Merhaba arkadaşlar. Nedir? serimizin bu yazısında sizlere güç elektroniğinin en önemli devre elemanlarından biri olan tristörden bahsedeceğim.
Tristör Nedir? Ne İşe Yarar? Çalışma Prensibi Nedir?
Tristör, bir diğer adıyla SCR (Silicon-Controlled Rectifier/Silisyum Kontrollü Doğrultucu), güç elektroniği devrelerinde hızlı anahtarlama işine yarayan devre elemanıdır. Yüksek akım ve gerilimlerde hızlı anahtarlama işlemi yapabilmeleri sayesinde bu tip devrelerde sıklıkla kullanılırlar. Güç elektroniğinin gelişmesinde çok önemli rolleri vardır. Bu amaçla 2000V ve 3300A değerlerine kadar çalışabilen tristörler geliştirilmiştir.
Tristör sembolü aşağıdaki gibidir.
Tristör, art arda sıralı dört yarı iletkenin bileşiminden oluşmaktadır. Tristörün yapısında bulunan üç bacaktan biri P tipi yarı iletken olan Anot, biri N tipi yarı iletken olan Katot, diğeri ise yine P tipi yarı iletken olan Gate’tir. Aşağıdaki görselde tristörün yapısını ve diyot ile transistör eşleniklerini görebilirsiniz.
Tristör nasıl çalışır konusuna gelelim. Tristörü doğru polarize etmek için Anotuna (+), katotuna (-) yüklü gerilim verilir. Verilen gerilim değeri çok artırıldığı takdirde tristör ani olarak iletim durumuna geçer. Tristörün gerilim artışı ile ani iletime geçmesi sıkça kullanılan bir yöntem değildir. Bunun haricinde ters polarize edilirse bu kez ters yönlü bir ani akım artışı olur. Bu istenmeyen bir durumdur, ayrıca tristörü bozabilir. Genellikle tristörlerin tetiklenmesi için Anot-Katot doğru polarize edildikten sonra Gate’e belli bir pals darbesi uygulanması yeterli olmaktadır. Tristör iletime geçtikten sonra kesim için ayrıca bir uygulama yapılmadığı takdirde Gate gerilimi kesilse bile iletimde kalacaktır.
Tristör Kullanım Alanları
Yukarıda da bahsettiğim gibi tristörler güç elektroniğinde anahtarlama elemanı olarak kullanılırlar. Ayrıca, AC ve DC motor sürücü kartlarında yön ve hız kontrollerinin yapılabilmesi için de kullanılırlar. Bunların yanısıra AC güç anahtarlaması ve güç kontrolünde, zaman rölesinde, elektronik kontaktörlerde vb. yerlerde de kullanılırlar.
Tristör Tetikleme ve Durdurma Devreleri
Tristörlerin tetiklenmesi, bulundukları devrede iletken duruma geçmeleri anlamına gelmektedir. Tristörler farklı şekillerde tetiklenebilirler ve anahtarlama işlemini gerçekleştirirler. Tristörlerin tetikleme yöntemlerinden kısaca bahsetmek gerekirse:
- Doğru yönde anot – katot gerilimi ile tetikleme
Tristörün anotu (+), katotu (-) kutupları ile doğru yönde polarize edilir. Devredeki gerilim belirli bir değere ulaştığında tristör tetikleme işlemini gerçekleştirir ve iletim durumuna geçer.
- Sıcaklık ile tetikleme
Tristör üzerindeki sıcaklık artırıldığında tristör iletim durumuna geçer. Tristörün sıcaklık ile iletime geçmesi tercih edilmeyen bir yöntemdir.
- Radyasyon veya ışık ile tetikleme
Işık ile tetiklenen tristörler tıpkı fotodiyot ve fototransistörler gibi üzerlerine ışık geldiğinde bir elektron hareketlenmesi meydana gelir ve tristör iletim durumuna geçer.
- Yüksek değişim dereceli anot – katot gerilimi tetiklemesi (dv/dt)
Tristöre doğru polarize edilir (Anot +, Katot -), anot ve katot arasında hızla değişen bir gerilim uygulanır. Bu durumda tristör bir kapasitör gibi davranarak gerilim endüklemeye başlar ve iletime geçer.
- Gate tetiklemesi
En sık kullanılan tetikleme metodudur. Gate ve katot arasında pozitif bir gerilim uygulandığında doğru polarize edilmiş bir tristör iletim durumuna geçer.
DC Tristör Devresi
Yukarıda verilen devre şemasında tristör, bir lambanın yanıp sönmesini tetiklemek için kullanılmıştır. Devredeki S1 (“ON”) butonu normalde açık, S2 (“OFF”) butonu normalde kapalıdır. S1 butonuna kısa süre basıldığında tristörün Gate kısmına bağlı 470 Ohm direnç (RG) üzerinden akım geçmesine izin verilir, böylece Gate’e akım aktarılır ve tristör tetiklenir. Eğer RG direncinin değeri besleme geriliminden çok yüksek ayarlanmışsa tristör tetiklenmeyebilir. Devredeki Gate-Katot direnci (RGK), Gate’in hassasiyetini azaltarak devrenin hatalı tetiklenmesini önler. Bu devredeki S2 butonuna basıldığında tristör üzerinden geçen akım sıfıra indirilir, devre kesim durumuna geçer ve bir sonraki tetiklenme işlemine kadar devre kesimde kalır.
