A tirisztorok elektromos elektronikus kulcsok,nem teljesen kezelték. A műszaki könyvekben gyakran megjelenik ennek az eszköznek egy másik neve - az egyműveletű tirisztor. Más szavakkal, egy vezérlőjel hatására egy állapotba vezetőre kerül. Pontosabban, tartalmaz egy láncot. A kikapcsoláshoz olyan speciális feltételeket kell létrehozni, amelyek biztosítják, hogy az áramkörben az egyenáram nullára csökken.
A tirisztorok jellemzői
A tirisztor gombjai elektromos áramot vezetnekcsak előrefelé és zárva képes ellenállni nemcsak a közvetlen, hanem a fordított feszültségnek is. A tirisztor szerkezete négyrétegű, három következtetésből áll:
- Anód (A betűvel jelölve).
- Katód (C vagy K betű).
- Vezérlő elektróda (Y vagy G).
A tirisztoroknak egy egész volt-amperes családjuk vanjellemzőkkel, ezek felhasználhatók az elem állapotának megítélésére. A tirisztorok nagyon nagy teljesítményű elektronikus kulcsok, olyan áramkörök kapcsolására képesek, amelyekben a feszültség elérheti az 5000 voltot, az áramerősség pedig 5000 amper (a frekvencia nem haladja meg az 1000 Hz-t).
Tirisztor működése DC áramkörökben
A hagyományos tirisztor áramerősséggel bekapcsolimpulzus a vezérlő kimenetre. Sőt, pozitívnak kell lennie (a katód vonatkozásában). Az átmeneti folyamat időtartama függ a terhelés természetétől (induktív, aktív), az amplitúdótól és az áramlási sebességet az áramimpulzus vezérlő áramkörében, a félvezető kristály hőmérsékletétől, valamint az áramkörben lévő tirisztorok alkalmazott áramától és feszültségétől. Az áramkör jellemzői közvetlenül az alkalmazott félvezető elem típusától függenek.
Az áramkörben, amelyben a tirisztor található,elfogadhatatlan a magas megfordulási arány előfordulása. Nevezetesen egy olyan érték, amelynél az elem spontán bekapcsol (még akkor is, ha a vezérlőáramkörben nincs jel). De ugyanakkor a vezérlőjelnek nagyon magas lejtőn kell lennie.
Leállítási módszerek
A tirisztor kapcsolásának két típusa különböztethető meg:
- Természetes.
- Kényszerű.
És most részletesebben az egyes típusokról.A természetes akkor fordul elő, amikor a tirisztor váltakozó áramú áramkörben működik. Sőt, ez a kapcsolás akkor fordul elő, amikor az áram nullára esik. A kényszerváltásnak számos különféle módja lehet. Melyik tirisztorvezérlőt kell választani, az áramkörtervező dönt, de érdemes minden típusról külön-külön beszélni.
A kényszerítés legjellemzőbb módjaA kapcsolás egy gomb (gomb) segítségével előre feltöltött kondenzátor csatlakoztatása. A tirisztor vezérlő áramköre tartalmaz egy LC áramkört. Ez a lánc tartalmaz egy teljesen feltöltött kondenzátort. A tranziens folyamán áramingadozások lépnek fel a terhelési körben.
A kényszerváltás módszerei
A kényszerítésnek többféle típusa is létezikkommutátor. Gyakran egy olyan áramkört használnak, amelyben fordított polaritású kapcsolókondenzátort használnak. Például ez a kondenzátor bármilyen kiegészítő tirisztorral csatlakoztatható az áramkörhöz. Ebben az esetben kisül a fő (működő) tirisztor. Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy a kondenzátornak a fő tirisztor egyenes áramára irányított árama van, és az áramkörben lévő áramot nullára csökkenti. Ezért a tirisztor kikapcsol. Ez azért történik, mert a tirisztoros eszköznek megvannak a maga sajátosságai, amelyek csak rá jellemzőek.
Vannak olyan rendszerek is, amelyekhez kapcsolódnak.LC láncok. Kiürülnek (és ingadozásokkal). A levezető áram a legelején a munkavállaló felé áramlik, és értékük kiegyenlítése után a tirisztor kikapcsol. Miután az áram áramlik az oszcillációs áramkörről a tirisztoron keresztül, félvezető diódává. Ebben az esetben, amíg az áram folyik, egy bizonyos feszültséget adnak a tirisztornak. Nagyságrendben megegyezik a dióda közötti feszültségeséssel.
Tirisztor működése váltakozó áramkörökben
Ha a tirisztor szerepel a váltakozó áramú áramkörben, akkor a következő műveleteket lehet végrehajtani:
- Kapcsolja be vagy ki egy aktív ellenállás vagy aktív áramkört.
- Változtassa meg a terhelésen áthaladó áram átlagát és tényleges értékét, köszönhetően a vezérlőjel táplálásának pillanatának beállításának.
A tirisztoros kapcsolóknak egyetlen jellemzőjük van -csak egy irányban vezetik az áramot. Ezért, ha váltakozó áramú áramkörökben kell használni őket, akkor anti-párhuzamos kapcsolatot kell használni. Az áram effektív és átlagos értéke változhat attól a ténytől függően, hogy az a pillanat, amikor a jelet tirisztorokra adják, eltérő. Ebben az esetben a tirisztor teljesítményének meg kell felelnie a minimális követelményeknek.
Fázisszabályozási módszer
A fázisszabályozási módszerrel kommutációvalkényszerített típus, a terhelést a fázisok közötti szögváltozás miatt szabályozzák. A mesterséges kapcsolás elvégezhető speciális áramkörök használatával, vagy teljesen vezérelt (zárható) tirisztorok használata szükséges. Ezek alapján általában tirisztoros töltő készül, amely lehetővé teszi az áram erősségének beállítását az akkumulátor töltöttségi szintjétől függően.
Pulzusszélesség-szabályozás
PWM modulációnak is nevezik.A tirisztorok nyitása során egy vezérlőjel adódik. A csomópontok nyitottak, és a terhelésen van némi feszültség. Zárás közben (a teljes tranziens alatt) nem adnak vezérlőjelet, ezért a tirisztorok nem vezetnek áramot. A fázisvezérlés megvalósításakor az áramgörbe nem szinuszos, a tápfeszültség hullámalakja megváltozik. Következésképpen a fogyasztók meghibásodása is fennáll, akik érzékenyek a nagyfrekvenciás interferenciára (megjelenik az inkompatibilitás). A tirisztor alapú szabályozó egyszerű kivitelű, amely lehetővé teszi, hogy minden problémamentesen megváltoztassa a szükséges értéket. És nem kell masszív léceket használni.
Zárható tirisztorok
A tirisztorok nagyon erős elektronikus kulcsok,magas feszültségek és áramok kapcsolására szolgál. De van egy hatalmas hátrányuk - a menedzsment hiányos. Pontosabban, ez abban nyilvánul meg, hogy a tirisztor kikapcsolásához olyan körülményeket kell létrehozni, amelyek mellett az előremenő áram nullára csökken.
Ez a funkció az, amely rákényszerít néhányata tirisztorok használatának korlátozása, és az azokon alapuló áramköröket is bonyolítja. Az ilyen hátrányoktól való megszabadulás céljából tirisztorok speciális kialakítását dolgozták ki, amelyeket egy vezérlőelektród jele zár. Kétműveletű vagy zárható tirisztoroknak hívják őket.
Zárható tirisztor kialakítás
A tirisztorok négyrétegű p-p-p-p szerkezetemegvannak a maga sajátosságai. Különbözővé teszik őket a hagyományos tirisztoroktól. Most az elem teljes irányíthatóságáról beszélünk. Az áram-feszültség jellemző (statikus) előrefelé megegyezik az egyszerű tirisztorokéval. De a tirisztor egyenárama sokkal nagyobb értéket adhat át. De a nagy fordított feszültség blokkolásának funkciója nem biztosított a zárható tirisztoroknál. Ezért párhuzamosan kell összekötni egy félvezető diódával.
