يقصد بالتبديل انتقال الثايرستور من منطقة التوصيل الأمامي إلى منطقة الحجز الأمامي أو منطقة الحجز العكسي، فعند قدح الثايرستور ينتقل إلى منطقة التوصيل الأمامي، ويبقى كذلك طالما بقي التيار المار فيه أكبر من تيار الاستمرار بالتوصيل، وتتم عملية التبديل بتوفر أحد الشرطين الآتيين:

• أن ينخفض التيار المار فيه عن قيمة تيار الاستمرار في التوصيل.
• أن يمرر جهد عكسي على طرفيه لفترة زمنية كافية لمعادلة الشحنات المكتسبة أثناء التوصيل. وفي دارات الثايرستور يكون التبديل إما طبيعياً أو قسرياً.

التبديل الطبيعي:

يبرز التبديل الطبيعي في دارات التيار المتناوب، حيث إن شرطي التبديل يتحققان ذاتيا نتيجة تحول الجهد المتناوب بين نصف الموجة الموجب والنصف السالب، ففي النصف الموجب يمكن قدح الثايرستور بزاوية قدح بين º180-0، وعند انتهاء النصف الموجب يصبح الجهد على المصعد سالبا، وبذلك يتحقق شرط تطبيق جهد سالب القيمة على أطراف الثايرستور، أما شرط التيار فيعتمد على طبيعة الحمل، فإذا كان الحمل أومياً فإنه يتوقف عن السريان بمجرد انتهاء النصف الموجب للموجة المصدر، أما إذا كان حملاً حثياً فإن التيار يستمر بالسريان بعد انتهاء نصف الموجة الموجب كون التيار في الحمل الحثي يتأخر عن الجهد بزاوية معينة تسمى زاوية الإطفاء، ويرمز لها بالرمز β، ويوضح الشكل (10) التبديل الطبيعي في الحمل الأومي والحمل الحثي.

الشكل (10)

التبديل القسري:

يبرز التبديل القسري في دارات التيار المستمر نظراً لعدم تغير قطبية جهد المصدر على طرفي الثايرستور حيث يبقى المصعد موجباً والمهبط سالباً باستمرار، وبالتالي ما أن يتم قدح الثايرستور لا يمكن إطفاؤه إلا باستعمال مؤثرات خارجية تتمثل بربط دارات خارجية بدارة الثايرستور الرئيسية، حيث تعمل هذه الدارات على إطفاء الثايرستور، وهذه الدارات على اختلاف تركيبتها تعمل على مبدأ واحد يتمثل بتقليل التيار المار بالثايرستور إلى قيمة أقل من تيار الاستمرار بالتوصيل، ومن هذه الدارات نذكر ما يلي:

استخدام المفاتيح: يمكن استخدام المفاتيح لغرض فصل دارة الثايرستور وبالتالي إطفاؤه، ويتم ربط المفتاح إما على التوالي مع دارة الثايرستور كما في الشكل (11 - أ).

فعند الضغط على المفتاح يتم فصل التيار المار في الثايرستور مما يؤدي إلى إطفائه، أو يتم وصل المفتاح على التوازي مع الثايرستور كما في الشكل (11 - ب) فعند الضغط على المفتاح يتحول التيار للمرور من خلال المفتاح، حيث يتناقص التيار المار في الثايرستور، وبالتالي يتم إطفاؤه، يمكن ان يكون المفتاح ميكانيكياً أو إلكترونياً، وذلك يعتمد على العملية الصناعية، وتفضل المفاتيح الإلكترونية التي تمتاز بالعديد من المزايا من أهمها سرعتها العالية.

