تریستور چیست؟

تریستورها کلیدهای قدرتمندی برای روشن و خاموش کردن در مدارات جریان متناوب AC و مدارات جریان مستقیم DC هستند. این کلید ها معمولا در مبدل های یکسوساز جهت تبدیل جریان متناوب به مستقیم استفاده میشوند. این تجهیز سوئیچ حالت جامد است یعنی از ادوات نیمه هادی مانند ترانزیستورها و دیودها ساخته شده است. تجهیز نیمه هادی دارای رسانایی الکتریکی است و به طور کلی در بحث هدایت الکتریکی بین هادی الکتریکی مانند مس و عایق الکتریکی مانند شیشه قرار دارد. نام تریستور از ترکیب ترانزیستور و تیراترون گرفته شده است. این دستگاه‌ها که در ابتدا در دهه 1950 توسعه یافتند، اغلب به عنوان یکسوکننده‌های کنترل‌شده با سیلیکون (SCR) نیز شناخته می‌شوند، زیرا از چهار لایه سیلیکون ساخته شده‌اند که یک ماده نیمه‌رسانا پرکاربرد است. در اصل، SCR یک نام تجاری بود که توسط جنرال الکتریک برای یک نوع تریستور استفاده می شد. این دو اصطلاح در حال حاضر معمولاً به عنوان مترادف استفاده می‌شوند. در این مقاله به بررسی تریستور میپردازیم و خواهیم دید که تریستور چیست، طرز کار تریستور چگونه است، زاویه آتش در تریستور چیست، نماد تریستور، تفاوت دیود و تریستور و انواع تریستور را بررسی خواهیم کرد.

فهرست مطالب

طرز کار تریستور

تریستورها کلیدهای دو وضعیتی هستند یعنی در حالت روشن 1 منطقی و در حالت خاموش وضعیت 0 منطقی را دارند. این شرایط حتی با برداشتن فرمان گیت میتوانند باقی بماند. به محض رسیدن جریان گیت به مقدار مورد نظر، مسیر عبور جریان باز شده و تریستور جریان را عبور میدهد. جریان تا زمانی که به صفر برسد یا تغییر جهت دارد میتواند از تریستور عبور کند. حالت دیگر تریستور حالت بایاس معکوس است. درمدل های قبلی برای رسیدن به وضعیت خاموشی نیاز به تغییر جهت جریان بود در مدل های جدید که GTO یا تریستور خاموش شونده با پایه گیت نام دارد، میتوان تریستور را به کمک پایه گیت کنترل کرد. یکسوسازهای کنترل شونده تجهیزاتی با بهره بالا هستند یعنی با میزان جریان کم گیت میتوان مقدار زیادی جریان از آند به کاتد تریستور عبور داد.

تریستورها قطعاتی 3 پایه هستند که پایه های آن آند، کاتد و گیت نام دارند. پایه آند، پایه مثبت و پایه کاتد پایه منفی نیز شناخته میشود. پایه گیت نیز پایه کنترلی تریستور است. اگر شرایط روشن شدن تریستور فراهم باشد با اعمال فرمان گیت، جریان از آند به سمت کاتد جاری میشود. در یک SCR معمولی، دو لایه متناوب از نیمه هادی نوع N (منفی) و نیمه هادی نوع P (مثبت) وجود دارد. با توجه به این شرایط 4 لایه با 3 اتصال میانی خواهیم داشت. سیلیکون چهار لایه در هر یک به صورت الکتریکی پردازش می شود تا تعداد الکترون های حامل بار منفی یا مثبت افزایش یابد. آنها همچنین به عنوان نیمه هادی های NPN و PNP شناخته می شوند و به الگوی الکترون های مثبت و منفی در هر یک اشاره می کنند. گر جریانی از طریق گیت به دستگاه وارد نشود، در حالت خاموش قرار می گیرد. با توجه به جهت جریان این حالت مسدود کردن مستقیم یا مسدود کردن منفی است. برای اینکه جریان مورد نیاز جریان یابد، آند باید مثبت و کاتد منفی باشد. هنگامی که جریان گیت برقرار می شود، بار مثبت و منفی به چهار لایه سیلیکون جریان می یابد و هر یک به نوبه خود هنگام حرکت از یک لایه نیمه هادی به لایه بعدی از طریق دستگاه فعال می شود. پس از فعال شدن هر چهار لایه، جریان می تواند آزادانه از دستگاه عبور کند. تریستور اکنون در حال هدایت به جلو است و تا زمانی که جریان خارج از دستگاه قطع نشود، معمولاً جریان در کل مدار جاری میماند.

کاربرد تریستور

تریستورها علیرغم اینکه از نظر فیزیکی کوچک هستند، می توانند ولتاژها و سطوح جریان بالا را کنترل کنند و بنابراین در خطوط انتقال برق ولتاژ بالا و جریان مستقیم استفاده می شوند. کاربردهای دیگر عبارتند از:

کلیدهای برق در کارخانه ها و سیستم های صنعتی
سوئیچ های جرقه زنی خودرو
کنترل سرعت موتورهای الکتریکی
تنظیم کننده های سطح مایع
سیستم های کنترل فشار
سیستم های حفاظتی

تریستور ها همچنین به طور گسترده در طیف وسیعی از مدارهای الکتریکی استفاده می شوند. تعدادی از این کاربردها عبارتند از:

مدارات اینورتر
مدارات نوسانگر
مدارات برشگر
مدارات سوئیچینگ
مدارهای تعویض رله
مدارهای آشکارساز سطح
مدارات منطقی
مدارات کنترل فاز
مدارات کنترل سرعت
مدارات تایمر

تفاوت دیود و تریستور

دیودها اجزای نسبتا ساده و ارزان قیمتی هستند که تنها دارای دو پایانه (یکی مثبت و دیگری منفی)، یک آند (که به عنوان صفحه نیز شناخته می‌شود) و یک کاتد هستند. برق فقط در یک جهت جریان دارد. در اصطلاح الکتریکی آنها دارای دو حالت بایاس مستقیم و بایاس معکوس هستند. دیودها عمدتاً برای سوئیچینگ یا تبدیل جریان استفاده می شوند. آنها فقط دو لایه نیمه هادی مثبت و منفی دارند که بین آنها تنها یک اتصال واحد برقرار است. در مقابل، اکثر تریستورها دارای سه پایانه و چهار لایه هستند که سه اتصال آنها را از هم جدا می کند. آنها برای کاربردهای با قدرت بالا طراحی شده اند. دیودها برای ولتاژهای پایین طراحی شده اند اما برخلاف تریستورها برای فعال کردن آنها نیازی به پالس گیت نیست. بنابراین میتوان گفت کاربرد هر دو یکسان است با این تفاوت که ما در هدایت دیود نقشی نداریم و کنترلی روی تجهیز دیود نیست در حالی که تریستور را میتوان به کمک پایه گیت کنترل کرد.

انواع تریستور

بیشتر تریستورها تجهیزات 3 پایه هستند که یک پایه جهت کنترل تجهیز است. اما برخی تریستورها دارای 2 پایه هستند و جریان زمانی ایجاد می‌شود که اختلاف بار بین هر یک از ولتاژ شکست تعریف‌شده بیشتر شود و آنها را از حالت خاموش به روشن سوئیچ کند.همچنین برخی تجهیزات دیگر از خانواده تریستورها عبارتند از:

سوئیچ های کنترل شده سیلیکونی (SCS): این کلیدها دارای یک گیت آند اضافی هستند که برای غیرفعال کردن دستگاه در صورت اعمال ولتاژ مثبت استفاده می شود.
دیاک ها: ترکیبی از تریستور-دیود که دارای چهار لایه هستند و جریان در هر جهت را می پذیرند.
ترایاک: این دستگاه ها دو طرفه هستند، به این معنی که جریان الکتریکی را در هر جهت هدایت می کنند. این کلیدها جریان AC و DC را هدایت میکنند.
SIDACtors: این مدل‌ها بدون گیت کنترل کار می‌کنند و در عوض به نوسانات الکتریکی کوتاه مدت متکی هستند.
PCT: تریستورهای کنترل فاز برای محدود کردن جریان AC با حرکت دادن تجهیزات به داخل و خارج از حالت رسانا در فواصل از پیش تعیین شده استفاده می شوند.

مزایا تریستور

سرعت و توانایی تغییر جریان در میکروثانیه
قابلیت کنترل ولتاژهای بالا و توان بالا
عدم وجود قطعات متحرک و قابلیت اطمینان بالا
توانایی کنترل دستگاه های جریان مستقیم، نه فقط جریان متناوب معمولی
فعال سازی سریع و آسان
ارزان
عملکرد آسان
حجم و وزن کم

نتیجه گیری

در این مقاله به بررسی تریستور چیست و انواع تریستور پرداختیم. متوجه شدیم که طرز کار تریستور چگونه است، تفاوت دیود و اینورتر چیست، مزایا تریستور چیست و ماژول تریستور چیست. تیم فنی الکتروفی علاوه بر آموزش، قابلیت تامین igbt، خرید igbt برای سیستم شما و همچنین تعمیر درایو، تعمیر اینورتر، تعمیر igbt، تست igbt، مشخص نمودن علت سوختن ای جی بی تی، تعمیر کنترل برد اینورتر، تعمیر برد قدرت اینورتر،تامین تریستور، خرید تریستور، تعمیر تریستور، تست تریستور و … را در کمترین زمان و با قیمت مناسب دارد. برای کسب اطلاعات بیشتر با تیم فنی شرکت تماس بگیرید.