Teljesítményszabályozás gyújtásszögvezérléssel (Elektronika - 237 ábrával)

Ismertető: Könyvünk felépítése - elsősorban a terjedelem által megszabott kötöttségek miatt - kissé rendhagyó. Célkitűzésünk tömören annak a bemutatása, hogy váltakozóáramú hálózatot alapul véve, miként lehet egy fogyasztó teljesítményfelvételét kifejezetten az ún. gyújtásszögvezérlési technikával szabályozni. Feladatunk általánosan fogalmazva tehát a jó hatásfokú teljesítményszabályozás ismertetése.
Elöljáróban megállapíthatjuk, hogy a mai korszerű félvezetőeszközök tárházát is figyelembe véve, a kiforrottság jellemzi a módszereket. Az idáig vezető út viszont hosszú és meglehetősen tekervényes volt. Az elektronikus teljesítményszabályozók alapelveit a higanygőz és a nemesgáz töltésű csövek megjelenésétől (1930) kezdve fokozatosan alakították ki. Az áramkörök fejlesztésének óriási lökést adott teljesítményszilíciumdiódák és a megbízható tranzisztorok megjelenése (1954). A tökéletesedés valódi folyamata azonban kétségtelenül a tirisztor piacra kerülésével (1957) kezdődött.
A triak megjelenésével (1964) főleg a kisteljesítményű AC szabályozók terén ment végbe gyökeres egyszerűsödési folyamat. Az eszközök fejlesztése napjainkban is tart. A nagyfeszültségű, nagyáramú (^400 V, ^30 A) és közepes határfrekvenciájú szilícium npn-tranzisztorok jelentkezése után (kb. 1972) számolni lehetett a gyors tirisztorok kiváltásával. A folyamat különösen ott szembetűnő, ahol elsősorban a működési sebesség a fő követelmény.
Különösen gyors és jó hatásfokú szabályozók és energiaátalakítók készíthetők a teljesítmény-félvezetők legújabb „csodabogaraival" (1976). Ez utóbbiak az n- és a p-csatornás MOS-FET tranzisztorok és a Schottky- (fém-félvezető) diódák. További érdekes gondolatokat kelt az a tény, hogy a korszerű, nagyteljesítményű félvezetőeszközök igen jól együttműködnek a különböző funkcionális integrált áramkörökkel és az interfészelemekkel. Ez két fontos előnnyel jár:
- igen kis méretű, olcsó és tömör készülékeket, alrendszereket építhetünk;
- elmosódnak az erős- és a gyengeáramú szemléletmódból fakadó ellentmondások.
Annak ellenére, hogy helyenként kitérünk a könyvben alkalmazott jelölések, ill. a bemutatott félvezetőeszközök megnevezésének részletesebb magyarázatára is, célszerűnek látszik a bevezetésben felsorolni őket.