Thyristor ialah kunci elektronik kuasa yang tidak dikawal sepenuhnya. Selalunya dalam buku teknikal anda boleh melihat nama lain untuk peranti ini - thyristor operasi tunggal. Dalam erti kata lain, di bawah pengaruh isyarat kawalan, ia dipindahkan ke satu keadaan - menjalankan. Lebih khusus lagi, ia termasuk litar. Untuk mematikannya, adalah perlu untuk mewujudkan keadaan khas yang memastikan arus terus dalam litar turun kepada sifar.
Ciri thyristor
Kunci thyristor mengalirkan arus elektrik hanya ke arah hadapan, dan dalam keadaan tertutup ia boleh menahan bukan sahaja ke hadapan, tetapi juga voltan terbalik. Struktur thyristor ialah empat lapisan, terdapat tiga output:
- Anod (ditandakan dengan huruf A).
- Katod (huruf C atau K).
- Kawal elektrod (U atau G).
Thyristor mempunyai seluruh keluarga ciri voltan semasa, ia boleh digunakan untuk menilai keadaan elemen. Thyristor ialah kunci elektronik yang sangat berkuasa, ia mampu menukar litar di mana voltan boleh mencapai 5000 volt dan kekuatan semasa - 5000 ampere (manakala frekuensi tidak melebihi 1000 Hz).
Kendalian thyristor masukLitar DC
Tiristor konvensional dihidupkan dengan menggunakan nadi semasa pada output kawalan. Lebih-lebih lagi, ia mestilah positif (berkenaan dengan katod). Tempoh proses sementara bergantung pada sifat beban (induktif, aktif), amplitud dan kadar kenaikan dalam litar kawalan nadi semasa, suhu kristal semikonduktor, serta arus dan voltan yang digunakan pada thyristor terdapat dalam litar. Ciri-ciri litar secara langsung bergantung pada jenis elemen semikonduktor yang digunakan.
Dalam litar di mana thyristor terletak, kejadian kadar kenaikan voltan yang tinggi tidak boleh diterima. Iaitu, nilai sedemikian di mana elemen dihidupkan secara spontan (walaupun tiada isyarat dalam litar kawalan). Tetapi pada masa yang sama, isyarat kawalan mesti mempunyai cerun yang sangat tinggi.
Cara untuk mematikan
Dua jenis pensuisan thyristor boleh dibezakan:
- Semulajadi.
- Dipaksa.
Dan kini dengan lebih terperinci tentang setiap spesies. Semula jadi berlaku apabila thyristor beroperasi dalam litar arus ulang-alik. Selain itu, pensuisan ini berlaku apabila arus turun kepada sifar. Tetapi untuk melaksanakan penukaran paksa boleh menjadi sejumlah besar cara yang berbeza. Kawalan thyristor yang mana untuk dipilih terpulang kepada pereka litar, tetapi ia patut dibincangkan tentang setiap jenis secara berasingan.
Cara pensuisan paksa yang paling ciri ialah menyambungkapasitor yang telah dicas terlebih dahulu menggunakan butang (kunci). Litar LC disertakan dalam litar kawalan thyristor. Litar ini mengandungi kapasitor yang dicas penuh. Semasa proses sementara, arus turun naik dalam litar beban.
Kaedah penukaran paksa
Terdapat beberapa jenis pensuisan paksa yang lain. Selalunya litar digunakan yang menggunakan kapasitor pensuisan dengan kekutuban terbalik. Sebagai contoh, kapasitor ini boleh disambungkan ke litar menggunakan beberapa jenis thyristor tambahan. Dalam kes ini, pelepasan akan berlaku pada thyristor utama (berfungsi). Ini akan membawa kepada fakta bahawa pada kapasitor, arus yang diarahkan ke arah arus terus thyristor utama akan membantu mengurangkan arus dalam litar ke sifar. Oleh itu, thyristor akan dimatikan. Ini berlaku atas sebab peranti thyristor mempunyai ciri tersendiri yang hanya menjadi ciri untuknya.
Terdapat juga skema di mana rantai LC disambungkan. Mereka dilepaskan (dan dengan turun naik). Pada mulanya, arus nyahcas mengalir ke arah pekerja, dan selepas menyamakan nilai mereka, thyristor dimatikan. Selepas itu, dari rantai berayun, arus mengalir melalui thyristor ke diod semikonduktor. Dalam kes ini, semasa arus mengalir, voltan tertentu digunakan pada thyristor. Ia adalah modulo sama dengan penurunan voltan merentasi diod.
Kendalian thyristor dalam litar AC
Jika thyristor disertakan dalam litar AC, adalah mungkin untuk menjalankanoperasi:
- Hidupkan atau matikan litar elektrik dengan beban rintangan aktif atau rintangan.
- Tukar nilai purata dan berkesan arus yang melalui beban, terima kasih kepada keupayaan untuk melaraskan momen isyarat kawalan.
Kunci Thyristor mempunyai satu ciri - ia mengalirkan arus dalam satu arah sahaja. Oleh itu, jika anda perlu menggunakannya dalam litar AC, anda perlu menggunakan sambungan belakang ke belakang. Nilai semasa berkesan dan purata mungkin berubah disebabkan oleh fakta bahawa saat isyarat digunakan pada thyristor adalah berbeza. Dalam kes ini, kuasa thyristor mesti memenuhi keperluan minimum.
Kaedah kawalan fasa
Dalam kaedah kawalan fasa jenis paksa, beban dilaraskan dengan menukar sudut antara fasa. Pensuisan buatan boleh dilakukan menggunakan litar khas, atau perlu menggunakan thyristor yang dikawal sepenuhnya (boleh dikunci). Atas dasar mereka, sebagai peraturan, pengecas thyristor dibuat, yang membolehkan anda melaraskan kekuatan semasa bergantung pada tahap pengecasan bateri.
Kawalan lebar nadi
Mereka juga memanggilnya modulasi PWM. Semasa pembukaan thyristor, isyarat kawalan diberikan. Persimpangan terbuka dan terdapat sedikit voltan merentasi beban. Semasa penutupan (semasa keseluruhan proses sementara) tiada isyarat kawalan digunakan, oleh itu, thyristor tidak mengalirkan arus. Apabila melaksanakankeluk arus kawalan fasa tidak sinusoidal, terdapat perubahan dalam bentuk gelombang voltan bekalan. Akibatnya, terdapat juga pelanggaran kerja pengguna yang sensitif terhadap gangguan frekuensi tinggi (ketidakserasian muncul). Pengatur thyristor mempunyai reka bentuk yang mudah, yang membolehkan anda menukar nilai yang diperlukan tanpa sebarang masalah. Dan anda tidak perlu menggunakan LATR besar-besaran.
Thyristor boleh dikunci
Thyristor ialah suis elektronik yang sangat berkuasa yang digunakan untuk menukar voltan dan arus tinggi. Tetapi mereka mempunyai satu kelemahan besar - pengurusan tidak lengkap. Lebih khusus lagi, ini ditunjukkan oleh fakta bahawa untuk mematikan thyristor, adalah perlu untuk mewujudkan keadaan di mana arus terus akan berkurangan kepada sifar.
Ciri inilah yang mengenakan beberapa sekatan ke atas penggunaan thyristor, dan juga merumitkan litar berdasarkannya. Untuk menghilangkan kekurangan tersebut, reka bentuk khas thyristor telah dibangunkan, yang dikunci oleh isyarat di sepanjang satu elektrod kawalan. Ia dipanggil dwi-operasi, atau boleh dikunci, thyristor.
Reka bentuk thyristor boleh dikunci
Struktur p-p-p-p empat lapisan bagi thyristor mempunyai ciri tersendiri. Mereka menjadikannya berbeza daripada thyristor konvensional. Sekarang kita bercakap tentang kebolehkawalan penuh elemen. Ciri voltan semasa (statik) dalam arah hadapan adalah sama seperti thyristor mudah. Itu hanya thyristor arus terus yang boleh melepasi nilai yang lebih besar. Tetapifungsi menyekat voltan terbalik yang besar untuk thyristor boleh dikunci tidak disediakan. Oleh itu, adalah perlu untuk menyambungkannya dari belakang ke belakang dengan diod semikonduktor.
