التحكم في تحميل الثايرستور. تشغيل الثايرستور - مخطط تبديل الثايرستور

- جهاز ذو خصائص أشباه الموصلات، يعتمد تصميمه على شبه موصل أحادي البلورة يحتوي على ثلاث وصلات p-n أو أكثر.

ويعني عملها وجود مرحلتين مستقرتين:

• "مغلق" (مستوى التوصيل منخفض)؛
• "مفتوح" (مستوى الموصلية مرتفع).

الثايرستور عبارة عن أجهزة تؤدي وظائف مفاتيح الطاقة الإلكترونية. اسم آخر لهم هو الثايرستور أحادي التشغيل. يتيح لك هذا الجهاز تنظيم تأثير الأحمال القوية من خلال نبضات بسيطة.

وفقًا لخاصية الجهد الحالي للثايرستور، فإن زيادة التيار فيه ستؤدي إلى انخفاض الجهد، أي ستظهر مقاومة تفاضلية سلبية.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لهذه الأجهزة شبه الموصلة توصيل دوائر بجهد يصل إلى 5000 فولت وتيارات تصل إلى 5000 أمبير (بتردد لا يزيد عن 1000 هرتز).

الثايرستور ذو طرفين وثلاثة أطراف مناسب للتشغيل مع كل من الثابت و التيار المتناوب. في أغلب الأحيان، تتم مقارنة مبدأ عملها مع تشغيل الصمام الثنائي المعدل، ويعتقد أنها تماثلية كاملة للمقوم، إلى حد ما أكثر كفاءة.

تختلف أنواع الثايرستور عن بعضها البعض:

• طريقة التحكم.
• الموصلية (أحادية أو ثنائية).

مبادئ الإدارة العامة

يحتوي هيكل الثايرستور على 4 طبقات من أشباه الموصلات اتصال تسلسلي(ص-ن-ن). جهة الاتصال المتصلة بالطبقة p الخارجية هي الأنود، والجهة المتصلة بالطبقة n الخارجية هي الكاثود. ونتيجة لذلك، مع التجميع القياسي، يمكن أن يحتوي الثايرستور على قطبي تحكم كحد أقصى، متصلين بالطبقات الداخلية. وفقًا للطبقة المتصلة، يتم تقسيم الموصلات إلى كاثود وأنود بناءً على نوع التحكم. النوع الأول هو الأكثر استخدامًا.

يتدفق التيار في الثايرستور نحو الكاثود (من الأنود)، لذلك يتم الاتصال بالمصدر الحالي بين الأنود والطرف الموجب، وكذلك بين الكاثود والطرف السالب.

يمكن أن يكون الثايرستور مع قطب التحكم:

• قابل للقفل؛
• غير قابل للفتح.

الخاصية الإرشادية للأجهزة غير القابلة للقفل هي عدم استجابتها للإشارة الصادرة من قطب التحكم. الطريقة الوحيدةإن إغلاقها يعني تقليل مستوى التيار المتدفق من خلالها بحيث يكون أقل من قوة التيار القابضة.

عند التحكم في الثايرستور، ينبغي أن تؤخذ بعض النقاط بعين الاعتبار. جهاز من هذا النوعيغير مراحل التشغيل من "إيقاف" إلى "تشغيل" والعودة في القفزات وفقط في حالة التأثير الخارجي: استخدام التيار (معالجة الجهد) أو الفوتونات (في الحالات التي تحتوي على الثايرستور الضوئي).

لفهم بهذه اللحظةمن الضروري أن نتذكر أن الثايرستور يحتوي بشكل أساسي على 3 مخرجات (الثايرستور): الأنود والكاثود وقطب التحكم.

إن UE (قطب التحكم) هو المسؤول على وجه التحديد عن تشغيل وإيقاف الثايرستور. يتم فتح الثايرستور بشرط أن يصبح الجهد المطبق بين A (الأنود) و K (الكاثود) مساوياً أو يتجاوز جهد تشغيل الثايرستور. صحيح، في الحالة الثانية، سيكون من الضروري التعرض لنبض قطبية إيجابية بين Ue وK.

مع إمداد ثابت بجهد الإمداد، يمكن أن يظل الثايرستور مفتوحًا إلى أجل غير مسمى.

لتبديله إلى حالة مغلقة، يمكنك:

• خفض مستوى الجهد بين A وK إلى الصفر؛
• تقليل قيمة التيار A بحيث تكون قوة التيار القابضة أكبر؛
• إذا كان تشغيل الدائرة يعتمد على عمل التيار المتردد، فسيتم إيقاف تشغيل الجهاز دون تدخل خارجي عندما ينخفض ​​المستوى الحالي نفسه إلى الصفر؛
• قم بتطبيق جهد حظر على UE (ذو صلة فقط بأنواع أجهزة أشباه الموصلات القابلة للقفل).

تستمر الحالة المغلقة أيضًا إلى أجل غير مسمى حتى يحدث دافع محفز.

طرق التحكم المحددة

• السعة .

إنه يمثل إمداد جهد إيجابي متفاوت الحجم إلى Ue. يحدث فتح الثايرستور عندما تكون قيمة الجهد كافية لاختراق انتقال التحكم في تيار التصحيح (Irect). من خلال تغيير الجهد على UE، يصبح من الممكن تغيير وقت فتح الثايرستور.

العيب الرئيسي لهذه الطريقة هو التأثير القوي لعامل درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، سيتطلب كل نوع من الثايرستور نوعًا مختلفًا من المقاوم. هذه النقطة لا تضيف سهولة الاستخدام. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ضبط وقت فتح الثايرستور فقط بينما يستمر النصف الأول من نصف الدورة الموجبة للشبكة.

• مرحلة.

وهو يتألف من تغيير المرحلة Ucontrol (فيما يتعلق بالجهد عند الأنود). في هذه الحالة، يتم استخدام جسر تحول الطور. العيب الرئيسي هو المنحدر المنخفض لـ Ucontrol، لذلك من الممكن تثبيت لحظة فتح الثايرستور فقط لفترة قصيرة.

• مرحلة النبض .

مصممة للتغلب على عيوب طريقة المرحلة. لهذا الغرض، يتم تطبيق نبض الجهد مع حافة شديدة الانحدار على Ue. هذا النهج هو الأكثر شيوعا حاليا.

الثايرستور والسلامة

نظرًا للطبيعة الدافعة لعملهم ووجود تيار الاسترداد العكسي، يزيد الثايرستور بشكل كبير من خطر الجهد الزائد أثناء تشغيل الجهاز. بالإضافة إلى ذلك، فإن خطر الجهد الزائد في منطقة أشباه الموصلات مرتفع إذا لم يكن هناك جهد على الإطلاق في أجزاء أخرى من الدائرة.

ولذلك، لتجنب العواقب السلبية، فمن المعتاد استخدام مخططات CFTP. أنها تمنع ظهور والاحتفاظ بقيم الجهد الحرجة.

نموذج الثايرستور ثنائي الترانزستور

من الممكن تمامًا تجميع ترانزستورين (دينيستور (ثايرستور مزود بمحطتين) أو ثلاثي (ثايرستور بثلاثة أطراف). للقيام بذلك، يجب أن يكون لدى أحدهم الموصلية P-N-P، والآخر - الموصلية N-P-N. يمكن تصنيع الترانزستورات إما من السيليكون أو الجرمانيوم.

ويتم الاتصال بينهما من خلال قناتين:

• الأنود من الترانزستور الثاني + قطب التحكم من الترانزستور الأول ؛
• الكاثود من الترانزستور الأول + قطب التحكم من الترانزستور الثاني.

إذا قمت بالاستغناء عن استخدام أقطاب التحكم، فسيكون الناتج دينيستور.

يتم تحديد توافق الترانزستورات المحددة بنفس مقدار الطاقة. في هذه الحالة، يجب أن تكون قراءات التيار والجهد أكبر من تلك المطلوبة للتشغيل الطبيعي للجهاز. تعتمد البيانات المتعلقة بجهد الانهيار والتيار المستمر على الصفات المحددة للترانزستورات المستخدمة.

اكتب تعليقات وإضافات إلى المقال، ربما فاتني شيء ما. ألقِ نظرة، وسأكون سعيدًا إذا وجدت أي شيء آخر مفيدًا لي.

في كريلوف

حاليا، يتم استخدام الثايرستور على نطاق واسع في أجهزة مختلفة تحكم تلقائىوالإشارة والتحكم. الثايرستور يتم التحكم فيه ديود أشباه الموصلات، والتي تتميز بحالتين مستقرتين: مفتوحة، عندما تكون المقاومة المباشرة للثايرستور صغيرة جداً والتيار في دائرتها يعتمد بشكل أساسي على جهد مصدر الطاقة ومقاومة الحمل، ومغلقة، عندما تكون مقاومتها المباشرة عالية والتيار هو بضعة ملي أمبير.

