من الناحية التجارية ، تم إطلاق أول أجهزة الثايرستور في عام 1956. وبجهاز صغير يمكن للثايرستور التحكم بكميات كبيرة من الجهد والطاقة. مجموعة واسعة من التطبيقات في مخفتات الإضاءة والتحكم في الطاقة الكهربائية و التحكم في سرعة المحرك الكهربائي . في السابق ، كانت الثايرستور تستخدم كعكس تيار لإيقاف تشغيل الجهاز. في الواقع ، يتطلب الأمر تيارًا مباشرًا لذلك من الصعب جدًا تطبيقه على الجهاز. ولكن الآن ، باستخدام إشارة بوابة التحكم ، يمكن تشغيل الأجهزة الجديدة وإيقاف تشغيلها. يمكن استخدام الثايرستور للتشغيل وإيقاف التشغيل بالكامل. لكن الترانزستور يقع بين حالة التشغيل وإيقاف التشغيل. لذلك ، يتم استخدام الثايرستور كمفتاح وهو غير مناسب كمكبر صوت تناظري ، يرجى اتباع الرابط من أجل: تقنيات الاتصال الثايرستور في إلكترونيات الطاقة

ما هو الثايرستور؟

الثايرستور عبارة عن جهاز شبه موصل ذي حالة صلبة من أربع طبقات مع مادة من النوع P و N. عندما تتلقى البوابة تيارًا محفزًا ، فإنها تبدأ في التوصيل حتى يصبح الجهد عبر جهاز الثاستور تحت التحيز الأمامي. لذلك فهي تعمل كمفتاح ثنائي الاستقرار في ظل هذه الحالة. للتحكم في كمية التيار الكبيرة للخيوط ، يتعين علينا تصميم ثايرستور ثلاثي الرصاص من خلال دمج كمية صغيرة من التيار مع هذا التيار. تُعرف هذه العملية باسم قيادة التحكم. إذا كان فرق الجهد بين السلكين تحت جهد الانهيار ، فسيتم استخدام ثايرستور من الرصاص اثنين لتشغيل الجهاز.

الثايرستور

رمز حلبة الثايرستور

رمز دائرة الثيستور هو كما هو موضح أدناه. لديها ثلاث محطات أنود ، كاثود وبوابة.

رمز TRIAC

هناك ثلاث حالات في الثايرستور

وضع المنع العكسي - في وضع التشغيل هذا ، يقوم الصمام الثنائي بحظر الجهد المطبق.
وضع الحجب إلى الأمام - في هذا الوضع ، يعمل الجهد المطبق في اتجاه ما على توصيل الصمام الثنائي. لكن التوصيل لن يحدث هنا لأن الثايرستور لم يبدأ.
وضع التوصيل الأمامي - تم تشغيل الثايرستور وسيتدفق التيار عبر الجهاز حتى يصل التيار الأمامي إلى ما دون قيمة العتبة المعروفة باسم 'التيار المستمر'.

مخطط طبقة الثايرستور

يتكون الثايرستور من ثلاثة تقاطعات p-n وبالتحديد J1 و J2 و J3 ، إذا كان الأنود عند إمكانات موجبة فيما يتعلق بالكاثود ولم يتم تشغيل طرف البوابة بأي جهد ، فإن J1 و J3 سيكونان في حالة انحياز أمامي. بينما سيكون تقاطع J2 تحت حالة التحيز العكسي. لذلك سيكون تقاطع J2 في حالة إيقاف التشغيل (لن يحدث أي توصيل). إذا كانت الزيادة في الجهد عبر الأنود والكاثود وراء V_بو(جهد الانهيار) ثم يحدث انهيار الانهيار الجليدي لـ J2 ثم يكون الثايرستور في حالة التشغيل (يبدأ التوصيل).

اذا كان الخامس_جي يتم تطبيق (إمكانية إيجابية) على بوابة البوابة ، ثم يحدث انهيار عند التقاطع J2 والذي سيكون ذا قيمة منخفضة الخامس_إذا . يمكن أن يتحول الثايرستور إلى حالة التشغيل عن طريق تحديد قيمة مناسبة الخامس_جي .في حالة انهيار الانهيار الجليدي ، سيعمل الثايرستور باستمرار دون مراعاة جهد البوابة ، حتى وما لم ،

المحتملة V_إذاتمت إزالته أو
التيار القابضة أكبر من التيار المتدفق عبر الجهاز

هنا الخامس_جي - نبضة الجهد وهي جهد الخرج لمذبذب الاسترخاء UJT.

مخطط طبقة الثايرستور

دوائر تبديل الثايرستور

دائرة الثايرستور DC
دائرة الثايرستور

دائرة الثايرستور DC

عند الاتصال بمصدر التيار المستمر ، للتحكم في أحمال التيار المستمر الأكبر والتيار ، نستخدم الثايرستور. الميزة الرئيسية للثايرستور في دائرة التيار المستمر كمفتاح يعطي مكاسب عالية في التيار. يمكن لتيار البوابة الصغير التحكم في كميات كبيرة من تيار الأنود ، لذلك يُعرف الثايرستور بأنه جهاز يعمل حاليًا.

دائرة الثايرستور DC

حلبة AC الثايرستور

عند توصيله بمصدر التيار المتردد ، يعمل الثايرستور بشكل مختلف لأنه يختلف عن الدائرة المتصلة بالتيار المستمر. خلال نصف الدورة ، يتم استخدام الثايرستور كدائرة تيار متردد مما يؤدي إلى إيقاف تشغيله تلقائيًا بسبب حالته المنحازة العكسية.

دائرة الثايرستور AC

أنواع الثايرستور

بناءً على إمكانيات التشغيل وإيقاف التشغيل ، يتم تصنيف الثايرستور إلى الأنواع التالية:

الثايرستور المتحكم فيه بالسيليكون أو SCRs
بوابة إيقاف الثايرستور أو GTOs
يقوم الباعث بإيقاف تشغيل الثايرستور أو ETOs
عكس إجراء الثايرستور أو التجارب المعشاة ذات الشواهد
الثايرستور ثنائي الاتجاه أو TRIACs
قم بإيقاف تشغيل الثايرستور أو مكاتب تحويل الأموال
المرحلة ثنائية الاتجاه التي تسيطر عليها الثايرستور أو BCT
الثايرستور سريع التبديل أو SCR
مقومات التحكم بالسيليكون المنشط بالضوء أو LASCRs
يتحكم FET في الثايرستور أو FET-CTHs
بوابة متكاملة للتبديل الثايرستور أو IGCTs

لفهم هذا المفهوم بشكل أفضل ، نوضح هنا بعض أنواع الثايرستور.

معدل التحكم بالسيليكون (SCR)

يُعرف المعدل المتحكم فيه بالسيليكون أيضًا باسم مقوم الثايرستور. إنه جهاز ذو حالة صلبة يتحكم في التيار بأربع طبقات. يمكن لـ SCRs إجراء التيار في اتجاه واحد فقط (أجهزة أحادية الاتجاه). يمكن تشغيل SCRs بشكل طبيعي بواسطة التيار المطبق على محطة البوابة. لمعرفة المزيد عن SCR. يرجى اتباع الرابط لمعرفة المزيد عن: أساسيات وخصائص البرنامج التعليمي SCR

بوابة إيقاف الثايرستور (GTOs)

أحد الأنواع الخاصة لأجهزة أشباه الموصلات عالية الطاقة هو GTO (بوابة إيقاف الثايرستور). تتحكم بوابة البوابة في المفاتيح المراد تشغيلها وإيقافها.

رمز GTO

إذا تم تطبيق نبضة موجبة بين طرفي الكاثود والبوابة ، فسيتم تشغيل الجهاز. تعمل محطات الكاثود والبوابات على أنها أ السندات الإذنية تقاطع وهناك جهد صغير نسبيًا بين المحطات. لا يمكن الاعتماد عليه باعتباره SCR. لتحسين الموثوقية ، يجب أن نحافظ على كمية صغيرة من تيار البوابة الإيجابية.

إذا تم تطبيق نبضة الجهد السالب بين البوابة ومحطات الكاثود ، فسيتم إيقاف تشغيل الجهاز. للحث على جهد كاثود البوابة ، يتم سرقة بعض التيار الأمامي ، والذي بدوره قد يسقط التيار الأمامي المستحث وينتقل GTO تلقائيًا إلى حالة الحظر.

التطبيقات

محركات متغيرة السرعة
محولات عالية الطاقة والجر

تطبيق GTO على محرك متغير السرعة

هناك سببان رئيسيان لمحرك السرعة القابل للتعديل هما محادثة طاقة العملية والتحكم فيها. ويوفر عملية أكثر سلاسة. يتوفر التوصيل العكسي عالي التردد GTO في هذا التطبيق.

تطبيق GTO

باعث إيقاف الثايرستور

يعتبر Emitter Turn OFF الثايرستور نوعًا واحدًا من الثايرستور وسيتم تشغيله وإيقاف تشغيله باستخدام MOSFET. يتضمن كلا من مزايا MOSFET و GTO. يتكون من بوابتين - يتم استخدام بوابة واحدة لتشغيلها وبوابة أخرى مع سلسلة MOSFET تستخدم لإيقاف التشغيل.

