サイリスタ整流器

別称シリコン制御整流器、サイリスタ、サイリスタは、調光器、モータ速度のコント ローラー、および電圧レギュレータで使用される電子デバイスです。ダイオードのようなサイリスタはアノード、カソードと一方向のみで行っています。実際には、回路図シンボル、サイリスタ、ダイオードに似ていますが、電流の流れを制御するゲートを表す 3 番目のターミナル。ダイオードとは異なりただし、ゲートに小さな電流パルスが、サイリスタをオンにして、順電流はアノードからカソードにやり取りできるようにする必要です。この電流ラッチしきい値を下回った場合、サイリスタがオフになります。オフの状態では、サイリスタは両方向に伝導をブロックします。1 つだけ極性の電流を渡すし、allode への AC 電源の量を調節する、是正するサイリスタがオンとオフを切り替えるにはできます。このビデオは、AC サイクル中にさまざまな時点でゲートをトリガーすることによって、サイリスタを制御する方法を実演します。

サイリスタは、PNPN 構造を形成する P および N 型半導体の 4 つの交互になる層で構成されます。負極リードは、一方の端に P 型材料に接続されます。正極リードは、もう一方の端に N 型材料に接続されます。ゲート鉛、陰極の横に P 型層に接続されています。サイリスタと負荷では、シリーズの AC 電源でこの単純な回路でひとりでに AC 入力は前方伝導にサイリスタを運転できません。電流を流せます陽極から陰極にゲートに電流パルスをトリガーの状態後にのみ。このパルスは、ソース電圧はプラス中に発生する必要があります。そうでなければ、サイリスタのままオフにして現在のブロックです。サイリスタが双安定, 彼らは 2 つの異なる状態で休むことができますを意味します。だからモードを行うフォワードが続く限り、ソース電圧が正の値、およびラッチしきい値電流は。現在がこのしきい値を下回った場合、サイリスタはブロッキング モードに入るし、再度トリガーされるまでその状態のまま。ゲート パルスと正弦波の AC 電源のゼロクロスの位相差は、発射の角度です。たとえば、初期と同時にトリガー パルス ゼロクロスは、ダイオードのような完全な半波整流の結果、ゼロ度の発射角を持っています。この場合、サイリスタは負荷サイクルの肯定的な部分からすべてのエネルギーを渡します。パルスは、AC 電圧のピークと一致する場合、発射角度は 90 度と負荷は、肯定的なサイクルの半分だけからエネルギーを受け取る。最後に、負と同時にパルス ゼロ交差により発射角度の 180 度の実施は電流のないエネルギー転送すべての。この実験の目的は、異なる発火角度でトリガー サイリスタ整流回路を研究し、結果の平均を比較する電圧を出力します。

これらの実験では、120 ボルトの AC 電源を使用しているので、感電、けがや死を引き起こす可能性があります露出されたワイヤーとの接触を避けてください。それは通電中は回路のどの部分に触れないし、変圧器が接地します。電気的安全性の詳細については、ビデオ「安全注意事項と基本的な機器」ゼウス科学教育を見てください。まず、2 番目のチャネルに 1 つのチャネルに標準スコープ プローブ、差動プローブを接続して、オシロ スコープを設定します。1 つ 20 減衰以上に差動プローブを構成します。差動プローブ チャンネルのオシロ スコープ メニューに増幅を設定します。差動プローブを使用できる場合は、20 倍を使用します。10 x を使用し、すべてのオシロ スコープ計測をダブルクリックします。差動プローブ端末を一緒にクリップ ボルトをゼロにトレースの垂直方向の位置を調整することによって任意のオフセットをキャンセルします。この実験中に、変圧器はライン周波数は 60 ヘルツの AC 電圧を提供します。変圧器を調整する前にオフになっているし、何が出力に接続されていることを確認します。15% にコントロールノブを回すし、出力します。変圧器に出力ケーブルを接続し、ケーブルのバナナプラグに差分スコープ プローブ端子を接続します。変圧器をオンに、オシロ スコープで波形を観察し、それの振幅は V0 は 35 ボルトを出力するよう、変圧器を調整します。基本の時刻の変更、電圧の 2 ~ 5 サイクルを表示するオシロ スコープの水平分割あたり時間間隔です。キャプチャしこの波形のコピーを保存、この時間ベースの記録し、それの後で使用のため TB0 を指定します。最後に、変圧器、切り、その設定を変更しないでください。

この最初の実験では、発射角は 0 度とサイリスタ整流器をトリガーします。試作基板の示すように、回路を組み立てます。入力 AC ソース V で、変圧器を使用します。抵抗 R2 の代わりにジャンパー線。標準プローブを接続して、入力電圧 V の間で出力電圧 V 出力を観察する負荷抵抗 R の間で差動プローブを接続します。変圧器をオンにし、以前に記録された基本 TB0 を時間に範囲を設定します。発射角度は 0 度、サイリスタ、ダイオードのように動作し、出力電圧が半分修正正弦波。スコープの組み込み数学関数を使用すると、平均出力電圧を測定できます。サイリスタは、オフにし、再びオンに、点の間に拡大する基本の時間を調整します。スコープのカーソルを使用して、この時間差を測定します。変圧器の電源を切り、電圧設定を変更しないでください。次の実験のための同じ変圧器とスコープのすべての接続をしてください。

2 つの異なる結果を比較するには、非ゼロ発射角度、次の実験をトリガーの小規模なサイリスタ、大きな抵抗 R2 の。この場合、300 オームと 620 ω 抵抗がいます。小型の発射角度でサイリスタをトリガーするのにより小さい抵抗を使用します。R2 を短絡するジャンパーを削除します。その後、その場所に 300 ω の抵抗を挿入します。変圧器をオンにし、基本 TB0 の時間には、スコープを設定します。発射角度は 0 度を超える今、AC サイクルの肯定的な部分の後で、サイリスタのトリガー結果として。前述のように、平均出力電圧を測定します。ズーム インしサイリスタがオフにされたとき、裏面に間の時間間隔を測定します。変圧器の電源を切ります。VARIAC の設定またはその他の接続を変えずより大きい抵抗 R2 を交換し、テストを繰り返します。実験が完了した後、変圧器をオフに 0 に設定、回路を逆アセンブルします。

までゲート パルスにトリガー サイリスタ、サイリスタ整流回路の出力電圧は 0 です。後トリガー、出力電圧は半整流波の残りの部分です。発射角度が増加するにつれて出力電圧は入力と比較してよりみじん切り、平均出力電圧が減少するためです。その結果、発射角度は、サイリスタに渡します負荷電力量を決定します。

サイリスタ電力負荷、転送量を制御し、古い調節可能な DC 電源装置に一般的であった。高電圧 AC 電源制御アプリケーションに多くの媒体で活躍します。まず、一般的な光調光器の家庭やオフィスで使用されるあるノブやスライダー コントロールよりもポテンショメータ、可変抵抗器であります。抵抗を変更、サイリスタの発射角度を変更してそれに応じて増加または減少電球を照らす力。陽極アーク放電は、カーボン ・ ナノチューブとグラフェンの合成の実用的かつ効率的な手段です。研究は、制御とプロセスの柔軟性を強化するのに磁場を使用しています。このアプリケーションで放電、アーク溶接のそれと似ています。高電圧サイリスタを使用して円弧を作成する力を制御する両方。

サイリスタ整流器のゼウスの紹介を見ているだけ。今、サイリスタの動作について、およびどのように彼らが電気機器への AC 電源の制御を有効にするを理解する必要があります。見ていただきありがとうございます。