في التين. يوضح الشكل 1 خاصية نموذجية لجهد التيار للثايرستور، حيث يتوافق القسم O A مع الحالة المغلقة للثايرستور، والقسم BB يتوافق مع الحالة المفتوحة.

عند الفولتية السلبية، يتصرف الثايرستور مثل الصمام الثنائي العادي (قسم OD).

إذا قمت بزيادة الجهد الأمامي على الثايرستور المغلق مع تيار قطب التحكم الذي يساوي الصفر، فعند الوصول إلى القيمة Uon، سيتم فتح الثايرستور. يسمى هذا التبديل للثايروستور بالتبديل على طول الأنود. يشبه تشغيل الثايرستور في هذه الحالة تشغيل الصمام الثنائي رباعي الطبقات لأشباه الموصلات غير المنضبط - الدينستور.

يسمح وجود قطب التحكم للثايرستور بالفتح عند جهد أنود أقل من Uon. للقيام بذلك، من الضروري تمرير تيار التحكم Iу من خلال دائرة الكاثود الكهربائي للتحكم. تظهر خاصية الجهد الحالي للثايرستور في هذه الحالة في الشكل. 1 خط منقط. يسمى الحد الأدنى لتيار التحكم المطلوب لفتح الثايرستور بتيار التصحيح Irev. يعتمد تيار التصحيح بشكل كبير على درجة الحرارة. في الكتب المرجعية يشار إليه عند جهد أنود معين. إذا تجاوز تيار الأنود أثناء تشغيل تيار التحكم قيمة تيار إيقاف التشغيل Ioff، فسيظل الثايرستور مفتوحًا حتى بعد انتهاء تيار التحكم؛ إذا لم يحدث هذا، فسوف يغلق الثايرستور مرة أخرى.

إذا كان الجهد عند أنود الثايرستور سالبًا، فلا يُسمح بتطبيق الجهد على قطب التحكم الخاص به. من غير المقبول أيضًا الجهد السلبي (بالنسبة للكاثود) الذي يتجاوز فيه التيار العكسي لقطب التحكم عدة مللي أمبير.

يمكن تحويل الثايرستور المفتوح إلى حالة مغلقة فقط عن طريق تقليل تيار الأنود الخاص به إلى قيمة أقل من Ioff. في الأجهزة التيار المباشرلهذا الغرض، يتم استخدام دوائر التبريد الخاصة، وفي دائرة التيار المتردد، يغلق الثايرستور بشكل مستقل في اللحظة التي تمر فيها قيمة تيار الأنود عبر الصفر.

وهذا هو السبب الأكثر تطبيق واسعالثايرستور في دوائر التيار المتردد. جميع الدوائر التي تمت مناقشتها أدناه تتعلق فقط بالثايرستور المتصل بدائرة التيار المتردد.

لضمان التشغيل الموثوق للثايرستور، يجب أن يفي مصدر جهد التحكم بمتطلبات معينة. في التين. يوضح الشكل 2 الدائرة المكافئة لمصدر جهد التحكم، والشكل 2. 3- رسم بياني يمكنك من خلاله تحديد متطلبات خط التحميل الخاص به.

على الرسم البياني، يحد الخطان A و B من منطقة الانتشار لخصائص جهد تيار الإدخال للثايرستور، والتي تمثل اعتماد الجهد على قطب التحكم Uу على تيار هذا القطب Iу مع فتح دائرة الأنود. يحدد Direct B الحد الأدنى من الجهد Uу الذي يفتح عنده أي ثايرستور من نوع معين عند أدنى درجة حرارة. يحدد Direct Г الحد الأدنى للتيار Iу الكافي لفتح أي ثايرستور من نوع معين عند أدنى درجة حرارة. يفتح كل ثايرستور محدد عند نقطة معينة في خاصية الإدخال الخاصة به. المنطقة المظللة هي الموقع الهندسي لهذه النقاط لجميع الثايرستور من نوع معين الذي يرضي المواصفات الفنية. تحدد الخطوط المباشرة D و E القيم القصوى المسموح بها للجهد Uy والتيار Iy، على التوالي، والمنحنى K - الحد الأقصى للقيمة المسموح بها للطاقة المتبددة عند قطب التحكم. يتم رسم خط التحميل L لمصدر إشارة التحكم من خلال النقاط التي تحدد جهد الدائرة المفتوحة للمصدر Ey.xx وتيار الدائرة القصيرة Iу.кз = Eу.XX/Rinternal، حيث Rinternal هي المقاومة الداخلية لـ المصدر. يجب أن تكون نقطة التقاطع S للخط المستقيم L مع خاصية الإدخال (المنحنى M) للثايرستور المحدد موجودة في المنطقة الواقعة بين المنطقة المظللة والخطوط A و D و K و E و B.

تسمى هذه المنطقة بمنطقة الفتح المفضلة. يحدد الخط الأفقي المستقيم H أعلى جهد عند انتقال التحكم، حيث لا يفتح ثايرستور واحد من هذا النوع عند الحد الأقصى درجة الحرارة المسموح بها. وبالتالي، فإن هذه القيمة، وهي أعشار فولت، تحدد الحد الأقصى المسموح به لسعة جهد التداخل في دائرة التحكم بالثايرستور.

بعد فتح الثايرستور، لا تؤثر دائرة التحكم على حالتها، لذلك يمكن التحكم في الثايرستور عن طريق نبضات قصيرة المدة (عشرات أو مئات الميكروثانية)، مما يبسط دوائر التحكم ويقلل من الطاقة المتبددة عند قطب التحكم. ومع ذلك، يجب أن تكون مدة النبضة كافية لزيادة تيار الأنود إلى قيمة تتجاوز تيار إيقاف التشغيل Ioff لأنواع مختلفة من الحمل ووضع التشغيل للثايرستور.

أدت البساطة النسبية لأجهزة التحكم عند تشغيل الثايرستور في دوائر التيار المتردد إلى الاستخدام الواسع النطاق لهذه الأجهزة كعناصر تحكم في أجهزة تثبيت وتنظيم الجهد. يتم تنظيم القيمة المتوسطة لجهد الحمل عن طريق تغيير لحظة الإمداد (أي الطور) لإشارة التحكم بالنسبة إلى بداية نصف دورة جهد الإمداد. يجب أن يكون معدل تكرار نبضات التحكم في مثل هذه الدوائر متزامنًا مع تردد الشبكة.

هناك عدة طرق للتحكم في الثايرستور، والتي يجب ملاحظة السعة والطور ونبض الطور فيها.

تتمثل طريقة التحكم في السعة في تطبيق جهد موجب يختلف في قيمته على قطب التحكم الخاص بالثايرستور. يفتح الثايرستور في اللحظة التي يصبح فيها هذا الجهد كافياً لتدفق تيار التصحيح عبر تقاطع التحكم. من خلال تغيير الجهد على قطب التحكم، يمكنك تغيير لحظة فتح الثايرستور. أبسط مخططيظهر في الشكل منظم الجهد المبني على هذا المبدأ. 4.

يتم استخدام جزء من جهد الأنود للثايرستور، أي جهد نصف دورة الشبكة الموجب، هنا كجهد تحكم. يغير المقاوم R2 لحظة فتح الثايرستور D1، وبالتالي متوسط ​​الجهد عبر الحمل. عندما يتم إدخال المقاوم R2 بالكامل، يكون الجهد عبر الحمل في حده الأدنى. يحمي الصمام الثنائي D2 تقاطع التحكم في الثايرستور من الجهد العكسي. وتجدر الإشارة إلى أن دائرة التحكم ليست متصلة مباشرة بالشبكة، بل بالتوازي مع الثايرستور. يتم ذلك بحيث يقوم الثايرستور المفتوح بتحويل دائرة التحكم، مما يمنع تبديد الطاقة غير الضروري على عناصرها.

تتمثل العيوب الرئيسية للجهاز المعني في الاعتماد القوي لجهد الحمل على درجة الحرارة والحاجة إلى الاختيار الفردي للمقاومات لكل مثيل من الثايرستور. يتم تفسير الأول من خلال الاعتماد على درجة الحرارة لتيار تصحيح الثايرستور، والثاني من خلال الانتشار الكبير لخصائص مدخلاتها. بالإضافة إلى ذلك، فإن الجهاز قادر على ضبط لحظة فتح الثايرستور فقط خلال النصف الأول من نصف الدورة الإيجابية لجهد الشبكة.

