Tiristorių valdymo transformatoriai – kas tai ir kam jie skirti?

Tiristorius yra vienas svarbiausių galios puslaidininkinių elementų, naudojamų elektroninėse grandinėse. Jis susideda iš keturių puslaidininkio sluoksnių ir turi tris išvestis: anodą, katodą ir valdymo elektrodą (vartus). Kai tarp anodo ir katodo atsiranda tinkama įtampa, o į vartus pateikiamas srovės impulsas, tiristorius pereina į laidumo būseną ir pradeda praleisti srovę į priekį. Būtent vartų srovė valdo jo įjungimą.

Tiristorius praleidžia srovę tol, kol grandinėje esanti srovė nenukrenta žemiau tam tikros palaikymo vertės arba kol nebus pritaikytas specialus tiristoriaus išjungimo metodas. Dėl šios priežasties jis dažnai lyginamas su jungikliu, kurį galima įjungti, bet ne visada lengva išjungti.

Transformatorius tiristoriaus grandinėse

Transformatorius tiristorių valdymo grandinėse atlieka izoliavimo ir suderinimo funkciją. Jis leidžia saugiai prijungti valdymo grandines prie tiristoriaus ir užtikrina impulsų, reikalingų tiristoriaus įjungimui, perdavimą. Transformatoriaus antrinės apvijos leidžia perduoti vartų impulsus santykyje su katodu, palaikant tinkamas srovių ir įtampų reikšmes.

Transformatoriaus naudojimas taip pat apsaugo valdiklį ir visą valdymo dalį nuo trukdžių ir aukštos įtampos, esančios galios grandinėse. Dėl to aukštos galios prietaisuose naudojami tiristoriai gali būti valdomi mažais signalais iš mažos įtampos elektroninių grandinių.

Tranzistorius ir tiristorius – skirtumai

Nors tiristoriai ir tranzistoriai yra puslaidininkiniai įtaisai, jų veikimo principas ženkliai skiriasi. Bipolinis tranzistorius arba MOSFET veikia linijiškai ir gali nuolat valdyti srovės tėkmę pagal valdymo signalą. Tiristorius, kita vertus, po impulso vartams pateikimo pereina į laidumo būseną ir ją išlaiko tol, kol grandinėje sumažėja srovė.

Galima sakyti, kad tranzistorius panašus į reguliuojamą vožtuvą, o tiristorius – į jungiklį. Daugelyje pramoninių pritaikymų naudojamos grandinės, kuriose abu elementai bendradarbiauja galios valdymui.

Triakas – tiristoriaus variantas

Triakas yra puslaidininkinis elementas, panašus į tiristorių, tačiau praleidžiantis srovę abiem kryptimis. Dėl to triakai plačiai naudojami tinklo prietaisuose, kur teka kintamoji srovė. Valdymo impulsas gali įjungti triaką nepriklausomai nuo sinusoidės polarizacijos.

Triakai naudojami AC galios reguliavimui, pavyzdžiui, šviestuvų reguliatoriuose, variklių greičio valdikliuose ir fazės valdikliuose. Tokiose grandinėse dažnai naudojamas impulsinis transformatorius, kuris leidžia tinkamai prijungti ir izoliuoti.

Elektroninė fazinio valdymo grandinė

Fazinis valdymas – vienas dažniausiai naudojamų tiristorių ir triakų pritaikymo būdų. Tai reiškia, kad tiristorius įsijungia tik tam tikroje tinklo įtampos sinusoidės dalyje. Tokiu būdu galima reguliuoti tiekiamą į apkrovą galią, kontroliuojant srovės tėkmę.

Fazinio valdymo transformatorius tiekia vartų impulsą tinkamu momentu, atitinkančiu tinklo įtampos fazės kampą. Tai leidžia sklandžiai reguliuoti galią AC prietaisuose.

Tiristoriaus ir valdymo transformatoriaus veikimo principas

Tiristorius veikia remiantis teigiamu atgaliniu ryšiu tarp vidinių struktūrų, todėl jis praleidžia srovę po impulso vartams pateikimo. Transformatoriaus užduotis – saugiai ir kontroliuojamai perduoti šį impulsą.

Tokios sistemos schema apima maitinimo šaltinį, tiristorių su anodu ir katodu bei transformatorių su antrinėmis apvijomis. Impulsas, pereinantis per vartų sritį, įjungia tiristorių. Srovių ir įtampų reikšmės turi atitikti specifikaciją, kad tiristorius nebūtų pažeistas.

GTO tiristorius – išjungiamas tiristorius

Įdomus variantas – GTO (Gate Turn-Off) tiristorius, kurį galima ne tik įjungti, bet ir išjungti vartų impulsu. Tokiu atveju valdymo transformatorius turi perduoti tiek teigiamus, tiek neigiamus vartų srovės impulsus. Dėl to GTO tiristorius naudojamas sudėtingesnėse galios valdymo sistemose ir nuolatinės srovės variklių pavarose.

Tiristoriaus charakteristika ir simbolis

Tiristoriaus simbolis rodo anodą, katodą ir vartus. Įtampos-srovės charakteristika rodo, kad tiristorius neveda srovės atvirkštinėje kryptimi, o tiesioginėje – pereina į laidumo būseną po impulso pateikimo vartams. Laidumo būsenoje pasipriešinimas yra labai mažas, todėl galima valdyti dideles galias.

Praktinis taikymas

Tiristoriai naudojami galios reguliavimo grandinėse, valdomuose lygintuvuose, nuolatinės srovės variklių pavarose, taip pat kasdieninėje elektronikoje. Transformatorius tokiose grandinėse užtikrina galvaninę izoliaciją ir valdymo signalų suderinimą.

Fazinis valdymas naudojant tiristorius ir triakus leidžia sklandžiai reguliuoti įtampą ir srovę daugelyje prietaisų. Tai užtikrina lempų šviesos reguliavimą, variklių greičio valdymą ir šildytuvų galios reguliavimą.

Grandinės ir elektroninės schemos

Tiristorių grandinių schemos dažniausiai apima apsauginę diodą, vartų srovės ribojimo rezistorių ir impulsinį transformatorių. Tokią grandinę galima prijungti prie tinklo, laikantis teisingos polarizacijos.

Tiristoriaus veikimą galima patikrinti paprastomis sąlygomis, tikrinant srovę tarp anodo ir katodo po signalo pateikimo vartams. Jei tiristorius praleidžia srovę, impulsas buvo pateiktas teisingai.

Santrauka

Tiristorius – puslaidininkinis įtaisas, turintis didelę reikšmę galios elektronikoje. Tiristoriaus valdymo transformatorius – pagrindinis elementas, leidžiantis saugiai ir efektyviai prijungti valdymo grandines. Jo pagalba galima įgyvendinti fazinį valdymą, srovės ir galios reguliavimą pramoniniuose ir namų prietaisuose.

Kviečiame susipažinti su mūsų pasiūlymu ir pasinaudoti sprendimais, kurie atitinka jūsų poreikius. Susisiekite su mumis, kad sužinotumėte daugiau galimybių galios elektronikos srityje.