Тиристори се што? Принцип на работа и карактеристики на тиристори

Тиристори се електронски клучеви кои не се целосно контролирани. Често во техничките книги можете да видите уште едно име на овој уред - тиристор со една операција. Со други зборови, под влијание на контролниот сигнал се преведува во една држава - спроводлива држава. Ако да одредите, тој вклучува синџир. За да го исклучите, неопходно е да се создадат посебни услови кои овозможуваат пад на напредната струја во колото на нула.

Карактеристики тиристори

Тиристор прекинувачи спроведуваат електрична енергија само во насока нанапред, а во затворена состојба може да го издржат не само директен напон, туку и обратен напон. Структурата на тиристорот е четирислојна, постојат три заклучоци:

1. Анода (означена со буквата А).
2. Катода (буква C или K).
3. Контролна електрода (Y или G).

Тиристорите имаат цело семејство карактеристики на волп-ампер, тие може да се користат за да се процени состојбата на елементот. Тиристорите се многу моќни електронски прекинувачи, тие се способни за префрлување на кола во кои напонот може да достигне 5000 волти, а моменталната јачина е 5000 ампери (фреквенцијата не надминува 1000 Hz).

Тиристорска работа во DC кола

Конвенционалниот тиристор е вклучен со примена на тековниот пулс на контролниот терминал. Покрај тоа, таа мора да биде позитивна (во однос на катодата). Времетраењето на транзиенталниот процес зависи од природата на оптоварувањето (индуктивно, активно), амплитудата и стапката на зголемување на контролното коло на тековниот пулс, температурата на полупроводничкиот кристал, како и приложената струја и напон на тиристорите достапни во колото. Карактеристиките на колото зависат директно од типот на употребениот полупроводнички елемент.

Во кругот во кој се наоѓа тиристорот, појавата на висока стапка на пораст на напонот е неприфатлива. Имено, вредноста на која елементот се менува спонтано (дури и ако нема сигнал во контролното коло). Но, во исто време, контролниот сигнал треба да има многу висок наклон на карактеристиката.

Начини за исклучување

Постојат два типа на коммутација на тиристори:

1. Природно.
2. Принудени.

И сега повеќе за секој вид. Природното се случува кога тиристорот работи во кола за наизменична струја. И ова префрлување се случува кога струјата паѓа на нула. Но, може да се спроведе принудно префрлување на многу различни начини. Каков вид на тиристорски контрола да избере, да се реши шемата дизајнер, но вреди да се зборува за секој тип одделно.

Најкарактеристичен начин на присилно префрлување е да се поврзе кондензатор кој бил претходно наполнет со копче (клуч). Колото LC е вклучено во тиристор контролното коло. Овој синџир, исто така, содржи целосно наполнет кондензатор. За време на транзиентниот процес, тековните флуктуации се случуваат во колото за оптоварување.

Методи на присилно префрлување

Постојат уште неколку видови на присилно префрлување. Често се користи кола во која се користи преклопниот кондензатор кој има обратен поларитет. На пример, овој кондензатор може да се поврзе со колото со помош на некој помошен тиристор. Во овој случај се случува испуштање на главниот (работен) тиристор. Ова ќе доведе до фактот дека кондензаторската струја, насочена против директната струја на главниот тиристор, ќе помогне да се намали струјата во колото на нула. Како резултат на тоа, тиристорот ќе се исклучи. Ова се случува поради причината дека тиристорниот уред има свои карактеристики, карактеристични само за него.

Постојат и кола во кои се поврзани ЛЦ синџирите. Тие се испуштаат (и со флуктуации). На самиот почеток, струјата за празнење тече кон работникот, а по изедначувањето на нивните вредности, тиристорот се исклучува. После тоа, струјата тече од осцилирачкото коло преку тиристорот до полупроводничката диода. Во исто време, се додека струјата тече, на тиристор се нанесува напон. Модулот е еднаков на падот на напонот преку диодата.

Тиристорска работа во АС кола

Ако тиристорот е вклучен во АС коло, може да се извршат следните операции:

1. Овозможете или исклучете го електричното коло со активно-резистивно или активно оптоварување.
2. Променете ја просечната и вистинската вредност на струјата што поминува низ товарот, благодарение на можноста за прилагодување на времето на контролниот сигнал.

Тиристорски клучеви имаат една карактеристика - тие ја спроведуваат струјата во само една насока. Следствено, доколку е неопходно да се користат во кола со наизменични струи, неопходно е да се примени контра-паралелно вклучување. Вистинските и просечните вредности може да се разликуваат поради фактот што времето на сигналот кон тиристорите е различно. Во исто време, моќта на тиристор мора да ги задоволува минималните барања.

Метод за контрола на фаза

Со метод на фазна контрола со коммутација на принуден тип, товарот се прилагодува со менување на аглите помеѓу фазите. Вештачката коммутација може да се направи со помош на специјални кола, или неопходно е да се користат целосно контролирани (заклучени) тиристори. Врз основа на тоа, по правило, полначот е изграден на тиристор, кој ви овозможува да ја регулирате струјата во зависност од нивото на полнење на батеријата.