جهاز التحكم، الذي يظهر مخططه في الشكل. 5، يسمح لك بتوسيع نطاق التحكم إلى 180 درجة، وإدراج الثايرستور في قطر جسر المعدل يسمح لك بتنظيم الجهد على الحمل خلال نصف دورتي جهد الشبكة.

يتم شحن المكثف C1 من خلال المقاومات R1 و R2 إلى الجهد الذي يتدفق عنده التيار عبر تقاطع التحكم في الثايرستور، يساوي الحالياستقامة. في هذه الحالة، يفتح الثايرستور، ويمرر التيار عبر الحمل. نظرًا لوجود مكثف، يكون جهد الحمل أقل اعتمادًا على تقلبات درجة الحرارة، ولكن مع ذلك، فإن هذا الجهاز له أيضًا نفس العيوب.

باستخدام طريقة الطور للتحكم في الثايرستور باستخدام جسر تحويل الطور، يتم تغيير طور جهد التحكم بالنسبة إلى الجهد عند أنود الثايرستور. في التين. يوضح الشكل 6 رسمًا تخطيطيًا لمنظم جهد نصف موجة، حيث يتم تغيير الجهد عبر الحمل بواسطة المقاوم R2، المتصل بأحد أذرع الجسر، من القطر الذي يتم تغذية الجهد به إلى تقاطع التحكم في الثايرستور.

يجب أن يكون الجهد في كل نصف من ملفات التحكم III حوالي 10 فولت. يتم تحديد المعلمات المتبقية للمحول بواسطة الجهد وقوة الحمل. العيب الرئيسي لطريقة التحكم في الطور هو الميل المنخفض لجهد التحكم، ولهذا السبب يكون استقرار لحظة فتح الثايرستور منخفضًا.

تختلف طريقة نبض الطور للتحكم في الثايرستور عن الطريقة السابقة لأنه من أجل زيادة دقة واستقرار لحظة فتح الثايرستور، يتم تطبيق نبض جهد بحافة شديدة الانحدار على قطب التحكم الخاص به. هذه الطريقة هي الأكثر انتشارا حاليا. مخططات تنفيذ هذه الطريقة متنوعة للغاية.

في التين. يوضح الشكل 7 رسمًا تخطيطيًا لأحد أبسط الأجهزة التي تستخدم طريقة الطور النبضي للتحكم في الثايرستور.

مع الجهد الموجب عند أنود الثايرستور D3، يتم شحن المكثف C1 من خلال الصمام الثنائي D1 والمقاوم المتغير R1. عندما يصل جهد المكثف إلى جهد تشغيل الدينستور D2، فإنه يفتح ويتم تفريغ المكثف من خلال وصلة التحكم الخاصة بالثايرستور. يفتح نبض تيار التفريغ هذا الثايرستور D3 ويبدأ التيار بالتدفق عبر الحمل. من خلال تغيير تيار شحن المكثف بالمقاوم R1، يمكنك تغيير لحظة فتح الثايرستور خلال نصف دورة جهد الشبكة. يمنع المقاوم R2 الفتح الذاتي للثايرستور D3 بسبب تيارات التسرب عند درجات حرارة مرتفعة. وفقًا للشروط الفنية، عندما يعمل الثايرستور في وضع الاستعداد، يكون تركيب هذا المقاوم إلزاميًا. يظهر في الشكل. 7 ، لم تجد الدائرة تطبيقًا واسعًا بسبب الانتشار الكبير في جهد تشغيل الدينستور ، والذي يصل إلى 200٪ ، والاعتماد الكبير لجهد التشغيل على درجة الحرارة.

أحد أنواع طريقة الطور النبضي للتحكم في الثايرستور هو ما يسمى بالتحكم الرأسي، وهو الأكثر انتشارًا حاليًا. وهو يتألف من حقيقة أنه عند إدخال مولد النبض يتم إجراء مقارنة (الشكل 8) بين الجهد الثابت (1) والجهد المتغير في الحجم (2). في لحظة تساوي هذه الفولتية، يتم إنشاء نبضة تحكم الثايرستور (3). يمكن أن يكون للجهد المتغير شكل جيبي أو مثلث أو مسنن (كما هو موضح في الشكل 8).

كما يتبين من الشكل، فإن تغيير لحظة حدوث نبضة التحكم، أي تغيير مرحلتها، يمكن أن يتم بثلاث طرق مختلفة:

تغيير معدل الذبح AC الجهد(2أ)،

تغييره مبتدأ(2 ب) و

تغيير قيمة الجهد المستمر (1a).

في التين. يوضح الشكل 9 رسمًا تخطيطيًا لجهاز يطبق الطريقة الرأسية للتحكم في الثايرستور.

مثل أي جهاز آخر للتحكم في نبض الطور، فهو يتكون من جهاز تحويل الطور FSU ومولد النبض GI. يحتوي جهاز تحويل الطور بدوره على جهاز إدخال VU يستشعر جهد التحكم Uу ومولد الجهد المتردد (من حيث الحجم) GPG وجهاز المقارنة SU. يمكن استخدام مجموعة متنوعة من الأجهزة مثل هذه العناصر.

في التين. 10 معين مخطط الرسم البيانيجهاز تحكم للثايرستور (D5) متصل على التوالي مع مقوم الجسر (D1 - D4).

يتكون الجهاز من مولد جهد مسنن مع مفتاح ترانزستور (T1) ومشغل شميت (T2، T3) ومضخم تبديل الإخراج (T4). تحت تأثير الجهد المزال من الملف المتزامن III للمحول Tr1، يتم إغلاق الترانزستور T1. في هذه الحالة، يتم شحن المكثف C1 من خلال المقاومات R3 وR4. يزداد الجهد عبر المكثف على طول منحنى أسي، حيث يمكن اعتبار القسم الأولي منه، مع بعض التقريب، خطيًا (2، انظر الشكل 8).

في هذه الحالة، يكون الترانزستور T2 مغلقًا والترانزستور T3 مفتوحًا. يخلق تيار الباعث للترانزستور T3 انخفاضًا في الجهد عبر المقاوم R6، والذي يحدد مستوى تشغيل مشغل Schmitt (1 في الشكل 8). مجموع الفولتية عبر المقاومة R6 والترانزستور المفتوح T3 أقل من الجهد عبر صمام ثنائي زينر D10، لذا فإن الترانزستور T4 مغلق. عندما يصل الجهد عبر المكثف C1 إلى مستوى تفعيل شميت، يفتح الترانزستور T2 ويغلق T3. في الوقت نفسه، يتم فتح الترانزستور T4 وتظهر نبضة جهد على المقاوم R10، مما يفتح الثايرستور D5 (النبض 3 في الشكل 8). في نهاية كل نصف دورة من جهد التيار الكهربائي، يتم فتح الترانزستور T1 بواسطة التيار المتدفق عبر المقاومة R2. في هذه الحالة، يتم تفريغ المكثف C1 إلى الصفر تقريبًا ويعود جهاز التحكم إلى الوضع الصحيح الحالة الأولية. يغلق الثايرستور في اللحظة التي يمر فيها اتساع تيار الأنود عبر الصفر. ومع بداية نصف الدورة التالية، تتكرر دورة تشغيل الجهاز.

من خلال تغيير مقاومة المقاوم R3، يمكنك تغيير تيار شحن المكثف C1، أي معدل زيادة الجهد عبره، وبالتالي لحظة ظهور النبضة التي تفتح الثايرستور. من خلال استبدال المقاوم R3 بالترانزستور، يمكنك تنظيم الجهد تلقائيًا عبر الحمل. وبالتالي، يستخدم هذا الجهاز أول الطرق المذكورة أعلاه لتحويل مرحلة نبضات التحكم.

تغيير بسيط في الدائرة الموضحة في الشكل. 11 يسمح لك بالحصول على التنظيم باستخدام الطريقة الثانية. في هذه الحالة، يتم شحن المكثف C1 من خلال المقاومة الثابتة R4 ويكون معدل ارتفاع جهد سن المنشار هو نفسه في جميع الحالات. ولكن عندما يفتح الترانزستور T1، لا يتم تفريغ المكثف إلى الصفر، كما هو الحال في الجهاز السابق، ولكن إلى جهد التحكم Uу.
وبالتالي فإن شحن المكثف في الدورة التالية سيبدأ من هذا المستوى. عن طريق تغيير الجهد Uу، يتم ضبط لحظة فتح الثايرستور. يقوم الصمام الثنائي D11 بفصل مصدر جهد التحكم عن المكثف أثناء شحنه.

توفر مرحلة الإخراج على الترانزستور T4 الكسب الحالي اللازم. باستخدام محول النبض كحمل، يمكن التحكم في العديد من الثايرستور في وقت واحد.

