થાઇરિસ્ટર અને ટ્રાયક નિયંત્રણના સિદ્ધાંતો
ચાલો સૌથી સરળ યોજનાઓથી પ્રારંભ કરીએ. સૌથી સરળ કિસ્સામાં, થાઇરિસ્ટરને નિયંત્રિત કરવા માટે, તેના નિયંત્રણ ઇલેક્ટ્રોડને ચોક્કસ મૂલ્યનો સતત પ્રવાહ સંક્ષિપ્તમાં પૂરો પાડવા માટે તે પૂરતું છે. ચિપ અથવા ટ્રાન્ઝિસ્ટરના આઉટપુટ સ્ટેજની જેમ, બંધ થાય છે અને પાવર સપ્લાય કરે છે તે સ્વીચને ચિત્રિત કરીને આ પ્રવાહ સપ્લાય કરવાની પદ્ધતિ યોજનાકીય રીતે બતાવી શકાય છે.
આ એક મોટે ભાગે સરળ પદ્ધતિ છે, પરંતુ અહીં નિયંત્રણ સિગ્નલની શક્તિ નોંધપાત્ર હોવી જરૂરી છે. તેથી, ટ્રાયક KU208 માટે સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, આ પ્રવાહ ઓછામાં ઓછો 160 mA હોવો જોઈએ, અને ટ્રિનિસ્ટર KU201 માટે તે ઓછામાં ઓછો 70 mA હોવો જોઈએ. આમ, 12 વોલ્ટના વોલ્ટેજ પર અને 115 mA ના સરેરાશ પ્રવાહ સાથે, નિયંત્રણ શક્તિ હવે 1.4 W હશે.
કંટ્રોલ સિગ્નલની પોલેરિટી જરૂરિયાતો નીચે મુજબ છે: SCR ને કેથોડના સંદર્ભમાં પોઝિટિવ હોય તેવા કંટ્રોલ વોલ્ટેજની જરૂર હોય છે, અને ટ્રાયક (સંતુલિત થાઇરિસ્ટર) ને એનોડ કરંટ જેટલી જ ધ્રુવીયતાની જરૂર હોય છે અથવા દરેક અડધા ચક્ર માટે નકારાત્મક હોય છે. .
ટ્રાયકના કંટ્રોલ ઇલેક્ટ્રોડને શન્ટ કરવામાં આવતું નથી, ટ્રિનિસ્ટરને 51 ઓહ્મ રેઝિસ્ટર સાથે હેરફેર કરવામાં આવે છે.આધુનિક થાઇરિસ્ટર્સને ઓછા અને ઓછા નિયંત્રણ પ્રવાહની જરૂર હોય છે, અને ઘણી વાર તમે સર્કિટ શોધી શકો છો જ્યાં SCR નો નિયંત્રણ પ્રવાહ લગભગ 24 mA અને ટ્રાયક્સ માટે 50 mA થઈ જાય છે.
એવું બની શકે છે કે કંટ્રોલ સર્કિટમાં વર્તમાનમાં તીવ્ર ઘટાડો ઉપકરણની વિશ્વસનીયતાને અસર કરશે, તેથી કેટલીકવાર વિકાસકર્તાઓએ દરેક સર્કિટ માટે અલગથી થાઇરિસ્ટર પસંદ કરવું પડે છે. નહિંતર, નીચા-વર્તમાન થાઇરિસ્ટરને ખોલવા માટે, તે સમયે તેનો એનોડ વોલ્ટેજ ઊંચો હોવો જોઈએ, જે નુકસાનકારક પ્રવાહ અને દખલ તરફ દોરી જાય છે.
ઉપર વર્ણવેલ સરળ યોજના અનુસાર નિયંત્રણનો અભાવ સ્પષ્ટ છે: ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ સાથે કંટ્રોલ સર્કિટનું કાયમી ગેલ્વેનિક જોડાણ છે. કેટલાક સર્કિટમાં ટ્રાયક્સ કંટ્રોલ સર્કિટના એક ટર્મિનલને ન્યુટ્રલ વાયર સાથે કનેક્ટ કરવાની મંજૂરી આપે છે. SCR માત્ર લોડ સર્કિટમાં ડાયોડ બ્રિજ ઉમેરીને આવા ઉકેલને મંજૂરી આપે છે.
