Tiristorul: principiul funcționării. Clasificarea tiristoarelor

Principiul funcționării tiristoarelor

descriere

Pe degetele principiului de funcționare a tiristorului se poate explica după cum urmează: cheile conduc curentul exclusiv în direcția înainte. Și în poziția închisă, rezistă de asemenea tensiunii inverse. Structura dispozitivului are patru straturi și trei ieșiri:

1. A (anod).
2. K (catod).
3. Y (electrod de comandă).

Comutatoarele electronice puternice sunt echipate cu diferite amperi și tensiuni care afectează funcționarea și starea elementului. Tiristoarele pot funcționa la valori de până la 5 mii volți, 5000 A, dacă frecvența nu depășește 1000 Hz.

comutare

Principiul tiristorului îi permite să lucreze în două game de comutare:

1. Comutare naturală. Apare atunci când dispozitivul funcționează într-un circuit de curent alternativ. Acest proces are loc atunci când curentul este redus la poziția zero.
2. Comutare forțată. Acest proces poate fi realizat în mai multe moduri, în funcție de schema utilizată de dezvoltator.

Tipul standard de comutare forțată este conectarea unui condensator încărcat. Într-un astfel de circuit, sub sarcină, apar oscilații de curent.

Modalități de dezactivare și de pornire

Principiul de funcționare a tiristorului face posibilă utilizarea mai multor metode de comutare forțată. Printre acestea:

1. Utilizarea unui condensator cu polaritate inversă. Acesta poate fi activat în circuit prin intermediul unui element auxiliar. Apoi, se efectuează o descărcare la tiristorul principal, ca urmare a curentului îndreptat împotriva tensiunii directe, se va asigura scăderea acestuia până la poziția zero. Dispozitivul se oprește, datorită caracteristicilor sale caracteristice.
2. Conectarea lanțurilor LC. Se evacuează cu fluctuații, oferind o întâlnire a curentului de lucru și descărcare. După echilibrarea lor, tiristorul se oprește. În faza finală, curentul de la circuitul oscilant se deplasează prin tiristorul la dioda semiconductorului. În timpul acestui proces, se aplică o anumită tensiune dispozitivului, egală în modul cu cea a unei diode.

Principiul funcționării tiristorului în circuitele de curent continuu

Instrumentul standard este activat prin aplicarea unui curent pe conducta de testare. Trebuie să fie pozitivă în ceea ce privește catodul. Fluxul fluxurilor tranzitorii depinde de tipul de sarcină, amplitudinea și viteza de injectare a curentului pulsatoriu. În plus, regimul de temperatură al cristalului semiconductor, precum și tensiunea aplicată în circuitele tiristorice, sunt importante. Parametrii circuitului depind în mod direct de tipul de semiconductor utilizat.

În circuitul de plasare a tiristorului, nu este permisă o creștere intensă a ratei de creștere a tensiunii. Se obține o valoare care asigură dezactivarea spontană a dispozitivului, chiar și fără prezența unui semnal în sistemul de comandă. În același timp, o caracteristică ridicată a unității de comandă trebuie menținută în mod sincron.

Circuit variabil: principiul funcționării tiristorurilor

Principiul de funcționare a elementului în acest caz permite efectuarea următoarelor acțiuni:

1. Activați sau rupeți un circuit electric cu o sarcină activă sau rezistivă.
2. Corectați timpul de lucru și cel mediu care dă sarcina. Acest lucru este posibil prin ajustarea vârfului alimentării de control.
3. Deoarece tiristoarele efectuează curent într-o direcție, în circuite alternante, va fi necesară utilizarea incluziunii contra paralele. Valorile operaționale și ale tensiunii medii pot varia în funcție de modificarea semnalului de alimentare al instrumentului. În orice caz, puterea elementului trebuie să corespundă parametrilor prezentați.

Modularea lățimii fazei și a pulsului

Metodele de comutare a tiristoarelor asigură și controlul fazelor. În acest caz, reglarea sarcinii se efectuează prin reglarea unghiurilor de fază. Comutarea artificială este disponibilă prin utilizarea circuitelor speciale sau a analogilor complet blocabili. În acest fel, tiristoarele sunt de preferință fabricate pentru dispozitive de încărcare cu posibilitatea de a regla amperajul curentului corespunzător încărcării bateriei.

Modularea lățimii impulsurilor (PWM) funcționează după cum urmează:

• Când tiristorul este deschis, este trimis un semnal de control.
• În acest caz, tranzițiile sunt deschise și apare o anumită tensiune pe partea de sarcină.
• În timpul închiderii elementului, semnalul de control nu este transmis, ceea ce asigură că curentul este furnizat prin dispozitiv.

Este de remarcat faptul că în faza de control curba actuală nu este sinusoidală, forma de undă de tensiune este transformată. În acest caz, există o încălcare a funcționării elementelor consumatoare, care sunt susceptibile la interferențe de înaltă frecvență. Schimbarea valorii la figura dorită permite unui regulator special.

specie

Există mai multe tipuri de tiristoare (principiul de funcționare pentru "manechine" este discutat mai sus). Ele sunt utilizate în încărcătoare, întrerupătoare, controale de volum. Alocați următoarele modificări:

• optotiristors. Utilizează un circuit semiconductor, în special sensibil la lumină. Dispozitivul este controlat prin alimentarea unui flux de lumină.
• Diodă tiristor. Echipat cu o diodă activă paralelă conectată.
• dynistor. Acesta poate fi transformat într-un mod de conductivitate completă (atunci când tensiunea nominală este depășită).
• triac. Se compune dintr-o pereche de tiristoare, care au o conexiune contra paralelă.
• Tiristorul invertorului. Are o rată ridicată comutativă de până la 50 μs.
• Elemente cu tranzistor cu efect de câmp. Lucrați pe tipul de semiconductori metal-oxid.

caracteristicile

Luați în considerare parametrii și principiul de funcționare al tiristorului KU202H:

• Tensiunea de limitare este de 400 V.
• Curentul pulsator constant / repetitiv este de 30/10 A.
• Tensiunea în modul deschis este de 1,5 V.
• Indicatorul curentului de lucru curent este de 4 mA.
• Curentul de deschidere de pe unitatea de comandă este de 200 mA.
• Viteza incrementală maximă în poziția închisă este de 5 V / μs.
• Perioada de pornire / oprire este de 10/100 μs.

Dispozitivul funcționează în conformitate cu schema standard pentru blocarea tiristoarelor. Analogii lui sunt 1Н4202, ВТХ32 С100, КУМ202М.

desen

Configurația cu patru straturi a tiristoarelor le distinge de analogi prin controlul complet al elementului. Amperile și tensiunile în direcția înainte a curentului sunt similare cu cele ale tiristorilor convenționali. Cu toate acestea, dispozitivele în cauză pot transmite o tensiune semnificativă. Opțiunile de blocare pentru tensiunile mari inversate pentru elementele blocate nu sunt furnizate. În acest sens, este necesară agregarea cu un semiconductor diodei contra-paralel.

O scădere semnificativă a tensiunilor directe este principala caracteristică distinctivă a unui tiristor blocabil. Pentru a le dezactiva, este necesar să furnizați un curent de impuls puternic la ieșirea de control. În acest caz, durata impulsului trebuie să fie cât mai mică posibil (de la 10 la 100 μs). Raportul negativ cu curent continuu este de 1/5. Diferența rezultată în tensiunea de limitare a dispozitivului în cauză este cu 25% mai mică decât cea a unui analog convențional.

În concluzie

Am luat în considerare clasificarea tiristoarelor și a caracteristicilor acestora. Putem trage următoarea concluzie: aceste dispozitive sunt dispozitive care sunt relevante pentru ratele de creștere a tensiunii și curentului înainte. Pentru tiristoare, curgerea curenților inversi este caracteristică, permițând o reducere rapidă a valorii circuitului la zero. Pentru a proteja elementele, ar trebui folosite diferite scheme, care fac posibilă protejarea unității de tensiuni înalte într-un mod dinamic.