في أجهزة التحكم قيد النظر، يتم تطبيق الجهد على انتقال التحكم في الثايرستور لفترة من الوقت من لحظة تساوي الفولتية المباشرة والمسننة حتى نهاية نصف دورة جهد الشبكة، أي حتى لحظة تفريغ المكثف C1 يمكن تقليل مدة نبضة التحكم عن طريق تشغيل دائرة تفاضلية عند مدخل مكبر الصوت الحالي المصنوع على الترانزستور T4 (انظر الشكل 10).

أحد أشكال الطريقة الرأسية للتحكم في الثايرستور هو طريقة رقم النبض. تكمن خصوصيتها في أنه لا يتم تطبيق نبضة واحدة ، بل حزمة من النبضات القصيرة ، على قطب التحكم في الثايرستور. مدة الرشقة تساوي مدة نبضة التحكم الموضحة في الشكل. 8.

يتم تحديد معدل تكرار النبضات في الدفقة من خلال معلمات مولد النبض. تضمن طريقة التحكم برقم النبض فتح الثايرستور بشكل موثوق لأي نوع من الحمل وتجعل من الممكن تقليل الطاقة المتبددة عند انتقال التحكم في الثايرستور. بالإضافة إلى ذلك، إذا تم تضمين محول نبضي في مخرج الجهاز، فمن الممكن تقليل حجمه وتبسيط التصميم.

في التين. يوضح الشكل 12 رسمًا تخطيطيًا لجهاز التحكم باستخدام طريقة رقم النبض.

يتم هنا استخدام مقارن تجديد الصمام الثنائي المتوازن كوحدة مقارنة ومولد نبض، يتكون من دائرة مقارنة على الثنائيات D10 و D11 ومولد الحجب نفسه، المُجمَّع على الترانزستور T2. تتحكم الثنائيات D10 و D11 في تشغيل الدائرة تعليقعرقلة المولد.

كما في الحالات السابقة، عند إغلاق الترانزستور T1، يبدأ المكثف C1 بالشحن من خلال المقاومة R3. الصمام الثنائي D11 مفتوح بالجهد Uу، والصمام الثنائي D10 مغلق. وبالتالي، فإن دائرة لف التغذية المرتدة الإيجابية IIa لمولد الحجب مفتوحة، ودائرة لف التغذية المرتدة السلبية IIb مغلقة ويتم إغلاق الترانزستور T2. عندما يصل الجهد على المكثف C1 إلى الجهد Uу، سيتم إغلاق الصمام الثنائي D11 وسيفتح D10. سيتم إغلاق دائرة التغذية المرتدة الإيجابية وسيبدأ مولد الحظر في توليد نبضات سيتم إرسالها من الملف I للمحول Tr2 إلى انتقال التحكم في الثايرستور. سيستمر توليد النبضات حتى نهاية نصف دورة جهد التيار الكهربائي، عندما يفتح الترانزستور T1 ويتم تفريغ المكثف C1. سيتم إغلاق الصمام الثنائي D10 وسيتم فتح D11، وستتوقف عملية الحظر، وسيعود الجهاز إلى حالته الأصلية. من خلال تغيير جهد التحكم Uу، يمكنك تغيير لحظة بداية التوليد بالنسبة لبداية نصف الدورة، وبالتالي لحظة فتح الثايرستور. وهكذا، في هذه الحالة، يتم استخدام الطريقة الثالثة لتحويل مرحلة نبضات التحكم.

إن استخدام الدائرة المتوازنة لوحدة المقارنة يضمن استقرار درجة حرارة تشغيلها. تتيح ثنائيات السيليكون D10 و D11 ذات التيار العكسي المنخفض الحصول على مقاومة دخل عالية لوحدة المقارنة (حوالي 1 MΩ). لذلك، ليس له أي تأثير تقريبًا على عملية شحن المكثف C1. حساسية الوحدة عالية جدًا وتبلغ عدة ميلي فولت. تحدد المقاومات R6 و R8 و R9 والمكثف C3 استقرار درجة الحرارة لنقطة تشغيل الترانزستور T2. يعمل المقاوم R7 على الحد من تيار المجمع لهذا الترانزستور وتحسين شكل النبض لمذبذب الحظر. يحد الصمام الثنائي D13 من زيادة الجهد على ملف المجمع III للمحول Tr2، والذي يحدث عند إيقاف تشغيل الترانزستور. يمكن تصنيع محول النبض Tr2 على حلقة من الفريت 1000NN بالحجم القياسي K15X6X4.5. يحتوي كل من الملفين I وIII على 75، ويحتوي كل من الملفين II a وII b على 50 لفة من سلك PEV-2 0.1.

عيب جهاز التحكم هذا هو أنه نسبيًا تردد منخفضمعدل تكرار النبض (حوالي 2 كيلو هرتز مع مدة نبضة تبلغ 15 ميكروثانية). يمكنك زيادة التردد، على سبيل المثال، عن طريق تقليل مقاومة المقاوم R4، التي يتم من خلالها تفريغ المكثف C2، ولكن في نفس الوقت يتدهور إلى حد ما استقرار درجة حرارة حساسية وحدة المقارنة.

يمكن أيضًا استخدام طريقة رقم النبض للتحكم في الثايرستور في الأجهزة التي تمت مناقشتها أعلاه (الشكل 10 و11)، لأنه مع اختيار معين لتصنيفات العناصر (C1، R4-R10، انظر الشكل 10) يتم تشغيل Schmitt عند تشغيل الثايرستور. يتجاوز الجهد الكهربائي على المكثف C1 المستوى. عندما يتم تشغيل الزناد، فإنه لا يولد نبضة واحدة، بل سلسلة من النبضات. يتم تحديد مدتها وتكرارها من خلال المعلمات ووضع الزناد. يُطلق على هذا الجهاز اسم "الهزاز المتعدد المزود بمشغل تفريغ".

في الختام، تجدر الإشارة إلى أنه يمكن تحقيق تبسيط كبير لدائرة أجهزة التحكم بالثايرستور مع الحفاظ على مؤشرات الجودة العالية باستخدام الترانزستورات أحادية الوصلة.

في الأجهزة الإلكترونية المختلفة في دوائر التيار المتردد، يتم استخدام الثايرستور والترياك على نطاق واسع كمفاتيح طاقة. تهدف هذه المقالة إلى المساعدة في اختيار نظام التحكم لمثل هذه الأجهزة.

إن أبسط طريقة للتحكم في الثايرستور هي تزويد قطب التحكم الخاص بالجهاز بتيار مباشر بالحجم اللازم لتشغيله (الشكل 1). مفتاح SA1 في الشكل. 1 والأشكال اللاحقة - هذا هو أي عنصر يضمن إغلاق الدائرة: الترانزستور، مرحلة إخراج الدائرة الدقيقة، optocoupler، إلخ. هذه الطريقة بسيطة ومريحة، ولكن لها عيب كبير - فهي تتطلب إلى حد ما قوة كبيرة لإشارة التحكم. في الجدول يوضح الشكل 1 أهم المعلمات لضمان التحكم الموثوق في بعض الثايرستورات الأكثر شيوعًا (المواقع الثلاثة الأولى يشغلها الثايرستور، والباقي بواسطة التيرستورات). في درجة حرارة الغرفة، لضمان تشغيل الثايرستور المذكور، يلزم توفر تيار كهربائي للتحكم Iу بقيمة 70-160 مللي أمبير. وبالتالي، عند جهد الإمداد النموذجي لوحدات التحكم المجمعة على دوائر دقيقة (10-15 فولت)، يلزم وجود طاقة ثابتة تتراوح من 0.7 إلى 2.4 واط.

لاحظ أن قطبية جهد التحكم في SCRs تكون موجبة بالنسبة للكاثود، وبالنسبة للترياك فهي إما سالبة لكلتا الدورتين النصفيتين، أو تتزامن مع قطبية الجهد عند الأنود. يمكنك أيضًا إضافة أنه في كثير من الأحيان، وفقًا لتعليمات التطبيق، يلزم تجاوز تقاطع التحكم في SCRs بمقاومة 51 أوم (R2 في الشكل 1) ولا يلزم تجاوز الترياك.

عادة ما تكون القيم الفعلية لتيار قطب التحكم الكافي لتشغيل الثايرستور أقل من الأرقام الواردة في الجدول. 1، لذلك غالبا ما يذهبون إلى تقليله بالنسبة إلى القيم المضمونة: بالنسبة للثايرستور - إلى 7-40 مللي أمبير، للترياك - إلى 50-60 مللي أمبير. غالبًا ما يؤدي هذا النقصان إلى تشغيل غير موثوق للأجهزة، والحاجة إلى اختبار أولي أو اختيار الثايرستور. يمكن أن يؤدي الانخفاض في تيار التحكم أيضًا إلى التداخل مع استقبال الراديو، حيث يتم تشغيل الثايرستور عند تيارات قطب كهربائي منخفضة التحكم بجهد مرتفع نسبيًا عند الأنود - عدة عشرات من الفولتات، مما يؤدي إلى زيادة التيار عبر الحمل و، وبالتالي إلى تدخل قوي.

