Tristörlerin DC devrelerin de çalıştırılması

Şekil: 3b deki bağlantı yapılır. Burada U1 doğru akım yük gerilimi U2 doğru akım kaynağı kapı gerilimi R ayarlı direnç. R ayarlı dirençten ötürü kapı gerilimi sıfır iken tristör, düz polarize edildiği halde yalıtkandır. R direnci yavaş yavaş devreden çıkarırsak “G” gerilimi 1 volt ve akımı 20 miliamper olunca tristör iletime geçer. Kapı gerilimi sıfıra düşürülürse tristörün iletime devam ettiği görülür.

Doğru akım kaynağına bağlı bir tristör iletime geçtikten sonra şu yollarla yalıtkanlık durumuna geçebilir.

a. Seri anahtarla durdurma: Şekil:3a’ da görüldüğü gibi “S” anahtarı açılarak devreye uygulanan gerilim kesilir. Bu durumda tristörün uçlarındaki gerilim sıfırdır. “S” anahtarı kapatılırsa, tristörün yalıtkan duruma geçtiği görülecektir. Tekrar iletken duruma geçmesi için “G”ucuna kontrol geriliminin uygulanması gerekir.

b. Paralel anahtarla durdurulma: Şekil:4a’ da devrede tristöre paralel olarak konan bir anahtar çalışmayı durdurmak için kullanılır. Tristör iletimde iken anahtara basıldığı zaman bütün akım anahtar üzerinden geçer. Tristör üzerindeki akım ve gerilim sıfır olur. Tristörde gerilim olmadığı için tristör yalıtkanlık durumuna geçer. Tristörün yalıtkanlık durumuna geçmesi için en az anahtarı 100 mikrosaniye kapalı tutmak gerekir.

c. Kapasitif durdurma:</strong> Şekil:4b’ de bir DC devresini kontrol eden tristörün bir kapasitif devre ve anahtar yardımı ile durdurulması görülmektedir. Devre normal çalışırken “R” şarj dirençi üzerinden “C” kondansatörü dolar. Bu anda “S” anahtarı açık durumdadır. “S” anahtarı kapatıldığı zaman kondansatör tristör üzerine ters yönde bir gerilim uygular. 10 mikro saniye gibi kısa bir zaman içinde tristörün çalışması durur. Anahtar açılıp tristör tekrar ateşlendiği zaman çalışma tekrar ateşlendiği zaman çalışma tekrar başlar ve devam eder.

AC devrelerinde tristörlerin çalıştırılması ve durdurulması

a. Dirençli bir devre ile çalıştırmak:

Şekil :5’teki bağlantı yapılır. Devreye alternatif akım verilir. Birinci durumda anot pozitif katod negatiftir. Düz polarma olduğu için tristör iletime hazırdır. Anottan alınan pozitif gerilim “R” direncinde kapı gerilimi değerine düşürüldükten sonra “d” diyotuna doğrultularak “S” anahtarına gelir. Tristörün tetiklenmesi için “S” anahtarı kapatılır. “D” diyodundan gelen kapı gerilimi tristörün “G” ucuna uygulanır. Tristör iletime geçer. Tristörün iletkenlik durumu pozitif alternansın sıfır olmasına devam eder. Alternans sıfır olunca devre akımı kesilir.Tristör yalıtkan duruma geçer. Alternans yön değiştirince yani ikinci durumda anot negatif, katod pozitif olacaktır. Tristör ters polarmalı olduğu için yalıtkanlığı devam eder. Ayrıca”G” ucuna bağlı “D” diyodu ters yönde akımı geçirmeyeceği için tristöre kapı gerilimide uygulanmaz ve ateşleme (tekikleme) akımı akmaz. Alternans yön değiştirince tristör tekrar birinci duruma geçerek düz polarıze olur ve “G” akımı ile iletime geçer. Bu devrede yükten sadece pozitif alternanslar geçer. Diğer alternanslar geçmez. Tristörü durdurmak için “S” anahtarını açmak gerekir.

b. Faz değiştirme devresi ile çalıştırma:

Bunun için şekil:6’ daki bağlantı yapılır. şekil:5’ teki devrede faz değiştirme devresi olmadığı için anot ile kapı aynı fazdadır. Anot pozitif iken kapıda pozitifdir. Anot negatif iken kapıda negatifdir.. Bu durumda fazın alternansını bir kısmının kesilmesi çok zordur. Direnç değeri biraz büyültülerek tristörün gecikmeli ateşlenmesi sağlanabilir. Yalnız burada yapılan faz kesmesi çok sınırlıdır. Bu sebepten faz kesmesinin çeşitli ve istenilen açılarda gerçeklemesi için thayraton lambalarda olduğu gibi faz değiştirme devresi ile çalıştırılır.

