علت سوختن تریستور چیست؟
تریستور قطعهای نیمه هادی است که در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی برای کنترل جریان و ولتاژ استفاده میشود. این قطعه در مواردی مانند سیستمهای برق صنعتی و مبدلهای توان استفاده میشود. این قطعات به دیودها شباهت دارند که تفاوتشان در وجود پایههای کنترل (گیت) است. این پایه اجازه میدهد زمانی که سیگنال گیت فعال است جریان عبور کند.
در این بخش از مقاله قصد بررسی تمامی دلایل سوختن تریستور در مدار اشاره میکنم تا با جلوگیری از آنها از خسارت به مدار جلوگیری کنیم. شما میتوانید در صورت وجود هر گونه سوال در مورد فروش انواع تریستور با متخصصان فروشگاه اسپیار در ارتباط باشید.
ساختار تریستور و نحوه عملکرد آن
تریستور از ۴تا لایه نیمهرسانا شامل P و N به صورت متناوب تشکیل شده است. این قطعه ۳ تا پایه دارد: آند (پایه مثبت)، کاتد (پایه منفی) و گیت (پایه کنترل).
چرا تریستور میسوزد؟
۱- اضافه ولتاژ یا ولتاژ ضربهای
به پیکهای بالا و ناگهانی ولتاژ اضافه ولتاژ یا ولتاژ ضربهای گفته میشود. این پیکها میتواند علل مختلفی داشته باشد، از جمله:
- صاعقه: ضربههای ولتاژی نشات گرفته از صاعقه میتواند به تجهیزات نیمه هادی و الکترونیکی آسیب جدی بزند.
- سوئیچینگ: در مدارهایی که بارهای القایی وجود دارند (مانند موتورها و ترانسفورماتورها) تغییرات ناگهانی در جریان ایجاد ولتاژ ضربهای میکند و میتواند دلیل سوختن تریستور باشد.
۲- اضافه جریان
وقتی جریان عبور کرده از تریستور بیشتر از حد مجاز باشد، اضافه جریان ایجاد میشود. این موضوع میتواند دلایل مختلفی داشته باشد از جمله:
- اتصال کوتاه یا موقت: درصورت بروز اتصال کوتاه به یکباره جریان زیادی وارد تریستور میشود.
- بارگذاری بیش از حد(اور لود): این واقعه میتواند جریان بیش از حدی را از تریستور عبور دهد که باعث بالا رفتن دما و دلیل سوختن تریستور شود.
۳- ایجاد نقص در سیستم خنککننده
سیستم خنککننده به ازبین بردن دمای اضافه در تریستورها کمک میکند. در صورت بروز مشکل در این سیستم تریستور با مشکلاتی مواجه میشود. انواع نقص در سیستم خنککننده شامل موارد زیر است:
- خراب شدن فنها: عملکرد ناقص فنها منجر به افزایش دمای تریستورها و خرابی آنها میشود.
- مسدودی مجراهای هوایی: در صورت مسدود شدن مجاری هوایی جریان کافی در سیتم خنککننده به وجود نمیآید و منجر به خرابی تریستورها میشود.
- مشکلات در مایعات خنککننده: نشت یا کمبود این مایع مانند موارد قبلی باعث نقص در سیستم خنککننده و در نهایت آسیبهای حرارتی به تریستورها میشود و دلیل سوختن تریستور است.
۴- خطای موجود در گیت
گیتها در تریستور نقش مهمی در کنترل آن ایفا میکنند.
- سیگنال نویز: نویزهای الکتریکی مدار منجر به تحریک ناخواسته گیت میشوند دلیل سوختن تریستور هستند.
- خطا در طراحی: طراحی اشتباه و نادرست در مدارهای الکتریکی منجر به عملکرد اشتباه گیت و در نتیجه سوختن تریستور میشوند.
- مشکل در مدار درایور گیت: نقص در مدار درایور گیت سیگنال نادرست به گیت میدهد. این خطاها باعث میشود تریستور به صورت ناگهانی و ناخواسته خاموش و روشن شود و آسیب ببیند.
۵- عاملهای محیطی
- رطوبت: رطوبت باعث خوردگی و اکسیداسیون در تریستور میشود و میتواند یک دلیل سوختن تریستور باشد.
- گردوغبار: تجمع گرد وغبار باعث کاهش کارایی سیستم خنککننده و افزایش دما در تریستور میشود.
- دماهای محیطی بالا: افزایش دمای محیطی باعث افزایش دمای تریستور و آسیب به آن میشود.
۶- نقص تولید
- مواد اولیه: استفاده از مواد اولیه نامرغوب باعث کاهش کیفیت و در نتیجه کاهش عمر تریستور میشود.
- خطا در تولید: مشکلاتی مانند نقص در بستهبندی و اتصال ناصحیح لایههای نیمه هادی باعث کاهش عمر و دلیل سوختن تریستور میشود.
- مطابقت نداشتن با استاندارهای کیفی: تولید تریستورهایی که با استانداردها مطابق نیستند باعث خرابی زودرس و نقص در عملکرد آنها میشود.
۷- ضربههای مکانیکی
- جابجایی نامناسب: حمل و نقل نامناسب باعث ایجاد ضربه در تریستور میشود.
- نصب نادرست: استفاده از ابزارها و روشهای نامناسب برای نصب همچنین میتواند به تریستور آسیب برساند.
جلوگیری از سوختن تریستور ناشی از اضافه ولتاژ
برای محافظت از تریستور در مقابل اضافه ولتاژها میتوانیک شبکه موازی برای هر تریستور در یک مدار مبدل ایجاد کرد. همچنین برای اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه یا سوئیچینگ در سراسر تریستور از دستگاههای قطع ولتاژی مانند تریستور اکسید فلزی و دیودهای ترکتور سلنیوم استفاده میشود. شما می توانید درباره تریستور چیست؟ بیشتر بدانید.
جلوگیری از سوختن تریستور در اثر اضافه جریان
استفاده از دستگاههای کنترل اضافه جریان مانند فیوز معمولی، قطعکنندههای مدار و رله در جلوگیری از سوختن تریستور به وسیله اضافه جریان مؤثر است. در انتخاب فیوز مناسب برای این کار باید به موارد زیر دقت کرد:
- رتبهبندی بودن فیوز برای تحمل جریان بار کامل و یک اضافه بار حاشیهای
- L۲t اسمی فیوز از l۲tاسمی تریستور پایینتر باشد.
- ولتاژ فیوز در طول دوره جرقه زنی بسیار بالا باشد تا توانایی کاهش اندازه جریان را داشته باشد.
- فیوز در مقابل هرگونه ولتاژ محصوری پس از قطع جریان محافظت میکند.