2.10. TRİSTÖRÜN KAYIPLARI Genel olarak bir tristördeki güç kayıpları: SCR KYIPLARI 2.10. TRİSTÖRÜN KAYIPLARI Genel olarak bir tristördeki güç kayıpları: Ø     Tetikleme (kapı devresi) kayıpları, (PG) Ø Anahtarlama (iletim-kesim=açma-kapama) kayıpları, (PS) Ø     İletim kayıpları, (Pİ ) Ø  Kapama veya söndürme kayıpları (PD+PR ) dir.

Tetikleme kaybı; PG=VG.IG W SCR KYIPLARI  Tetikleme kaybı; PG=VG.IG W Anahtarlama kayıpları, PS0 W alınabilir. Pozitif Kapama kayıpları; PD=VDiD W (2.114) Negatif kapama kayıpları; PR=VRiR W (2.115) İletim kayıpları; pi = viii W (2.116) Tristörün ekleminde harcanacak güç, bir p-n ekleminin iletim özeğrisinden yaklaşım yapılarak hesaplanabilir. İletimde olan bir yarıiletken p-n ekleminde Q çalışma noktası için, vi=UT0+U ve küçük üçgenden, tg=U'/I=RT olarak bu çalışma noktası için p-n ekleminin göstermiş olduğu direnç bulunur.

SCR SOĞUTUCULARI

SCR KYIPLARI

SCR KYIPLARI

SCR KYIPLARI

SCR KYIPLARI

SCR KYIPLARI

Şekil 2.104 Bir pn ekleminin iletim özeğrisi SCR KYIPLARI I A [ A ] Q I i D I b D U' P R 0 U V [ V ] T0 A Şekil 2.104 Bir pn ekleminin iletim özeğrisi

Şekil 2.104 Bir pn ekleminin iletim özeğrisi SCR KYIPLARI I A [ A ] Q I i D I b D U' P R 0 U D U V V [ V ] T0 i A Şekil 2.104 Bir pn ekleminin iletim özeğrisi

Şekil 2.104 Bir pn ekleminin iletim özeğrisi SCR KYIPLARI I   vi=UT0+U tg=U'/I=RT=U/Ii U=RTIi vi=UT0+RTii pi(t)= viii =(UT0+RTii)ii   A [ A ] Q I i D I b D U' P R 0 U D U V V [ V ] T0 i A Şekil 2.104 Bir pn ekleminin iletim özeğrisi

Şekil 2.104 Bir pn ekleminin iletim özeğrisi SCR KYIPLARI I   vi=UT0+U tg=U'/I=RT=U/Ii U=RTIi vi=UT0+RTii pi(t)= viii =(UT0+RTii)ii   A [ A ] Q I i D I b D U' P R 0 U D U V V [ V ] T0 i A Şekil 2.104 Bir pn ekleminin iletim özeğrisi

Tetikleme kaybı; PG=VG.IG W SCR KYIPLARI  Tetikleme kaybı; PG=VG.IG W Anahtarlama kayıpları, PS0 W alınabilir. Pozitif Kapama kayıpları; PD=VDiD W (2.114) Negatif kapama kayıpları; PR=VRiR W (2.115) İletim kayıpları; pi = viii W (2.116) Tristörün ekleminde harcanacak güç, bir p-n ekleminin iletim özeğrisinden yaklaşım yapılarak hesaplanabilir. İletimde olan bir yarıiletken p-n ekleminde Q çalışma noktası için, vi=UT0+U ve küçük üçgenden, tg=U'/I=RT olarak bu çalışma noktası için p-n ekleminin göstermiş olduğu direnç bulunur.

PT = PG+PS+PD+ PR +Pi W (2.118) SCR KYIPLARI olarak iletim toplam kayıp gücü bulunur. Tristördeki toplam güç kaybı PT ise tüm bu kayıpların toplamıdır.   PT = PG+PS+PD+ PR +Pi W (2.118)

400Hz'in altındaki frekanslarda PTPi alınabilir. SCR KYIPLARI 400Hz'in altındaki frekanslarda PTPi alınabilir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, bir SCR'deki toplam kayıplar; iletim kayıpları ve iletim kayıplarının yüzde onu toplamını geçmediği görülmüştür. Pratik sonuçlara göre SCR elemanı toplam kayıpları; PT1,1Pi W (2.119) olarak alınabilir.