عيب التحكم الحالي المباشر في الثايرستور هو الاتصال الجلفاني بين مصدر إشارة التحكم والشبكة. إذا كان في دائرة ذات ترياك (الشكل 1، ب)، مع التوصيل المناسب لأسلاك الشبكة، يمكن توصيل مصدر إشارة التحكم بالسلك المحايد، ثم عند استخدام ثلاثي (الشكل 1، أ) لا ينشأ هذا الاحتمال إلا إذا تم استبعاد جسر المقوم VD1 – VD4. يؤدي هذا الأخير إلى إمداد جهد نصف الموجة للحمل وانخفاض مضاعف في الطاقة الموردة له.

حاليًا، نظرًا لارتفاع استهلاك الطاقة، لا يتم استخدام عمليا بدء تشغيل الثايرستور بالتيار المباشر مع مصدر طاقة بدون محول إلى وحدات البدء (مع مقاوم التبريد أو المكثف).

أحد الخيارات لتقليل الطاقة التي تستهلكها وحدة التحكم هو استخدام تسلسل مستمر من النبضات مع دورة عمل عالية نسبيًا بدلاً من التيار المباشر. نظرًا لأن وقت تشغيل الثايرستور النموذجي هو 10 ميكروثانية أو أقل، فمن الممكن تطبيق نبضات بنفس المدة على قطب التحكم الخاص بها مع دورة تشغيل، على سبيل المثال، 5-10-20، والتي تتوافق مع تردد 20 -10-5 كيلو هرتز. في هذه الحالة، يتم أيضًا تقليل استهلاك الطاقة بمقدار 5-10-20 مرة على التوالي.

ومع ذلك، فإن طريقة السيطرة هذه تكشف عن بعض أوجه القصور الجديدة. أولا، الآن لا يتم تشغيل الثايرستور في بداية نصف الدورة أنابيب الجهد، وفي لحظات زمنية تعسفية مفصولة عن بداية نصف الدورة بوقت لا يتجاوز فترة نبضات الإثارة، أي 50-100-200 ميكروثانية.

خلال هذا الوقت، يمكن أن يزيد جهد الشبكة إلى ما يقرب من 5-10-20 فولت. وهذا يؤدي إلى تداخل مع استقبال الراديو وانخفاض طفيف في جهد الخرج، ومع ذلك، فمن الصعب ملاحظته.

هناك مشكلة أخرى. إذا، عند تشغيله في بداية نصف الدورة أثناء النبض المحفز، لا يصل التيار عبر الثايرستور إلى تيار التثبيت (Isp، الجدول 1)، فسيتم إيقاف الثايرستور بعد نهاية النبض. سيتم تشغيل النبض التالي على الثايرستور مرة أخرى، ولن يتم إيقافه إلا إذا كان التيار من خلاله أكبر من تيار التثبيت بنهاية النبض. وبالتالي، فإن التيار عبر الحمل سيأخذ أولاً شكل عدة نبضات قصيرة، وبعد ذلك فقط سيأخذ شكلًا جيبيًا.

إذا كان الحمل حثيًا بشكل نشط (على سبيل المثال، محرك كهربائي)، فقد لا يتوفر للتيار الذي يمر به أثناء نبضة التبديل القصيرة الوقت للوصول إلى القيمة الحالية، حتى عندما يكون الجهد اللحظي في الشبكة هو الحد الأقصى. سيتم إيقاف الثايرستور بعد نهاية كل نبضة. يحد هذا العيب من مدة نبضات الزناد من الأسفل ويمكن أن ينفي انخفاض استهلاك الطاقة.

دائرة تبديل الثايرستور والترياك مع تحفيز النبض

إن استخدام البدء النبضي يسهل العزل الكلفاني بين وحدة التحكم والشبكة، حيث أنه حتى محول صغير مع نسبة تحويل قريبة من 1:1 يمكن أن يوفر ذلك. وعادة ما يتم لفه على حلقة من الفريت يبلغ قطرها 16-20 ملم، مع عزل دقيق بين اللفات. يجب توخي الحذر من استخدام محولات النبض الصناعية الصغيرة. عادة لديهم جهد منخفضالعزل (حوالي 50-100 فولت) وقد يسبب صدمة كهربائية إذا تم اعتبار دائرة التحكم معزولة عن التيار الكهربائي عند استخدام الجهاز.

دائرة تبديل الثايرستور والترياك مع تحفيز النبض.

تقليل المطلوب التحكم في النبضالقوة وإمكانية التقديم العزلة كلفانيالسماح باستخدام مصدر الطاقة بدون محول في وحدات التحكم الثايرستور.

تشغيل الثايرستور من خلال مفتاح ومقاوم مقيد

الطريقة الثالثة المنتشرة لتشغيل الثايرستور هي توفير إشارة إلى قطب التحكم من القطب الموجب الخاص به من خلال مفتاح ومقاوم محدد (الشكل 2). في مثل هذه العقدة، يتدفق التيار عبر المفتاح لعدة ميكروثانية أثناء تشغيل الثايرستور، إذا كان الجهد عند الأنود مرتفعًا بدرجة كافية. المرحلات الكهرومغناطيسية منخفضة الضوضاء والجهد العالي الترانزستورات ثنائية القطبأو وحدات ضوئية أو وحدات ضوئية (الدوائر في الشكل 2، على التوالي). طريقة تشغيل الثايرستور بسيطة ومريحة، وليست حاسمة لوجود مكون حثي في ​​الحمل، ولكن لها عيبًا غالبًا ما يتم تجاهله.

يرجع العيب إلى المتطلبات المتناقضة للمقاوم المحدد R1. من ناحية، يجب أن تكون مقاومتها صغيرة قدر الإمكان بحيث يتم تشغيل الثايرستور في أقرب وقت ممكن من بداية نصف دورة جهد التيار الكهربائي. من ناحية أخرى، عند فتح المفتاح لأول مرة، إذا لم تتم مزامنته مع اللحظة التي يمر فيها جهد التيار الكهربائي عبر الصفر، يمكن أن يصل الجهد على المقاوم R1 إلى سعة جهد التيار الكهربائي، أي أن يكون 310-350 فولت. من خلال هذا المقاوم يجب ألا يتجاوز القيم المسموح بها للمفتاح والتحكم في انتقال الثايرستور. في الجدول يوضح الجدول 2 بعض معلمات أجهزة الثايرستور الضوئي المحلية الأكثر استخدامًا (أجهزة سلسلة AOU103/3OU103 وAOU115 - وحدات الثايرستور الضوئي، AOU - أجهزة القياس الضوئي). بناءً على قيم الحد الأقصى المسموح به لتيار التحكم في النبض (الجدول 1) والحد الأقصى لتيار النبض من خلال المفتاح (الجدول 2)، من الممكن تحديد الحد الأدنى المسموح به من المقاومة للمقاوم المحدد لكل زوج محدد من الأجهزة. على سبيل المثال، بالنسبة لزوج KU208G (Iу، بما في ذلك الحد الأقصى = 1 A) وAOU160A (Imax، imp = 2 A)، يمكنك تحديد R1 = 330 أوم. إذا كان تيار قطب التحكم الذي يتم تشغيل الترياك فيه يتوافق مع قيمته القصوى البالغة 160 مللي أمبير، فسيتم تشغيل الترياك عند جهد أنود قدره 0.16330 = 53 فولت.

كما هو الحال مع إمداد نبضات التحكم بدورة تشغيل كبيرة نسبيًا، فإن ذلك يؤدي إلى التداخل وانخفاض طفيف في جهد الخرج. نظرًا لأن الحساسية الفعلية للثايرستور تجاه قطب التحكم تكون عادةً أفضل، فإن التأخير في فتح الثايرستور بالنسبة لبداية نصف الدورة يكون أقل من القيمة الحدية المحسوبة أعلاه.

يمكن تقليل مقاومة المقاوم المحدد R1 بمقدار مقاومة الحمل، لأنها متصلة في سلسلة في لحظة التبديل.

علاوة على ذلك، إذا تم ضمان أن يكون الحمل مقاومًا تحريضيًا بطبيعته، فيمكن تقليل مقاومة المقاوم المحدد بشكل أكبر. ومع ذلك، إذا كان الحمل عبارة عن مصابيح متوهجة، فيجب أن نتذكر أن مقاومتها للبرد أقل بحوالي عشر مرات من المقاومة العاملة.

يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أن تيار التبديل للترياك له قيمة مختلفة لنصف الموجات الموجبة والسالبة لجهد التيار الكهربائي. ولذلك، قد يظهر مكون تيار مستمر صغير في جهد الخرج.

من بين وحدات التحكم الضوئية لسلسلة AOU103/3OU103، فقط 3OU103G مناسب للتحكم في الثايرستور في شبكة 220 فولت بأقصى جهد مسموح به، ولكن تم التحقق مرارًا وتكرارًا من أن كلا من AOU103B وAOU103V مناسبان للتشغيل في هذا الوضع.

الفرق بين الأجهزة ذات الفهارس B وC هو أن إمداد جهد القطبية العكسية إلى AOU103B غير مسموح به. الفرق بين AOU115G وAOU115D مشابه: الأجهزة ذات المؤشر D تسمح بالتغذية الجهد العكسيمع الفهرس G - لا.

يمكن تحقيق انخفاض كبير في الطاقة التي تستهلكها دوائر التحكم عن طريق تشغيل تيار قطب التحكم في لحظة تشغيل الثايرستور. يظهر في الشكل نوعان مختلفان من مخططات عقدة التحكم التي توفر هذا الوضع. 3.

تشغيل SCR في الدائرة في الشكل. 3، ويحدث في لحظة إغلاق جهات اتصال المفتاح SA1. بعد تشغيل SCR، يتم إيقاف تشغيل عنصر DD1.1 ويتوقف تيار قطب التحكم، مما يوفر الاستهلاك بشكل كبير في دائرة التحكم. إذا كان الجهد على الثايرستور في لحظة تشغيل SA1 أقل من عتبة التبديل DD1.1، فلن يتم تشغيل الثايرستور حتى يصل الجهد الموجود عليه إلى هذه العتبة، أي يصبح أكثر بقليل من نصف جهد الإمداد من الدائرة الدقيقة. يمكن ضبط جهد العتبة عن طريق اختيار مقاومة الذراع السفلية لمقسم المقاوم R6. يوفر المقاوم R2 مستوى منطقيًا منخفضًا عند الإدخال 1 للعنصر DD1.1 عند إغلاق الثايرستور VS1 وجسر الصمام الثنائي VD2.

لتشغيل الترياك بطريقة مماثلة، يلزم وجود وحدة تحكم ثنائية القطب للعنصر المطابق DD1.1 (الشكل 3، ب). يتم تجميع هذه الوحدة باستخدام الترانزستورات VT1 وVT2 والمقاومات R2 – R4. يتم توصيل الترانزستور VT1 وفقًا لدائرة أساسية مشتركة، ويصبح الجهد الموجود على مجمعه أقل من عتبة التبديل للعنصر DD1.1 عندما يكون الجهد عند أنود الترياك VS1 موجبًا بالنسبة للكاثود ويتجاوزه بحوالي 7 فولت وبالمثل، يدخل الترانزستور VT2 إلى حالة التشبع عندما يصبح الجهد السالب عند الأنود أكبر من -6 فولت.

مثل هذه الوحدة لفصل لحظة مرور الجهد عبر الصفر تستخدم على نطاق واسع في مختلف التطورات. على الرغم من جاذبيتها الواضحة، فإن الوحدات المصنوعة وفقًا للمخططات الموضحة في الشكل. 3 وما شابه ذلك لها عيب كبير: إذا لم يتم تشغيل الثايرستور لسبب ما، فإن التيار من خلال قطب التحكم الخاص به سوف يتدفق إلى أجل غير مسمى. ولذلك فمن الضروري اتخاذ تدابير خاصة للحد من مدة النبضة أو تصميم مصدر الطاقة للتيار الكامل، أي لنفس القوة كما هو الحال بالنسبة للعقد وفقا للرسم البياني في الشكل. 1.

تستخدم أنظمة التحكم الأكثر اقتصادا تشكيل نبضة تحويل واحدة بالقرب من التقاطع الصفري لجهد التيار الكهربائي. يظهر الشكل 2 مخططين بسيطين لمثل هذه الأشكال. 4، والرسوم البيانية الزمنية لعملهم في الشكل. 5 (أ و ب، على التوالي). العيب، على الرغم من أنه غير مهم تماما في معظم الحالات، هو أن التبديل الأول لا يحدث في بداية نصف دورة جهد التيار الكهربائي، ولكن في نهاية تلك التي تم خلالها إغلاق مفتاح SA1.

يتم تحديد المدة المزدوجة لنبض التبديل 2T0 من خلال عتبة التبديل لعنصر OR NOT مع مراعاة المقسم R2R3 (الشكل 4، أ) أو عتبة المشكل عند VT1، VT2 (الشكل 4، ب)، ويتم حسابها بواسطة الصيغة

13.jpg (613 بايت)

معدل تغير جهد التيار الكهربائي أثناء عبور الصفر

14.jpg (926 بايت)

وعند Uthr = 50 V، ستكون المدة المزدوجة 2T0 = 1 مللي ثانية. تبلغ دورة تشغيل النبضات 10، ومتوسط ​​الاستهلاك الحالي أقل 10 مرات من قيمة السعة المطلوبة لتشغيل الثايرستور بشكل موثوق.

يتم تحديد الحد الأدنى لمدة نبض التبديل من خلال حقيقة أنه يجب أن ينتهي في موعد لا يتجاوز التيار عبر الحمل الذي يصل إلى تيار الثايرستور. على سبيل المثال، إذا كان الحمل بقوة 200 واط (Rn = 2202/200 = 242 أوم)، وكان تيار التثبيت لـ KU208 triac هو 150 مللي أمبير، فسيتم تحقيق هذا التيار عند جهد شبكة لحظي قدره 242 0.15 = 36 V، أي بمعدل ارتفاع قدره 100 فولت/ثانية، يجب ألا تكون نهاية نبضة الزناد قبل 360 ميكروثانية من لحظة تجاوز الجهد للصفر. يمكن تقليل استهلاك الطاقة بحوالي عشر مرات عن طريق إمداد المدخل الثالث بعناصر OR - وليس الدوائر في الشكل 1. 4 تسلسل مستمر للنبضات (موضح بالخطوط المتقطعة) كما ذكرنا في بداية المقال بالنسبة للعقد حسب المخططات في الشكل 4. 1. في هذه الحالة، تظهر نفس العيوب كما هو الحال مع الإمداد المستمر للنبضات إلى قطب التحكم.

لتقليل فقد الطاقة، من الممكن تشكيل العقد وفقًا للمخططات الموجودة في الشكل. 4 نبض، وقم بتمييزه، واستخدم الحافة الخلفية المتمايزة كمحفز للثايرستور (الشكل 6). ينبغي اختيار معلمات هذا النبض المحفز Ti على النحو التالي. يجب أن يبدأ في أقرب وقت ممكن بعد مرور جهد التيار الكهربائي بالصفر، بحيث يكون التدفق الحالي عبر الحمل في وقت التشغيل في بداية كل نصف دورة في حده الأدنى ويكون التداخل وفقدان الطاقة في حده الأدنى. هنا، يكون عرض النبضة المتولدة في لحظة مرور جهد الشبكة عبر الصفر محدودًا من الأسفل فقط من خلال وقت إعادة الشحن للدائرة التفاضلية C1R7 ويمكن أن يكون صغيرًا جدًا ولكنه محدود. يجب أن ينتهي النبض، كما هو الحال في الخيار السابق، في موعد لا يتجاوز عندما يصل التيار عبر الحمل إلى تيار الثايرستور.

عندما تعمل العقد وفقا للمخططات في الشكل. 7 و 8، يؤدي تطبيق نبض التشغيل على قطب التحكم إلى تقويم خاصية الخرج للثايرستور في الوقت الذي يمر فيه جهد التيار الكهربائي عبر الصفر، ومع مدة النبض المحددة بشكل صحيح، يحافظ على الثايرستور في حالة التشغيل حتى تيار التثبيت يتم الوصول إليه، حتى في وجود مكون حثي صغير للحمل. يمكن تجميع مصدر الطاقة لهذه الوحدات باستخدام دائرة بدون محولات مع مقاومة التبريد أو حتى أفضل مكثف. لا يؤدي اتصال الثايرستور هذا إلى حدوث تداخل مع استقبال الراديو ويمكن التوصية به لجميع حالات التحكم في الأحمال باستخدام مكون حثي صغير.

إذا كان الحمل ذو طبيعة حثية واضحة، فيمكننا أن نوصي بدوائر التحكم الموضحة في الشكل. 2. لتقليل التداخل مع استقبال الراديو، من الضروري تضمين مرشحات منع الضوضاء في أسلاك الشبكة، وإذا كانت الأسلاك من المنظم إلى الحمل لها طول ملحوظ، فإن هذه الأسلاك أيضًا.

