מיישרים מבוקרים - מכשיר, תוכניות, עקרון הפעולה

מיישרים מבוקרים משמשים לוויסות מתח המוצא במעגלי AC מתוקשרים. לצד שיטות אחרות לשליטה במתח המוצא לאחר המיישר, כגון LATR או rheostat, מיישר מבוקר מאפשר השגת יעילות רבה יותר עם אמינות מעגל גבוהה, מה שלא ניתן לומר על ויסות באמצעות LATR או rheostat.

שימוש בשסתומים מבוקרים הוא פרוגרסיבי יותר והרבה פחות מסורבל. תיריסטורים מתאימים ביותר לתפקיד של שסתומים מבוקרים.

במצב ההתחלתי, התיריסטור נעול ויש לו שני מצבים יציבים אפשריים: סגור ופתוח (מוליך).אם מתח המקור גבוה מנקודת הפעולה הנמוכה של התיריסטור, אזי כאשר דופק זרם מופעל על אלקטרודת הבקרה, התיריסטור יעבור למצב מוליך ופולסים הבאים המופעלים על אלקטרודת הבקרה לא ישפיעו על זרם האנודה ב בכל אופן, כלומר, מעגל הבקרה אחראי רק על פתיחת התיריסטור, אך לא על סגירתו. ניתן לטעון שלתיריסטורים יש עלייה משמעותית בכוח.

כדי לכבות את התיריסטור, יש צורך להפחית את זרם האנודה שלו כך שהוא יפחת מזרם ההחזקה, אשר מושג על ידי הורדת מתח האספקה ​​או הגדלת התנגדות העומס.

תיריסטורים במצב פתוח מסוגלים להוביל זרמים של עד כמה מאות אמפר, אך יחד עם זאת, תיריסטורים הם אינרציאליים למדי. זמן ההדלקה של התיריסטור הוא מ-100 ns עד 10 מיקרומטרים, וזמן הכיבוי ארוך פי עשרה - מ-1 מיקרוסופט ל-100 מיקרומטר.

על מנת שהתיריסטור יעבוד בצורה מהימנה, קצב העלייה של מתח האנודה לא יעלה על 10 - 500 V / μs, תלוי בדגם הרכיב, אחרת עלול להתרחש מיתוג שגוי עקב פעולת הזרם הקיבולי דרך צומת ה-pn .

כדי למנוע מיתוג כוזב, אלקטרודת הבקרה של התיריסטור מסומנת תמיד עם נגד, שההתנגדות שלו היא בדרך כלל בטווח של 51 עד 1500 אוהם.

בנוסף לתיריסטורים, משתמשים אחרים כדי לווסת את מתח המוצא במיישרים. התקני מוליכים למחצה: טריאקים, דיניסטורים ותיריסטורים נעולים. דיניסטורים מופעלים על ידי המתח המופעל על האנודה, ויש להם שתי אלקטרודות, כמו דיודות.

טריאקים נבדלים ביכולת לכלול פולסי בקרה לפחות ביחס לאנודה, לפחות ביחס לקתודה, אבל כל המכשירים הללו, כמו תיריסטורים, כבויים על ידי הפחתת זרם האנודה לערך מתחת לזרם האחזקה. באשר לתיריסטורים הניתנים לנעילה, ניתן לנעול אותם על ידי הפעלת זרם בקוטביות הפוכה על אלקטרודת הבקרה, אך הרווח בעת כיבוי נמוך פי עשרה מאשר בעת הדלקה.

תיריסטורים, טריאקים, דיניסטורים, תיריסטורים ניתנים לשליטה - כל המכשירים הללו משמשים בספקי כוח ובמעגלי אוטומציה כדי לווסת ולייצב מתח והספק, כמו גם למטרות הגנה.

ככלל, תיריסטורים משמשים במקום דיודות במעגלי יישור מבוקרים. בגשרים חד פאזיים, נקודת המיתוג של הדיודה ונקודת המיתוג של התיריסטור שונות, קיים הפרש פאזה ביניהם, אשר יכול להשתקף על ידי התחשבות בזווית.

רכיב ה-DC של מתח העומס קשור באופן לא ליניארי לזווית זו מכיוון שמתח האספקה ​​הוא מטבעו סינוסואידי. ניתן למצוא את רכיב ה-DC של מתח העומס המחובר לאחר המיישר המוסדר על ידי הנוסחה:

מאפיין הבקרה של מיישר מבוקר תיריסטור מראה את התלות של מתח המוצא בעומס מהפאזה (בזווית ההפעלה) של הגשר:

עם עומס אינדוקטיבי, לזרם דרך התיריסטורים יהיה צורה מלבנית, ובזווית גדולה מאפס, הזרם יימשך עקב פעולת EMF המושרה מעצמה מהשראת העומס.

במקרה זה, ההרמוניה הבסיסית של זרם הרשת תועבר ביחס למתח בזווית מסוימת. כדי להסיר את ההידוק, נעשה שימוש בדיודה אפס, שדרכה ניתן לסגור את הזרם ולתת היסט של פחות ממחצית הזווית של הגשר.

כדי להפחית את מספר המוליכים למחצה, הם פונים למעגל מיישר א-סימטרי הניתן לשליטה, שבו זוג דיודות מחליף דיודה נייטרלית והתוצאה זהה.

מעגלי מגבר מאפשרים גם שימוש בתיריסטורים. תוכניות כאלה מאפשרות לך להשיג יעילות רבה יותר. המתח המינימלי ניתן על ידי דיודות, והמתח המוגבר מסופק באמצעות תיריסטורים. במקרה של הצריכה הגדולה ביותר, הדיודות סגורות כל הזמן, וזווית המיתוג של התיריסטור היא תמיד 0. החיסרון של המעגל הוא הצורך בפיתול שנאי נוסף.