SCR KYIPLARI

SCR KYIPLARI

TRİAC KAYIPLARI

TRİAC KAYIPLARI

V I a t 2 a 3 t [ s ] I a a a [ ] 2 3 t s I P P P P . P P p 2 p + p p TRİAC KAYIPLARI V G [ mV ] I [ A ] a t 2 a 3 t [ s ] A p 2 p + p p I m a p p a a [ ] + 2 p 2 p + 3 p t s (a) I m P P P P . P P D i R i D i P + P P P + P P P + P G S S G S S G S Şekil 2.106.(a) İki yönlü akım ayarı ve tristördeki kayıplar,

İstenenler: (a)PT=?, (b)UT=? SCR KAYIP GÜCÜ Problem 2.15 Soğutucu ile çalışan bir tristör tarafından denetlenen devrede, tristörden Şekil 2.149'daki gibi bir akım akmaktadır. Tristör özdeğerleri; UTo=1V, RT=10m, iç ısıl direnç RthJC=0,15°C/W, dış ısıl direnç RthCA=0,35°C/W, ortam sıcaklığı TA=25°C ve işletme sıcaklığı –55 ~ +125°C arasındadır. (a)PT=?, Toplam kayıp güç PT'yı, hesaplayınız. (b)UT=?, Çözüm 2.15 Verilenler: UTo=1V, RT=10m, RthJC=0,15°C/W, RthCA=0,35°C/W, TA=25°C ve işletme sıcaklığı –55~125°C arasındadır. İstenenler: (a)PT=?, (b)UT=?

Şekil 2.149.Problem 2.15 için SCR akımı SCR KAYIP GÜCÜ I A [ A ] I =150 m I =I or d 10 0 t = t =T=30 t [ s ] 1 2 Şekil 2.149.Problem 2.15 için SCR akımı

(b) UT = UTo+RT  IT = 1+0,01x150= 2,5 V SCR KAYIP GÜCÜ (a) PT = UTo Ior+ RT I²ef   Ior=(t1/T) Im =(10/30) 150 = 50 A I²ef=(t1/T) I²m=7500 A² PT = 150 +0,017500 = 125 W (b)    UT = UTo+RT  IT = 1+0,01x150= 2,5 V

(b)Maksimum gerilim düşümünü hesaplayınız. SCR KAYIP GÜCÜ Problem 2.16 Tristör denetimli devreden Şekil 2.150'daki gibi bir akım akmaktadır. Tristör özdeğerleri; UTo=1,2 V, RT=10 m, ortam sıcaklığı TA=40°C ve işletme sıcaklığı –55~125°C arasında­dır. (a)Toplam kayıp gücü, (b)Maksimum gerilim düşümünü hesaplayınız. Çözüm 2.16 Verilenler: UTo=1,2V, RT=10m, TA=40°C ve işletme sıcaklığı –55~125°C. İstenenler: (a)PT=?, (b)UTmaks.=?

SCR KAYIP GÜCÜ

(b) UTmaks = UTo+RT ITmaks =1,2+0,0120 =1,4 V SCR KAYIP GÜCÜ (a) 0 < t < 10 iT(t) = 20 A 10 < t < 20 iT(t) = 0 A   Ior=1020/20=10 A ve I2ef=10202/20=200 A2 PT=1,210+1010-3200 = 12,2 W   (b) UTmaks = UTo+RT ITmaks =1,2+0,0120 =1,4 V

(a)Toplam kayıp gücü PT, (b)Maksimum gerilim düşümünü UTmaks. bulunuz. SCR KAYIP GÜCÜ Problem 2.17 Soğutucu ile çalışan bir tristör ile denetlenen devreden, Şekil 2.151'deki gibi bir akım akmaktadır. Tristör özdeğerleri; UTo=1V, RT=10 m, ortam sıcaklığı TA=45°C ve işletme sıcaklığı –55~+125°C arasındadır. (a)Toplam kayıp gücü PT, (b)Maksimum gerilim düşümünü UTmaks. bulunuz.    Çözüm 2.17 Verilenler: UTo=1V, RT=10 m, TA=45°C ve işletme sıcaklığı –55 ~ +125°C İstenenler: (a) PT=?, (b) UTmaks.=?

SCR KAYIP GÜCÜ

(a) 0 < t <  iT(t)=150 sint A  < t < 2 iT(t)=0 A SCR KAYIP GÜCÜ (a) 0 < t <  iT(t)=150 sint A  < t < 2 iT(t)=0 A   Ior = Im/ = 150/ = 47,75 A I²ef= I²m/4 = 150²/4 = 5625 A² PT=147,75+0,015625 = 104 W (b) UTomaks=UTo+RT IA = 1+0,01150 = 2,5 V

Şekil 2.152 Problem 2.18 için SCR akım şekilleri SCR KAYIP GÜCÜ Problem 2.18 Bir tristörden, Şekil 2.152'deki gibi (a,b,c,d) akımlar akmaktadır. Tristör özdeğerleri; UTo=1,1V, RT=2,2 m değerlerindedir. Her bir akım şekli için toplam kayıp gücü (PT) hesaplayınız.   I [ A ] I A [ A ] A 200 200 I or I or p 2 p w t p 2 p w t [ rad. ] [ rad. ] (a) (c) I [ A ] I A [ A ] A 200 200 I or I or a = p /3 p 2 p w t [ rad. ] a = p /3 p 2 p w t [ rad. ] (b) (d) Şekil 2.152 Problem 2.18 için SCR akım şekilleri

(a) Ior=Im/ = 200/ = 63,662 A I²ef=I²m/4 = 200²/4 = 10 000 A² SCR KAYIP GÜCÜ Çözüm 2.18 Verilenler: UTo=1,1V, RT=2,2 m. İstenenler: PT=? (a) Ior=Im/ = 200/ = 63,662 A    I²ef=I²m/4 = 200²/4 = 10 000 A²   PT=1,163,662+0,002210 000 = 92,028 W (b) PT =1,147,746+0,00228044,989=70,219 W (c) PT =1,1127,323+0,002220 000 = 184,055 W (d)PT =1,195,492+0,002216089,977=140,439 W

SCR KAYIP GÜCÜ Problem 2.19 Doğrultucu olarak kullanılan silisyum bir diyodun iletimdeki gerilim düşümü, UA=0,85V+0,0009.iA amper şeklinde değişken bir fonksiyondur. Şekil 2.152.(a) da çıkış gerilim değişimi gösterildiği gibi, 1Ph1W1P çalışma konumunda omik bir yükü beslerken akımın ortalama değeri Id=200 A olduğuna göre ortalama güç kaybı ne olur?   Çözüm 2.19 Verilenler: UA=0,85V+0,0009.iA, Id=200 A, ve çıkış eğrileri. İstenenler: PT =?

Şekil 2.152 Problem 2.18 için SCR akım şekilleri SCR KAYIP GÜCÜ I [ A ] I [ A ] A A 200 200 I or I or p p 2 p w t 2 p w t [ rad. ] [ rad. ] (a) (c) I I [ A ] [ A ] A A 200 200 I or I or a = p /3 p 2 p w t [ rad. ] a = p /3 p 2 p w t [ rad. ] (b) (d) Şekil 2.152 Problem 2.18 için SCR akım şekilleri

Id = Ior = Im/'den, Im= 200 = 628,318 A I2ef= I2m/4 = 98696,044 A2 SCR KAYIP GÜCÜ Çözüm 2.19 Ior=Id=200 A'dır Id = Ior = Im/'den, Im= 200 = 628,318 A   I2ef= I2m/4 = 98696,044 A2   PT =0,85200+0,000998696,044 = 258,826 W

(a)=90° iken tristör ve yükteki gerilimlerin değişimini çiziniz. SCR KAYIP GÜCÜ Problem 2.20 Tek tristörle denetlenen Şekil 2.153 daki devrede VS=220V, f=50Hz, UTo=1V, RT=0,2 dur. (a)=90° iken tristör ve yükteki gerilimlerin değişimini çiziniz. (b)İletimde güç kayıplarını hesaplayınız.   Çözüm 2.20 Verilenler: VS=220 V, f=50 Hz, UTo=1 V, RT=0,2 , VZ=30 V, VC=VD=15 V, RY=100 İstenenler: (a)=90° iken VA ve VY değişimi, (b)PT=?

i v ~ R =100 W i = SCR R + 15V R = I C D 6 m F 30V SCR KAYIP GÜCÜ R =100 W Y i = i SCR R Y A z + 15V R ~ v = V sin w t s (t) m I C D G Z 6 m F 30V Şekil 2.153 Problem 2.20 için SCR denetimli devre

Şekil.2.154 a =90°'de V ve V değişimi Çözüm 2.20 SCR KAYIP GÜCÜ Çözüm 2.20 (a) =90°'de (=/2) tristör ve yük gerilimi değişimi Şekil 2.154'de gösterilmekte-dir. v SCR [ V ] 220 Ö 2 a = p /2 p 2 p w t [ rad. ] - 220 Ö 2 V [ V ] Y 220 Ö 2 a = p /2 p 2 p w t [ rad. ] - 220 Ö 2 Şekil.2.154 a =90°'de V ve V değişimi SCR Y

PT=10,495+0,21,21 = 0,737 W olarak hesaplanır. SCR KAYIP GÜCÜ Çözüm 2.20 (b) Ior= 0,495 A ve Ief2 =1,21 A²   PT=10,495+0,21,21 = 0,737 W olarak hesaplanır.