تمت مناقشة خيارات التحكم في الثايرستور عند استخدامه كمفاتيح أعلاه. عند التحكم في نبض الطور لطاقة الحمل، يمكنك استخدام حلول الدوائر الموضحة أعلاه لتوليد نبضات في اللحظات التي يمر فيها جهد التيار الكهربائي عبر الصفر لبدء وحدة التوقيت لبدء الثايرستور. لاحظ أن مثل هذه العقدة يجب أن توفر تأخيرًا ثابتًا لتشغيل الثايرستور، بغض النظر عن جهد الشبكة ودرجة الحرارة، ويجب أن تضمن مدة النبضة المتولدة تحقيق تيار الاحتفاظ بغض النظر عن لحظة تشغيل الحمل داخل الثايرستور. نصف دورة.

في الرادياتير (انظر الرسم البياني)، يتميز عن الأجهزة المماثلة بأنه عند استخدامه، لا يحدث التحليل الكهربائي، مما يؤدي إلى التدمير التدريجي لجدران الرادياتير. استخدام ترانزستورات السيليكون يجعل الجهاز أقل حساسية للتغيرات الكبيرة في درجات الحرارة. أساس الجهاز هو متعدد الهزاز مع حالة واحدة مستقرة على الترانزستورات T2 و T3. كيفية توصيل الريوستات بالشاحن حمولته هي مصباح الإشارة L7. يساعد الترانزستور T4 على تسجيل حالة التشغيل (مفتوح - مغلق) للترانزستور T2 بشكل أكثر وضوحًا. عندما يتم غمر المسبار الموجود في الرادياتير في الماء، يتم تطبيق جهد متحيز على قاعدة الترانزستور T1 وهو مفتوح. في هذه الحالة، فإن قاعدة وباعث الترانزستور T2 لهما نفس الإمكانات وسيتم إغلاق نفس الترانزستور. ونتيجة لذلك، لا يعمل الهزاز المتعدد، ويتم إلغاء تنشيط مصباح الإشارة L1. يحمي الصمام الثنائي D1 قاعدة الترانزستور T2 من الجهد الزائد. عند خفضه في الرادياتير، ينتهي مقياس العمق في الهواء. ونتيجة لذلك، يغلق الترانزستور T1 ويفتح T2. الآن سيعمل الهزاز المتعدد بالتردد ...

لدائرة "دائرة التحكم في المضخة".

يمكن أن يكون هذا الجهاز مفيدًا في البلد أو في المزرعة، وكذلك في العديد من الحالات الأخرى التي تتطلب التحكم وصيانة مستوى معين في الخزان. لذلك، عند استخدام مضخة غاطسة للضخ ماءمن البئر للري، تحتاج إلى التأكد من أن المستوى ماءلم ينخفض ​​تحت موضع المضخة. وإلا فإن المضخة التي تعمل بسرعة خاملة (بدون ماء) سوف ترتفع درجة حرارتها وتفشل. الحل الشامل سيساعدك على التخلص من كل هذه المشاكل. جهاز تلقائي(رسم بياني 1). إنها بسيطة وموثوقة، وتوفر أيضًا إمكانية الاستخدام متعدد الوظائف (رفع المياه أو الصرف). دوائر الدائرة غير متصلة بأي حال من الأحوال بجسم الخزان، مما يزيل التآكل الكهروكيميائي لسطح الخزان، على عكس العديد من الدوائر المنشورة سابقًا لأغراض مماثلة. يعتمد مبدأ تشغيل الدائرة على استخدام التوصيل الكهربائي للماء، والذي يقع بين لوحات الاستشعار، ويغلق الدائرة الحالية الأساسية للترانزستور VT1. في هذه الحالة، يتم تنشيط المرحل K1 ومن خلال جهات الاتصال الخاصة به، يقوم K1.1 بتشغيل المضخة أو إيقاف تشغيلها (اعتمادًا على الموضع 82). ...

للدائرة "مرحل سعوي للتحكم في الإضاءة"

في الغرف التي يتم زيارتها بشكل متكرر، لتوفير الطاقة، من الملائم استخدام مرحل سعوي للتحكم في الإضاءة. عند دخول الغرفة، إذا كنت بحاجة إلى تشغيل الضوء، فإنها تمر بالقرب من مستشعر السعة، الذي يرسل إشارة إلى مرحل السعة، ويتم تشغيل المصباح. عند مغادرة الغرفة، إذا كان من الضروري إطفاء الضوء، فإنهم يمرون بالقرب من المكثف لإيقافه، ويطفئ التتابع المصباح. في وضع الاستعداد، يستهلك الجهاز تيارًا يبلغ 2 مللي أمبير تقريبًا. مخططيظهر التتابع بالسعة في الشكل. يشبه الجهاز وفقًا للدائرة مرحلًا زمنيًا يتم فيه استبدال وحدة التوقيت بمشغل على العناصر المنطقية DD1.1، DD1.2. عند تشغيل المفتاح S1، سوف يتدفق التيار عبر المصباح HL1 إذا تم توفير جهد عالي المستوى إلى قاعدة الترانزستور VT1 من خرج العنصر DD1.1. الترانزستور VT1 مفتوح، والثايرستور VD6 مفتوح في بداية كل نصف دورة من الجهد. يتحول الزناد من تيار التسرب بالسعة عندما يقترب الشخص من مسافة معينة إلى أحد أجهزة الاستشعار بالسعة، إذا كان قبل ذلك قد تحول من الاقتراب من الآخر. رسم تخطيطي للدائرة الدقيقة 251 1HT عند تغيير الجهد العالي مستوىعلى أساس الترانزستور VT1 للجهد المنخفض مستوىسيتم إغلاق SCR VD6 وسوف ينطفئ المصباح، أجهزة الاستشعار السعوية E1 و E2 هي قطع من الكابلات المحورية (على سبيل المثال، RK-100.IKM-2)، من النهاية الحرة التي تتم إزالة الشاشة بطول 0.5 تقريبًا. م. ليست هناك حاجة لإزالة العزل من السلك المركزي. يجب أن تكون معزولة حافة الشاشة. يمكن تركيب المستشعرات على إطار الباب. طول الجزء غير المحمي من أجهزة الاستشعار ومقاومة المقاومات R5. يتم تحديد R6 عند إعداد الجهاز بهذه الطريقة. بحيث يتم تشغيل المشغل بشكل موثوق عندما يمر شخص ما على مسافة 5...10 سم من المستشعر، عند إعداد الجهاز، يجب اتخاذ الاحتياطات اللازمة، حيث يتم تنشيط عناصر الجهاز...

للدائرة "منظم درجة حرارة الثايرستور"

منظم الحرارة للإلكترونيات الاستهلاكية على منظم الحرارة، مخططوالذي يظهر في الشكل، مصمم للحفاظ على درجة حرارة هواء ثابتة في المبنى، ماءفي حوض السمك، إلخ. يمكنك توصيل سخان بقوة تصل إلى 500 واط. يتكون منظم الحرارة من جهاز عتبة (على الترانزستور T1 و T1). مرحل إلكتروني (على الترانزستور TZ و الثايرستور D10) وإمدادات الطاقة. مستشعر درجة الحرارة هو الثرمستور R5، والذي تم تضمينه في مشكلة توفير الجهد لقاعدة الترانزستور T1 لجهاز العتبة. لو بيئةلديه درجة الحرارة المطلوبة، والترانزستور T1 لجهاز العتبة مغلق، وT1 مفتوح. يتم إغلاق الترانزستور TZ والثايرستور D10 للمرحل الإلكتروني في هذه الحالة ولا يتم توصيل جهد التيار الكهربائي إلى المدفأة. مع انخفاض درجة الحرارة المحيطة، تزداد مقاومة الثرمستور، ونتيجة لذلك يزداد الجهد عند قاعدة الترانزستور T1. الترياك TS112 والدوائر الموجودة عليه عندما يصل إلى حد تشغيل الجهاز سيفتح الترانزستور T1 ويغلق T2. سيؤدي هذا إلى تشغيل الترانزستور T3. يتم تطبيق الجهد الذي يظهر عبر المقاوم R9 بين الكاثود وقطب التحكم الخاص بالثايرستور D10 وسيكون كافيًا لفتحه. سيتم توفير جهد التيار الكهربائي إلى المدفأة من خلال الثايرستور والثنائيات D6-D9. عندما تصل درجة الحرارة المحيطة إلى القيمة المطلوبة، سيقوم منظم الحرارة بإيقاف تشغيل الجهد الكهربائي من المدفأة. يتم استخدام المقاوم المتغير R11 لضبط حدود درجة الحرارة التي يتم الحفاظ عليها. يستخدم منظم الحرارة الثرمستور MMT-4. يتكون المحول Tr1 من قلب Ш12Х25. يحتوي الملف I على 8000 لفة من السلك PEV-1 0.1، والملف II يحتوي على 170 لفة من السلك PEV-1 0.4.

