Protek Teknik Tristör Uygulamalarına Bir Bakış

Hazırlayan: Erkun Özdemir. (Elektronik Yüksek Müh.)
Bu yazıyı word belgesi olarak indir.

Thyristör, kontrol edilebilen bir doğrultucudur.Gate ve Katot arasına bir gerilim uygulandığında Anottan Katoda doğru bir akım akmaya başlar.

Turn-on:Katoda göre ucu pozitif yapıldığı zaman,bir gate akımı oluşur.Gate voltajı Vgt adı verilen Treshold voltajına ulaştığı ve bunun sonucunda oluşan Igt akımına ulaşıldığı zaman,çok kısa süre içinde ( ki bu süre gate kontrollü turn – on time diye adlandırılır) Anot-Katot arasında akım akmaya başlar.Yük akımı ne zamanki Thyristörün Latch akımı IL ye Ulaşırsa artık gate akımı kesilse bile Thyristörden akım akmaya devam eder.ArtıkThyristör ON konumundadır
.

Dikkat edilecek noktalardan biride,verilen Vgt,Igt ve IL değerleri 25 C deki değerlerdir. Daha düşük sıcaklıklarda bu parametreler değişir.Dolayısı ile sürücü devrelerindeki hesaplamalarda bu husus dikkate alınmalıdır.

Uygulamada başarı sağlamak için iki altın kural

Bir Thyristörü ON durumuna getirmek için ,uygulanan gate akımının,Igt ye eşit veya büyük olması gerekir.Ve bu akımın uygulama süresi,yük akımının IL akımına eşit veya büyük olana kadar sürmesi gerekir.Ve ayrıca bu değerlerin tahmin edilen en düşük operasyon şartlarında hesaplanması gerekir.
Turn-off: Commutation:
Bir Thyristörü off durumuna geçirmek için,yük akımının,onu kilitleyen Hold akımı Ih nin altına düşmesi gerekir.DC Devrelerde veya AC   devrelerdeki her yarım saykılın sonunda meydana gelen bu duruma Forced Commutation adı verilir.Bu şu demektir.Yük devresinin meydana getirdiği yük akımı eğer sıfır değerine düşerse,thyristörde off konumuna geçer.Bu noktada thyristör block durumundaki değerlerine geri döner.
Ancak yük akımı,yeterli bir sürede Ih ( hold akımı )nin altında kalmaz ise,thyristörde tekrardan anot-katot arası voltajında yükselme görülür ve thyristör hiçbir extra gate akımı uygulanmasa bile ,iletim durumuna geri döner.
Ih hold akımı oda sıcaklığındaki değeri ile tanımlanmıştır. Aynı IL yük akımında olduğu gibi,yüksek ısılarda bu değerler düşer.Dolayısı ile sürücü devre dizayn edilirken, yük akımının Ih hold akımının altına düşme süresini yeterli sürede tutmak gerekir.

Bir thyristör veya Triac söndürmek ( Commutate ) ve Thyristörün blocking durumuna geçmesi için,yük akımının,hold akımının altına yeterli süre sağlanarak düşmesi gerekmektedir.












