Tyristorer är elektroniska strömbrytare,inte helt hanterad. Ofta i tekniska böcker kan du se ett annat namn för den här enheten - en tyristor med en operation. Med andra ord, under påverkan av en styrsignal överförs den till ett tillståndsledande. Mer specifikt innehåller den en kedja. För att den ska stängas av är det nödvändigt att skapa speciella förhållanden som säkerställer att framströmmen sjunker i kretsen till noll.
Funktioner av tyristorer
Tyristorströmställare leder elektrisk strömendast i framåtriktning och i stängt tillstånd tål den inte bara framåt utan också bakåt. Tyristorstrukturen är fyra lager, det finns tre utgångar:
- Anod (betecknad med bokstaven A).
- Katod (bokstaven C eller K).
- Kontrollelektrod (Y eller G).
Tyristorer har en hel familj av volt-ampereegenskaper kan de användas för att bedöma elementets tillstånd. Tyristorer är mycket kraftfulla elektroniska omkopplare, de kan byta kretsar där spänningen kan nå 5000 volt och strömstyrkan är 5000 ampere (medan frekvensen inte överstiger 1000 Hz).
Tyristordrift i likströmskretsar
En konventionell tyristor slås på genom att mata en strömpuls till styrstiftet. Dessutom måste det vara positivt (med avseende på katoden). Varaktigheten för den övergående processen beror på belastningens art (induktiv, aktiv), amplituden och stigningshastigheten i strömkretsens styrkrets, halvledarkristallens temperatur samt den applicerade strömmen och spänningen till tyristorerna som finns tillgängliga i kretsen. Kretsens egenskaper beror direkt på vilken typ av halvledarelement som används.
I kretsen där tyristorn är belägen,förekomsten av en hög spänningshastighet är oacceptabel. Nämligen ett sådant värde där elementet spontant slås på (även om det inte finns någon signal i styrkretsen). Men samtidigt måste styrsignalen ha en mycket hög lutning.
Avstängningsmetoder
Två typer av tyristorväxling kan urskiljas:
- Naturlig.
- Tvingade.
Och nu mer detaljerat om varje art.Naturligt inträffar när tyristorn arbetar i en växelströmskrets. Dessutom inträffar denna pendling när strömmen sjunker till noll. Men det finns många olika sätt att genomföra tvångsbyte. Vilken tyristorkontroll som ska väljas är upp till kretsdesignern, men det är värt att prata om varje typ separat.
Det mest karakteristiska sättet att tvingaskommutation är anslutningen av en kondensator som har förladdats med en knapp (tangent). LC-kretsen ingår i tyristorkontrollkretsen. Denna kedja innehåller en fulladdad kondensator. Under en övergående process uppstår strömfluktuationer i lastkretsen.
Tvingade bytesmetoder
Det finns flera typer av tvångpendling. Ofta används en krets som använder en omkopplingskondensator med omvänd polaritet. Till exempel kan denna kondensator anslutas till kretsen med hjälp av någon extra tyristor. I detta fall kommer en urladdning att ske till huvudtyristorn (fungerar). Detta kommer att leda till att kondensatorströmmen riktad mot huvudtyristorn framåt kommer att bidra till att minska strömmen i kretsen ner till noll. Därför stängs tyristorn av. Detta händer på grund av att tyristoranordningen har sina egna egenskaper som endast är karakteristiska för den.
Det finns också system för att anslutaLC-kedjor. De släpps ut (och med fluktuationer). I början strömmar urladdningsströmmen mot arbetaren, och efter utjämning av deras värden stängs tyristorn av. Därefter, från den oscillerande kretsen, strömmar strömmen genom tyristorn in i halvledardioden. I det här fallet, så länge strömmen flyter, matas en viss spänning till tyristorn. Det är lika i absolut värde som spänningsfallet över dioden.
Tyristordrift i växelströmskretsar
Om tyristorn ingår i växelströmskretsen kan följande åtgärder utföras:
- Slå på eller av den elektriska kretsen med resistiv eller resistiv belastning.
- Ändra det genomsnittliga och effektiva värdet för strömmen som passerar genom lasten tack vare möjligheten att justera tidpunkten för styrsignalen.
Tyristoromkopplare har en funktion -de leder bara ström i en riktning. Om det är nödvändigt att använda dem i växelströmskretsar är det därför nödvändigt att använda antiparallell anslutning. De effektiva och genomsnittliga värdena för strömmen kan variera på grund av att det ögonblick då signalen appliceras på tyristorerna är annorlunda. I detta fall måste tyristorkraften uppfylla minimikraven.
Faskontrollmetod
Med fasomkopplingskontrolltvingad typ, regleras belastningen på grund av förändringen i vinklarna mellan faserna. Konstgjord omkoppling kan göras med hjälp av speciella kretsar, eller så är det nödvändigt att använda helt kontrollerade (låsbara) tyristorer. På grundval av dem är som regel en tyristorladdare gjord, vilket gör att du kan justera strömstyrkan beroende på batteriets laddningsnivå.
Pulsbreddskontroll
Det kallas också PWM-modulering.Under öppningen av tyristorerna ges en styrsignal. Korsningarna är öppna och det finns viss spänning över lasten. Under stängning (under hela transienten) appliceras ingen styrsignal, därför leder tyristorerna inte ström. När fasstyrning implementeras är strömkurvan inte sinusformad; matningsspänningsvågformen ändras. Följaktligen finns det också ett fel hos konsumenter som är känsliga för högfrekventa störningar (inkompatibilitet visas). En tyristorbaserad regulator har en enkel design som gör att du kan ändra önskat värde utan problem. Och du behöver inte använda massiva senare.
Låsbara tyristorer
Tyristorer är mycket kraftfulla elektroniska nycklar,används för att växla höga spänningar och strömmar. Men de har en enorm nackdel - ledningen är ofullständig. Och mer specifikt manifesteras detta av det faktum att för att stänga av tyristorn måste förutsättningar skapas under vilka framströmmen kommer att minska till noll.
Det är denna funktion som påtvingar vissabegränsningar för användning av tyristorer, och komplicerar också kretsar baserat på dem. För att bli av med sådana nackdelar utvecklades specialdesign av tyristorer som är låsta av en signal från en styrelektrod. De kallas tyristorer med två funktioner eller låsbara.
Låsbar tyristordesign
Fyrlagers p-p-p-p struktur av tyristorerhar sina egna egenskaper. De skiljer dem från konventionella tyristorer. Nu pratar vi om elementets fullständiga kontrollerbarhet. Strömspänningsegenskapen (statisk) i riktning framåt är densamma som för enkla tyristorer. Här är bara en likströms tyristor kan passera ett mycket högre värde. Men funktionen för att blockera stora backspänningar tillhandahålls inte för låsbara tyristorer. Därför är det nödvändigt att ansluta den antiparallellt med en halvledardiod.
En karakteristisk egenskap hos en låsbar tyristor ärdetta är en betydande nedgång i framspänningar. För att göra en avstängning bör en kraftig strömpuls (negativ, i förhållandet 1: 5 till likströmsvärdet) appliceras på styrutgången. Men bara pulstiden ska vara så kort som möjligt - 10 ... 100 μs. Låsbara tyristorer har en lägre gränsspänning och ström än konventionella. Skillnaden är cirka 25-30%.
Typer av tyristorer
Ovanstående ansågs låsbara, men det finns detdet finns många fler typer av halvledartyristorer som också är värda att nämna. En mängd olika mönster (laddare, strömbrytare, effektregulatorer) använder vissa typer av tyristorer. Någonstans krävs det att styrningen utförs genom att mata en ström av ljus, vilket innebär att en optotyristor används. Dess särdrag ligger i det faktum att styrkretsen använder en halvledarkristall som är känslig för ljus. Parametrarna för tyristorer är olika, alla har sina egna egenskaper, endast karakteristiska för dem. Därför är det åtminstone allmänt nödvändigt att föreställa sig vilka typer av dessa halvledare som finns och var de kan användas. Så här är hela listan och huvudfunktionerna för varje typ:
- Diodtyristor. Motsvarande av detta element är en tyristor, till vilken en antiparallell halvledardiod är ansluten.
- Dinistor (diodtyristor). Det kan bli helt ledande om en viss spänningsnivå överskrids.
- Triac (symmetrisk tyristor). Dess motsvarighet är två tyristorer anslutna i antiparallell.
- Höghastighetsomvandlare-tyristorn har en hög omkopplingshastighet (5 ... 50 μs).
- Tyristorer med transistorreglering på fältet. Du kan ofta hitta mönster baserade på MOSFET.
- Optiska tyristorer, som styrs av ljusströmmar.
Implementeringselementskydd
Tyristorer är enheter som är kritiska försvänghastigheter för framström och framspänning. De, liksom halvledardioder, kännetecknas av ett sådant fenomen som flödet av omvänd återvinningsströmmar, som mycket snabbt och kraftigt sjunker till noll, vilket förvärrar sannolikheten för överspänning. Denna överspänning är en följd av det faktum att strömmen stannar plötsligt i alla delar av kretsen som har induktans (till och med extremt små induktanser som är typiska för installation - ledningar, kortspår). För att genomföra skyddet är det nödvändigt att använda en mängd olika kretsar som gör det möjligt att skydda mot höga spänningar och strömmar i dynamiska driftlägen.
Normalt källans induktiva reaktansspänningen, som kommer in i kretsen hos driftstyristorn, har ett sådant värde att det är mer än tillräckligt för att inte ytterligare inkludera någon ytterligare induktans i kretsen. Av denna anledning används i praktiken ofta en växlingskedjebildningskedja, vilket avsevärt minskar hastigheten och nivån på överspänning i kretsen när tyristorn stängs av. Kapacitansresistenta kretsar används oftast för detta ändamål. De är anslutna parallellt med en tyristor. Det finns en hel del typer av kretsmodifieringar av sådana kretsar, liksom metoder för att beräkna dem, parametrar för driften av tyristorer i olika lägen och förhållanden. Men kretsen för att bilda omkopplingsbanan för den låsbara tyristorn kommer att vara densamma som för transistorer.