AC Tristör Devresi
Yukarıdaki AC tristör tetikleme devresi, ilk devreye çok benziyor. Diğer devreden farklı olarak devrede normalde açık bir S1 anahtarı ve D1 diyotu bulunuyor. Anahtar açıkken tristör üzerindeki akım değeri sıfır olduğundan tetikleme durumunda olmayacaktır. Anahtar kapatıldığında her pozitif yarım sinüs dalganın başında tristör tamamen kapalı, yeterli pozitif gerilimden kısa bir süre sonra ise Gate’in tetiklemesiyle birlikte hem tristör hem de lamba iletimde olacaktır. Tristör bu yarı devir süresince iletimde, döngü sona erdiğinde kesimde olacaktır. Daha sonrasında tristör, bir diyot gibi davranır ve sadece pozitif yarım dalgalarda akımı iletir. Anahtar tekrar açılana kadar lambaya gücün yarısını sağlamaya devam eder. Anahtarı hızlı bir şekilde açıp kapatılırsa, lambaya gücün sadece dörtte biri veya bir kısmı iletilmiş olur. Gate palsi ile pozitif yarım dalga arasındaki zamanlama ilişkisi doğru bir şekilde değiştirerek tristörün lambaya %0 ile %50 arasında her oranda güç aktarımı sağlanabilir.
Sağlamlık Kontrolü
Şimdi sizlere tristörün sağlamlık kontrolünde takip edilmesi gereken adımlardan ve ölçülmesi gereken değerlerden bahsetmek istiyorum.
- Multimetrenin (+) probu tristörün anotuna, (-) probu tristörün katotuna sabitlenir.
- Bu durumdayken multimetrenin okuduğu direnç değeri “ölçülemez”/”sonsuz” olmalıdır.
- Proplar bu kez ters yönde tutulur.
- Multimetreden yine “sonsuz direnç” okunmalıdır.
- Bu durum Gate-Anot uçları arasında da aynı olmalıdır.
- Multimetrenin (+) probu tristörün Gate ucuna, (-) probu da Katot ucuna tutulur.
- Multimetre küçük bir direnç değeri okumalıdır.
- Gate-Katot arası ters polarize edildiğinde ise yine sonsuz direnç değeri okunmalıdır.
Tüm bu durumlar karşılandığı takdirde tristör sağlamdır.
Aşağıda datasheet’ini paylaştığımız BTB12-600 tristörünün sağlamlık kontrolünü yaptık.
Tristör Çeşitleri
Kullanım alanlarına göre çok fazla tristör çeşidi vardır. Temel olarak iki farklı çeşitte incelenirler: Akımı tek yönde ileten tristörler ve çift yönlü akım ileten tristörler.
Tek yönlü akım ileten tristör çeşitleri:
- Silisyum kontrollü doğrultucu (SCR Tristör)
- Silisyum tek yönlü anahtar (SUS Tristör)
- Işığa hassas silisyum kontrollü doğrultucu (LASCR Tristör)
- Kapalı tetikleyici anahtar (GTO Tristör)
- Komplomenter silisyum kontrollü doğrultucu (COSCR Tristör)
- Programlanabilir tek jonksiyonlu transistör (PUT Tristör)
Çift yönlü akım ileten tristör çeşitleri:
- Çift yönlü diyot tristör (DIAC)
- Çift yönlü triyot tristör (TRIAC)
- Silisyum çift yönlü anahtar (SBS)
Tristör Fiyatları
Tristör fiyatları özelliklerine ve kullanım alanlarına göre değişkenlik göstermektedir. 30 Kuruşa da tristör bulmak mümkün, 200₺ fiyatında da bir tristör modülü bulmak mümkün 🙂
Sitemizin Tristör kategorisinden aradığınız tristör tiplerini kolayca bulabilirsiniz.
Temel Elektronik Devre Elemanlarını Öğrenmeye Devam Et
Temel elektronik devreleri ve elemanları hayatımızın birçok noktasında varlar, bu aygıtlar sayesinde günlük işlerimiz ve yaşantımız daha kolaylaşıyor. Elektroniğin temellerine girmek isteyen herkesin bu elemanları tanıması ve mantıklarını anlaması gereklidir, önemlidir.
Temel elektronik ürünleri sadece tristörler ile sınırlı değil. Yazımızın devamında, muhakkak bilginizin olması gerektiğini düşündüğümüz en popüler devre elemanlarını sizler için sıraladık ;
Rölenin kullanım amacı nedir?
Röle, düşük akımlar kullanarak yüksek akım çeken cihazları anahtarlama görevinde kullanılan devre elemanıdır. Kısaca çalışma prensipleri: rölenin bobinine enerji verildiğinde mıknatıslanan bobin bir armatürü hareket ettirerek kontakların birbirine temasını sağlar ve devrede iletim sağlanmış olur.
