Описан тиристорный коммутатор с регулируемой защитой по току нагрузки. В качестве датчика тока и, одновременно, размыкателя цепи питания тиристора при перегрузке использован полевой транзистор. Для сравнения падения напряжения на полевом транзисторе и падения напряжения на резистивном регуляторе использован компаратор, выход которого подключен к затвору полевого транзистора.
Тиристоры и симисторы часто используют в цепях постоянного и переменного тока для коммутации различных нагрузок. Тиристор несложно перевести в проводящее состояние, кратковременно подав сигнал на его управляющий электрод. Отключить тиристор намного сложнее, для этого необходимо либо разомкнуть цепь питания, либо кратковременно замкнуть анод-катод тиристора. К существенным недостаткам тиристоров следует отнести то, что они не имеют защиты по току, в связи с чем при перегрузке гарантированно выходит из строя.
 | |
| Рисунок 1. | Электрическая схема MOSFET-тиристорного коммутатора с регулируемой защитой от перегрузки. |
На Рисунке 1 представлена схема тиристорного коммутатора с регулируемой защитой по току. Датчиком тока и, одновременно, устройством, размыкающим цепь питания тиристора при перегрузке, служит полевой транзистор VT1 2N7071. Для контроля падения напряжения на полевом транзисторе и сравнения его с реперным используется компаратор DA1.1 микросхемы LM339. Напряжение на неинвертирующем входе компаратора и, соответственно, регуляторе тока защиты устанавливается потенциометром R4, Рисунок 2. Выход компаратора DA1.1 соединен с затвором полевого транзистора VT1.
 | |
| Рисунок 2. | Зависимости тока защиты и максимального пускового тока при регулировке потенциометра R4. |
При включении нагрузки (кратковременном нажатии на пусковую кнопку SB1) тиристор VS1 2N1772 открывается и подключает нагрузку к источнику питания. Транзистор VT1 при этом открыт высоким уровнем напряжения (+18 В) на выходе компаратора DA1.1. Если ток через сопротивление нагрузки превысит установленный уровень, компаратор переключит свое состояние. На его выходе напряжение мгновенно снизится до нуля, транзистор VT1 закроется и отключит тиристор VS1 и нагрузку RН от источника питания.
Потенциометр R4 позволяет установить ток защиты (отключения) в пределах от 1 до 6 А, Рисунок 2. Тиристор 2N1772 способен обеспечить ток через нагрузку до 4.7 А при напряжении до 100 В. Транзистор 2N7071 способен пропускать ток до 15 А при напряжении до 100 В.
MOSFET-тиристорный коммутатор, Рисунок 1, обладает гистерезисом: токи срабатывания защиты и максимальные токи включения (пуска) отличаются, Рисунок 2. Это обстоятельство позволяет защитить тиристор при попытке насильственного его запуска при неоднократном нажатии кнопки SB1. Нагрузку при перезапуске возможно будет подключить только в том случае, если ток через нагрузку будет ниже установленного тока защиты.
Сопротивление нагрузки, Рисунок 1, с учетом свойств активных элементов, может быть подключено к более высоковольтному источнику питания.