Faz kaydırma devresi kapı ucuna bağlanır anot pozitif olduğu halde kapı negatif ve sıfır gerilimde ise tristör yalıtkan durumdadır. Kapı pozitif olur olmaz tristör iletime geçer ve iletkenliği alternansın sonuna kadar devam eder.

Alternansın kesilmesiyle çıkan gerilimin ortalama değeri düşer dolayısıyla tristörler gerilimi kademeli düşürmek veya yükseltmek için kullanılırlar. Tristörler radyo,televizyon vb. devrelerde kullanıldığı gibi endüstiriyel elektronikte şu devrelerde de kullanılır: Elektronik kontaktör ayarlı redresör, alternatif akımda faz ayarı konvertisör vb.

c. Tekbileşimli UJT (unijonctıon) transistör:

Tristörlerin kısa süreli bir pals ile ateşlenmesi için genellikle tek bileşimli transistör kullanılır. UJT de biri “P” tipi diğeri “N” tipi olmak üzere iki yarı iletken kristal vardır. Bu sebepten buna iki taban da denir. “N” tipi silisyumdan yapılan yarı iletken kristal çubuğun iki ucunda dışarıya iki bağlantı iletkeni çıkarılmıştır. Bunlara 1. nci taban (B1) ve ikinci taban (B2) adları verilir. “N” tipi kristal çubuğun ortasına yakın bir yere “p”tipi yarıiletken birleştirilmiştir.

“P” tipi yarı iletkene yayıcı (emiter) “E” denir. Şekil 2-57 deki prensip şemasında görüldüğü gibi E1 ve E2 uçlarına VBB gerilimi uygulanırsa,”N”den çok bir akım geçer.Bu akım nedeniyle “E” ile B1 arasında “VE “ gerilim düşümü olur. Eğer “E” ile “B1” arasına “E”pozitif B1 negatif olmak üzere dışardan bir gerilim uygulanırsa “VE “ den küçük kaldıkça UJT nin içinde hiçbir elektriksel olay olmaz. Dışardan uygulanan gerilim “VE “ geriliminin bir miktar üzerine çıkarsa “E” ile “B1” arası doğru yönde polarize edilir. Doğru polaramada “E” ile “B1” arasındaki direnç çok küçülür. “E” den “B” ye büyük bir akım akar.

Yukarıda çalışma prensipi açıklanan UJT ile bir tristörün tetiklenmesine ait bir devre şekil:7’ de görülmektedir. Bu devrede “S” anahtarı kapatıldığında 20 voltluk bir gerilim “R3” potansiyometresi ile “C1” kodansatörüne uygulanır. “C1” doldukça uçlarındaki gerilim büyür.

Bu gerilim değeri UJT nin yayıcısı ile birinci tabanı “B1” arasındaki gerilim değerinin üzerine çıktığı zaman “E” ile “B1” arasındaki direnç küçülür “C1” kondansatörü ”E” den “B1”re doğru hemen boşalır. Bu boşalma akımı “B1” direnci üzerinden kısa süreli bir gerilim düşümüne sebep olur. Bu gerilim kapı ucuna bağlı olduğu için tristörü iletime geçirir.

UJT ile tetiklemede kumanda devresi ile tristör devresinin senkronize olması istenir. Bunun için AC gerilimi bir transformatör ile düşürüldükten sonra diyotlarla doğrultulur. Doğrultulan bu gerilim sinüs eğrilerinin tepeleri zener diyot ile kırpılır. Sonra bu gerilimi “R3” ile ”C1” devresine, oradan da UJT ye uygulanır.

UJT ten bu gerilim daha öncede açıklandığı gibi pals şeklinde çıkarak tristörün kapı ucuna verilir. Ve tristörün tetiklenmesi sağlanır. Dolayısıyla tristörün iletimi boyunca kapısından akım geçmesine gerek kalmaz kapının ısınması bu şekilde önlenmiş olur. “R3” ayarlı direnci ile faz farkı yaratılarak gecikmeli ateşleme yapılır.