Контрола на ширината на пулсот

Исто така се нарекува и PWM модулација. За време на отворањето на тиристорите, се применува контролен сигнал. Транзиции се отворени, а има и одреден напон на товарот. За време на затворањето (за време на целиот транзиентен процес), не е даден контролен сигнал, па оттука, тиристорите не вршат струја. Кога се изведува контролата на фазата, тековната крива не е синусоидална, бранот на напонот се менува. Како резултат на тоа, постои и дефект на потрошувачите, кои се чувствителни на високо-фреквентни пречки (се јавува некомпатибилност). Едноставниот дизајн има регулатор на тиристорот, кој без проблеми ќе овозможи менување на потребната вредност. И не треба да користите големи LATRs.

Тиристори, заклучувачки

Тиристорите се многу моќни електронски прекинувачи кои се користат за префрлување на високи напони и струи. Но, тие имаат еден огромен недостаток - менаџментот е нецелосен. И поконкретно, ова се манифестира со фактот дека за исклучување на тиристорот, потребно е да се создадат услови под кои напредната струја ќе се намали на нула.

Тоа е оваа функција која наметнува некои ограничувања на употребата на тиристори, а исто така ги комплицира кола врз основа на нив. Со цел да се ослободат од овие недостатоци, развиени се специјални тиристорски дизајни, кои се заклучени со сигнал од една контролна електрода. Тие се нарекуваат две-оперативни, или заклучуваат, тиристори.

Заклучен тиристорски дизајн

Структурата на четири слоја на p-p-p-p y тиристорите има свои особености. Тие ги прават различни од конвенционалните тиристори. Сега се работи за целосната контрола на елементот. Волт-ампер карактеристика (статична) во напред насока е иста како и за едноставни тиристори. Тоа е само еден тиристор кој може да помине многу повеќе во вредност. Но, не постојат функции за блокирање на големите обратни напони за заклучени тиристори. Затоа, потребно е да го поврзете контра-паралелно со полупроводничката диода.

Карактеристична особина на заклучен тиристор е значителен пад на директните напони. За да се направи патување, потребно е да се примени силен струен пулс (негативен, во однос 1: 5 до вредноста на директна струја) до контролниот терминал. Но, само времетраењето на пулсот треба да биде што е можно помало - 10 ... 100 μs. Заклучените тиристори имаат помала вредност на ограничувачкиот напон и струја од конвенционалните. Разликата е околу 25-30%.

Типови на тиристори

Погоре се сметаше заклучени, но сепак има многу типови полупроводнички тиристори, кои исто така вреди да се споменат. Во различни дизајни (полначи, прекинувачи, контролери на моќност), се користат одредени тири тиристори. Некаде потребно е контролата да се изврши со снабдување на поток на светлина, па оттука се користи и оптиостиристор. Неговата особеност лежи во фактот што во контролното коло се користи полупроводнички кристал осетлив на светлина. Параметрите на тиристорите се различни, сите имаат свои карактеристики, карактеристични само за нив. Затоа, потребно е барем воопшто да се замисли кои видови на овие полупроводници постојат и каде можат да се применат. Значи, тука е целата листа и главните карактеристики на секој тип:

1. Диоди-тиристор. Еквивалентот на овој елемент е тиристор, на кој е поврзана контра паралелната полупроводничка диода.
2. Динистор (диоден тиристор). Може да помине во состојба на целосна спроводливост ако се надмине одредено ниво на напон.
3. Триак (симетричен тиристор). Неговиот еквивалент е два тиристори поврзани во спротивна насока.
4. Високата брзина на тиристорски инвертер се разликува со голема брзина на комутација (5 ... 50 μs).
5. Тиристори со FET контрола . Често е можно да се исполнат дизајни базирани на MOSFETs.
6. Оптички тиристори, кои се контролираат со светлосни струи.

Имплементација на заштита на елементите

Тиристори се уреди кои се од клучно значење за стапките на директна струја и директно зголемување на напонот. За нив, како и за полупроводнички диоди, карактеристична е појавата како проток на струи на обратен обновување, што многу брзо и остро паѓа на нула вредност, отежнувајќи ја веројатноста за пренапонирање. Овој пренапон е последица на фактот дека струјата во сите елементи на кола кои имаат индуктивност (дури и многуте мали индуктори кои се карактеристични за монтирање - жици, патеки на одборот) нагло престануваат да постојат. За да се имплементира заштитата, неопходно е да се користат различни кола, кои во динамичните начини на работа можат да бидат заштитени од високи напони и струи.

Вообичаено, индуктивниот отпор на изворот на напон кој влегува во колото на оперативниот тиристор има таква вредност што е повеќе од доволно за понатаму да не вклучува дополнителна индуктивност во колото. Поради оваа причина, во пракса често се користи синџир на обликување на патеката за префрлување, што значително ја намалува брзината и нивото на пренапони во колото кога тиристорот е исклучен. Капацитивните резистивни синџири најчесто се користат за овие цели. Тие се поврзани паралелно со тиристорот. Постојат неколку видови на модификација на кола на таквите кола, како и методите на нивната пресметка, параметрите за функционирање на тиристорите во различни начини и услови. Но, синџирот на формирање на прекинувачки пат на заклучениот тиристор ќе биде ист како и за транзисторите.