Transformatori za upravljanje tiristorima – šta su i čemu služe?

Tranzistor sa kontrolom (tiristor) je jedan od najvažnijih poluprovodničkih elemenata snage koji se koriste u elektronskim kola. Sastoji se od četiri sloja poluprovodnika i ima tri priključka: anodu, katodu i gejt. Kada se između anode i katode pojavi odgovarajući napon, a na gejt se primeni strujni impuls, tiristor prelazi u provodljivo stanje i počinje da vodi struju u direktnom smeru. Upravljanje gejt strujom kontroliše njegovo uključivanje.

Tiristor vodi struju sve dok struja u kolu ne padne ispod određene održavajuće vrednosti ili dok se ne primeni specijalna metoda isključivanja tiristora. Zbog toga se često upoređuje sa prekidačem koji se može uključiti, ali se ne može uvek lako isključiti.

Transformator u tiristorskim kolima

Transformator u upravljanju tiristorima ima izolacionu i prilagodljivu ulogu. Omogućava bezbedno povezivanje upravljačkih kola sa tiristorom i prenosi impulse potrebne za uključivanje tiristora. Sekundarna namotavanja transformatora omogućavaju prenos gejt impulsa u odnosu na katodu uz održavanje odgovarajućih vrednosti struje i napona.

Upotreba transformatora takođe štiti kontroler i čitav upravljački deo od smetnji i visokog napona prisutnog u kolima snage. Zahvaljujući tome, tiristori u visokosnažnim uređajima mogu se kontrolisati malim signalima iz niskonaponske elektronike.

Tranzistor vs. tiristor – razlike

Iako su tiristor i tranzistor poluprovodnički uređaji, njihov princip rada se značajno razlikuje. Bipolarni tranzistor ili MOSFET radi linearno i može kontinuirano kontrolisati protok struje u zavisnosti od upravljačkog signala. Tiristor, s druge strane, nakon gejt impulsa prelazi u provodljivo stanje i ostaje u njemu dok struja u kolu ne padne.

Može se reći da tranzistor liči na podesivi ventil, a tiristor na prekidač. U mnogim industrijskim primenama koriste se kola u kojima oba elementa rade zajedno za kontrolu snage.

Triak – varijanta tiristora

Triak je poluprovodnički element sličan tiristoru, ali vodi struju u oba smera. Zbog toga se široko koristi u mrežnim uređajima gde protiče naizmenična struja. Gejt impuls može uključiti triak bez obzira na polaritet sinusoidnog talasa.

Triaci se koriste za regulaciju snage AC potrošača, na primer u prigušivačima svetla, regulatorima brzine ili faznim kontrolama. U takvim kolima često se koristi impulsni transformator koji omogućava odgovarajuće povezivanje i izolaciju.

Elektronsko fazno upravljanje

Fazno upravljanje je jedna od najčešćih metoda korišćenja tiristora i triaka. Sastoji se u tome da se tiristor uključi samo u određenom delu sinusoidnog talasa napona mreže. Na ovaj način se može regulisati snaga isporučena potrošaču kontrolom protoka struje.

Transformator u faznom upravljanju obezbeđuje gejt impuls u odgovarajućem trenutku, u skladu sa faznim uglom mrežnog napona. To omogućava glatku regulaciju snage u uređajima napajanih naizmeničnom strujom.

Princip rada tiristora i upravljačkog transformatora

Princip rada tiristora zasniva se na pozitivnoj povratnoj spregi između unutrašnjih struktura, što dovodi do provodljivosti nakon primene gejt impulsa. Transformator ima zadatak da ovaj impuls prenese na bezbedan i kontrolisan način.

Šema takvog kola uključuje izvor napajanja, tiristor sa anodom i katodom i transformator sa sekundarnim namotajima. Impuls koji prolazi kroz gejt zonu uključuje tiristor. Vrednosti struje i napona moraju biti odabrane prema specifikaciji kako bi se izbegla oštećenja tiristora.

GTO tiristor – isključivi tiristor

Zanimljiva varijanta je GTO (Gate Turn-Off) tiristor, koji se može ne samo uključiti, već i isključiti putem gejt impulsa. U tom slučaju upravljački transformator mora prenositi i pozitivne i negativne gejt impulse. Zahvaljujući tome, GTO tiristor se koristi u naprednijim sistemima regulacije snage i pogonima DC motora.

Karakteristika i simbol tiristora

Simbol tiristora prikazuje anodu, katodu i gejt. Strujno-naponska karakteristika pokazuje da tiristor ne vodi struju u suprotnom smeru, dok u pravcu provodnosti prelazi u provodljivo stanje nakon gejt impulsa. Vrednosti otpora u provodnom stanju su vrlo niske, što omogućava kontrolu velike snage.

Praktična primena

Tiristori se koriste u kolima za regulaciju snage, kontrolisanim ispravljačima, pogonima DC motora, kao i u svakodnevnoj elektronici. Transformator u takvim kolima obezbeđuje galvansku izolaciju i prilagođavanje upravljačkih signala.

Fazno upravljanje pomoću tiristora i triaka omogućava glatku regulaciju napona i struje u mnogim uređajima. Na taj način je moguće regulisati svetlinu lampi, brzinu motora i snagu grejača.

Šeme i elektronska kola

Šeme tiristorski kola obično uključuju zaštitnu diodu, otpornik za ograničenje gejt struje i impulsni transformator. Takvo kolo se može priključiti na mrežu, vodeći računa o pravilnoj polarizaciji.

Rad tiristora može se proveriti u jednostavnim uslovima posmatranjem struje između anode i katode nakon primene signala na gejt. Ako tiristor vodi struju, impuls za paljenje je pravilno isporučen.

Zaključak

Tiristor je poluprovodnički uređaj velikog značaja u elektronskoj snazi. Transformator za upravljanje tiristorima je ključni element koji omogućava sigurno i efikasno povezivanje upravljačkih kola. Zahvaljujući njemu moguće je realizovati faznu kontrolu, regulaciju struje i snage u industrijskim i kućnim primenama.

Pozivamo vas da upoznate našu ponudu i iskoristite rešenja prilagođena vašim potrebama. Kontaktirajte nas da otkrijete više mogućnosti u oblasti elektronske snage.