Jenis-jenis Thyristor dan Aplikasi Mereka
Secara komersial, perangkat thyristor pertama dirilis pada tahun 1956. Dengan perangkat kecil, Thyristor dapat mengontrol sejumlah besar tegangan dan daya. Berbagai aplikasi dalam peredupan cahaya, kontrol daya listrik dan kontrol kecepatan motor listrik. Sebelumnya, Thyristor digunakan sebagai pembalikan arus untuk mematikan perangkat.
Sebenarnya, dibutuhkan arus searah sehingga sangat sulit untuk diterapkan ke perangkat. Tetapi sekarang, dengan menggunakan sinyal gerbang kontrol, perangkat baru dapat dihidupkan dan dimatikan.
Thyristor dapat digunakan untuk menghidupkan dan mematikan sepenuhnya. Tetapi transistor terletak antara menghidupkan dan mematikan negara. Jadi, thyristor digunakan sebagai sakelar dan tidak cocok sebagai penguat analog. Harap ikuti tautan untuk: Teknik komunikasi Thyristor dalam elektronika daya
Untuk mengendalikan sejumlah besar arus dari dua sadapan, kita harus merancang tiga sadapan timah dengan menggabungkan sedikit arus ke arus itu. Proses ini dikenal sebagai lead kontrol. Jika perbedaan potensial antara kedua timah hitam berada di bawah tegangan breakdown, maka thyristor dua timah hitam digunakan untuk menghidupkan perangkat.
Ada tiga kondisi dalam thyristor
Sementara persimpangan J2 akan berada dalam kondisi bias terbalik. Jadi persimpangan J2 akan dalam keadaan off (tidak ada konduksi akan terjadi). Jika peningkatan tegangan melintasi anoda dan katoda di luar VBO (Breakdown voltage) maka penurunan breakdown terjadi untuk J2 dan kemudian thyristor akan dalam keadaan ON (mulai berjalan).
Jika VG (potensi positif) diterapkan ke terminal gerbang, kemudian terjadi kerusakan di persimpangan J2 yang akan bernilai rendah VAK. Thyristor dapat beralih ke keadaan ON, dengan memilih yang tepat nilai VG. Dalam kondisi dibawah penurunan, thyristor akan melakukan terus menerus tanpa mempertimbangkan tegangan gerbang, sampai dan kecuali,
Untuk mengetahui lebih banyak tentang SCR. Silakan ikuti tautan untuk tahu lebih banyak tentang: Dasar-dasar dan karakteristik tutorial SCR
Jika pulsa positif diterapkan antara terminal katoda dan gerbang, maka perangkat akan AKTIF. Terminal katoda dan gerbang berperilaku sebagai PN-junction dan terdapat tegangan kecil yang relatif antara terminal. Itu tidak dapat diandalkan sebagai SCR. Untuk meningkatkan keandalan, kita harus mempertahankan sedikit arus gerbang positif.
Jika pulsa tegangan negatif diterapkan antara terminal gerbang dan katoda, maka perangkat akan mati. Untuk menginduksi tegangan katoda gerbang, beberapa arus maju dicuri, yang pada gilirannya akan menyebabkan arus maju turun dan secara otomatis GTO akan bertransisi ke keadaan pemblokiran.
Jika gerbang 2 diterapkan dengan beberapa tegangan positif dan itu akan menghidupkan MOSFET yang terhubung secara seri dengan terminal katoda thyristor PNPN. MOSFET yang terhubung ke terminal gerbang thyristor akan mati ketika kita menerapkan tegangan positif ke gerbang 1.
Kelemahan dari MOSFET yang menghubungkan secara seri dengan terminal gerbang adalah bahwa penurunan tegangan total meningkat dari 0.3V ke 0.5V dan kerugian terkait dengannya.
Sebenarnya, dibutuhkan arus searah sehingga sangat sulit untuk diterapkan ke perangkat. Tetapi sekarang, dengan menggunakan sinyal gerbang kontrol, perangkat baru dapat dihidupkan dan dimatikan.
Thyristor dapat digunakan untuk menghidupkan dan mematikan sepenuhnya. Tetapi transistor terletak antara menghidupkan dan mematikan negara. Jadi, thyristor digunakan sebagai sakelar dan tidak cocok sebagai penguat analog. Harap ikuti tautan untuk: Teknik komunikasi Thyristor dalam elektronika daya
Pengertian Thyristor
Thyristor adalah perangkat semikonduktor solid-state empat lapisan dengan bahan tipe P dan N. Setiap kali sebuah gerbang menerima arus pemicu maka ia mulai melakukan sampai tegangan melintasi perangkat thyistor berada di bawah bias maju. Jadi itu bertindak sebagai sakelar bistable dalam kondisi ini.Untuk mengendalikan sejumlah besar arus dari dua sadapan, kita harus merancang tiga sadapan timah dengan menggabungkan sedikit arus ke arus itu. Proses ini dikenal sebagai lead kontrol. Jika perbedaan potensial antara kedua timah hitam berada di bawah tegangan breakdown, maka thyristor dua timah hitam digunakan untuk menghidupkan perangkat.
Simbol Thyristor
Rangkaian Simbol thyistor adalah seperti yang diberikan di bawah ini. Ini memiliki tiga terminal, Anoda, Katoda dan Gerbang (gate).Ada tiga kondisi dalam thyristor
- Reverse Blocking Mode - Dalam mode operasi ini, dioda akan memblokir tegangan yang diberikan.
- Forward Blocking Mode - Dalam mode ini, tegangan yang diterapkan pada suatu arah membuat dioda untuk berjalan. Tetapi konduksi tidak akan terjadi di sini karena thyristor belum dipicu.
- Forward Conducting Mode - Thyristor telah dipicu dan arus akan mengalir melalui perangkat sampai arus maju mencapai di bawah nilai ambang batas yang dikenal sebagai menahan arus "Holding Current".
Diagram Lapisan Thyristor
Thyristor terdiri dari tiga persimpangan pn atau pn-junction yaitu J1, J2, dan J3. Jika anoda berada pada potensial positif sehubungan dengan katoda dan terminal gerbang tidak dipicu dengan tegangan apa pun maka J1 dan J3 akan berada dalam kondisi bias maju.Sementara persimpangan J2 akan berada dalam kondisi bias terbalik. Jadi persimpangan J2 akan dalam keadaan off (tidak ada konduksi akan terjadi). Jika peningkatan tegangan melintasi anoda dan katoda di luar VBO (Breakdown voltage) maka penurunan breakdown terjadi untuk J2 dan kemudian thyristor akan dalam keadaan ON (mulai berjalan).
Jika VG (potensi positif) diterapkan ke terminal gerbang, kemudian terjadi kerusakan di persimpangan J2 yang akan bernilai rendah VAK. Thyristor dapat beralih ke keadaan ON, dengan memilih yang tepat nilai VG. Dalam kondisi dibawah penurunan, thyristor akan melakukan terus menerus tanpa mempertimbangkan tegangan gerbang, sampai dan kecuali,
- Potensi VAK dihapus atau
- Menahan arus lebih besar dari arus yang mengalir melalui perangkat
Rangkaian Switching Thyristor
- Rangkaian Thyristor DC
- Rangkaian Thyristor AC
Rangkaian Thyristor DC
Ketika terhubung ke supply DC, untuk mengontrol beban dan arus DC yang lebih besar, kami menggunakan thyristor. Keuntungan utama thyristor di rangkaian DC sebagai sakelar memberikan keuntungan arus yang tinggi. Arus gerbang kecil dapat mengontrol sejumlah besar arus anoda, sehingga thyristor dikenal sebagai perangkat yang dioperasikan arus.Rangkaian Thyristor AC
Ketika terhubung ke catu daya AC, thyristor bertindak berbeda karena tidak sama dengan rangkaian yang terhubung DC. Selama setengah siklus, thyristor digunakan sebagai rangkaian AC yang menyebabkannya mati secara otomatis karena kondisinya yang bias terbalik.Jenis-jenis Thyristor
Berdasarkan kemampuan menghidupkan dan mematikan, thyristor diklasifikasikan ke dalam jenis berikut:- SCR (Silicon controlled thyristor)
- GTO (Gate turn off thyristor)
- ETO (Emitter turn off thyristor)
- RCT (Reverse conducting thyristor)
- TRIAC (Bidirectional Triode Thyristor)
- MTO (MOS turn off thyristor)
- BCT (Bidirectional phase controlled thyristor)
- SCR (Fast switching thyristor)
- LASCR (Light activated silicon controlled rectifiers)
- FET-CTH (FET controlled thyristor)
- IGCT (Integrated gate commutated Thyristors)
SCR (Silicon Controlled Rectifier)
Penyearah terkontrol silikon juga dikenal sebagai penyearah thyristor. Ini adalah perangkat solid state pengontrol empat lapis arus. SCR dapat melakukan arus hanya dalam satu arah (perangkat searah). SCR dapat dipicu secara normal oleh arus yang diterapkan ke terminal gerbang.Untuk mengetahui lebih banyak tentang SCR. Silakan ikuti tautan untuk tahu lebih banyak tentang: Dasar-dasar dan karakteristik tutorial SCR
GTO (Gate turn off thyristors)
Salah satu jenis khusus perangkat semikonduktor daya tinggi adalah GTO (gate turn-off thyristor). Terminal gerbang mengontrol sakelar yang dinyalakan dan dimatikan.Jika pulsa positif diterapkan antara terminal katoda dan gerbang, maka perangkat akan AKTIF. Terminal katoda dan gerbang berperilaku sebagai PN-junction dan terdapat tegangan kecil yang relatif antara terminal. Itu tidak dapat diandalkan sebagai SCR. Untuk meningkatkan keandalan, kita harus mempertahankan sedikit arus gerbang positif.
Jika pulsa tegangan negatif diterapkan antara terminal gerbang dan katoda, maka perangkat akan mati. Untuk menginduksi tegangan katoda gerbang, beberapa arus maju dicuri, yang pada gilirannya akan menyebabkan arus maju turun dan secara otomatis GTO akan bertransisi ke keadaan pemblokiran.
