Tyrystory są jednymi z najczęściej wykorzystywanych elementów elektronicznych w różnorodnych aplikacjach z zakresu energoelektroniki i sterowania obciążeniami dużej mocy. W zależności od wymagań aplikacji, możliwy jest dobór tyrystorów o różnych parametrach, ale podstawowa zasada działania tych komponentów pozostaje niezmienna od lat. Warto pamiętać o najważniejszych wielkościach elektrycznych opisujących zakres pracy tyrystorów – pozwoli to uniknąć najczęstszych błędów, popełnianych przez początkujących elektroników.
Tyrystory – zasada działania
Tyrystor jest trzykońcówkowym elementem półprzewodnikowym o strukturze złożonej z czterech naprzemiennych obszarów typu P i typu N. Dwa spośród wyprowadzeń tyrystora mają nazwy pochodzące od klasycznej diody – anoda i katoda, zaś trzecia elektroda (sterująca) nazywana jest bramką (ang. gate). Pod względem ogólnej zasady działania tyrystor przypomina nieco tranzystor polowy – zasilenie bramki powoduje otwarcie obwodu anoda-katoda, lub – inaczej mówiąc – umożliwia przepływ prądu (o wartości nawet kilkuset amperów, w zależności od rozmiarów i typu tyrystora) pomiędzy anodą, a katodą. Największa różnica polega na zachowaniu tyrystora po usunięciu zasilania bramki – obwód „dużej mocy” pozostaje włączony aż do zaniku prądu obciążenia - oznacza to, że do otwarcia tyrystora wystarczy nawet krótki impuls podany na jego bramkę. Po zaniku prądu w obwodzie anoda-katoda, tyrystor może być ponownie otwarty poprzez podanie kolejnego impulsu bramki.
Tyrystor vs triak
Pewną odmianą klasycznego tyrystora jest triak – element także trzykońcówkowy, ale różniący się oznaczeniami wyprowadzeń prądowych (zamiast anody i katody mamy tutaj do czynienia z dwiema anodami, rozróżnianymi za pomocą numerów, tj. A1 i A2). Zmiana konwencji oznaczeń wiąże się ze zdolnością triaka do pracy w obu kierunkach prądu obciążenia. Triak działa w rzeczywistości jak dwa przeciwsobnie połączone tyrystory mocy ze wspólną bramką – przepływ prądu bramki o wartości wyższej niż progowy prąd wyzwalania powoduje otwarcie triaka, niezależnie od tego, jaka jest aktualna polaryzacja napięcia pomiędzy obiema anodami. Z tego właśnie względu triaki są szczególnie chętnie stosowane jako elementy wykonawcze w elektronicznych ściemniaczach i innych układach sterowania fazowego. Warto pamiętać, że w klasycznych układach wykorzystujących dwukierunkowe tyrystory zastosowanie znajdują też diaki, pozwalające na łatwe sterowanie fazowe z użyciem klasycznego dzielnika napięciowego.
Zasada działania sterowników fazowych AC
Odpowiednie wysterowanie bramki pozwala na stworzenie tzw. sterownika fazowego. Regulatory tego typu opierają się na synchronicznym wyzwalaniu bramki w pewnym momencie półcyklu sieci energetycznej. Triak pozostaje włączony aż do zaniku prądu obciążenia, inaczej mówiąc – do tzw. „przejścia przez zero”. Im wcześniej zostanie włączony triak, tym większa część danego półokresu będzie miała udział w całkowitej energii, przekazywanej do obciążenia. Okazuje się, że w ten sposób możliwe jest precyzyjne sterowanie mocą dostarczaną np. do żarówki, silnika AC czy też grzałki – sterowanie fazowe ma ogromną przewagę nad liniowymi metodami ograniczania mocy, gdyż cechuje się bardzo niskimi stratami. Triak pracuje bowiem zawsze albo w trybie zamknięcia (brak przepływu prądu to brak strat mocy), albo w stanie otwarcia (niewielki spadek napięcia na triaku powoduje małe straty mocy). W naszej ofercie znajdziesz bogaty wybór różnego rodzaju triaków i tyrystorów, doskonale nadających się do różnorodnych urządzeń sieciowych. Szczególną popularnością cieszą się triaki z serii TIC – w tym 600-woltowy model TIC126M o maksymalnym prądzie przewodzenia równym 12 A.
