नियंत्रित रेक्टिफायर - उपकरण, योजनाएँ, संचालन का सिद्धांत

नियंत्रित एसी सर्किट में आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए नियंत्रित रेक्टीफायर का उपयोग किया जाता है। रेक्टीफायर के बाद आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित करने के अन्य तरीकों के साथ, जैसे एलएटीआर या रियोस्टैट, एक नियंत्रित रेक्टीफायर उच्च सर्किट विश्वसनीयता के साथ अधिक दक्षता प्राप्त करने की अनुमति देता है, जिसे एलएटीआर या रियोस्टैट विनियमन का उपयोग करके विनियमन के लिए नहीं कहा जा सकता है।

नियंत्रित वाल्वों का उपयोग करना अधिक प्रगतिशील और कम बोझिल है। नियंत्रित वाल्वों की भूमिका के लिए थायरिस्टर्स सबसे उपयुक्त हैं।

प्रारंभिक अवस्था में, थाइरिस्टर बंद है और इसकी दो संभावित स्थिर अवस्थाएँ हैं: बंद और खुला (संचालन)।यदि स्रोत वोल्टेज थाइरिस्टर के निचले परिचालन बिंदु से अधिक है, तो जब वर्तमान पल्स को नियंत्रण इलेक्ट्रोड पर लागू किया जाता है, तो थाइरिस्टर एक संचालन स्थिति में चला जाएगा और बाद में नियंत्रण इलेक्ट्रोड पर लगाए गए पल्स एनोड वर्तमान को प्रभावित नहीं करेंगे किसी भी तरह, यानी नियंत्रण सर्किट केवल थाइरिस्टर खोलने के लिए ज़िम्मेदार है, लेकिन इसे बंद करने के लिए नहीं। यह तर्क दिया जा सकता है कि थायरिस्टर्स की शक्ति में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है।

थाइरिस्टर को बंद करने के लिए, इसके एनोड करंट को कम करना आवश्यक है ताकि यह होल्डिंग करंट से कम हो जाए, जो आपूर्ति वोल्टेज को कम करके या लोड प्रतिरोध को बढ़ाकर प्राप्त किया जाता है।

खुले राज्य में थायरिस्टर्स कई सौ एम्पीयर तक धाराओं का संचालन करने में सक्षम हैं, लेकिन साथ ही, थाइरिस्टर्स काफी निष्क्रिय हैं। थाइरिस्टर का टर्न-ऑन समय 100 ns से 10 μs तक है, और टर्न-ऑफ का समय दस गुना अधिक है - 1 μs से 100 μs तक।

थाइरिस्टर के मज़बूती से काम करने के लिए, घटक मॉडल के आधार पर, एनोड वोल्टेज के बढ़ने की दर 10 - 500 V / μs से अधिक नहीं होनी चाहिए, अन्यथा pn जंक्शनों के माध्यम से कैपेसिटिव करंट की कार्रवाई के कारण गलत स्विचिंग हो सकती है। .

गलत स्विचिंग से बचने के लिए, थाइरिस्टर के नियंत्रण इलेक्ट्रोड को हमेशा एक प्रतिरोधक के साथ शंट किया जाता है, जिसका प्रतिरोध आमतौर पर 51 से 1500 ओम की सीमा में होता है।

थायरिस्टर्स के अलावा, अन्य का उपयोग रेक्टीफायर्स में आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। अर्धचालक उपकरण: ट्राइक, डाइनिस्टर्स और लॉक-इन थाइरिस्टर्स। डायनिस्टर्स को एनोड पर लगाए गए वोल्टेज से चालू किया जाता है, और उनके पास दो इलेक्ट्रोड होते हैं, जैसे डायोड।

Triacs कम से कम एनोड के सापेक्ष, कम से कम कैथोड के सापेक्ष नियंत्रण दालों को शामिल करने की क्षमता से प्रतिष्ठित हैं, लेकिन इन सभी उपकरणों, जैसे कि थाइरिस्टर्स, एनोड करंट को होल्डिंग करंट के नीचे एक मान तक कम करके बंद कर दिया जाता है। लॉक करने योग्य थाइरिस्टर्स के लिए, उन्हें नियंत्रण इलेक्ट्रोड में रिवर्स पोलरिटी की धारा लागू करके लॉक किया जा सकता है, लेकिन टर्न-ऑफ पर लाभ टर्न-ऑन की तुलना में दस गुना कम होता है।

थायरिस्टर्स, ट्राइक, डाइनिस्टर्स, कंट्रोल करने योग्य थाइरिस्टर्स - इन सभी उपकरणों का उपयोग बिजली की आपूर्ति और ऑटोमेशन सर्किट में वोल्टेज और पावर को विनियमित करने और स्थिर करने के साथ-साथ सुरक्षा उद्देश्यों के लिए किया जाता है।

एक नियम के रूप में, नियंत्रित सुधार सर्किट में डायोड के बजाय थायरिस्टर्स का उपयोग किया जाता है। एकल-चरण पुलों में, डायोड का स्विचिंग पॉइंट और थाइरिस्टर का स्विचिंग पॉइंट अलग-अलग होते हैं, उनके बीच एक चरण अंतर होता है, जिसे कोण पर विचार करके परिलक्षित किया जा सकता है।

लोड वोल्टेज का डीसी घटक गैर-रैखिक रूप से इस कोण से संबंधित है क्योंकि आपूर्ति वोल्टेज स्वाभाविक रूप से साइनसॉइडल है।विनियमित सुधारक के बाद जुड़े लोड वोल्टेज का डीसी घटक सूत्र द्वारा पाया जा सकता है:

एक थाइरिस्टर-नियंत्रित रेक्टीफायर की नियंत्रण विशेषता पुल के चरण (चालू करने के कोण पर) से लोड पर आउटपुट वोल्टेज की निर्भरता दर्शाती है:

एक आगमनात्मक भार के साथ, थायरिस्टर्स के माध्यम से वर्तमान में एक आयताकार आकार होगा, और शून्य से अधिक कोण पर, लोड के अधिष्ठापन से स्व-प्रेरित ईएमएफ की कार्रवाई के कारण वर्तमान खींचा जाएगा।

इस मामले में, ग्रिड करंट के मौलिक हार्मोनिक को एक निश्चित कोण से वोल्टेज के सापेक्ष स्थानांतरित किया जाएगा। क्लैम्पिंग को हटाने के लिए, एक शून्य डायोड का उपयोग किया जाता है, जिसके माध्यम से करंट को बंद किया जा सकता है और ब्रिज के आधे कोण से कम का ऑफसेट दिया जा सकता है।

सेमीकंडक्टर्स की संख्या को कम करने के लिए, वे एक असममित नियंत्रित करने योग्य रेक्टीफायर सर्किट का सहारा लेते हैं, जहां डायोड की एक जोड़ी एक तटस्थ डायोड को बदल देती है और नतीजा वही होता है।

एम्पलीफायर सर्किट थाइरिस्टर्स के उपयोग की भी अनुमति देते हैं। ऐसी योजनाएं आपको अधिक दक्षता प्राप्त करने की अनुमति देती हैं। डायोड द्वारा न्यूनतम वोल्टेज दिया जाता है, और बढ़े हुए वोल्टेज की आपूर्ति थायरिस्टर्स के माध्यम से की जाती है। सबसे बड़ी खपत के मामले में, डायोड हर समय बंद रहते हैं, और थाइरिस्टर का स्विचिंग कोण हमेशा 0. होता है। सर्किट का नुकसान एक अतिरिक्त ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग की आवश्यकता है।