Aplikasi GTO
- Drive motor berkecepatan variabel
- Inverter dan traksi daya tinggi
Aplikasi GTO pada Drive Kecepatan Variabel
Ada dua alasan utama untuk speed drive yang dapat diatur adalah proses percakapan energi dan kontrol. Dan ini memberikan operasi yang lebih lancar. Reverse GTO frekuensi tinggi tersedia di aplikasi ini.ETO (Emitter turn off thyristors)
Emitor mematikan OFF thyristor adalah salah satu jenis thyristor dan itu akan ON dan OFF dengan menggunakan Sakelar MOSFET. Ini mencakup keunggulan MOSFET dan GTO. Terdiri dari dua gerbang - satu gerbang digunakan untuk menghidupkan dan gerbang lainnya dengan seri MOSFET digunakan untuk mematikan.Jika gerbang 2 diterapkan dengan beberapa tegangan positif dan itu akan menghidupkan MOSFET yang terhubung secara seri dengan terminal katoda thyristor PNPN. MOSFET yang terhubung ke terminal gerbang thyristor akan mati ketika kita menerapkan tegangan positif ke gerbang 1.
Kelemahan dari MOSFET yang menghubungkan secara seri dengan terminal gerbang adalah bahwa penurunan tegangan total meningkat dari 0.3V ke 0.5V dan kerugian terkait dengannya.
Aplikasi ETO
Perangkat ETO digunakan untuk pembatas arus gangguan dan pemutus arus solid-state karena gangguan arus kemampuan tinggi, kecepatan switching cepat, struktur kompak, dan kehilangan konduksi rendah.
Karakteristik Pengoperasian ETO pada Solid State Circuit Breaker
Bila dibandingkan dengan switchgear elektromekanis, pemutus rangkaian solid-state dapat memberikan keuntungan dalam seumur hidup, fungsionalitas, dan kecepatan. Selama Matikan sementara, kita dapat mengamati karakteristik pengoperasian sakelar daya semikonduktor ETO.
RCT (Reverse Conducting Thyristors)
Thyristor berdaya tinggi normal berbeda dari thyristor konduktor terbalik (RCT). RCT tidak dapat melakukan pemblokiran balik karena dioda balik. Jika kita menggunakan dioda freewheel atau membalikkan dioda maka akan lebih menguntungkan untuk jenis perangkat ini. Karena Dioda dan SCR tidak akan pernah berjalan dan mereka secara bersamaan tidak dapat menghasilkan panas.
Aplikasi RCT
RCT atau membalikkan aplikasi thyristor dalam inverter dan pengubah frekuensi, yang digunakan pada pengontrol AC dengan menggunakan rangkaian Snubber.
Aplikasi dalam Pengontrol AC dengan Menggunakan Snubber
Melindungi elemen semikonduktor dari tegangan berlebih adalah dengan mengatur Kapasitor dan Resistor secara paralel dengan sakelar secara terpisah. Jadi komponen selalu terlindung dari tegangan berlebih.
TRIAC (Bidirectional Triode Thyristors)
TRIAC adalah perangkat untuk mengendalikan arus dan ini adalah perangkat semikonduktor tiga terminal. Itu berasal dari nama yang disebut Triode untuk Arus Searah. Thyristor hanya dapat melakukan dalam satu arah, tetapi TRIAC dapat melakukan di kedua arah.
Ada dua opsi untuk beralih bentuk gelombang AC untuk kedua bagian - satu menggunakan TRIAC dan yang lainnya kembali ke Thyristor yang terhubung. Untuk mengaktifkan satu setengah siklus, kami menggunakan satu Thyristor dan untuk mengoperasikan siklus lain kami menggunakan Thyristor yang terhubung terbalik.
Ada dua opsi untuk beralih bentuk gelombang AC untuk kedua bagian - satu menggunakan TRIAC dan yang lainnya kembali ke Thyristor yang terhubung. Untuk mengaktifkan satu setengah siklus, kami menggunakan satu Thyristor dan untuk mengoperasikan siklus lain kami menggunakan Thyristor yang terhubung terbalik.
Aplikasi TRIAC
Digunakan pada dimmer cahaya Domestik, kontrol motor kecil, kontrol kecepatan kipas listrik, pengontrolan peralatan listrik AC rumah tangga kecil.
Aplikasi dalam lampu dim Domestik
Dengan menggunakan bagian-bagian tegangan AC, peredup cahaya akan berfungsi. Ini memungkinkan lampu hanya melewati bagian-bagian dari bentuk gelombang. Jika redup lebih dari memotong bentuk gelombang juga lebih. Terutama daya yang ditransfer akan menentukan kecerahan lampu. Biasanya TRIAC digunakan untuk memproduksi lampu dim.
Ini semua tentang Jenis Thyristor dan aplikasi mereka. Kami berharap bahwa informasi yang diberikan dalam artikel ini bermanfaat bagi Anda untuk lebih memahami proyek ini.