પરિણામે, લોડને પૂરી પાડવામાં આવતી શક્તિ અડધી થઈ જાય છે કારણ કે મુખ્ય સાઈન વેવના સમયગાળામાંથી માત્ર એક જ સમયગાળામાં લોડને વોલ્ટેજ પૂરો પાડવામાં આવે છે. વ્યવહારમાં, આપણી પાસે એ હકીકત છે કે ગાંઠોના ગેલ્વેનિક આઇસોલેશન વિના ડાયરેક્ટ કરંટના થાઇરિસ્ટર કંટ્રોલવાળા સર્કિટ લગભગ ક્યારેય ઉપયોગમાં લેવાતા નથી, સિવાય કે જ્યારે નિયંત્રણ, કેટલાક સારા કારણોસર, આ રીતે હાથ ધરવામાં આવે.
સામાન્ય થાઇરિસ્ટર કંટ્રોલ સોલ્યુશન એ છે કે જ્યાં સ્વીચને થોડા માઇક્રોસેકન્ડ્સ માટે બંધ કરીને રેઝિસ્ટર દ્વારા એનોડમાંથી સીધા ગેટ ઇલેક્ટ્રોડ પર વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે. અહીં કી ઉચ્ચ વોલ્ટેજ બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર, નાનો રિલે અથવા ફોટોરેઝિસ્ટર હોઈ શકે છે.
આ અભિગમ પ્રમાણમાં ઊંચા એનોડ વોલ્ટેજ પર સ્વીકાર્ય છે, જો લોડમાં પ્રતિક્રિયાશીલ ઘટક હોય તો પણ તે અનુકૂળ અને સરળ છે. પરંતુ તેમાં એક ખામી પણ છે: વર્તમાન-મર્યાદિત રેઝિસ્ટર માટેની અસ્પષ્ટ આવશ્યકતાઓ, જે નજીવા મૂલ્યમાં નાની હોવી જોઈએ, જેથી થાઈરિસ્ટર સાઈન વેવના અર્ધ-ચક્રની શરૂઆતની નજીક ચાલુ થાય જ્યારે તે પ્રથમ ચાલુ થાય, શૂન્ય મુખ્ય વોલ્ટેજ પર નહીં (સિંક્રોનાઇઝેશનની ગેરહાજરીમાં), 310 વોલ્ટ પણ તેમાં આવી શકે છે, પરંતુ સ્વીચ દ્વારા અને થાઇરિસ્ટરના કંટ્રોલ ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા પ્રવાહ તેમના માટે મહત્તમ સ્વીકાર્ય મૂલ્યોથી વધુ ન હોવો જોઈએ.
thyristor પોતે વોલ્ટેજ Uop = Iop * Rlim માટે ખુલશે. પરિણામે, ઘોંઘાટ થશે અને લોડ વોલ્ટેજ સહેજ ઘટશે. રેઝિસ્ટર રિલિમનો ગણતરી કરેલ પ્રતિકાર લોડ સર્કિટ (તેના પ્રેરક ઘટક સહિત) ના પ્રતિકારના મૂલ્ય દ્વારા ઘટાડવામાં આવે છે, જે તેની સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ હોય છે. સ્વિચિંગ સમયે રેઝિસ્ટર.
પરંતુ હીટિંગ ઉપકરણોના કિસ્સામાં, હકીકત એ છે કે ઠંડા સ્થિતિમાં તેમનો પ્રતિકાર કામ કરતા ગરમ કરતા દસ ગણો ઓછો હોય છે. માર્ગ દ્વારા, એ હકીકતને કારણે કે ટ્રાઇક્સમાં સકારાત્મક અને નકારાત્મક અર્ધ-તરંગો માટે ટર્ન-ઓન પ્રવાહ થોડો અલગ હોઈ શકે છે, લોડ પર એક નાનો સતત ઘટક દેખાઈ શકે છે.
SCR નો ટર્ન-ઑન સમય સામાન્ય રીતે 10 μs કરતાં વધુ નથી, તેથી, આર્થિક લોડ પાવર કંટ્રોલ માટે, 5, 10, અથવા 20 ની ડ્યુટી સાયકલ ધરાવતી પલ્સ ટ્રેન 20, 10 અને 5 ની ફ્રીક્વન્સીઝ માટે લાગુ કરી શકાય છે. kHz, અનુક્રમે. પાવર 5 થી 20 ગણો ઘટશે.
