Categories: Articles destacats » Electrònica pràctica
Nombre de visualitzacions: 60798
Comentaris sobre l'article: 2
Mètodes i circuits per controlar un tiristor o un triac
Els tiristors són molt utilitzats en dispositius i convertidors de semiconductors. Diverses fonts d’energia, convertidors de freqüència, reguladors, dispositius d’excitació per motors sincrònics i molts altres dispositius es van construir en tiristors i recentment han estat substituïts per convertidors de transistors. La tasca principal del tiristor és encendre la càrrega en el moment en què s'apliqui el senyal de control. En aquest article analitzarem com controlar tiristors i triacs.
Definició
El tiristor (trinistor) és una clau semiconductora semiconductora. Semicontrolat: vol dir que només podeu encendre el tiristor, només s’apaga quan s’interromp el corrent del circuit o si s’hi aplica una tensió inversa.
Ell, com un díode, condueix el corrent en una sola direcció. És a dir, per a la inclusió al circuit de CA per controlar dues mitges ones, es necessiten dos tiristors, per a cadascun, encara que no sempre. El tiristor consta de 4 àrees del semiconductor (p-n-p-n).
Es diu un altre dispositiu similar triac - tiristor bidireccional. La seva principal diferència és que pot conduir corrent en les dues direccions. De fet, representa dos tiristors connectats en paral·lel els uns als altres.
Característiques clau
Com qualsevol altre component electrònic, els tiristors tenen diverses característiques:
-
Caiguda de tensió al corrent màxim d'ànode (VT o UОС).
-
Tensió avançada tancada (VD (RM) o Ucc).
-
Tensió inversa (VR (PM) o Urev).
-
El corrent endavant (IT o Ipr) és el corrent màxim en estat obert.
-
La màxima corrent de transmissió permesa (ITSM) és el corrent màxim màxim en estat obert.
-
Corrent invers (IR): corrent a una tensió inversa determinada.
-
Corrent directe en estat tancat a una tensió avançada determinada (ID o ISc).
-
Tensió de control de disparador constant (VGT o UU).
-
Corrent de control (IGT).
-
Màxim elèctrode de control de corrent IGM.
-
Dissipació de la potència màxima admesa en l'elèctrode de control (PG o Pу)
Principi de treball
Quan s'aplica tensió al tiristor, no condueix corrent. Hi ha dues maneres d’encendre’l: aplicar tensió entre l’ànode i el càtode suficient per obrir-se, i el seu funcionament no diferirà del dinistor.
Una altra manera és aplicar un pols a curt termini a l'elèctrode de control. El corrent d’obertura del tiristor se situa en l’interval de 70-160 mA, tot i que en la pràctica aquest valor, així com la tensió que cal aplicar al tiristor, depèn del model i la instància particulars del dispositiu semiconductor i fins i tot de les condicions en què funcioni, com, per exemple, la temperatura ambient. Dimecres
A més del corrent de control, hi ha un paràmetre com el corrent de retenció: aquest és el corrent d'ànode mínim per mantenir el tiristor en estat obert.
Després d’obrir el tiristor, el senyal de control es pot desactivar, el tiristor estarà obert fins que flueixi un corrent directe i s’aplica tensió. És a dir, en un circuit variable, el tiristor estarà obert durant aquella mitja onada la tensió del qual biaix el tiristor en sentit endavant. Quan la tensió es precipiti a zero, el corrent disminuirà. Quan el corrent del circuit baixa per sota del corrent de retenció del tiristor, aquest es tancarà (s’apagarà).
La polaritat de la tensió de control ha de coincidir amb la polaritat de la tensió entre l’ànode i el càtode, com es pot veure en els oscilogrames anteriors.
El control del triac és similar, tot i que presenta algunes característiques. Per controlar un triac en un circuit de CA, es necessiten dos polsos de tensió de control, per a cada mitja ona d'un sinusoide, respectivament.
Després d’aplicar un pols de control a la primera mitja ona (condicionalment positiva) d’una tensió sinusoïdal, el corrent a través del triac fluirà fins a l’inici de la segona mitja ona, després d’això es tancarà, com un tiristor convencional. Després d'això, heu d'aplicar un altre impuls de control per obrir el triac a l'ona mitja negativa. Això s’il·lustra clarament en les formes d’ona següents.
La polaritat del voltatge de control ha de correspondre a la polaritat del voltatge aplicat entre l’ànode i el càtode. Per això, es plantegen problemes al controlar triacs mitjançant circuits lògics digitals o a les sortides d’un microcontrolador. Però això es soluciona fàcilment mitjançant la instal·lació d’un controlador triac, del qual parlarem més endavant.
Circuits comuns de tiristor o triac comuns
El circuit més comú és un regulador de triac o tiristor.
Aquí, el tiristor s’obre després que hi hagi una quantitat suficient sobre el condensador per obrir-lo. El moment d'obertura s'ajusta mitjançant un potenciòmetre o una resistència variable. Com més gran sigui la seva resistència, més lent es carrega el condensador. La resistència R2 limita el corrent a través de l'elèctrode de control.
Aquest esquema regula els dos períodes de temps, és a dir, obté un control complet de la potència des de gairebé el 0% fins gairebé el 100%. Això es va aconseguir establint el regulador al pont del díodeAixí, una de les mitges ones està regulada.
A continuació es mostra un circuit simplificat, aquí només es regula la meitat del període, la segona meitat d'ona passa sense canvi a través del díode VD1. El principi de funcionament és similar.
El controlador Triac sense un pont de díode permet controlar dues mitges ones.
Segons el principi de funcionament, és gairebé similar als anteriors, però ambdues mitges ones ja estan regulades amb l'ajuda del triac. Les diferències són que aquí el pols de control es subministra amb un dinistor DB3 bidireccional, després que el condensador es carregui a la tensió desitjada, generalment de 28-36 volts. La velocitat de càrrega també està regulada per una resistència variable o un potenciòmetre. Aquest esquema s’implementa en la majoria dimòmers domèstics.
Interessant:
Aquests circuits de control de tensió s’anomenen SIFU: un sistema de control de fase d’impulsos.
La figura de dalt mostra l’opció de controlar un triac mitjançant un microcontrolador, mitjançant un exemple popular plataforma Arduino. El controlador triac està format per un optosimistor i un LED. Com que un optosimistor s’instal·la al circuit de sortida del conductor, sempre s’aplica un voltatge de la polaritat requerida a l’elèctrode de control, però hi ha alguns matisos aquí.
El fet és que per ajustar el voltatge amb l’ajut d’un triac o tiristor, és necessari aplicar un senyal de control en un determinat moment, de manera que el tall de fase es produeixi al valor desitjat. Si disparen de forma aleatòria els polsos de control, el circuit funcionarà, però els ajustaments no funcionaran, així que cal determinar quan la mitja ona passa per zero.
Ja que per a nosaltres la polaritat de l'ona mitjana no importa de moment, n'hi ha prou amb fer un seguiment del moment de transició per zero. Aquest node al circuit s’anomena detector zero o detector zero, i en fonts angleses s’anomena “circuit de detecció de creuament zero” o ZCD. Una variant d'aquest circuit amb un detector d'encreuament zero en un optocoppiador de transistor és la següent:
Hi ha molts controladors òptics per controlar triacs, els típics són la línia MOC304x, MOC305x, MOC306X fabricada per Motorola i altres. A més, aquests controladors ofereixen un aïllament galvànic, la qual cosa protegirà el vostre microcontrolador en cas d’avaria de la clau de semiconductor, cosa que és força possible i probable. També augmentarà la seguretat de treballar amb circuits de control dividint completament el circuit en "potència" i "operativa".
Conclusió
Ens van explicar la informació bàsica sobre tiristors i triacs, així com la seva gestió en circuits amb un "canvi".Val la pena assenyalar que no hem tractat el tema dels tiristors bloquejables, si esteu interessats en aquest número: escriviu comentaris i els considerarem amb més detall. Tampoc es van considerar els matisos d’utilitzar i controlar tiristors en circuits inductius d’energia. Per controlar la "constant" és millor utilitzar transistors, perquè en aquest cas decidiu quan s'obrirà la clau i quan es tancarà, obeint el senyal de control ...
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: