थाइरिस्टर और ट्राइक नियंत्रण के सिद्धांत

आइए सबसे सरल योजनाओं से शुरुआत करें। सबसे सरल मामले में, एक थाइरिस्टर को नियंत्रित करने के लिए, इसके नियंत्रण इलेक्ट्रोड को एक निश्चित मूल्य के निरंतर वर्तमान को संक्षिप्त रूप से आपूर्ति करने के लिए पर्याप्त है। इस करंट की आपूर्ति के तंत्र को एक चिप या ट्रांजिस्टर के आउटपुट चरण की तरह बंद करने और बिजली की आपूर्ति करने वाले स्विच को चित्रित करके योजनाबद्ध रूप से दिखाया जा सकता है।

यह एक सरल प्रतीत होने वाली विधि है, लेकिन यहाँ नियंत्रण संकेत की शक्ति का महत्वपूर्ण होना आवश्यक है। तो, triac KU208 के लिए सामान्य परिस्थितियों में, यह करंट कम से कम 160 mA होना चाहिए, और ट्रिनिस्टर KU201 के लिए यह कम से कम 70 mA होना चाहिए। इस प्रकार, 12 वोल्ट के वोल्टेज पर और 115 mA के औसत करंट के साथ, नियंत्रण शक्ति अब 1.4 W होगी।

नियंत्रण सिग्नल की ध्रुवीयता आवश्यकताएं इस प्रकार हैं: एससीआर को एक नियंत्रण वोल्टेज की आवश्यकता होती है जो कैथोड के संबंध में सकारात्मक है, और त्रिक (संतुलित थाइरिस्टर) को एनोड वर्तमान के समान ध्रुवीयता की आवश्यकता होती है, या प्रत्येक आधे चक्र के लिए नकारात्मक .

त्रिक के नियंत्रण इलेक्ट्रोड को शंट नहीं किया जाता है, ट्रिनिस्टर को 51 ओम अवरोधक के साथ जोड़-तोड़ किया जाता है।आधुनिक थायरिस्टर्स को कम और कम नियंत्रण धारा की आवश्यकता होती है, और बहुत बार आप ऐसे सर्किट पा सकते हैं जहां SCRs का नियंत्रण प्रवाह लगभग 24 mA तक कम हो जाता है, और triacs के लिए 50 mA हो जाता है।

ऐसा हो सकता है कि नियंत्रण सर्किट में करंट में तेज कमी डिवाइस की विश्वसनीयता को प्रभावित करेगी, इसलिए कभी-कभी डेवलपर्स को प्रत्येक सर्किट के लिए अलग से थाइरिस्टर चुनना पड़ता है। अन्यथा, कम-वर्तमान थाइरिस्टर को खोलने के लिए, उस समय इसका एनोड वोल्टेज उच्च होना चाहिए, जिससे हानिकारक दबाव और हस्तक्षेप हो।

ऊपर वर्णित सबसे सरल योजना के अनुसार नियंत्रण की कमी स्पष्ट है: विद्युत सर्किट के साथ नियंत्रण सर्किट का स्थायी गैल्वेनिक कनेक्शन होता है। कुछ परिपथों में त्रिक नियंत्रण परिपथ के टर्मिनलों में से एक को तटस्थ तार से जोड़ने की अनुमति देते हैं। एससीआर लोड सर्किट में डायोड ब्रिज जोड़कर ही इस तरह के समाधान की अनुमति देते हैं।

नतीजतन, लोड को आपूर्ति की जाने वाली बिजली आधी हो जाती है क्योंकि लोड को वोल्टेज की आपूर्ति मुख्य साइन लहर की केवल एक अवधि में की जाती है। व्यवहार में, हमारे पास यह तथ्य है कि नोड्स के गैल्वेनिक अलगाव के बिना प्रत्यक्ष वर्तमान के थाइरिस्टर नियंत्रण वाले सर्किट लगभग कभी भी उपयोग नहीं किए जाते हैं, सिवाय इसके कि नियंत्रण, किसी अच्छे कारण के लिए, इस तरह से किया जाना चाहिए।

एक सामान्य थाइरिस्टर नियंत्रण समाधान वह है जहां वोल्टेज को कुछ माइक्रोसेकंड के लिए स्विच को बंद करके एक अवरोधक के माध्यम से एनोड से सीधे गेट इलेक्ट्रोड पर लागू किया जाता है। यहाँ कुंजी एक उच्च वोल्टेज द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर, एक छोटा रिले या एक फोटोरेसिस्टर हो सकता है।

यह दृष्टिकोण अपेक्षाकृत उच्च एनोड वोल्टेज पर स्वीकार्य है, लोड में प्रतिक्रियाशील घटक होने पर भी यह सुविधाजनक और सरल है। लेकिन एक खामी भी है: वर्तमान-सीमित अवरोधक के लिए अस्पष्ट आवश्यकताएं, जो मामूली मूल्य में छोटी होनी चाहिए, ताकि थाइरिस्टर पहली बार चालू होने पर साइन लहर के आधे चक्र की शुरुआत के करीब हो जाए, शून्य मुख्य वोल्टेज पर नहीं (सिंक्रनाइज़ेशन की अनुपस्थिति में), 310 वोल्ट भी इसमें आ सकते हैं, लेकिन स्विच के माध्यम से और थाइरिस्टर के नियंत्रण इलेक्ट्रोड के माध्यम से वर्तमान उनके लिए अधिकतम स्वीकार्य मूल्यों से अधिक नहीं होना चाहिए।

थाइरिस्टर स्वयं वोल्टेज Uop = Iop * Rlim के लिए खुल जाएगा। नतीजतन, शोर होगा और लोड वोल्टेज थोड़ा कम हो जाएगा। लोड सर्किट (इसके आगमनात्मक घटक सहित) के प्रतिरोध के मूल्य से रोकनेवाला Rlim का परिकलित प्रतिरोध कम हो जाता है, जो श्रृंखला में जुड़ा होता है चालू करने के समय रोकनेवाला।

लेकिन हीटिंग उपकरणों के मामले में, यह तथ्य कि ठंडे राज्य में उनका प्रतिरोध काम करने वाले गर्म की तुलना में दस गुना कम है, को ध्यान में रखा जाता है। वैसे, इस तथ्य के कारण कि त्रिक में सकारात्मक और नकारात्मक अर्ध-तरंगों के लिए टर्न-ऑन करंट थोड़ा भिन्न हो सकता है, लोड पर एक छोटा स्थिर घटक दिखाई दे सकता है।

SCR का टर्न-ऑन समय आमतौर पर 10 μs से अधिक नहीं होता है, इसलिए, किफायती भार शक्ति नियंत्रण के लिए, 5, 10, या 20 के कर्तव्य चक्र वाली पल्स ट्रेन को 20, 10 और 5 की आवृत्तियों के लिए लागू किया जा सकता है। kHz, क्रमशः। बिजली 5 से 20 गुना कम हो जाएगी।

नुकसान निम्नलिखित है: थाइरिस्टर चालू हो सकता है, और आधे चक्र की शुरुआत में नहीं।यह लहरों और शोर से भरा है। और फिर भी, भले ही टर्न-ऑन शून्य से वोल्टेज बढ़ने की शुरुआत से ठीक पहले होता है, इस समय नियंत्रण इलेक्ट्रोड का वर्तमान अभी तक धारण मूल्य तक नहीं पहुंच सकता है, तो थाइरिस्टर तुरंत समाप्त होने के बाद बंद हो जाएगा धड़कन।

नतीजतन, थाइरिस्टर पहले छोटे अंतराल के लिए चालू और बंद होगा जब तक कि अंत में करंट एक साइनसॉइडल आकार नहीं ले लेता। एक आगमनात्मक घटक के भार के लिए, वर्तमान धारण मूल्य तक नहीं पहुंच सकता है, जो नियंत्रण दालों की अवधि पर कम सीमा लगाता है, और बिजली की खपत बहुत कम नहीं होगी।

नेटवर्क से नियंत्रण सर्किट का पृथक्करण तथाकथित आवेग प्रारंभ द्वारा प्रदान किया जाता है, जिसे 2 सेमी से कम व्यास वाले फेराइट रिंग पर एक छोटा आइसोलेशन ट्रांसफार्मर स्थापित करके आसानी से किया जा सकता है। यह महत्वपूर्ण है कि आइसोलेशन वोल्टेज ऐसे ट्रांसफॉर्मर का उच्च होना चाहिए, न कि किसी औद्योगिक पल्स ट्रांसफॉर्मर की तरह ...

नियंत्रण के लिए आवश्यक शक्ति को काफी कम करने के लिए, अधिक सटीक नियंत्रण का सहारा लेना आवश्यक होगा। थाइरिस्टर चालू होने के साथ ही गेट करंट को बंद कर देना चाहिए। जब स्विच बंद हो जाता है, तो थाइरिस्टर चालू हो जाता है, और जब थाइरिस्टर करंट का संचालन करना शुरू कर देता है, तो माइक्रोक्रिकिट कंट्रोल इलेक्ट्रोड के माध्यम से करंट की आपूर्ति बंद कर देता है।

यह दृष्टिकोण वास्तव में थाइरिस्टर को चलाने के लिए आवश्यक ऊर्जा बचाता है। यदि स्विच वर्तमान में बंद है, तो एनोड वोल्टेज अभी भी पर्याप्त नहीं है, थाइरिस्टर माइक्रोक्रिकिट द्वारा नहीं खोला जाएगा (वोल्टेज माइक्रोक्रिकिट के आपूर्ति वोल्टेज के आधे से थोड़ा अधिक होना चाहिए)। स्विच-ऑन वोल्टेज समायोज्य है वियुग्मन प्रतिरोधों का चयन.

इस तरह से त्रिक को नियंत्रित करने के लिए, ध्रुवीयता को ट्रैक करना आवश्यक है, इसलिए सर्किट में ट्रांजिस्टर की एक जोड़ी और तीन प्रतिरोधों का एक ब्लॉक जोड़ा जाता है, जो उस क्षण को ठीक करता है जब वोल्टेज शून्य से पार हो जाता है। अधिक जटिल योजनाएँ इस लेख के दायरे से बाहर हैं।