استخدام المكثف:

 يستخدم المكثف كعنصر أساسي في عمليات إطفاء الثايرستور، ويتلخص دوره بتوفير جهد ذي قطبية معاكسة تؤثر على مصعد الثايرستور، ويبين الشكل (12) دارة إطفاء تستخدم مكثفاً مع مفتاح ترانزستوري، عندما يكون الثايرستور في حالة وصل والترانزستور في حالة فصل يتم شحن المكثف إلى قيمة مصدر التغذية بقطبية كما في الشكل، وعند الحاجة لإطفاء الثايرستور يتم تشغيل المفتاح الترانزستوري بواسطة جهد قاعدة مناسب، فيتم تطبيق جهد المكثف عكسياً على مصعد الثايرستور، حيث يتوقف الثايرستور عن التوصيل.

شكل (12)

حماية الثايرستور: عادة ما يحدث التغير المفاجئ في التيار أو في الجهد إلى عطب الثايرستور؛ ولذلك يحتاج الثايرستور إلى عناصر حماية توصل بدارته للحماية من فرط التيار أو الجهد.

الحماية من التيار: يزداد التيار المار في الثايرستور نتيجة حدوث قصر على الحمل أو زيادة فيه، فإذا استمر هذا الوضع لفترة زمنية كافية، فإن الحرارة الزائدة الناتجة عن مرور تيار عال ستعمل على إتلاف الثايرستور، وللتغلب على ذلك يتم وصل مصهر خاص على التوالي مع الثايرستور بمحددات أقل من تلك التي للثايرستور لضمان فصل المصهر قبل تلف الثايرستور، ويوصل أيضا ملف على التوالي للتغلب على معدل تغير التيار المار في الثايرستور كما في الشكل (13).

الشكل (13)

الحماية من معدل التغيير في الجهد: إذا ما ارتفع الجهد المطبق على الثايرستور نتيجة لتغير ظروف العمل مثل فتح القواطع الكهربائية وإغلاقها، أو تغير الأحمال الكهربائية، فإن هذه الزيادة ولو كانت لحظية قد تؤدي إلى تلف الثايرستور، ولحمايته توصل دارة إخماد Snubber Circuit على التوازي مع الثايرستور كما في الشكل (14) مكونة من مكثف موصول على التوالي مع مقاومة.

الشكل (14)

يتلخص عمل دارة الإخماد فيما يلي :

عند حدوث تغير في الجهد المطبق على الثايرستور فإن تياراً يمر في دارة الإخماد يعتمد على سعة المكثف ومعدل التغير في الجهد (تيار المكثف) بمعنى أن التيار الإضافي الناتج عن ارتفاع قيمة الجهد تم تمريره من خلال المكثف وليس من خلال الثايرستور، وهذه وظيفة المكثف، أما المقاومة فيتلخص دورها عند انتقال الثايرستور إلى منطقة الحجز الأمامي أو الحجز العكسي، حيث يفرغ المكثف شحنته من خلالها فتعمل على خفض قيمة تيار التفريغ وتختار بقيمة صغيرة بحيث لا تعيق مرور التيار عند تغير قيمة الجهد المطبق.

مواضيع ذات صلة

ثنائي زنر كمقر للفولتية Zener diode Regulation

أجهزة فولتضوئية PHOTOVOLTAIC DEVICES

المقرات الخطية Linear Regulators

نظرة سريعة على الهيكل العام للمستقبل Common Receiver Architectures

تحديد التيار للمقرات ذات المكونات المنفصلة :Current limiting for discrete-component regulators

تنغيم المستقبلات في دوائر مستقبلات إعادة التوليد الفائقة Tuning The Receivers

مستقبل VHF مع مخمدة ضوضاء، يغطي المدى الترددي 88 إلى 180 ميكاهرتز على . A Two-Band, 88-180 MHz VHF Receiver With Squelch

فكرة الإقرار الالكتروني للفولتية Electronic Voltage Regulation

العمليات الكهروكيميائية في بطاريات الليثيوم -ايون Electrochemistry

إعادة لف محولات القدرة Rewinding power transformers

الموضوع خط الحمل ونقطة العمل Load Line and Operating Point

مخطط حزم الطاقة لوصلة pn