Tiristor: načelo delovanja. Razvrstitev tiristorjev

Načelo delovanja tiristorjev

Opis

Na prstih načela delovanja tiristorja lahko razložimo, kot sledi: ključi vodijo tok izključno v smeri naprej. V zaprtem položaju pa tudi zadrži obratno napetost. Struktura naprave ima štiri plasti in tri izhode:

1. A (anoda).
2. K (katoda).
3. Y (kontrolna elektroda).

Zmogljiva elektronska stikala so opremljena z različnimi amperi in napetostmi, ki vplivajo na delovanje in stanje elementa. Tiristorji lahko delujejo pri vrednostih do pet tisoč voltov, 5000 A, če frekvenca ne presega 1000 Hz.

Preklopi

Načelo tiristorja omogoča, da deluje v dveh voznih območjih:

1. Naravno preklapljanje. Pojavi se, ko naprava deluje v izmenjalnem tokokrogu. Ta proces se pojavi, ko se tok zmanjša na ničelni položaj.
2. Prisilno preklapljanje. Ta postopek se lahko izvaja na več načinov, odvisno od sheme, ki jo uporablja razvijalec.

Standardni tip prisilnega preklopa je povezava napolnjenega kondenzatorja. V takem tokokrogu, pod obremenitvijo, pride do trenutnih nihanj.

Načini za izklop in vklop

Načelo delovanja tiristorja omogoča uporabo več metod prisilnega preklopa. Med njimi:

1. Uporaba kondenzatorja z obrnjeno polarnostjo. Lahko se aktivira v vezju s pomožnim elementom. Potem se izvede izpust v glavni tiristor, zaradi česar tok usmerjen proti neposredni napetosti zagotavlja njegovo zmanjšanje do ničelne lege. Naprava se izklopi, kar je posledica njegovih značilnosti.
2. Povezovanje LC verig. Izpuščajo z nihanji, ki zagotavljajo srečanje delovnega in izpustnega toka. Po izravnavi tiristor izklopi. V zaključni fazi se tok iz nihajnega kroga premika skozi tiristor na polprevodniško diodo. Med tem procesom se na napravo uporablja določena napetost, ki je enaka kot modul kot pri diodi.

Načelo delovanja tiristorja v DC tokokrogih

Standardni instrument se aktivira z uporabo toka na preskusni vodi. Biti mora pozitivna glede na katodo. Pretok prehodnih tokov je odvisen od vrste obremenitve, njegove amplitude in hitrosti vbrizga impulznega toka. Poleg tega je pomemben temperaturni režim polprevodniškega kristala in uporabljena napetost v tiristorskih vezjih. Parametri vezja so neposredno odvisni od vrste uporabljenega polprevodnika.

V tiristorskem položaju ni dovoljeno intenzivno povečanje hitrosti napetosti. Doseže se vrednost, ki zagotavlja spontano deaktiviranje naprave, tudi brez prisotnosti signala v krmilnem sistemu. Istočasno je treba sinhrono vzdrževati visoko značilnost krmilne enote.

Variabilno vezje: načelo delovanja tiristorjev

Načelo delovanja elementa v tem primeru omogoča izvedbo naslednjih ukrepov:

1. Vključite ali prekinite električno vezje z aktivnim ali uporovnim bremenom.
2. Popravite delovni in povprečni tok, ki daje obremenitev. To je možno z nastavitvijo najvišjega krmilnega krmila.
3. Ker tiristorji vodijo tok v eni smeri, v izmeničnih tokokrogih, bo potrebna protisporedna vključitev. Delovne in povprečne vrednosti napetosti se lahko spreminjajo zaradi spremembe signala oskrbe z instrumentom. V vsakem primeru mora moč elementa ustrezati predstavljenim parametrom.

