Тиристори принцип на действие, дизайни, стилове и начини да се включат онлайн списание електротехник

Принципът на действие на тиристора

В тиристор е електрическа мощност, която не е напълно управляем комутатор. Затова от време на време в техническата литература се нарича единична цел тиристор, които могат да бъдат превърнати контрол сигнал изключително към провеждане състояние, т.е.. Д. Cut един. За да я изключите (при работа на постоянен ток) трябва да се вземат специални мерки за осигуряване на постоянен ток упадъка на нула.

Тиристори превключвател може да извършва текущ само в една посока и в затворено положение е в състояние да издържат на двамата постоянно напрежение и рециклиране.

В тиристор има четири р-п-р-п-структура с 3 терминала: анод (А), катод (С) и контрол на електрода (G), както са отразени на фиг. 1

Фиг. 1. ежедневието тиристор: а) - условно графично символ; б) - характеристика на ток напрежение.

Фиг. 1, б показва семейството на изход статичен VAC при различни стойности на контрол ток IG. Ограничаването на напрежението, на тиристор се поддържа без включването му има най-голяма стойност в IG = 0. С увеличаване постоянен ток IG напрежение издържат тиристорен намалява. ON състояние на тиристор съответства на клон II, изключен - клон I, процесът на приобщаване - клон III. Задържането ток или държи ток е ниска допустим напред IA текущата стойност. при което тиристор остава в проводима състояние. Тази стойност съответства и малко вероятна стойност напред пада на напрежение в целия тиристор е включен.

Клон IV представлява зависимостта на ток на утечка на работното напрежение. В излишък на циркулиращите стрес стойности UBO започва рязко увеличение на циркулиращия ток, свързани с разпределението на тиристор. Естеството на разпределение може да съответства необратим процес или процес на лавина разбивка характеристика на диод Zener на.

Тиристори са по-силни електрически ключове с възможност за превключване верига с напрежение от 5 кВ и ток до 5 кА с честота по-малко от 1 кХц.

Конструктивни тиристори изпълнение е показано на фиг. 2.

Фиг. 2. Изграждане на сгради тиристори: а) - Tablet; б) - Whip

Тиристори в постоянно токова верига

Обръщайки обикновен тиристор се осъществява чрез прилагане на положителния текущ контрол на импулса схема по отношение на катода полярност. На продължителността на преходния процес, когато натоварването има значителен характер ефект (активен, индуктивен и така нататък.), Амплитудата и уби управление на скоростта на IG токов импулс. полупроводникови температура структура тиристор, приложено напрежение и натоварване на ток. тиристор на верига, съдържащ трябва да се появи невалидни стойности увеличават скоростта на директен duAC / DT напрежение, където може да настъпи спонтанно превключване в отсъствието на Ig контролен сигнал тиристор и уби курс Диа / DT ток. В същото време, на склона на управляващия сигнал трябва да е най-високата.

В разгара на почивни тиристори методи за разграничаване на природен изключи (или естествена комутация) и принудителна (изкуствена или превключване). Natural превключване се случва, когато тиристорите в AC вериги по време на разпадането на тока до нула.

принудени методи за комутация са много разнообразни. По-типично от тях следват: свързване на предварително заредена кондензатор С ключ S (Фигура 3a); LC-верига връзка за предварително заредена кондензатор CK (Фигура 3 Ь); въвеждане характер вибрационен преход в натоварване верига (Фигура 3в) на.

Фиг. 3. Методи изкуствени комутационни тиристори: а) - означава зарежда кондензатор С; б) - средства за освобождаване LC-осцилираща верига; в) - за сметка на люлеенето характер на товара

При включване на веригата на фиг. 3, и връзката на комутиращия кондензатор с обратен поляритет, например друг помощен тиристор да причини той да изпълнява проводим главния тиристор. Тъй разряден ток кондензатор е насочен противоположно на напред ток на тиристор, последната се намалява до нула и тиристор е изключен.

В схемата на фиг. 3b свързване LC-осцилаторна верига освобождаване предизвиква превключване кондензатор СК. Когато всичко това първо текущата разряд протича през тиристор противоположния напред по текущата си, когато те са равни, тиристор е изключен. Допълнителна LC верига сегашните писти в целия тиристор на VS в diodik VD. Докато протича през VD diodik електрически ток за VS рециклиране тиристор се прилага напрежение, равно на напрежението при отворена diodike.

В схемата на фиг. 3, с тиристорен превключвател VS върху общия причина RLC товар преходно. При определени параметри на натоварване, този процес може да има колебателен характер с натоварване текущата полярност конфигурация ПО. В този случай, след изключване на тиристор е включен VS diodika VD, което започва провеждането на обратна полярност ток. От време на време този метод превключване нарича квази-естествен, тъй като тя е свързана с конфигурацията на полярността на товарния ток.

Тиристорен в променлив ток верига

Когато тиристорен AC верига могат да бъдат въплътени следващи операции:

включване или изключване на електронната схема с активно-активна и реактивна товар;

и промяната в средните стойности на тока на ток през товара се дължи на факта, че е възможно да се контролира контрол на предлагането сигнал.

Тъй превключвател тиристор е способен на провеждане на електронен ток само в една посока, за тиристорите се прилага променлив им насрещно паралелно свързване (фиг. 4а).

Фиг. 4. насрещно паралелно свързване на тиристори (а) и активната форма на текущото натоварване (В)

средна и RMS текущата стойност варира поради конфигурацията на VS1 подаването тиристори и VS2 отваряне сигнали, т.е. поради ъгъл и конфигурация (фиг. 4В). Стойностите на този ъгъл за тиристори VS1 и VS2 в регулирането променени веднага чрез система за контрол. Ъгълът се нарича контрол ъгъл или ъгъл изпичане на тиристор.

По-широко използване в електрически устройства получи фаза (фиг. 4а, б) и ширина на импулса модулирани контрол тиристори (фиг. 4с).

Фиг. 5. Вид на напрежението на товара с: а) - фаза тиристорно управление на; б) - фаза контролира тиристорни принудителното комутация; в) - контрол PWM тиристорен

В тиристорен метод фаза контрол принуден комутация на натоварване текущия контрол може да бъде както поради конфигурацията на ъгъла # 945;. и ъгъла # 952;. Изкуствен превключване се извършва с помощта на специални устройства или при използване на контролирани напълно (заключени) тиристори.

Когато контролът на PWM (широчинно-импулсна модулация - PWM) за време Totkr тиристори подава управляващ сигнал, и те са видими за натоварване приложеното напрежение Un. По време Tzakr контрол сигнал отсъства и тиристорите са в непроводим държавата. Текущата стойност на тока в товара

където In.m. - натоварване ток при Tzakr = 0.

Кривата на товарния ток в nonsinusoidality фазата контролни тиристори, което води до нарушаване на мрежовото напрежение и сътресения на потребителите, които са чувствителни към честота намеса - там е наречен така, електрически сравними.

Тиристори са по-силни електрически ключове, използвани за преминаване на високо напрежение и висок ток (силнотокови) вериги. Но те имат значително недостатък - младши ловкост, която се проявява в това, че те трябва да се направи от условията за намаляване на постоянен ток до нула. Той се намира в почти всички случаи, границите и усложнява тиристори изпълнение.

За да се преодолее този недостатъци разработени тиристори заключени сигнал от контролния електрод G. Тези тиристори наречени заключващ (GTO - Gate за изключване тиристорни) или dvuhoperatsionnymi.

Заключващи тиристори (ST) имат структура с четири PN-PN, но в същото време притежават редица съществени характеристики на дизайна, които им дават добро фундаментално от конвенционалните тиристори - имот пълна маневреност. Статично CVC заключена тиристорни напред характеристики ток напрежение, подобни на конвенционалните тиристори. Но, за да блокира огромен ток напрежение тиристор заключващ обикновено не могат да и често свързан с анти-паралел включен diodikom. В допълнение, за заключените тиристорите присъщ значително напред пад на напрежение. За да изключите тиристорен отклонението трябва да бъде представен на контролния електрод мощен отрицателен импулс на ток верига (приблизително 1: 5 по отношение на стойността на постоянния ток, когато е изключена), а по-скоро кратка продължителност (10-100 милисекунди).

Заключващи тиристори също така имат по-ниски стойности на напрежението и тока граница (около 20-30%) в сравнение с конвенционалните тиристори.

Основните видове тиристори

Не се включва заключващи тиристори развива широка палитра от различни видове тиристори, различни от изпълнението, управлението на процесите, посоката на теченията в проводящ състояние и т.н. Сред тях е необходимо да се наблегне на следните видове:

тиристорен-диод. което е еквивалентно на тиристор в анти-паралелно включен diodikom (фигура 6.12, а.);

диод тиристор (dynistor). превръща в провеждане на състояние, когато надвишава определено ниво на напрежение, приложено между А и В (фигура 6, б.);

Заключващ тиристор (фигура 6.12, гр.);

симетричен тиристор или триак. което е еквивалентно на две анти-паралелно свързани тиристори (фигура 6.12, д.);

високоскоростен инвертор тиристор (време на изключване на 5-50 милисекунди);

Тиристорен с полеви контрол на управляващия електрод. например, въз основа на състава на транзистора MOS с тиристорен;

optotiristors контролирани светлинен поток.

Фиг. 6. Подобни графични тиристори предназначение: а) - тиристорен-диод; б) - диод тиристор (dynistor); в) - заключващ тиристорен; г) - триак

Тиристори са устройства към критичната скорост на нарастване на текущата напред Диа / DT и директен duAC / DT напрежение. Тиристори като diodikam, просмукване явление присъщо възстановяване на циркулиращия ток, остър ро до нула което намалява възможността на удари с най-високата стойност duAC / DT. Това се дължи на пренапрежение внезапно прекъсване на тока в индуктивни елементи верига, включително малки монтаж индуктивност. Следователно, за да се предпази тиристорите обикновено използват различни верига TSFTP че при динамични условия произвежда защита срещу вредните Диа / DT стойности и duAC / DT.

Почти винаги вътрешния индуктивен реактивно съпротивление на източник на напрежение, включени в кръга на тиристори, е достатъчно, за да не се въвеждат допълнителни индукционни LS. Тъй като на практика често става необходимо да се TSFTP, че намаляване на скоростта и свръхнапрежение при изключване (фиг. 7).

Фиг. 7. Типични тиристорен защита верига

За тази цел обикновено се използва RC-верига, свързана паралелно с тиристор. Има различни модификации Схемата му RC-вериги и метода за изчисляване на техните характеристики за всеки критерий, използвайки тиристори.

Тиристори се използват за заключващ верига превключване линия образуване движение на такива схеми TSFTP транзистори.