Bu durum,tahmin edilen maximum sıcaklık değerleri gözönüne alınarak hesaplanmalıdır.
SCR ölçümü ve sonuçlar:
Bir SCR yi test etmenin en pratik yollarından birisi osiloskop kullanmaktır.Eğer skopla yapılan ölçümlerde trigger dalga formu görünmüyorsa,trigger devresi arızalıdır veya SCR nin gate devresi anot veya katoda kısa devre olmuş demektir.Bu durumda trigger ucu SCR den ayrılarak tekrar bakılır.Eğer trigger dalga formları izleniyorsa, o zaman SCR de hata var demektir.
Eğer SCR yi bir test masasında test etmek istiyorsak,ihtiyacımız olan harici bir trigger modül,ayarlı bir AC besleme kaynağı,ve devre kesicilerdir.Ayrıca yük devrelerinde kullanmak amacı ile,flamanlı lamba veya çeşitli değerlerde güç dirençlerine ihtiyacımız olacaktır.Dolayısı ile SCR yi tam yük altında ve spaklerinde belirtilen minumum holding akımı ile test etme imkanı olacaktır.
Eğer ölçümlerde bir VOM ( Volt-Ohmmetre) kullanmaya kalkarsak,yalnızca catastrophic yani dramatik sonuçları ölçebiliriz.Mesela kısa devre olmuş gate veya anot-katod gibi...
Eğer kısa devre olduğu düşünülen bir yarıiletken varsa,anot-katot vaya gate-katot ölçümü her iki yöndede kısa devre okunmalıdır.SCR normalde her iki yöndede yüksek direnç gösterir.Eğer açık devre oluşursa gate-katot arası açık devre gösterir.Ancak açık devre durumu,güç yarı iletkenlerinde nadiren görülür.Çünkü enkapsüler sistemlerde,yarı iletken elemanlar daima basınç altındadır ve hasar oluşması durumunda bile elektrotlar genellikle ayrılmazlar.
Batarya voltajı 1.5 veya 3.0 volt olan bir ölçü aleti kullanılarak yapılan ölçümlerde genellikle thyristörün non-linear blocking voltage / Leakage akım karakteristiklerinden dolayı ürün bazında değişik değerlerle karşılaşılabilir (Aynı marka,aynı akım ve voltaj değerinde) ve bu bizi yanıltabilir. 

Eğer disk tipi bir thyristör ölçülecek ise doğru kuvvet altında olduğundan emin olmamız lazımdır.Bu değer thyristörün spectlerinde üretici firma tarafından belirtilir.Eğer disk tipi bir thyristör çok sıkıştırılırsa yarı iletken zarar görebilir ve iç değerleri değişir.Az sıkıştırılırsada bu sefer ısı problemleri ortaya çıkar.Bunun için ayarlı bir tork metre ile belirtilen değerlerde sıkıştırmak lazımdır.

SONUÇ:Volt-Ohm metre ile yapılan direnç ölçümü tekniği,thyristör gibi yarıiletkenler için tavsiye edilmez.

TEST EKİPMANI: Bir thyristörün test edilmesinin en iyi yollarından biride Curve Tracer kullanılmasıdır.Bu cihazı kullanarak Thyristörün akım ve voltajları hakkında bilgi sahibi olabiliriz.Ancak bu cihazda pahalıdır.Bir Volt-ohmetre kullanarak test etmekde gördüğümüz gibi bize imitli ölçümler sağlıyordu.O halde alternatif bir yol olarak aşağıdaki basit ama effektif test devrelerinden faydalanabiliriz.
Bir SCR (Silicon Controlled Rectifier ) nin testi sırasında iki parametre önem kazanır.Bunlardan ilki Igt yani DC Gate akımıdır ki bu SCR yi tetiklemek için gereklidir.İkincisi ise IH yani Hold akımıdır ki bu akım SCR bir defa ateşlendikten sonra onu sürekli iletim durumunda tutmaya yarar.International Rectifier firmasının birçok SCR si oda sıcaklığında Igt için 150 mA veya daha düşük,IH için ise 500 mA veya daha düşük değerdedir.

İlk test devremiz basit olarak 6V bir elfeneri ampulu kullanılarak yapılır.Bu basit el Devresi saha uygulamalarında rahatlıkla kullanılır.Temel olarak SCR seri olarak bir pil ve lambaya bağlanmıştır.Bir Push buton yardımı ile SCR yi ateşlemek için gerekli olan gate akımı sağlanır.

Bir diğer test devresi,daha complex dir.Doğrultulmuş gerilim test altındaki SCR ye uygulanır. ( Önemli not: Test edeceğiniz Thyristör voltajını mutlaka kontrol edin)
DPDT (Çift Konumlu ) anahtar, forward( iletim)ve reverse(ters gerilim) konumları arasında test yapmamıza olanak sağlar.
Reverse yani ters gerilim konumunda iken lambanın yanmaması gerekir.Çünkü bu durumda SCR reverse voltajı blocking yapamıyor demektir ,dolayısı ile hatalıdır.
Forward yöndeki test aynı zamanda SCR nin gate ucunuda kontrol eder.Lamba test butonuna basılana kadar off durumda kalmalıdır.Lamba yandıktan sonra,gate butonu açılsa bile yanmaya devam etmelidir.