Ciri ciri thyristor boleh dikunci ialah penurunan ketara dalam voltan hadapan. Untuk membuat penutupan, nadi arus yang kuat (negatif, dalam nisbah 1:5 kepada nilai arus terus) hendaklah digunakan pada output kawalan. Tetapi hanya tempoh nadi harus sesingkat mungkin - 10 … 100 μs. Thyristor berkunci mempunyai voltan dan arus had yang lebih rendah daripada yang konvensional. Perbezaannya adalah lebih kurang 25-30%.
Jenis thyristor
Yang boleh dikunci telah dibincangkan di atas, tetapi terdapat banyak lagi jenis thyristor semikonduktor yang juga patut disebut. Pelbagai jenis reka bentuk (pengecas, suis, pengawal selia kuasa) menggunakan jenis thyristor tertentu. Di suatu tempat diperlukan kawalan dijalankan dengan membekalkan aliran cahaya, yang bermaksud bahawa optothyristor digunakan. Keanehannya terletak pada fakta bahawa litar kawalan menggunakan kristal semikonduktor yang sensitif kepada cahaya. Parameter thyristor adalah berbeza, semuanya mempunyai ciri sendiri, ciri hanya untuk mereka. Oleh itu, adalah perlu, sekurang-kurangnya secara umum, untuk memahami jenis semikonduktor ini wujud dan di mana ia boleh digunakan. Jadi, berikut ialah senarai keseluruhan dan ciri utama setiap jenis:
- Diod-thyristor. Setara dengan elemen ini ialah thyristor, yang mana ia disambungkan secara anti-selaridiod semikonduktor.
- Dinistor (thyristor diod). Ia boleh menjadi konduktif sepenuhnya jika tahap voltan tertentu melebihi.
- Triac (thyristor simetri). Setara dengannya ialah dua thyristor yang disambungkan secara antiselari.
- Tiristor penyongsang berkelajuan tinggi mempunyai kelajuan pensuisan yang tinggi (5… 50 µs).
- Tiristor terkawal transistor medan. Anda selalunya boleh mencari reka bentuk berdasarkan MOSFET.
- Tiristor optik dikawal oleh fluks cahaya.
Melaksanakan perlindungan elemen
Thyristor ialah peranti yang penting kepada kadar slew arus hadapan dan voltan hadapan. Mereka, seperti diod semikonduktor, dicirikan oleh fenomena seperti aliran arus pemulihan terbalik, yang sangat cepat dan mendadak jatuh ke sifar, dengan itu memburukkan lagi kemungkinan voltan lampau. Voltan lampau ini adalah akibat daripada fakta bahawa arus berhenti secara tiba-tiba dalam semua elemen litar yang mempunyai kearuhan (walaupun kearuhan ultra-rendah biasa untuk pemasangan - wayar, trek papan). Untuk melaksanakan perlindungan, anda perlu menggunakan pelbagai skim yang membolehkan anda melindungi diri anda daripada voltan tinggi dan arus dalam mod pengendalian dinamik.
Sebagai peraturan, rintangan induktif sumber voltan yang memasuki litar thyristor yang berfungsi mempunyai nilai sedemikian sehingga lebih daripada cukup untuk tidak memasukkan beberapa tambahankearuhan. Atas sebab ini, dalam amalan, rantaian pembentukan laluan pensuisan lebih kerap digunakan, yang mengurangkan kelajuan dan tahap lebihan voltan dalam litar dengan ketara apabila thyristor dimatikan. Litar kapasitif-resistif paling biasa digunakan untuk tujuan ini. Mereka disambungkan dengan thyristor secara selari. Terdapat beberapa jenis pengubahsuaian litar litar sedemikian, serta kaedah untuk pengiraannya, parameter untuk operasi thyristor dalam pelbagai mod dan keadaan. Tetapi litar untuk membentuk trajektori pensuisan thyristor boleh dikunci akan sama dengan transistor.
