الخميس، 26 يونيو 2025

دوائر وتطبيقات الثايرستور والترياك مقوم التحكم السيلكونى SCR



دوائر وتطبيقات الثايرستور والترياك

 مقوم التحكم السيلكونى SCR

 The silicon-controlled rectifier



 Thyristor تعريف الثايرستور

  يعرف الثايرستور يعرف باسم S.C.R وهو اختصار لكلمة(Silicon Controlled Rectifier)  أى الموحد السيلكونى المحكوم ، والثايرستورهو عنصر إلكتروني شبه موصل يُستخدم كمفتاح كهربائي  يتحكم في تدفق التيار الكهربائي (Switch)

وهو من أشباه الموصلات ذات أربعة طبقات وهى على التسلسل P1 ,N2, P2, N1 وله ثلاث اقطاب.

  (Anode) الأنود

(Cathode)  الكاثود

 (Gate) البوابة 

---------------------------------- 

التركيب 

 يتكون من أربع طبقات من مواد شبه موصلة بترتيب PNPN   ، ويخرج منه ثلاث اطراف توصيل  يمكن تمثيله كنظرية عمل باستخدام اثنين ترانزستور موصلين عكسيًا وعلى التوازى واحد PNP   وواحد NPN ، الثايرستور ما هو الا عدد اثنين ترانزستور متعاكسين.

----------------------------------

نظرية عمل الثايرستور

يوضح عمل الثايرستور عن طريق تمثيله بترانزستورين أحدهما NPN  والأخر PNP  موصلين عكسيا على التوازى نلاحظ  أن هذه التوصيلة للترانزستورين تعتمد بمبدا تسمى بالتغذية العكسية الموجبة  Feedback Positivo


 ----------------------------------

التغذية العكسية الموجبة 

يمكن تلخيصها الكترونيا بأنها توصيلة معينة بين خرج ودخل داءئرة الكترونية تقوم بزيادة ربح الدائرة (سواء جهد أو تيار) بشكل كبير بتطبيق هذا على الدائلرة بالشكل ، فإنه عند مرور تيار فى قاعدة الترانزستور Q1 فإن هذا التيار سيظهر أثره مضخما على مجمع Q1 الموصول مع قاعدة الترانزستور Q2 وبالتالى عند مرور التيار فى قاعدة Q2 يفتح الترانزستور Q2 ويمرر التيار من باعث Q2 إلى مجمع الترانزستور نفسه والموصول مع قاعدتة Q1 وبالتالى يزاد تيار القاعدة للترانزستور Q1 وهكذا نلاحظ أن الترانزستورين ينقلان بسرعة كبيرة نحو الإشباع.

 ----------------------------------

خصائص الثايرستور

الثايرستور له خصائص الدايود تماما ، حيث يقوم بتوصيل التيار فى حالة التوصيل  الأمامى فقط . ولاكن الفرق بينه وبين الدايود هو أنه يحتوى على طرف ثالث يسمى البوابة (Gate) ،فلن يقوم الثايرستور بتوصيل التيار مثل الدايود إلا إذا كانت البوابة أيضا أكثر إيجابية من الكاثود.

----------------------------------

شروط عمل الثايرستور  

.أن يتم توصيله أماميا مع المصدر.

.أن يكون الجهد المطبق على البوابة أكثر إيجابة من الجهد المطبق على الكاثود.

 ----------------------------------

توصيل الثايرستور 

توصيل الثايرستور فى دوائر التيار المستمر


لاحظ أنه مثل الدايود المتصل أماميا .

ولاكنه لن يقوم بالتوصيل حتى فى هذه الحالة إلا بعد إغلاق المفتاح S لجعل البوابة موجبة بالنسبة للكاثود . فعند حدوث هذافإنه سوف يمرر التيار فى الدائرة . فتضىء اللمبة LP وتستمر الإضاءة عند فتح المفتاح S دلالة على حدوث امساك أو حفظ لحالة التوصيل كما بالشكل 


 ---------------------------------- 

ولأن الثايرستور فى دوائر التيار المستمر يعمل بعد إعطاء نبضة القدح ولا يتوقف إلا فى حال قطعه فإنه لابد أن تعرف هذه الطرق وتسمى (طرق اطفاء الثايرستور) 

كما بالشكل

  

- فصل التغذية نهائيا عن أقطابه

     . قصر المصعد والمهبط بواسطة مقاومة وصل -

. تطبيق نبضة قدح معاكسة للنبضة السابقة - 

----------------------------------   


توصيل الثايرستور مع مصدر تيار متغير AC



لاحظ أنه يقوم بعملية توحيد لنصف الموجة الموجب تماما مثل الدايود العادى، ولاكن هذا فقط فى حالة إغلاق المفتاح كما بالشكل أما النصف السالب فان الثايرستور لا يمر أى تيار ويتم تخفيض الجهد الى القيمة المطلوبة بواسطة مقاومات ومكثفات 

 ----------------------------------

 مميزات  الثايرستور 

يتميز الثايرستور عن غيره من المفاتيح الالكترونية بما يلى 

يتحمل الاهتزازات.

لا يصدر صوت وشرارة عند الوصل والفصل بعكس الكونتاكتورات والريليهات

سرعة واستجابة عالية جداً في عملية الوصل والفصل

يتوفر منه قدرات عالية وقد تصل لـ 2000 أمبير

سهولة التحكم به وذلك بقدح نبضة على البوابة

التكلفة المنخفض

الحجم الصغيرالحجم الصغير.

