Речь пойдет про полупроводниковый прибор, который может либо закрыт, либо открыт – тиристор.
К семейству тиристоров относятся : управляемый тиристор ( управляется импульсом ),
фототиристор (управляется световым потоком), двунаправленный тиристор (симистор).
Простейшая схема запуска тиристора:
В этой схеме ток (на управляющем электроде — ток I ) откроет тиристор : лампа загорится при нажатии кнопки – К3. Погасить лампу можно при нажатии кнопки К1 (шунтирование тока анода ), или К2 (размыкание цепи питания), или при нажатии К4 (отключение тока I ). Если на тиристоре (в цепи питания ) использовать переменное напряжение, то при отрицательной полуволне тиристор будет закрыт.
Если два тиристора включить встречно- параллельно, то получим – симистор.
Симистор применяется (очень часто) в схемах ,которые питаются переменным напряжением : в регуляторах напряжения. Если убрать ток с управляющего электрода ( разомкнуть кнопку К1),то симистор отключится . Отключение произойдет в момент , когда анодный ( рабочий) ток станет меньше тока удержания .
Напряжение на управляющем электроде ( при открытом) симисторе примерно 1 Вольт. На практике полно случаев, когда симисторы открывались и без тока на управляющем электроде : причиной являлось быстрое нарастание напряжения между анодами. Неуправляемое открытие ( со значительным током внешней цепи и большим увеличением мгновенного напряжения) приведут к перегоранию симистора. Для защиты от таких неуправляемых открытий симистор должен шунтируется RC— цепочкой (особенно в схемах с индуктивной нагрузкой) . В таких схемах R=100 Ом , С=0,1 мкФ ( подтверждено на практике) и еще дополнительный варистор (нелинейный резистор, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения) защищают от неуправляемого открытия.
Пример ( как нельзя проектировать схемы) :
На схеме оптосимисторы ( в своей структуре) имеют отпирающую схему ( схема начинает работать, когда переменное напряжение проходит через 0) .Каждый оптосимистор управляет более мощным симистором. Понятно, что в выше приведенной схеме резистор R1 ограничивает ток I1 ( этот ток не должен превышать максимальный ток оптосимистора). Если ,к примеру, максимальный ток оптосимистора равен 1А, тогда R1= 380 В * 1,41/ 1А = 536 Ом. (для линейного напряжения в 380 вольт амплитуда равна 536 вольт). Из ряда сопротивлений выбираем R1=560 Ом. Дополнительный резистор R2 нужен , чтобы симистор не был слишком восприимчивым к открытию (задержка отпирания симистора). R2 =150 Ом — оптимальный вариант. На схеме напряжение приложено к индуктивной нагрузке , поэтому протекающий ток через симистор находятся в противофазе с напряжением. Из-за чего без RC цепочки не обойтись (защита от влияния скорости изменения напряжения). В качестве дополнительной защиты (от всплесков напряжения) используется варистор. Однако такое схемное решение ( отдельными «умельцами»), которое я встретил на практике (по включению асинхронного маломощного трехфазного двигателя) привело к убыткам : постоянно выходили из строя симисторы , пробой которых приводил к перегреву обмоток двигателя . Поэтому про такое схемное решение нужно забыть навсегда и применять другие :
Самое простое решение .
Посложнее :
Понимая, как ведет себя тиристор , несложно построить схемы для практического применения: К примеру : автомат освещения , управление клапаном (управление клапаном ) , цифровой регулятор и т.д.
Три транзистора – это триггер Шмидта .Диод в цепи эмиттера транзистора уменьшит гистерезис (улучшает срабатывание).
Пилообразный импульс формируется благодаря RC цепи и стабилизатору тока , а амплитуда импульса меняется переменным резистором .
Во всех ( выше приведенных) схемных решениях используется либо число-импульсный , либо фазо-импульсный принцип регулирования. По этой ссылке (Литература. ) можно скачать необходимую литературу для расчетов и изучения устройств построенных на тиристорах, симисторах, оптосимисторах.