ગેરલાભ નીચે મુજબ છે: થાઇરિસ્ટર ચાલુ થઈ શકે છે, અને અડધા ચક્રની શરૂઆતમાં નહીં.તે તરંગો અને અવાજથી ભરેલું છે. અને તેમ છતાં, જો ટર્ન-ઓન શૂન્યથી વોલ્ટેજ વધવાની શરૂઆતના થોડા સમય પહેલા થાય છે, તો પણ આ ક્ષણે કંટ્રોલ ઇલેક્ટ્રોડનો પ્રવાહ હજી સુધી હોલ્ડિંગ મૂલ્ય સુધી પહોંચી શકતો નથી, તો થાઇરિસ્ટર વોલ્ટેજના અંત પછી તરત જ બંધ થઈ જશે. નાડી
પરિણામે, થાઇરિસ્ટર પ્રથમ ટૂંકા અંતરાલ માટે ચાલુ અને બંધ થશે જ્યાં સુધી છેલ્લે કરંટ સાઇનુસાઇડલ આકાર ન લે ત્યાં સુધી. પ્રેરક ઘટક સાથેના લોડ માટે, વર્તમાન હોલ્ડિંગ મૂલ્ય સુધી પહોંચી શકશે નહીં, જે નિયંત્રણ કઠોળની અવધિ પર નીચી મર્યાદા લાદે છે, અને પાવર વપરાશમાં વધુ ઘટાડો થશે નહીં.
નેટવર્કમાંથી કંટ્રોલ સર્કિટનું વિભાજન કહેવાતા ઇમ્પલ્સ સ્ટાર્ટ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે, જે 2 સે.મી.થી ઓછા વ્યાસવાળા ફેરાઇટ રિંગ પર નાના આઇસોલેશન ટ્રાન્સફોર્મર ઇન્સ્ટોલ કરીને સરળતાથી હાથ ધરવામાં આવે છે. તે મહત્વનું છે કે આઇસોલેશન વોલ્ટેજ આવા ટ્રાન્સફોર્મર ઊંચા હોવા જોઈએ, અને કોઈપણ ઔદ્યોગિક પલ્સ ટ્રાન્સફોર્મરની જેમ નહીં...
નિયંત્રણ માટે જરૂરી શક્તિને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડવા માટે, વધુ ચોક્કસ નિયંત્રણનો આશરો લેવો જરૂરી રહેશે. થાઇરિસ્ટર ચાલુ હોય તેવી જ રીતે ગેટ કરંટ બંધ હોવો જોઈએ. જ્યારે સ્વિચ બંધ થાય છે, ત્યારે થાઇરિસ્ટર ચાલુ થાય છે, અને જ્યારે થાઇરિસ્ટર વર્તમાનનું સંચાલન કરવાનું શરૂ કરે છે, ત્યારે માઇક્રોસર્કિટ કંટ્રોલ ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા વર્તમાન સપ્લાય કરવાનું બંધ કરે છે.
આ અભિગમ ખરેખર થાઇરિસ્ટર ચલાવવા માટે જરૂરી ઊર્જા બચાવે છે. જો સ્વીચ હાલમાં બંધ છે, તો એનોડ વોલ્ટેજ હજુ પણ પૂરતું નથી, માઇક્રોસિર્કિટ દ્વારા થાઇરિસ્ટર ખોલવામાં આવશે નહીં (વોલ્ટેજ માઇક્રોસિર્કિટના સપ્લાય વોલ્ટેજ કરતાં અડધા કરતાં સહેજ વધુ હોવો જોઈએ). સ્વીચ-ઓન વોલ્ટેજ એડજસ્ટેબલ છે ડિકપલિંગ રેઝિસ્ટરની પસંદગી.
આ રીતે ટ્રાયકને નિયંત્રિત કરવા માટે, પોલેરિટીને ટ્રૅક કરવી જરૂરી છે, તેથી સર્કિટમાં ટ્રાંઝિસ્ટર અને ત્રણ રેઝિસ્ટરની જોડીનો એક બ્લોક ઉમેરવામાં આવે છે, જે વોલ્ટેજ શૂન્યને પાર કરે ત્યારે તે ક્ષણને ઠીક કરે છે. વધુ જટિલ યોજનાઓ આ લેખના અવકાશની બહાર છે.