tục hoạt động ngay cả khi tín hiệu bị ngắt (chỉ cần một tín hiệu duy nhất cũng đủ để kích hoạt).

● Để tắt thiết bị, hãy ngắt nguồn điện cấp cho mạch cực dương-cực âm hoặc điều chỉnh điện thế cực dương thấp hơn điện thế cực âm.

● Thyristor một chiều hoạt động như một điốt điều khiển được, với sự dẫn điện được điều khiển bởi tín hiệu. Do đó, nó cho phép dòng điện một chiều đi qua mà không bị cản trở; đối với dòng điện xoay chiều, nó dẫn điện trong nửa chu kỳ dương nhưng không dẫn điện trong nửa chu kỳ âm (điốt ở đây hoạt động như một bộ chỉnh lưu).

Thyristor hai chiều (triac) có thể dẫn dòng điện xoay chiều.

Phân tích trường hợp mạch điều khiển Thyristor

Thyristor đơn hướng (Linh kiện có thể điều khiển diode)

Công tắc điện tử điều khiển bằng ánh sáng

● Công tắc điện tử điều khiển bằng ánh sáng sử dụng tính dẫn điện và chặn của thyristor để "bật" và "tắt". Tính dẫn điện và chặn của thyristor được điều khiển bởi cường độ ánh sáng tự nhiên (hoặc ánh sáng nhân tạo).

● Thiết bị này phù hợp cho đèn đường, đèn hành lang ký túc xá hoặc chiếu sáng ở những nơi công cộng khác, tự động tắt vào ban ngày và bật vào ban đêm để tiết kiệm điện.

Nguyên tắc làm việc:

Như thể hiện trong sơ đồ mạch ở trên:

1. Điện áp xoay chiều 220V được chuyển đổi thành điện áp một chiều xung nhịp thông qua bóng đèn H và mạch chỉnh lưu toàn phần, đóng vai trò là điện áp phân cực thuận (khoảng 300V điện áp một chiều xung nhịp). Khi dòng điện này chảy qua điốt của thyristor một chiều VS đến đầu kia, bóng đèn sẽ sáng. Để điều này xảy ra, cực cổng của thyristor phải nhận được điện áp tín hiệu, điều này đòi hỏi transistor 9014 phải dẫn điện.

2. 9014 hoạt động như thế nào?

Dòng điện một chiều dao động 300V được chia thành R1 (100kΩ), R2 (470kΩ) và D (điện trở quang). Trong khi đó, R1 và DW (điốt Zener) tạo thành bộ chia điện áp, và DW kẹp điện áp trên R2 và điện trở quang ở mức 6.8V, chuẩn bị cho transistor dẫn điện.

● Vào ban ngày, khi độ sáng vượt quá một mức nhất định, quang trở D biểu hiện điện trở thấp (≤1kΩ). Toàn bộ điện áp 6.8V giảm xuống trên cực gốc của transistor, khiến transistor V bị ngắt (transistor NPN bị ngắt ở mức cao). Không có dòng điện chạy qua cực phát của nó, do đó thyristor VS một chiều vẫn bị chặn do thiếu dòng kích hoạt, và bóng đèn H không sáng. Điện trở R1 và diode Zener DW giới hạn điện áp phân cực của transistor không quá 6.8V, bảo vệ transistor.

● Vào ban đêm, khi độ sáng giảm xuống dưới một mức nhất định, quang trở D sẽ có điện trở cao (≥100kΩ). Điều này khiến transistor V dẫn thẳng (transistor NPN dẫn ở mức thấp), với điện áp khoảng 0.8V ở cực phát, kích hoạt thyristor VS dẫn và làm sáng bóng đèn H.

● Lắp đặt và gỡ lỗi: Trong quá trình lắp đặt, đặt bo mạch in đã hàn vào hộp nhựa trong suốt và cố định lại. Kết nối nó nối tiếp với đèn điều khiển H, và đặt nó hướng lên trời hoặc khu vực sáng gần cửa sổ đón ánh sáng của tòa nhà, tránh tiếp xúc trực tiếp với đèn chiếu sáng ban đêm trong phạm vi 3 mét.

● Việc gỡ lỗi nên được thực hiện vào lúc hoàng hôn. Điều chỉnh điện trở của RP sao cho đèn điều khiển H bật sáng ở mức độ sáng thích hợp.

Chiếu sáng trễ đơn giản

● Nguyên lý mạch: Mạch của đèn trễ này được thể hiện trong sơ đồ đính kèm, với mạch trễ được bao quanh bởi khung nét đứt. Trong sơ đồ, K là một công tắc.

● Khi K đóng, dòng điện sẽ chạy trực tiếp qua K để thắp sáng bóng đèn, và các mạch khác vẫn không hoạt động.

● Khi công tắc K tắt, điện áp 220V được chỉnh lưu bởi điốt. Một mặt, nó nạp điện cho tụ điện C thông qua điện trở R1; trong quá trình nạp điện cho C, không có dòng điện chạy qua R2, do đó transistor V vẫn bị ngắt. Mặt khác, điện áp này cung cấp điện áp kích hoạt cho thyristor SCR thông qua R3 và R4, giữ cho thyristor dẫn điện. Do đó, đèn vẫn sáng trong một khoảng thời gian sau khi tắt.

● Khi tụ điện C được nạp đầy, dòng điện chạy qua R1 và R2 đến cực gốc của transistor V, làm cho transistor V chuyển từ trạng thái ngắt sang trạng thái dẫn. Khi transistor dẫn, dòng điện chạy qua bóng đèn đến R3 và sau đó chạy qua transistor đến cực âm. Tại thời điểm này, vì transistor có trở kháng thấp, không có dòng điện chạy qua R4 đến cực cổng của thyristor, do đó thyristor SCR tắt. Vì dòng điện chạy qua bóng đèn và R3 (220kΩ) có điện trở cao, điện áp trên bóng đèn rất thấp và đèn tắt.

● Trong khoảng thời gian trễ sau khi đèn tắt trong mạch này, thời gian trễ được xác định bởi giá trị của điện trở R1 và tụ điện C.

● Mạch này sử dụng thyristor một chiều. Trong khoảng thời gian trễ sau khi đèn tắt, độ sáng của đèn xấp xỉ bằng một nửa độ sáng khi đèn bật hoàn toàn, đáp ứng nhu cầu thị giác của người dùng đồng thời tiết kiệm năng lượng.

● Sản xuất mạch: Đối với thyristor SCR một chiều trong mạch này, hãy sử dụng MCR100－8 với điện áp định mức ít nhất 600V. Công suất bóng đèn không được vượt quá 100W. Điốt VD là 1N4007, và transistor V là C1815. Tất cả các điện trở đều là điện trở màng carbon 1/8W.

2. Thyristor hai chiều (Linh kiện có thể điều khiển AC)

Sau đây là mạch thyristor hai chiều cổ điển, sử dụng bộ cách ly quang để điều khiển mạch điện áp cao bằng tín hiệu điện áp thấp, cho phép làm mờ đèn liên tục.