Načelo delovanja tiristorjev temelji na polprevodniškem kristalu (elektronskem ključu) s tremi ali več p-n prehodi. Element ima dva stabilna položaja: stanje nizke ali visoke prevodnosti. Pod vplivom pilotskega signala se naprava sproži. Z drugimi besedami - vključuje verigo. Za aktiviranje je potrebno ustvariti ustrezne pogoje, ki zagotavljajo zmanjšanje glavnega toka na nič.

Opis

Na prstih lahko načelo tiristorja razložimo takole: ključi delujejo samo v smeri naprej. V zaprtem položaju vzdrži tudi povratno napetost. Struktura naprave ima štiri plasti in tri zaključke:

A (anoda).

Do (katoda).

In (krmilna elektroda).

Zmogljivi elektronski ključi so opremljeni z različnimi parametri napetosti in amperja, ki vplivajo na zmogljivost in stanje elementa. Tiristorji lahko delujejo pri vrednostih do pet tisoč voltov, 5000 A, če frekvenca ne presega 1000 Hz.

Preklapljanje

Načelo delovanja tiristorja mu omogoča, da deluje v dveh območjih:

Naravni preklop. To se zgodi, ko naprava deluje v izmeničnem tokokrogu. Ta proces se zgodi, ko se tok zmanjša na nič.

Prisilno preklapljanje. Ta proces se lahko izvede na več načinov, odvisno od sheme, ki jo uporablja razvijalec.

Obstaja standardna vrsta prisilnega preklapljanjapovezovanje napolnjenega kondenzatorja. V takem tokokrogu pod obremenitvijo pride do nihanja toka.

Metode izključevanja in vključevanja

Načelo tiristorja omogoča uporabo več metod prisilnega preklapljanja. Med njimi:

Uporaba kondenzatorja s povratno polarnostjo. Lahko se aktivira v verigi s pomočjo pomožnega elementa. Nato se na glavnem tiristorju izvede praznjenje, kar pomeni, da bo tok, usmerjen v neposredno napetost, zagotovil njegovo zmanjšanje tudi do ničelnega položaja. Zaradi značilnih lastnosti je naprava zaustavljena.

Povezovanje verig LC. Izpustijo se z nihanji, kar zagotavlja sestanek delovnega in odvodnega toka. Po izklopu balansirnega tiristorja. V zadnji fazi se tok iz nihajočega vezja premika skozi tiristor v polprevodniško diodo. Med tem postopkom je napetost, uporabljena na napravi, enaka modulu podobnega indikatorja na diodi.

Princip delovanja tiristorja v enosmernih tokokrogih

Standardna naprava se aktivira z dovajanjem toka na krmilni izhod. Pozitivna mora biti glede na katodo. Med prehodnimi tokovi je odvisno od vrste obremenitve, njene amplitude in hitrosti vbrizgavanja impulznega toka. Poleg tega je pomemben tudi temperaturni režim polprevodniškega kristala in uporabljena napetost v tiristorskih vezjih. Parametri sheme neposrednoodvisno od vrste uporabljenega polprevodnika. V krogotoku tiristorja ni dovoljeno intenzivno povečanje hitrosti. Ta vrednost je dosežena, kar zagotavlja nehoteno deaktiviranje naprave, tudi brez signala v krmilnem sistemu. Hkrati je treba sinhrono vzdrževati visok indikator karakteristik krmilne enote.

Verižna veriga: princip tiristorjev

Načelo delovanja elementa v tem primeru omogoča naslednje ukrepe:

Vključite ali prekinite električni tokokrog z aktivno ali uporovno obremenitvijo.

Prilagodite delovno in srednjo tokovno obremenitev, ki povzroča obremenitev. To je mogoče zaradi nadzora nad nadzorom vrha.

Ker tiristorji prenašajo tok v eni smeri, izmenični tokokrogi zahtevajo uporabo nasprotnega vzporednega vključevanja. Delovne in povprečne vrednosti napetosti se lahko spreminjajo zaradi spreminjanja napajanja signala na instrument. V vsakem primeru se mora moč elementa ujemati s predlaganimi parametri.

Fazna in impulzno-impulzna modulacija

Vključitev tiristorjev vključuje tudi nadzor faz. V tem primeru se prilagoditev obremenitve izvede s prilagajanjem faznih kotov. Umetno preklapljanje je mogoče storiti z uporabo posebnih verig ali popolnoma zaprtih kolegov. Na ta način se proizvajajo pretežno tiristorji na polnilnih napravah, ki omogočajo regulacijo toka glede na napolnjenost akumulatorja.Široko-impulzna modulacija (PWM) deluje na naslednji način:

Ko je tiristor odprt, se uporabi krmilni signal.

Hkrati so prehodi odprti in na tovornem delu se pojavi določena napetost.

V času zaprtja elementa se krmilni signal ne prenaša, kar zagotavlja, da se napajalni tok prekine z napravo.

Opozoriti je treba, da med faznim nadzorom krivulja toka ni sinusna, da se izvede transformacija oblike napetostnega signala. V tem primeru je delovanje sistema namenjeno porabi elementov, ki so dovzetni za motnje z visokimi frekvencami. Poseben regulator vam omogoča spreminjanje vrednosti z zahtevanim parametrom.

Sorte

Obstaja več tipov tiristorjev (načelo dela za "lutke" je obravnavano zgoraj). Uporabljajo se v polnilcih, stikalih, regulatorjih glasnosti. Dodelite naslednje spremembe:

Optotrister. Uporablja polprevodnik v vezju, ki je še posebej občutljiv na svetlobo. Napravo nadzoruje tok svetlobe.

Tiristorska dioda. Opremljena z aktivno paralelno diodo.

Dinistor. Lahko se pretvori v način polne prevodnosti (pri prekoračitvi nazivne napetosti).

Simistor. Sestavljen je iz para tiristorjev z nasprotno vzporedno vključitvijo.

Inverter tiristor. Odlikuje jo visoka komutativnost pri hitrostih do 50 μs.

Elementi s poljskim tranzistorjem. Delujejo po vrsti kovinsko-oksidnih polprevodnikov.

Značilnosti

Upoštevajmo parametre in principe tiristorja KU202N:

mejna napetost - 400 voltov.

Trajni /ponavljajoči se impulzni tok - 30/10 A.

Napetost v odprtem načinu - 15 Art.

Kazalnik delovne napetosti 4 mA.

Tok za odpiranje na krmilni enoti - 200 mA.

Največja hitrost pospeševanja v zaprtem položaju je 5 V /μs.

Čas vklopa /izklopa - 10/100 mikrosekund.

Naprava deluje v skladu s standardnim vezjem za zapiranje tiristorjev. Njeni analogi: 1Н4202 ВТХ32 С100 КУМ202М.

Načrtovanje

Štiriplastna konfiguracija tiristorjev jih loči od analogov s popolnim nadzorom elementa. Merilnik napetosti in ampera z enosmernim tokom je podoben kot pri običajnih tiristorjih. Vendar pa so obravnavane naprave zmožne preskočiti večjo napetost. Za zaklepanje velikih napetosti v zapornih elementih ni možnosti. V povezavi s tem jo je treba združiti z nasprotno vzporedno polprevodniško diodo. Glavna značilnost zapiralnega tiristorja je znaten padec neposredne napetosti. Da ga onemogočite, je potrebno na krmilni izhod opraviti močan impulzni tok. V tem primeru mora biti trajanje impulza čim nižje (10 do 100 μs). Negativna korelacija z enosmernim tokom je sorazmerna s 1/5. Končna razlika napetostne napetosti analizirane naprave je za 25% manjša od konvencionalne analogne.

V zaključku

smo obravnavali klasifikacijo tiristorjev in njihovoposebnosti Lahko naredimo naslednje: podatki naprave so naprave, ki so kritične za hitrosti rasti napetosti in jakosti toka. Za tiristorje je značilen tok povratnih tokov, ki omogočajo hitro znižanje vrednosti v verigi na nič. Za zaščito elementov je treba uporabiti različne tokokroge za zaščito enote pred visoko napetostjo v dinamičnem načinu.