Penyearah terkontrol - perangkat, skema, prinsip operasi
Penyearah terkontrol digunakan untuk mengatur tegangan output di sirkuit AC yang diperbaiki. Seiring dengan metode lain untuk mengontrol tegangan keluaran setelah penyearah, seperti LATR atau rheostat, penyearah terkontrol memungkinkan pencapaian efisiensi yang lebih besar dengan keandalan sirkuit yang tinggi, yang tidak dapat dikatakan untuk regulasi menggunakan LATR atau regulasi rheostat.
Menggunakan katup terkontrol lebih progresif dan jauh lebih praktis. Thyristor paling cocok untuk peran katup yang dikendalikan.
Pada keadaan awal, thyristor terkunci dan memiliki dua kemungkinan keadaan stabil: tertutup dan terbuka (melakukan).Jika tegangan sumber lebih tinggi dari titik operasi thyristor yang lebih rendah, maka ketika pulsa arus diterapkan ke elektroda kontrol, thyristor akan masuk ke keadaan konduksi dan pulsa berikutnya yang diterapkan ke elektroda kontrol tidak akan mempengaruhi arus anoda di bagaimanapun , yaitu, rangkaian kontrol hanya bertanggung jawab untuk membuka thyristor, tetapi tidak untuk menutupnya. Dapat dikatakan bahwa thyristor memiliki peningkatan kekuatan yang signifikan.
Untuk mematikan thyristor, arus anoda perlu dikurangi sehingga menjadi lebih kecil dari arus penahan, yang dicapai dengan menurunkan tegangan suplai atau meningkatkan resistansi beban.
Thyristor dalam keadaan terbuka mampu mengalirkan arus hingga beberapa ratus ampere, tetapi pada saat yang sama, thyristor cukup inersia. Waktu nyala thyristor adalah dari 100 ns hingga 10 μs, dan waktu mati sepuluh kali lebih lama - dari 1 μs hingga 100 μs.
Agar thyristor dapat bekerja dengan andal, laju kenaikan tegangan anoda tidak boleh melebihi 10 — 500 V / μs, tergantung pada model komponen, jika tidak, peralihan palsu dapat terjadi karena aksi arus kapasitif melalui sambungan pn .
Untuk menghindari kesalahan switching, elektroda kontrol thyristor selalu dihalangi dengan resistor, yang resistansi biasanya berkisar antara 51 hingga 1500 ohm.
Selain thyristor, yang lain digunakan untuk mengatur tegangan keluaran pada penyearah. perangkat semikonduktor: triac, dinistor, dan thyristor pengunci. Dynistors dihidupkan oleh tegangan yang diberikan ke anoda, dan mereka memiliki dua elektroda, seperti dioda.
Triac dibedakan dengan kemampuan untuk memasukkan pulsa kontrol setidaknya relatif terhadap anoda, setidaknya relatif terhadap katoda, tetapi semua perangkat ini, seperti thyristor, dimatikan dengan mengurangi arus anoda ke nilai di bawah arus penahan. Sedangkan untuk thyristor yang dapat dikunci, mereka dapat dikunci dengan menerapkan arus polaritas terbalik ke elektroda kontrol, tetapi penguatan saat dimatikan sepuluh kali lebih rendah daripada saat dihidupkan.
Thyristor, triac, dinistor, thyristor yang dapat dikontrol — semua perangkat ini digunakan dalam catu daya dan sirkuit otomasi untuk mengatur dan menstabilkan voltase dan daya, serta untuk tujuan perlindungan.
Biasanya, thyristor digunakan sebagai pengganti dioda dalam rangkaian penyearah terkontrol. Pada jembatan fase tunggal, titik peralihan dioda dan titik peralihan thyristor berbeda, ada perbedaan fasa di antara keduanya, yang dapat direfleksikan dengan mempertimbangkan sudutnya.
Komponen DC dari tegangan beban secara nonlinier terkait dengan sudut ini karena tegangan supply secara inheren berbentuk sinusoidal.Komponen DC dari tegangan beban yang terhubung setelah penyearah yang diatur dapat ditemukan dengan rumus:
Karakteristik kontrol dari penyearah yang dikendalikan oleh thyristor menunjukkan ketergantungan tegangan keluaran pada beban dari fase (pada sudut penyalaan) jembatan:
Dengan beban induktif, arus yang melalui thyristor akan berbentuk persegi panjang, dan pada sudut yang lebih besar dari nol, arus akan ditarik karena aksi EMF yang diinduksi sendiri dari induktansi beban.
Dalam hal ini, harmonik dasar arus jaringan akan bergeser relatif terhadap tegangan dengan sudut tertentu. Untuk melepas penjepit, digunakan dioda nol, yang melaluinya arus dapat ditutup dan memberikan offset kurang dari setengah sudut jembatan.
Untuk mengurangi jumlah semikonduktor, mereka menggunakan rangkaian penyearah terkontrol asimetris, di mana sepasang dioda menggantikan dioda netral dan hasilnya sama.
Sirkuit amplifier juga memungkinkan penggunaan thyristor. Skema semacam itu memungkinkan Anda mencapai efisiensi yang lebih besar. Tegangan minimum diberikan oleh dioda, dan peningkatan tegangan disuplai melalui thyristor. Dalam kasus konsumsi terbesar, dioda ditutup sepanjang waktu, dan sudut peralihan thyristor selalu 0. Kerugian dari rangkaian ini adalah perlunya belitan trafo tambahan.