Аналог тиристора с контролируемым током

Типичному тиристору требуется отпирающий ток управления, который вызывает защелкивание его структуры. После того как тиристор откроется, ток через него зависит исключительно от номиналов внешних компонентов. Способностью ограничивать ток в открытом состоянии тиристор не обладает. Ток продолжает течь, пока превышает минимальное значение, известное как ток удержания. Схема на Рисунке 1 похожа на тиристор, поскольку для перехода во включенное состояние ей также требуется отпирающий ток. Однако ток, который начинает проводить схема после отпирания, имеет постоянное и контролируемое значение. Постоянный ток продолжает течь до тех пор, пока он может поддерживаться извне на уровне, превышающем ток удержания, и пока напряжение на схеме тиристора превышает минимально необходимое значение. Когда эти условия перестают выполняться, схема выключается. Схема на Рисунке 1 вырабатывает импульс постоянного тока для управления светодиодом, используя заряд, накопленный в конденсаторе. Схема запускается узким отрицательным импульсом. Импульс подается в базу транзистора Q₃ через элементы R₁ и D₂. Q₃ обеспечивает управление базой транзистора Q₁. Когда транзистор Q₁ включается, через светодиод и токоизмерительный резистор R₂ начинает течь ток.

Рисунок 1.	Эта схема, напоминающая тиристор, подает в нагрузку импульс постоянного тока с регулируемой длительностью и амплитудой.

Когда падение напряжения на резисторе R₂ достигает 0.6 В, токоограничивающий транзистор Q₂ начинает открываться и забирать базовый ток транзистора Q₁ через диод D₁. Таким образом, Q₂, управляя базовым током Q₁, поддерживает ток через резистор R₂ на постоянном уровне, равном приблизительно 0.6 В/R₂. В то же время, поскольку в режиме постоянного тока напряжение коллектора Q₂ должно быть ниже базового напряжения Q₁ на величину падения напряжения на диоде, ток транзистора Q₂ также течет через резистор R₃. В результате, транзистор Q₂ поддерживает Q₃ во включенном состоянии (подавая ток в базу транзистора Q₁) даже после окончания импульса запуска. Схема остается в режиме стабилизации тока транзистора Q₁, проходящего через светодиод, накопительный конденсатор C₁ и резистор R₂, до тех пор, пока Q₁ больше не сможет обеспечивать постоянный уровень тока. Эта ситуация возникает, когда напряжение на конденсаторе C₁ становится настолько низким, что напряжение 0.6 В поддерживаться на резисторе R₂ не может. В таком случае транзистор Q₂ начнет закрываться, позволяя выключаться транзистору Q₃, что, в свою очередь, лишает Q₁ базового тока. Q₁ выключается, в результате чего завершается формирование проходящего через светодиод импульса постоянного тока (с плоской вершиной) с резкими фронтами нарастания и спада. Выбирая подходящие номиналы R₂ и C₁, можно легко управлять длительностью и амплитудой импульса.

Подходящим применением для этой схемы является зарядка аккумулятора постоянным током. Как только схема включается, она становится источником постоянного тока для зарядки аккумулятора. Когда батарея заряжается до точки, где зарядный ток падает ниже уровня удержания, схема отключается. Обратите внимание, что схема не годится для непрерывной капельной подзарядки, которая может привести к перезаряду некоторых аккумуляторов.