Röle ne işe yarar?, nedir?, rölenin kullanım amacı nedir?, nerelerde kullanılır?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.
Kondansatörün kullanım amacı nedir?
Kondansatörler doğru akımı (DC) iletmeyip, alternatif akımı (AC) iletme özelliğine sahiptir. Bu özellikleri sayesinde çoğu devrede farklı amaçlar ile kullanılırlar. Güç kaynağı devrelerinde filtrelemede, rezonans devrelerinde istenilen frekansı üretmede ve güç aktarım hatlarında gerilim düzenlenmesi ve güç akışının kontrolünde kullanılırlar.
Kondansatör ne işe yarar?, nedir?, görevi nedir?, kondansatörün kullanım amacı nedir?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.
Direncin kullanım amacı nedir?
Direnç, elektrikli devrelerde akımı sınırlayarak belli bir değerde tutmaya yarar. Mekanik sistemlerdeki sürtünmeye benzer özellikler gösterir. Direnç birimi Ohm (Ω)’dur. Denklemlerde R harfi ile gösterilir. Hassas devre elemanlarının üzerlerinden yüksek akım geçmesini önlerler, besleme gerilimini ve akımı bölmek için de kullanılırlar.
Direnç nedir?, ne işe yarar?, görevi nedir?, direncin kullanım amacı nedir?, direnç okuma nasıl yapılır?, eşdeğer direnç nasıl hesaplanır?, ohm nedir?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.
Bobinin kullanım amacı nedir?
Bobin (yada indüktör), iletken bir telin sarılarak bobin halini alması ile oluşturulan bir devre elemanıdır. Üzerinden akım geçen her iletken tel manyetik alan oluşturur.
İndüktörler üzerinden akan elektrik akımının değişimi yavaş olduğundan, güç kaynaklarında ve sinyal işleme devrelerinde filtre görevinde kullanılır. Farklı sarım sayılarına sahip iki adet bobinden oluşan trafolar ise, AC gerilimin yükseltilmesinde veya alçaltılmasında kullanılırlar. Ayrıca manyetik alan depolama özellikleri sayesinde indüktörler, anahtarlamalı güç kaynaklarında da kullanılır.
Bobin ne işe yarar?, nedir?, görevi nedir?, bobinin kullanım amacı nedir?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.
Transformatörün kullanım amacı nedir?
Transformatör, iki veya daha fazla devre arasındaki elektrik enerjisi aktarımını elektromanyetik indüksiyonla sağlayan bir sistemdir. Trafolar DC (Doğru Akım) devrelerinde değil, AC (Alternatif Akım) devrelerinde kullanılırlar.
Transformatörler frekans değeri değiştirilmeden, gerilim ve akım değerlerinde istenilen değişimi gerçekleştirirler. Genellikle bir elektrik devresindeki akım ve gerilimi yükseltme ve düşürme, elektrik enerjisinin aktarımı ve dağıtımı gibi amaçlar için kullanılırlar.
Transformatör ne işe yarar?, nedir?, görevi nedir?, transformatörün kullanım amacı nedir?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.
Öncelikle paylaşım için. Teşekkürler + olarak ölçümü eklemeniz süper olmuş.
Güzel yorumlarınız için teşekkür ederiz.
Merhaba, sayfaniz icerik olarak cok guzel ve ogretici. Kendi adima sizlere cok tesekkur ederim. Metinde bir yerde hata yapilmis saniyorum. Bildirmek istedim; “Tristörün yapısında bulunan üç bacaktan biri P tipi yarı iletken olan Anot, biri N tipi yarı iletken olan Anot…” seklinde iki kere anot yazilmis. N’ nin katot olmasi gerekiyordu sanirim. Bir asagidaki sekilden oyle anladim. Ben makina muhendisiyim, eger yanlis anlamissam kusura bakmayin, daha detayli arastirma yapmadim. Sadece metini okurken gozume carpti. Tekrardan tesekkurler.
Merhaba, öncelikle güzel yorumlarınız ve sağduyulu yaklaşımınızdan dolayı teşekkür ederiz. İçerikte yaptığımız hatayı sayenizde düzelterek güncelledik. Blog sayfamızı takip ettiğiniz ve içeriğimize katkı sağladığınız için tekrar teşekkür ederiz.
Merhaba öncelikle bana yapacak olduğum bu projede yardimci olacağınızı umar verecek olduğunuz teknik destekden dolayi simdiden tesekkur eder benim sorum şu olacak tristör modül nasil tetiklenir yani tristör modülle dikiş punta yaptirabilirmiyim
Yayınımız için teşekkürler.
Yalnız en sona eklemiş olduğunuz BTB12-600 bir TRIAC (A2 G A1)Bunun yerine bir Tristör (A G K) olsaydı çok daha uygun olurdu.
tristör ve transistör arasındaki temel farklar nelerdir anlayamadım ?