A zárható tirisztor jellemző jellemzőjeez az előrefeszültségek jelentős csökkenése. A leállításhoz egy erős áramimpulzust (negatív, 1: 5 arányban az egyenáram értékéhez) kell alkalmazni a vezérlő kimenetre. De csak az impulzus időtartamának a lehető legrövidebbnek kell lennie - 10 ... 100 μs. A zárható tirisztorok alacsonyabb feszültséggel és áramerősséggel rendelkeznek, mint a hagyományosak. A különbség körülbelül 25-30%.
A tirisztorok típusai
A fentieket zárhatónak tekintették, de vansokkal többféle félvezető tirisztor létezik, amelyeket szintén érdemes megemlíteni. Bizonyos típusú tirisztorokat sokféle kivitelben használnak (töltők, kapcsolók, teljesítményszabályozók). Valahol megkövetelik, hogy az irányítást fényáram juttatásával végezzék, ami azt jelenti, hogy optotirisztort használnak. Sajátossága abban rejlik, hogy a vezérlő áramkörben fényre érzékeny félvezető kristályt használnak. A tirisztorok paraméterei különböznek, mindegyiknek megvan a maga sajátossága, csak rájuk jellemző. Ezért legalább általánosságban el kell képzelni, hogy ezek a félvezetők milyen típusok léteznek és hol használhatók. Tehát itt van a teljes lista és az egyes típusok főbb jellemzői:
- Dióda tirisztor. Ennek az elemnek a megfelelője egy tirisztor, amelyhez anti-párhuzamos félvezető dióda van csatlakoztatva.
- Dinisztor (dióda tirisztor). Teljesen vezetőképessé válhat, ha egy bizonyos feszültségszintet túllépnek.
- Triac (szimmetrikus tirisztor). Ennek megfelelő két tirisztor párhuzamosan kapcsolódik egymáshoz.
- A nagysebességű inverter-tirisztor kapcsolási sebessége nagy (5 ... 50 μs).
- Tirisztorok terepi tranzisztor vezérléssel. Gyakran megtalálhatja a MOSFET-ek alapján készült terveket.
- Optikai tirisztorok, amelyeket fényáramok vezérelnek.
Elemvédelem megvalósítása
A tirisztorok kritikus fontosságú eszközökaz előremenő áram és az előremenő feszültség megfordult aránya Ezeket a félvezető diódákhoz hasonlóan olyan jelenség jellemzi, mint a fordított helyreállítási áramok áramlása, amely nagyon gyorsan és élesen nullára csökken, ezáltal súlyosbítva a túlfeszültség valószínűségét. Ez a túlfeszültség annak a következménye, hogy az áram hirtelen leáll minden induktivitású áramköri elemben (még a telepítésre jellemző ultra-kicsi induktivitásokban is - vezetékek, táblák sínjei). A védelem megvalósításához különféle áramköröket kell használni, amelyek lehetővé teszik a magas feszültségek és áramok elleni védelmet dinamikus működési módokban.
Jellemzően a forrás induktív reaktanciájaaz üzemi tirisztor áramkörébe belépő feszültség olyan értékű, hogy több mint elég ahhoz, hogy a jövőben ne vegyen be további induktivitást az áramkörbe. Emiatt a gyakorlatban gyakran alkalmaznak egy kapcsolási útképző láncot, amely a tirisztor kikapcsolásakor jelentősen csökkenti az áramkör túlfeszültségének sebességét és szintjét. Erre a célra a kapacitás-rezisztens áramköröket használják leggyakrabban. A tirisztorral párhuzamosan vannak összekötve. Az ilyen áramköröknek meglehetősen sokféle áramköri módosítása létezik, valamint ezek kiszámítási módszerei, a tirisztorok különböző módokban és körülmények között történő működésének paraméterei. De a zárható tirisztor kapcsolási pályájának kialakítására szolgáló áramkör megegyezik a tranzisztorokéval.
