Tyristor je polovodičový viac vrstvový komponent konštruovaný ako spínač a môže byť použitý na ovládanie a spínanie rôznych elektronických zariadení. Tyristor možno zapnúť privedením riadiaceho signálu na jeho hradlo, ale zapnúť ho možno len prerušením prúdu, alebo skratovaním jeho katódy a anódy. Preto, ovládanie tyristora jediným spínačom alebo tlačidlom je tak trochu zložité. V tomto článku sa pozrieme na niekoľko metód, ako tieto prekážky obísť.

Obrázok1: Šesť spôsobov ako ovládať zapnutie / vypnutie obvodu jediným tlačidlom, z ktorých päť je založených na tyristore.

Prvý spôsob je znázornený na obrázku 1A. Na začiatku je kondenzátor C1 spojená zo spínačom S1 a hradlom tyristora TH1 nie je privedené žiadne napätie a záťaž je odpojená. Stlačením tlačidla S1 sa záťaž zapne a C1 sa začne nabíjať cez rezistor R1. Keď sa napätie na C1 stane dostatočne vysokým, tyristor sa zapne. Keď sa teraz tlačidlo S1 uvoľní, C1 sa vybije ale tyristor zostane zapnutý vďaka záťažovému prúdu ktorý ním preteká. Krátkym stlačením tlačidla S1 sa tyristor skratuje, čím sa prepne do vypnutého stavu. Napätie na bráne TH1 je blízke nule, pretože C1 nemá dostatok času na svoje nabitie, takže TH1 zostane vo vypnutom stave, záťaž je odpojená a my sme tam, kde sme začali.

Obrázok 1B ukazuje spôsob, ako dosiahnuť rovnaký výsledok ako predtým, ale tento tentoraz pomocou NC tlačidla. V počiatočnom stave je je záťaž vypnutá. Napätie na C1 je príliš malé na zapnutie tyristora v dôsledku kvôli napäťovému deliču tvorenému R1, R2 a hradlom TH1. Dlhé stlačenie tlačidla S1 nabije kondenzátor C1 cez rezistor R1 na napätie presahujúce otváracie napätie tyristora. Keď sa tlačidlo S1 uvoľní, katóda TH1 je znovu pripojí na spoločnú zem (GND). C1 sa teraz vybije cez R2 do hradla TH1. Tyristor sa zapne a pripojí záťaž k napájaciemu zdroju. Krátkym stlačením tlačidla S1 sa privedie prúd cez TH1 a tým sa odpojí záťaž. Napätie na C1 je príliš nízke na opätovné spustenie TH1 a cyklus je ukončený.

Tretí spôsob je znázornený na obrázku 1C. Tak ako predtým, na začiatku C1 je vybitý a TH1 nevedie. Tentoraz sa stlačením tlačidla S1 sa kondenzátor C1 nabije cez Rload. Po uvoľnení tlačidla S1 sa nabitý kondenzátor pripojí k hradlu tyristora, čím sa zapne záťaž. Stlačením tlačidla S1 sa teraz vybitý kondenzátor pripojí paralelne čo je ekvivalentné krátkemu skratu TH1, vďaka čomu sa tyristor prestane viesť a záťaž sa prepne do polohy vypnuté.

Zapojenie na obrázku 1D sa líši tým, že R1 je zapojený paralelne k C1 a na obmedzenie napätia na hradle sa používa Zenerova dióda D1. Tento obvod funguje rovnakým spôsobom ako predchádzajúci obvod. R1 zabezpečuje vybíjanie C1, aby sa umožnilo vypnutie obvodu.

Obvod na obrázku 1E funguje iným spôsobom. Na začiatku je S1 otvorený, tyristor TH1 a tranzistory T1 a T2 sú zablokované a záťaž (žiarovka) je zapnutá. Po krátkom stlačení tlačidla S1 sa T1 spustí a TH1 sa zapne. Oneskorovací obvod R4/C1 zabraňuje tomu, aby sa zopol T2. Keď sa tlačidlo S1 stlačí na dlhší čas, T2 začne viesť, čím sa tyristor zopne. Po uvoľnení tlačidla S1 sa T1 okamžite zablokuje, ale T2 zostane na chvíľu otvorený kvôli náboju v C1. Tým sa tyristor a záťaž vypnú.

Nakoniec je na obrázku 1F znázornený obvod spínača s jedným tlačidlom, ktorý nepoužíva tyristor, ale dvojicu tranzistorov. V počiatočnom stave sú T1 a T2 blokované a C1 je nabitý. Po krátkom stlačení tlačidla S1 sa otvorí T1 a zapne sa záťaž. T2 začne tiež viesť a pripojí hradlo tranzistora T1 k napájaciemu napätiu. T1 tak zostane otvorený aj po uvoľnení tlačidla S1. Keďže je záťaž zapnutá, napätie na Gate T1 sa blíži k nule a v dôsledku toho sa C1 vybije. Opätovným stlačením tlačidla S1 sa pripojí teraz vybitý kondenzátor C1 k hradlu T1, čím sa uzavrie a záťaž sa zapne. T2 sa tiež uzavrie a obvod je opäť v pôvodnom stave.

Zdroj : Elektor Summer Circuit 2022