لدائرة "كاشف التيار المتردد".

تم تصميم الجهاز لمراقبة الموصل الذي يتدفق من خلاله تيار متردد. حساسية الجهاز تسمح بمراقبة عدم الاتصال للموصلات بتيار يبلغ 250 مللي أمبير أو أكثر. 1 يظهر الكهربائية الأساسية مخططجهاز استشعار التيار المتردد التيار الكهربائيمع تردد الشبكة المنزلية (50 هرتز) هو مغو L1. يتكون L1 على شكل قلب على شكل حرف U يبلغ قطره 2.5 سم، حيث يتم لف 800 لفة من الأسلاك المصنوعة من مادة مغناطيسية بقطر 0.15...0.25 مم (الشكل 2). يمكن أخذها من الجزء المركزي للمحولات البينية أو المحولات المطابقة LF، أو الأجراس الكهرومغناطيسية صغيرة الحجم. الشرط الرئيسي للنواة هو أنه عند لف الملف L1، يجب تمرير موصل متحكم فيه بحرية عبر مركز الملف (يمكن أن يصل قطره إلى عدة وحدات، أو حتى عشرات المليمترات). تجدر الإشارة إلى أنه يجب تمرير سلك واحد فقط من أسلاك الاختبار (الطور أو المحايد) عبر المستشعر، لأنه إذا كان هناك موصلان بالداخل المستشعرقد يتم تعويض المجال المغناطيسي ولن يستجيب الجهاز بشكل صحيح للتيار المتدفق في الموصل. دوائر مؤقت لتشغيل الحمل بشكل دوري عند تجربة الجهاز مزدوج كابل الشبكة، حيث تم عمل مقطع طولي من العزل، مكونًا موصلين منفصلين، تم وضع أحدهما في قبضة على شكل حرف U في ملف القبضة المغناطيسية (مستشعر على شكل حرف U)، يتم إحداث جهد يبلغ حوالي 4 مللي فولت عندما فحص سلك شبكة بتيار 250 مللي أمبير (يتوافق مع الطاقة التي يستهلكها حمل 55 وات بجهد شبكة يبلغ 220 فولت). يتم تضخيم الإشارة المغناطيسية 200 مرة بواسطة مضخم التشغيل DA1.1، ثم يتم اكتشافها بواسطة كاشف الذروة VD1 وC2 و...

لمخطط "تلقائي لمحطات الري"

الالكترونيات الاستهلاكية التلقائي لمحطات الري من حيث المبدأ مخطط آلة بسيطة، بما في ذلك العرض ماءإلى منطقة خاضعة للرقابة من التربة (على سبيل المثال، في الدفيئة) عندما ينخفض ​​محتواها من الرطوبة إلى ما دون مستوى معين، كما هو موضح في الشكل. يتكون الجهاز من تابع باعث على الترانزستور V1 ومشغل شميت (الترانزستورات V2 وV4). يتم التحكم في المحرك عن طريق التتابع الكهرومغناطيسي K1. أجهزة استشعار الرطوبة عبارة عن قطبين معدنيين أو كربونيين. عندما تكون التربة رطبة تمامًا، تكون المقاومة بين الأقطاب الكهربائية صغيرة، وبالتالي سيكون الترانزستور V2 مفتوحًا، وسيتم إغلاق الترانزستور V4، وسيتم إلغاء تنشيط التتابع K1 بين الأقطاب الكهربائية، يزداد جهد التحيز عند قاعدة الترانزستورات V1 وV3، وأخيرًا، عند جهد معين عند قاعدة الترانزستور V1، يتم فتح الترانزستور V4 ويتم تنشيط التتابع K1. تقوم جهات الاتصال الخاصة بها (غير موضحة في الشكل) بإغلاق الدائرة لتشغيل المثبط أو المضخة الكهربائية التي تزود منطقة التربة الخاضعة للتحكم بالري. الدائرة الكهربائية لمضخة Azovets عندما تزيد الرطوبة، تقل مقاومة التربة بين الأقطاب الكهربائية، وبعد الوصول إلى القيمة المطلوبة، يفتح الترانزستور V2، ويغلق الترانزستور V4 ويتم إلغاء تنشيط المرحل. يتوقف الري. يحدد المقاوم المتغير R2 عتبة تشغيل الجهاز، والتي تحدد في النهاية رطوبة التربة في المنطقة الخاضعة للتحكم. يتم تنفيذ حماية الترانزستور V4 من ارتفاع الجهد القطبي السلبي عند إيقاف تشغيل المرحل K1 بواسطة الصمام الثنائي V3 "Elecnronique pratique" (فرنسا) ، N 1461 Note. يمكن للجهاز استخدام الترانزستورات KT316G (V1، V2)، KT602A (V4) والثنائيات D226 (V3)....

للدائرة "مؤشر مستوى الإشارة البسيط على IN13"

لمصمم هواة الراديو مؤشر إشارة بسيط على IN13 الدائرة قديمة جدًا ولكنها بسيطة جدًا وقد تكون مفيدة لشخص ما كمؤشر لإشارة خرج ULF. من حيث المبدأ، يمكن استخدامه كفولتميتر خطي عن طريق تغيير جزء الإدخال مؤشر تفريغ الغازعلى شكل أنبوب زجاجي طوله حوالي 13سم كما يمكن استخدام الترانزستور مع بعض الترانزستورات الحديثة ذات الجهد العالي....

للحصول على مخطط "وحدة التحكم في المضخة"

وحدة التحكم في المضخة للإلكترونيات الاستهلاكيةلملء الخزان بشكل دوري أو، على العكس من ذلك، إزالة السائل منه، يمكنك استخدام جهاز يعمل بشكل أساسي مخططالذي يظهر في الشكل. 1، والتصميم في الشكل. 2. استخدام مجسات القصب فيه له بعض المزايا - لا يوجد شيء الاتصال الكهربائيبين السائل والوحدة الإلكترونية مما يسمح باستخدامها لضخ الماء المتكثف والمخاليط مع الزيوت وغيرها. بالإضافة إلى ذلك فإن استخدام هذه المستشعرات يزيد من موثوقية الوحدة ومتانة تشغيلها. Puc.1B الوضع التلقائيالجهاز يعمل على النحو التالي. عندما يزيد السائل الموجود في الخزان، يقترب المغناطيس الدائم الدائري 8 (الشكل 2)، المتصل بالقضيب 6 المتصل بالطفو 9، من مفتاح القصب العلوي 3 (SF2 في الرسم التخطيطي) من الأسفل ويتسبب في حدوثه يغلق. يتم فتح دائرة VHF SCR VS1، ويتم تنشيط التتابع K1، وتشغيل محرك المضخة الكهربائي مع جهات الاتصال K1.1 و K1.2 والحظر الذاتي مع جهات الاتصال K1.3 (إذا لم يكن المرحل مغلقًا ذاتيًا بشكل واضح، فيجب أن يكون لفه يتم تجاوزه بمكثف أكسيد بسعة 10 ... 50 μF). تضخ المضخة السائل، وينخفض ​​مستواه في الخزان، ويقترب من المستوى الأدنى المحدد. يقترب المغناطيس من Gorkom 2 (SF3 وفقًا للرسم التخطيطي) للمظهر السفلي للسائل (المجسات) B1؛ - إعادة ضبط الدوائر C5-R4؛ - مقسم مقاومالجهد R1-R2 مع مكثف قمع الضوضاء C1 - أول مؤقت لمرة واحدة على العناصر DD1.1. T160 دائرة منظم التيار C2. R3، VD2، VD3؛ - مؤقت طلقة واحدة ثانية - DD1.2، C6، VD6، R8 مع جهاز تشغيل يعتمد على العناصر VT2، R5؛ - العنصر المنطقي 2OR - VD4، VD5، R6؛ - التبديل الحالي على حقل التأثير الترانزستور VT1 مع الحمل المشترك على العناصر HL1، HL2. C4 والجرس النشط A1 مع مولد وباعث مدمجين في مبيت واحد. عندما يتم إغلاق مفتاح تبديل "الطاقة" SA1، يتم ضبط وحدة العناية المركزة على وضع الاستعداد وتظل في هذه الحالة حتى مقاومتها. المستشعرعظيم، أي. المستشعر جاف. متى...