Součástky pro regulaci proudu
TYRISTOR
Tyristor je v podstatě dioda, kterou je možno zapínat a vypínat – říkáme, že se dá řídit. Kromě katody a anody má ještě jednu – ovládací – elektrodu Gate (čti gejt, brána).
Schematická značka tyristoru
O diodě víme, že má dva pracovní stavy, podle polarity napětí které je na ní přivedeno. Pokud je na anodu připojeno kladné napětí (plus), je dioda ve vodivém stavu, říkáme tomu propustný stav. Po připojení záporného napětí na anodu, je dioda nepropustná, tedy v závěrném stavu. Na rozdíl od diody má tyristor ještě jeden stav, tak zvaný blokovací, při kterém je sice jako dioda zapojen správně, tedy s kladným napětím na anodě, ale přesto proud neprotéká. Nyní v případě, že na řídící elektrodu G přijde třeba i jen krátký impuls kladného napětí, tyristor sepne a je vodivý, a v tomto stavu zůstává až do odpojení napájení či změně polarity přivedeného napětí.
Tyristor zapojený v závěrném směru
proud neprotéká
Tyristor v blokovacím stavu (nesepnutý)
proud neprotéká
Tyristor zapojený v propustném směru, proud protéká
po (krátkodobém) připojení kladného napětí na řídící elektrodu G
Po připojení ke střídavému napájecímu napětí projde přes tyristor pouze kladná půlvlna, při průchodu nulou k záporné půlvlně tyristor samozřejmě vypne. Nyní podle okamžiku příchodu spouštěcího impulsu na řídící elektrodu se mění doba průchodu proudu tyristorem, a tedy tím pádem i hodnota průchozího proudu, což má za následek změnu výkonu přiváděné do připojené zátěže – žárovka na předešlém obrázku by měnila svůj jas.
Průběh napětí a proudu na tyristoru
Spouštěcí impulsy
Průběh proudu protékajícího tyristorem
Jednoduché zařízení na zkoušku tyristoru.
Stiskem tlačítka Tlač přivedeme na řídící elektrodu G tyristoru krátký impuls kladné polarity. Tyristor přejde do vodivého stavu (sepne) a žárovka svítí trvale až do odpojení napájecího napětí.
DIAK
Schematická značka diaku
Diak (z anglického diode for alternating current (DIAC) = dioda pro střídavý proud) je součástka se dvěma vývody a nejčastěji se používá jako řídicí součástka pro spínání triaku v časovačích a relaxačních generátorech. Jelikož v tomto případě nezáleží na polaritě připojeného napětí, není nutno označovat vývody, pracuje stejně při kladné i záporné polaritě napětí. Vyznačuje se tím, že až do určité míry proud nepropouští, až teprve po dosažení spínacího napětí v desítkách voltů (podle typu nejčastěji 25 až 40 V).
Jednoduchý obvod pro zkoušení diaků.
Po připojení napájecího napětí se elektrolytický kondenzátor nabije na hodnotu spínacího napětí diaku. Ten sepne (otevře se) a sériově spojenými sluchátkem (sluchátková vložka 50 ohmů ze starého telefonu) a LED projde impuls kterým se vybije kondenzátor, napětí na něm poklesne pod spínací napětí diaku, a ten se uzavře. Celý děj se pak znova opakuje.
TRIAK
Schematická značka triaku.
Triak (z anglického TRIAC – TRIode Alternating Current switch = triodový spínač střídavého proudu) je polovodičový spínací prvek schopný vést elektrický proud oběma směry. Můžeme si jej představit jako dva antiparalelně spojené tyristory. Triakem proto může protékat proud jak v kladné, tak i v záporné půlvlně. Triak má tři elektrody – dvě anody (A1 a A2), které samozřejmě nejde vzájemně zaměnit, a řídící elektrodu (GATE) která má obdobnou funkci, jako u tyristoru.
Triaky jsou konstruovány pro běžná napětí v rozvodných sítích a pro proudy do několika ampérů. Typické použití je v regulaci domácího osvětlení, otáček praček, vrtaček a podobných nízkovýkonových elektrických spotřebičů. Hlavní výhodou je jednoduché zapojení do elektrických obvodů.
A – Způsob odzkoušení triaků. – B
A: triak propouští kladnou půlvlnu
B: triak propouští zápornou půlvlnu
Triaky vzhledově vypadají naprosto stejně, jako tyristory, takže často bývá problém s jejich odlišením při smazaném označení. Jednoduše se dá druh určit pomocí výše uvedeného zapojení – v případě, že testovaná součástka je triak, platí obě varianty, A i B. V případě tyristoru platí pouze varianta A.
Příklad praktického použití triaku.
Na obrázku je uveden nejjednodušší způsob fázového řízení triaku pomocí prvku diak, který v kladné i v záporné půlperiodě triak zapne s určitým zpožděním, které je dáno fázovým úhlem alfa, tedy prakticky změnou odporu napájejícího diak (nabíjejícího kondenzátor).
Rád bych ještě upozornil na to, že fázový vodič sítě je připojen přímo ke spotřebiči a nulový vodič ke katodě tyristoru nebo v případě použití triaku k anodě A1, tak, jak to je naznačeno na obrázku.