Modulacija širine faze in impulza

Metode za zamenjavo tiristorjev zagotavljajo tudi fazno kontrolo. V tem primeru se regulacija obremenitve izvede s prilagoditvijo faznih kotov. Umetna komutacija je na voljo z uporabo posebnih vezij ali analogov, ki jih je mogoče popolnoma zakleniti. Na ta način so tiristorji prednostno izdelani za polnilne naprave z možnostjo prilagajanja jakosti toka, ki ustreza polnjenju akumulatorja.

Modulacija širine impulzov (PWM) deluje na naslednji način:

• Ko je tiristor odprt, se pošlje kontrolni signal.
• V tem primeru so prehodi odprti in na obremenitvenem delu se pojavi določena napetost.
• Med zapiranjem elementa se kontrolni signal ne prenaša, kar zagotavlja, da se tok napaja preko naprave.

Treba je omeniti, da pri faznem krmiljenju trenutna krivulja ni sinusoidna, transformacija napetostnega valovanja. V tem primeru gre za kršitev delovanja porabnikov, ki so dovzetni za visokofrekvenčne motnje. Spremenite vrednost na želeno sliko, ki omogoča poseben regulator.

Sorte

Obstaja več tipov tiristorjev (zgoraj opisano načelo delovanja za "lutke"). Uporabljajo se v polnilnikih, stikalah, regulacijah glasnosti. Dodelite naslednje spremembe:

• Optotiristor. Uporablja polprevodnik, posebej občutljiv na svetlobo, v vezju. Napravo nadzira napajanje svetlobnega toka.
• Tiristorska dioda. Opremljen z aktivno paralelno povezano dioda.
• Dinistor. Lahko se preoblikuje v način polne prevodnosti (ko je prekoračena nazivna napetost).
• Triac. Sestavljen je iz par tiristorjev, ki imajo nasprotno vzporedno povezavo.
• Inverter tiristor. Ima visoko komutativno hitrost do 50 μs.
• Elementi s tranzistorjem z efektom polja. Delo na vrsti kovin-oksidnih polprevodnikov.

Značilnosti

Razmislite o parametrih in načinu delovanja tiristorja KU202H:

• Omejitvena napetost je 400 V.
• Konstantni / ponavljajoči impulzni tok je 30/10 A.
• Napetost v odprtem načinu je 1,5 V.
• Indikator delovnega enosmernega toka je 4 mA.
• Odprtinski tok na krmilni enoti je 200 mA.
• Največja prirastna hitrost v zaprtem položaju je 5 V / μs.
• Čas vklopa / izklopa je 10/100 μs.

Naprava deluje po standardni shemi za zaklepanje tiristorjev. Njeni analogi so 1H4202, VTH32 S100, KUM202M.

Gradbeništvo

Štiriplastna konfiguracija tiristorjev jih ločuje od analogov s popolno krmilnostjo elementa. Amper in napetosti v smeri toka so podobni tistim pri običajnih tiristorjih. Vendar pa obravnavane naprave lahko prenesejo znatno napetost. Možnosti zaklepanja za povratne velike napetosti za zaklenjene elemente niso na voljo. V zvezi s tem se zahteva agregacija z nasprotnim vzporednim diode-polprevodnikom.

Znaten padec neposrednih napetosti je glavna značilnost tiristorja, ki ga je mogoče zakleniti. Če želite to onemogočiti, je treba krmilnemu izhodu zagotoviti močan impulzni tok. V tem primeru mora biti trajanje impulza čim nižje (od 10 do 100 μs). Negativno razmerje z enosmernim tokom je 1/5. Posledična razlika v mejni napetosti obravnavane naprave je 25% manjša kot pri običajnem analogu.

Na koncu

Razmislili smo o razvrstitvi tiristorjev in njihovih lastnosti. Iz tega lahko sklepamo: te naprave so naprave, ki so pomembne za stopnje povečanja napetosti in toka. Za tiristorje je značilen pretok obratnih tokov, kar omogoča hitro znižanje vrednosti v tokokrogu na nič. Za zaščito elementov je treba uporabiti različne sheme, ki omogočajo zaščito enote z visokimi napetostmi v dinamičnem načinu.