باعث إيقاف الثايرستور

إذا تم تطبيق بوابة 2 مع بعض الجهد الموجب وسيتم تشغيل MOSFET المتصلة في سلسلة مع طرف الكاثود PNPN الثايرستور. MOSFET متصل بـ محطة بوابة الثايرستور سوف ينطفئ عندما طبقنا جهدًا إيجابيًا على البوابة 1.

يتمثل عيب توصيل MOSFET في سلسلة مع طرف البوابة في أن انخفاض الجهد الكلي يزيد من 0.3 فولت إلى 0.5 فولت والخسائر المقابلة له.

التطبيقات

يستخدم جهاز ETO لمحدد التيار الخاطئ والحالة الصلبة قاطع دائرة بسبب الانقطاع الحالي ذو القدرة العالية ، وسرعة التحويل السريعة ، والهيكل المدمج ، وفقدان التوصيل المنخفض.

خصائص تشغيل ETO في قاطع دائرة الحالة الصلبة

عند مقارنتها بمجموعة المفاتيح الكهروميكانيكية ، يمكن أن توفر قواطع الدائرة الصلبة مزايا في العمر والوظائف والسرعة. أثناء إيقاف التشغيل العابر ، يمكننا ملاحظة خصائص التشغيل لـ مفتاح طاقة أشباه الموصلات ETO .

تطبيق ETO

عكس إجراء الثايرستور أو التجارب العشوائية

يختلف الثايرستور العادي ذو القدرة العالية عن الثايرستور ذي التوصيل العكسي (RCT). RCT غير قادر على أداء الحجب العكسي بسبب الصمام الثنائي العكسي. إذا استخدمنا العجلة الحرة أو الصمام الثنائي العكسي ، فسيكون ذلك أكثر فائدة لهذه الأنواع من الأجهزة. لأن الصمام الثنائي و SCR لن يتم توصيلهما مطلقًا ولا يمكنهما إنتاج الحرارة في نفس الوقت.

رمز RCT

التطبيقات

RCTs أو تطبيقات الثايرستور ذات التوصيل العكسي في محولات التردد والمبدلات المستخدمة في تحكم التيار المتردد باستخدام دائرة Snubbers .

التطبيق في وحدة تحكم التيار المتردد باستخدام Snubbers

حماية عناصر أشباه الموصلات من الفولتية الزائدة عن طريق ترتيب المكثفات والمقاومات بالتوازي مع المفاتيح بشكل فردي. لذلك فإن المكونات محمية دائمًا من الفولتية الزائدة.

تطبيق RCT

الثايرستور ثنائي الاتجاه أو TRIACs

TRIAC هو جهاز للتحكم في التيار وهو أ ثلاثة أشباه الموصلات الطرفية جهاز. مشتق من الاسم المسمى Triode for Alternating Current. يمكن أن تعمل الثايرستور في اتجاه واحد فقط ، لكن TRIAC قادرة على التصرف في كلا الاتجاهين. هناك خياران لتبديل شكل موجة التيار المتردد لكلا النصفين - أحدهما يستخدم TRIAC والآخر يتم توصيله من الخلف إلى الخلف. لتشغيل نصف الدورة ، نستخدم ثايرستور واحد ولتشغيل دورة أخرى نستخدم الثايرستور المتصل العكسي.

ترياك

التطبيقات

تستخدم في مخفتات الإضاءة المنزلية ، وأجهزة التحكم في المحركات الصغيرة ، والتحكم في سرعة المروحة الكهربائية ، والتحكم في أجهزة طاقة التيار المتردد المنزلية الصغيرة.

“مقسم جهد مع مصدرين للجهد ”

التطبيق في الإضاءة المحلية باهتة

باستخدام قطع تقطيع AC الجهد سيعمل باهتة الضوء. يسمح للمصباح بالمرور فقط لأجزاء شكل الموجة. إذا كان التعتيم أكثر من تقطيع فإن شكل الموجة يكون أيضًا أكثر. ستحدد الطاقة المنقولة بشكل أساسي سطوع المصباح. عادة ما يتم استخدام TRIAC لتصنيع باهتة الضوء.

تطبيق ترياك

هذا كل شيء عن أنواع الثايرستور وتطبيقاتها . نعتقد أن المعلومات الواردة في هذه المقالة مفيدة لك لفهم هذا المشروع بشكل أفضل. علاوة على ذلك ، فإن أي استفسارات بخصوص هذه المقالة أو أي مساعدة في تنفيذ مشاريع كهربائية وإلكترونية ، لا تتردد في الاتصال بنا من خلال الاتصال في قسم التعليقات أدناه. إليك سؤال لك ، ما هي أنواع الثايرستور؟

اعتمادات الصورة: