Türistori ja triaki juhtimise põhimõtted

Alustame kõige lihtsamate skeemidega. Kõige lihtsamal juhul piisab türistori juhtimiseks selle juhtelektroodile lühiajaliselt teatud väärtusega konstantse voolu andmisest. Selle voolu andmise mehhanismi saab skemaatiliselt näidata, kujutades lülitit, mis sulgeb ja annab toite, nagu kiibi või transistori väljundaste.

See on pealtnäha lihtne meetod, kuid siin peab juhtsignaali võimsus olema märkimisväärne. Seega peaks triaki KU208 tavatingimustes see vool olema vähemalt 160 mA ja trinistori KU201 puhul vähemalt 70 mA. Seega on 12-voldise pinge ja näiteks 115 mA keskmise voolu korral juhtimisvõimsus nüüd 1,4 W.

Juhtsignaali polaarsusnõuded on järgmised: SCR nõuab katoodi suhtes positiivset juhtpinget ja triac (tasakaalustatud türistor) nõuab anoodivooluga sama polaarsust või negatiivset iga pooltsükli puhul. .

Triaki juhtelektrood ei ole šunteeritud, trinistoriga manipuleeritakse 51-oomise takistiga.Kaasaegsed türistorid nõuavad järjest vähem juhtimisvoolu ja väga sageli võib leida ahelaid, kus SCR-ide juhtvool on vähendatud umbes 24 mA-ni ja triakkidel 50 mA-ni.

Võib juhtuda, et voolu järsk langus juhtahelas mõjutab seadme töökindlust, nii et mõnikord peavad arendajad valima türistorid iga vooluahela jaoks eraldi. Vastasel juhul peaks nõrkvoolu türistori avamiseks olema selle anoodi pinge sel hetkel kõrge, mis tooks kaasa kahjuliku sisselülitusvoolu ja häired.

Juhtimise puudumine ülalkirjeldatud kõige lihtsama skeemi järgi on ilmne: juhtahela püsiv galvaaniline ühendus elektriahelaga on olemas. Mõnede vooluahelate triacid võimaldavad ühe juhtahela klemmidest ühendada nulljuhtmega. SCR-id võimaldavad sellist lahendust ainult dioodsilla lisamisega koormusahelasse.

Selle tulemusena väheneb koormusele antav võimsus poole võrra, kuna pinge antakse koormusele ainult ühes võrgu siinuslaine perioodist. Praktikas on tõsiasi, et alalisvoolu türistori juhtimisega ahelaid ilma sõlmede galvaanilise isolatsioonita ei kasutata peaaegu kunagi, välja arvatud juhul, kui juhtimine tuleb mingil mõjuval põhjusel läbi viia.

Levinud türistori juhtimislahendus on see, kus pinge suunatakse paiselektroodile otse anoodilt läbi takisti, sulgedes lüliti mõneks mikrosekundiks. Siin võib võtmeks olla kõrgepinge bipolaarne transistor, väike relee või fototakisti.

Selline lähenemine on vastuvõetav suhteliselt kõrge anoodpinge korral, see on mugav ja lihtne isegi siis, kui koormus sisaldab reaktiivset komponenti. Kuid on ka puudus: mitmetähenduslikud nõuded voolu piiravale takistile, mis peab olema nimiväärtuselt väike, nii et türistor lülitub esmakordsel sisselülitamisel sisse siinuslaine poolperioodi alguses. mitte nullvõrgu pingel (sünkroniseerimise puudumisel), võib sellele tulla ka 310 volti, kuid vool läbi lüliti ja läbi türistori juhtelektroodi ei tohiks ületada nende jaoks lubatud maksimaalseid väärtusi.

Türistor ise avaneb pingele Uop = Iop * Rlim. Selle tulemusena tekib müra ja koormuse pinge veidi väheneb Takisti Rlim arvutuslikku takistust vähendatakse koormusahela takistuse väärtuse võrra (sealhulgas selle induktiivkomponent), mis juhtub olema ühendatud järjestikku takisti sisselülitamise ajal.

Kuid kütteseadmete puhul võetakse arvesse asjaolu, et külmas olekus on nende takistus kümme korda väiksem kui töökorras soojendatud seadmel. Muide, kuna triakide korral võib positiivsete ja negatiivsete poollainete sisselülitusvool veidi erineda, võib koormusele ilmuda väike konstantne komponent.

SCR-i sisselülitusaeg ei ole tavaliselt pikem kui 10 μs, seetõttu saab ökonoomse koormuse võimsuse juhtimiseks kasutada sageduste 20, 10 ja 5 jaoks 5, 10 või 20 töötsüklit. kHz vastavalt. Võimsus väheneb 5 korda 20 korda.

Puuduseks on järgmine: türistor saab sisse lülituda, mitte poolperioodi alguses.See on täis laineid ja müra. Ja veel, isegi kui sisselülitamine toimub vahetult enne pinge nullist tõusu algust, ei pruugi juhtelektroodi vool sel hetkel veel jõuda hoidmisväärtuseni, siis lülitub türistor kohe pärast pinge lõppu välja. pulss.

Selle tulemusena lülitub türistor esmalt lühikeste ajavahemike järel sisse ja välja, kuni lõpuks võtab vool sinusoidse kuju. Induktiivse komponendiga koormuste puhul ei pruugi vool jõuda hoideväärtuseni, mis seab juhtimpulsside kestusele alampiiri ja voolutarve ei vähene palju.

Juhtahela eraldamine võrgust on tagatud nn impulsskäivitusega, mida saab hõlpsasti teostada, paigaldades alla 2 cm läbimõõduga ferriitrõngale väikese eraldustrafo. Oluline on, et eralduspinge selline trafo peaks olema kõrge ja mitte nagu iga tööstuslik impulsstrafo...

Juhtimiseks vajaliku võimsuse oluliseks vähendamiseks on vaja kasutada täpsemat juhtimist. Värava vool tuleb välja lülitada samamoodi nagu türistor on sisse lülitatud. Kui lüliti on suletud, lülitub türistor sisse ja kui türistor hakkab voolu juhtima, lõpetab mikroskeem juhtelektroodi kaudu voolu andmise.

Selline lähenemine säästab tõesti türistori käitamiseks vajalikku energiat. Kui lüliti on hetkel suletud, ei piisa anoodi pingest, türistorit ei avane mikroskeem (pinge peaks olema veidi üle poole mikroskeemi toitepingest). Sisselülituspinge on reguleeritav lahtisidestustakistite valik.

Triaki selliseks juhtimiseks on vaja jälgida polaarsust, seega lisatakse ahelasse transistoride paari ja kolme takisti plokk, mis fikseerib hetke, mil pinge ületab nulli. Keerulisemad skeemid ei kuulu selle artikli ulatusse.