----------------------------------

استخدامات الثايرستور

تتميز الثايروسترات باستطاعتها الكبيرة وتحملها للتيارات الكبيرة فذلك تستخدم فى التطبيقات الصناعية والتى تحتاج إلى قدرات كبيرة

 ريلهات التحكم 

دوائر التأخير الزمنى 

مغذيات القدرة

دوائر الحماية 

شواحن البطاريات 

 DC-DC-AC-DC-DC-AC-AC-ACالمبدلات التبديل بين  

ولا شك ان الاستخدام الرئيسى ل SCR اليوم فى حقول التحكم بالطاقة وأيضا كعنصرتفرعى أو تسلسلى . وتكمن أفضلية فى المردود العالى الناتج عن التبديد المنخفض للطاقة.. مثل : التحكم بالطاقة المقدمة لتسخين العناصر، تعين سرعة الموتورات الكهربية ، تعتم الضوء الخ.......

----------------------------------

فحص الثايرستور 

فحص الثايرستورر بإستخدام الأوميتر التماثلى 

الأدوات المطلوبة 

أوميتر تماثلي  (Analog Ohmmeter)

الثايرستور المراد فحصه مفصول عن الدائرة (أو فصل طرفيه على الأقل) 


رموز أطراف الثايرستور
 

A (Anode) - المصعد 

K (Cathode) - المهبط 

G (Gate) - البوابة


----------------------------------

طريقة اختبار الثايرستور بإستخدام الأوميتر التماثلى

الدوات المستخدمة  : اوميتر تماثلى    -----  ثايرستور

 خطوات الفحص 

يجب عمل اختبارين للتأكد من سلامة الثايرستور

الاختبار الأول - اختبار بين الأنود والكاثود (الدائرة المفتوحة )

1- ضع الطرف الموجب للأوميتر على أود الثايرستور والطرف السالب على الكاثود 

النتيجة : لا يتحرك المؤشر

2- اعكس اطراف الأوميتر 

النتيجة لا يتحرك المؤشر

الإختبار الثانى : عملية الإمساك (المقاومة المنخفضة)

1- ضع الطرف السالب للأوميتر على طرفى الأنود والبوابة معا والطرف الموجب على الكاثود.

النتيجة : تحك المؤشر (مقاومة منخفضة) دليل على تحول الثايرستور الى وضع ON

2- بحرص شديد ارفع الطرف السالب عن البوابة دون فصل الأنود والكاثود.

النتيجة : أيضا مقاومة منخفضة دليل عى عملية الامساك او الاحتفاظ بحالة التوصيل حتى بعد ازالة الجهد الموجب من على البوابة .

إذا كانت النتائج مطابقة لما تم يعتبر الثايرستور سليم.


علامات العطل: 
توصيل دائم بين AوK دون نبضةGate - الثايرستور تالف (قصير )
عدم التوصيل حتى بعد نبضة Gate- الثايرستور لا يعمل (فتح أو البوابة لا تستجيب)
مقاومة صفرية بين جميع الأطراف - قصر داخلى (تالف تماما )

----------------------------------


طريقة إختبار الثايرستور داخل الدائرة 


الأدوات المستخدمة
 

مصباح صغير 12 فولت 

مقاومة 270 أوم

 SCR ثايرستور

عدد 2 مفتاح ضاغط 

منبع تغذية 12 فوات 


 خطوات العمل 
1- وصل الدائرة كما بالشكل مع مراعاة أطراف الأنود A والكاثود K والبوابة  G للثايرستور جيدا.
2- يجيب ان ينر المصباح عند الضغط على المفتاحين S1 وS2 ويبقى مضيىء حتى بعد فصل المفتاح الأول S1 والإبقاء فقط على المفتاح الثانى مضغوط.


----------------------------------


الدياك (DIAC) 

هو عنصر إلكتروني ثنائي الإتجاه، يستخدم بشكل أساسي للتحكم في تشغيل الترياك  في دوائر التيار المتردد ،  ويتكون منأربع طبقات من أشباه الموصلات ، تشبه إلى حد كبير توصيل ثنائين متوازيين ومتعاكسين.


فكرة عمل الدياك 


على عكس الثنائيات التقليدية التى تسمح بمرور التيار فى إتجاه واحد فقط ،
 يسمح الدياك بمرور التيار فى كلا الإتجاهين .
تكون مقاومة عنصر الدياك كبيرة جدا إذا كان فرق الجهد بين طرفيه أقل من قيمة معينة للجهد، ولتكن مثلا 35 فولت. ولكن عندما يزيد فرق الجهد عن تلك القيمة فإن مقاومتة تقل بشكل كبير، فيقوم بتوصيل التيار ، مع ملاحظة أنه يستطيع توصيل التيار فى الإتجاهين.

مجالات استخدام الدياك.
1- يستخدم الدياك في دوائر التحكم في الإضاءة، ومفاتيح السرعة للمحركات، والعديد من التطبيقات الأخرى التي تتطلب التحكم في التيار المتردد
2- يستخدم فى دوئر التحكم الالكترونى كعنصر مساعد للتحكم فى إقلاع الثايرستور والترياك.
3- يستخدم فى دوائر توليد النبضات.
  

يتم معرفة جهد الفتح للدياك إما من جدول المواصفات أو من حلقة لونية موجودة فى وسطه مرمزة كما يلى

الدياك (DIAC) 

هو عنصر إلكتروني ثنائي الإتجاه، يستخدم بشكل أساسي للتحكم في تشغيل الترياك  في دوائر التيار المتردد ،  ويتكون منأربع طبقات من أشباه الموصلات ، تشبه إلى حد كبير توصيل ثنائين متوازيين ومتعاكسين.

يعمل الدياك كـمفتاح يسمح بمرور التيار بعد تجاوز جهد معين ، ويعمل في كلا اتجاهي التيار المتردد.


 





ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق