Tyristory jsou výkonné elektronické klíče,není plně zvládnut. V technických knihách můžete často vidět jiné jméno tohoto zařízení - jednorázový tyristor. Jinými slovy, pod vlivem řídícího signálu je přenesen do jednoho stavu - vedení. Konkrétně zahrnuje řetěz. Pro jeho vypnutí je nutné vytvořit speciální podmínky, které zajistí, že stejnosměrný proud v obvodu klesne na nulu.
Vlastnosti tyristorů
Tyristorové klíče vedou elektrický proudpouze ve směru vpřed a při zavření vydrží nejen přímé, ale i reverzní napětí. Struktura tyristoru je čtyřvrstvá, existují tři závěry:
- Anoda (označená písmenem A).
- Katoda (písmeno C nebo K).
- Kontrolní elektroda (Y nebo G).
Thyristors mají celou rodinu volt-ampérvlastnosti, mohou být použity k posouzení stavu prvku. Tyristory jsou velmi výkonné elektronické klíče, jsou schopné spínat obvody, ve kterých napětí může dosáhnout 5 000 voltů, a proudová síla je 5 000 ampérů (frekvence nepřesahuje 1 000 Hz).
Provoz tyristorů v DC obvodech
Běžný tyristor se zapíná proudempuls na řídicí výstup. Navíc by měl být pozitivní (s ohledem na katodu). Trvání procesu přechodu závisí na povaze zátěže (induktivní, aktivní), amplitudě a rychlosti vybočení v řídicím obvodu proudového impulsu, teplotě polovodičového krystalu, jakož i na přiváděném proudu a napětí k tyristorům v obvodu. Charakteristiky obvodu přímo závisí na typu použitého polovodičového prvku.
V obvodu, ve kterém je tyristor umístěn,výskyt vysoké rychlosti otáčení je nepřijatelný. Konkrétně taková hodnota, při které se prvek spontánně zapne (i když v řídicím obvodu není signál). Současně však musí mít řídicí signál velmi vysoký sklon.
Metody vypínání
Lze rozlišit dva typy přepínání tyristorů:
- Přírodní.
- Nucený.
A nyní podrobněji o každém typu.Přirozený nastává, když tyristor pracuje v obvodu se střídavým proudem. Navíc k tomuto přepínání dochází, když proud klesne na nulu. Nucené přepínání však může být velké množství různých způsobů. Které tyristorové ovládání si vyberete, záleží na návrháři obvodu, ale stojí za to mluvit o každém typu zvlášť.
Nejcharakterističtější způsob nuceníspínání je připojení kondenzátoru, který byl předem nabitý tlačítkem (klíč). Do řídicího obvodu tyristorů je zapojen LC obvod. Tento řetězec obsahuje plně nabitý kondenzátor. Během přechodného období dochází v zátěžovém obvodu ke kolísání proudu.
Metody nuceného přepínání
Existuje několik dalších typů nucenýchkomutace. Často se používá obvod, ve kterém se používá spínací kondenzátor mající obrácenou polaritu. Tento kondenzátor lze například připojit k obvodu pomocí jakéhokoli pomocného tyristoru. V tomto případě dojde k výboji do hlavního (pracovního) tyristoru. To povede ke skutečnosti, že kondenzátor má proud směrovaný na stejnosměrný proud hlavního tyristoru, sníží proud v obvodu na nulu. Proto se tyristor vypne. To se děje z důvodu, že tyristorové zařízení má své vlastní charakteristiky, které jsou charakteristické pouze pro něj.
Existují také schémata, ve kterých jsou propojena.LC řetězce. Jsou vybíjeny (as výkyvy). Na začátku tok vybíjecího proudu teče směrem k pracovníkovi a po vyrovnávání jejich hodnot se tyristor vypne. Poté, co proud teče z oscilačního obvodu tyristorem do polovodičové diody. V tomto případě, pokud proud teče, je na tyristor aplikováno určité napětí. Velikost je stejná jako úbytek napětí přes diodu.
Provoz tyristorů v střídavých obvodech
Pokud je tyristor součástí obvodu se střídavým proudem, lze provést následující operace:
- Zapíná nebo vypíná aktivní odporový nebo aktivní obvod.
- Změňte průměrnou a efektivní hodnotu proudu, který prochází zátěží, díky možnosti upravit okamžik napájení řídicího signálu.
Tyristorové klíče mají jednu funkci -vedou proud pouze jedním směrem. Pokud je tedy potřebujete použít v AC obvodech, musíte použít antiparalelní připojení. Aktuální a průměrné hodnoty proudu se mohou lišit v důsledku skutečnosti, že okamžik dodání signálu tyristorům je odlišný. V tomto případě musí výkon tyristorů splňovat minimální požadavky.
Metoda fázového řízení
S metodou fázového řízení se spínánímPři nuceném typu je zátěž regulována změnou úhlů mezi fázemi. Umělé přepínání lze provádět pomocí speciálních obvodů, nebo je nutné použít plně ovladatelné (uzamykatelné) tyristory. Na jejich základě je nabíječka zpravidla vyrobena na tyristoru, což vám umožňuje nastavit aktuální sílu v závislosti na úrovni nabití baterie.
Ovládání šířky pulzu
Nazývá se také PWM modulace.Během otevírání tyristorů je vydáván řídicí signál. Spoje jsou otevřené a na zátěži je určité napětí. Během zavírání (během celého přechodového období) není aplikován žádný řídicí signál, proto tyristory nevodí proud. Když je implementováno fázové řízení, křivka proudu není sinusová; mění se křivka napájecího napětí. V důsledku toho dochází také k poruše spotřebitelů citlivých na vysokofrekvenční rušení (objevuje se nekompatibilita). Tyristorový regulátor má jednoduchou konstrukci, která vám umožní bez problémů změnit požadovanou hodnotu. A nemusíte používat masivní pozdější řešení.
Uzamykatelné tyristory
Tyristory jsou velmi výkonné elektronické klíče,slouží k přepínání vysokých napětí a proudů. Ale mají jednu obrovskou nevýhodu - vedení je neúplné. Přesněji se to projevuje skutečností, že k vypnutí tyristoru je nutné vytvořit podmínky, za kterých se dopředný proud sníží na nulu.
Právě tato funkce některé ukládáomezení použití tyristorů a také komplikuje obvody na nich založené. Abychom se těchto nevýhod zbavili, byly vyvinuty speciální konstrukce tyristorů, které jsou blokovány signálem z jedné řídicí elektrody. Říká se jim tyristory se dvěma operacemi nebo uzamykatelné.
Uzamykatelný design tyristoru
Čtyřvrstvá struktura tyristorů p-p-p-pmá své vlastní vlastnosti. Liší se od běžných tyristorů. Nyní mluvíme o úplné ovladatelnosti prvku. Charakteristika proudového napětí (statická) ve směru dopředu je stejná jako u jednoduchých tyristorů. Stejnosměrný proud tyristoru však může projít mnohem vyšší hodnotou. U blokovatelných tyristorů však není k dispozici funkce blokování velkých zpětných napětí. Proto je nutné jej zapojit antiparalelně s polovodičovou diodou.
Charakteristickým rysem uzamykatelného tyristoru jejedná se o významný pokles dopředného napětí. Aby bylo možné provést vypnutí, měl by být na řídicí výstup aplikován silný proudový impuls (negativní, v poměru 1: 5 k hodnotě stejnosměrného proudu). Ale pouze doba pulzu by měla být co nejkratší - 10 ... 100 μs. Uzamykatelné tyristory mají nižší mezní napětí a proud než běžné. Rozdíl je přibližně 25-30%.
Druhy tyristorů
Výše uvedené byly považovány za uzamykatelné, ale existujíza zmínku stojí také mnohem více typů polovodičových tyristorů. Některé typy tyristorů se používají v nejrůznějších provedeních (nabíječky, spínače, regulátory výkonu). Někde se vyžaduje, aby se řízení provádělo dodáváním proudu světla, což znamená, že se používá optotyristor. Jeho zvláštnost spočívá ve skutečnosti, že v řídicím obvodu je použit polovodičový krystal, který je citlivý na světlo. Parametry tyristorů jsou různé, všechny mají své vlastní charakteristiky, charakteristické pouze pro ně. Proto je nutné si alespoň obecně představit, jaké typy těchto polovodičů existují a kde je lze použít. Zde je tedy celý seznam a hlavní funkce každého typu:
- Diodový tyristor. Ekvivalentem tohoto prvku je tyristor, ke kterému je připojena antiparalelní polovodičová dioda.
- Dinistor (diodový tyristor). Pokud je překročena určitá úroveň napětí, může se stát plně vodivým.
- Triak (symetrický tyristor). Jeho ekvivalentem jsou dva tyristory zapojené antiparalelně.
- Vysokorychlostní invertorový tyristor má vysokou spínací rychlost (5 ... 50 μs).
- Tyristory s řízením tranzistoru s efektem pole. Často najdete designy založené na MOSFETech.
- Optické tyristory, které jsou řízeny světelnými proudy.
Ochrana implementujících prvků
Tyristory jsou zařízení, která jsou pro ně kritickárychlosti přeběhu dopředného proudu a dopředného napětí. Stejně jako polovodičové diody se vyznačují takovým jevem, jako je tok zpětných obnovovacích proudů, který velmi rychle a prudce klesá na nulu, čímž se zvyšuje pravděpodobnost přepětí. Toto přepětí je důsledkem skutečnosti, že proud se náhle zastaví ve všech prvcích obvodu, které mají indukčnost (dokonce i velmi malé indukčnosti typické pro instalaci - vodiče, kolejové tratě). Pro implementaci ochrany je nutné použít celou řadu obvodů, které umožňují ochranu proti vysokému napětí a proudům v dynamických provozních režimech.
Typicky je to indukční reaktance zdrojenapětí, které vstupuje do obvodu provozního tyristoru, má takovou hodnotu, že je více než dost, aby v budoucnu v obvodu nebyla zahrnuta nějaká další indukčnost. Z tohoto důvodu se v praxi často používá řetězec tvorby spínací dráhy, který významně snižuje rychlost a úroveň přepětí v obvodu, když je tyristor vypnutý. Pro tento účel se nejčastěji používají kapacitní odporové obvody. Jsou paralelně spojeny s tyristorem. Existuje poměrně málo typů obvodových modifikací těchto obvodů, stejně jako metody jejich výpočtu, parametry pro provoz tyristorů v různých režimech a podmínkách. Ale obvod pro vytvoření spínací trajektorie uzamykatelného tyristoru bude stejný jako u tranzistorů.
