Tiristors is krag elektroniese sleutels wat nie ten volle beheer word nie. Dikwels in tegniese boeke kan jy 'n ander naam vir hierdie toestel sien - 'n enkel-operasie tiristor. Met ander woorde, onder die invloed van 'n beheersein, word dit oorgedra na een toestand - gelei. Meer spesifiek sluit dit 'n stroombaan in. Om dit af te skakel, is dit nodig om spesiale toestande te skep wat verseker dat die gelykstroom in die stroombaan tot nul daal.
Kenmerke van tiristors
Tiristorsleutels gelei elektriese stroom net in die voorwaartse rigting, en in die geslote toestand kan dit nie net vorentoe nie, maar ook terugwaartse spanning weerstaan. Die struktuur van die tiristor is vier-laag, daar is drie uitsette:
- Anode (aangedui met letter A).
- Katode (letter C of K).
- Beheerelektrode (U of G).
Tiristors het 'n hele familie van stroom-spanning eienskappe, hulle kan gebruik word om die toestand van die element te beoordeel. Tiristors is baie kragtige elektroniese sleutels, hulle is in staat om stroombane te skakel waarin die spanning 5000 volt kan bereik en die stroomsterkte - 5000 ampère (terwyl die frekwensie nie 1000 Hz oorskry nie).
Tyristor-operasie inGS-stroombane
'n Konvensionele tiristor word aangeskakel deur 'n stroompuls op die beheeruitset toe te pas. Boonop moet dit positief wees (met betrekking tot die katode). Die duur van die verbygaande proses hang af van die aard van die las (induktief, aktief), die amplitude en tempo van styging in die stroompulsbeheerkring, die temperatuur van die halfgeleierkristal, sowel as die toegepaste stroom en spanning na die tiristors beskikbaar in die kring. Die eienskappe van die stroombaan hang direk af van die tipe halfgeleierelement wat gebruik word.
In die stroombaan waarin die tiristor geleë is, is die voorkoms van 'n hoë tempo van spanningstyging onaanvaarbaar. Naamlik so 'n waarde waarteen die element spontaan aanskakel (al is daar geen sein in die beheerkring nie). Maar terselfdertyd moet die beheersein 'n baie hoë helling hê.
Maniere om af te skakel
Twee tipes tiristorskakeling kan onderskei word:
- Natuurlik.
- Forced.
En nou in meer besonderhede oor elke spesie. Natuurlik vind plaas wanneer die tiristor in 'n wisselstroombaan werk. Boonop vind hierdie omskakeling plaas wanneer die stroom tot nul daal. Maar om gedwonge oorskakeling te implementeer, kan 'n groot aantal verskillende maniere wees. Watter tiristorbeheer om te kies, hang af van die stroombaanontwerper, maar dit is die moeite werd om oor elke tipe afsonderlik te praat.
Die mees kenmerkende manier van gedwonge oorskakeling is om te koppel'n kapasitor wat vooraf met 'n knoppie (sleutel) gelaai is. Die LC-kring is by die tiristorbeheerkring ingesluit. Hierdie stroombaan bevat 'n volledig gelaaide kapasitor. Tydens die verbygaande proses fluktueer die stroom in die laskring.
Metodes van gedwonge omskakeling
Daar is verskeie ander tipes gedwonge omskakeling. Dikwels word 'n stroombaan gebruik wat 'n skakelkapasitor met omgekeerde polariteit gebruik. Hierdie kapasitor kan byvoorbeeld aan die stroombaan gekoppel word deur 'n soort hulptiristor te gebruik. In hierdie geval sal 'n ontlading op die hoof (werk) tiristor plaasvind. Dit sal daartoe lei dat die stroom wat na die gelykstroom van die hooftiristor by die kapasitor gerig is, sal help om die stroom in die stroombaan tot nul te verminder. Daarom sal die tiristor afskakel. Dit gebeur om die rede dat die tiristortoestel sy eie kenmerke het wat slegs vir hom kenmerkend is.
Daar is ook skemas waarin LC-kettings verbind word. Hulle word ontslaan (en met skommelinge). Heel aan die begin vloei die ontladingsstroom na die werker, en na die gelykstelling van hul waardes word die tiristor afgeskakel. Daarna, vanaf die ossillerende ketting, vloei die stroom deur die tiristor in 'n halfgeleierdiode. In hierdie geval, terwyl stroom vloei, word 'n sekere spanning op die tiristor toegepas. Dit is modulo gelyk aan die spanningsval oor die diode.
Tiristorwerking in WS-kringe
As die tiristor by die WS-kring ingesluit is, is dit moontlik om dit uit te voerbedrywighede:
- Skakel 'n elektriese stroombaan aan of af met 'n aktief-weerstand- of weerstandslas.
- Verander die gemiddelde en effektiewe waarde van die stroom wat deur die las gaan, danksy die vermoë om die oomblik van die beheersein aan te pas.
Tyristor-sleutels het een kenmerk - hulle gelei stroom in slegs een rigting. Daarom, as jy dit in AC-stroombane moet gebruik, moet jy rug-aan-rug-verbinding gebruik. Die effektiewe en gemiddelde stroomwaardes kan verander as gevolg van die feit dat die oomblik wat die sein op die tiristors toegepas word anders is. In hierdie geval moet die tiristorkrag aan die minimum vereistes voldoen.
Fasebeheermetode
In die gedwonge-tipe fasebeheermetode word die las aangepas deur die hoeke tussen die fases te verander. Kunsmatige skakeling kan met spesiale stroombane uitgevoer word, of dit is nodig om volledig beheerde (sluitbare) tiristors te gebruik. Op hul basis word as 'n reël 'n tiristorlaaier gemaak, wat jou toelaat om die stroomsterkte aan te pas na gelang van die vlak van lading van die battery.
Pulswydtebeheer
Hulle noem dit ook PWM-modulasie. Tydens die opening van die tiristors word 'n beheersein gegee. Die aansluitings is oop en daar is 'n mate van spanning oor die las. Tydens sluiting (tydens die hele verbygaande proses) word geen beheersein toegepas nie, daarom lei die tiristors nie stroom nie. By die implementeringfasebeheerstroomkurwe is nie sinusvormig nie, daar is 'n verandering in die golfvorm van die toevoerspanning. Gevolglik is daar ook 'n skending van die werk van verbruikers wat sensitief is vir hoëfrekwensie-inmenging (onversoenbaarheid verskyn). 'N Tiristorreguleerder het 'n eenvoudige ontwerp, wat jou toelaat om die vereiste waarde sonder enige probleme te verander. En jy hoef nie massiewe LATR's te gebruik nie.
Tiristors sluitbaar
Tiristors is baie kragtige elektroniese skakelaars wat gebruik word om hoë spanning en strome te skakel. Maar hulle het een groot nadeel - bestuur is onvolledig. Meer spesifiek word dit gemanifesteer deur die feit dat om die tiristor af te skakel, dit nodig is om toestande te skep waaronder die gelykstroom tot nul sal afneem.
Dit is hierdie kenmerk wat sekere beperkings op die gebruik van tiristors stel, en ook stroombane wat daarop gebaseer is, bemoeilik. Om van sulke tekortkominge ontslae te raak, is spesiale ontwerpe van tiristors ontwikkel, wat deur 'n sein langs een beheerelektrode gesluit word. Hulle word dubbelwerking, of sluitbare, tiristors genoem.
Sluitbare tiristorontwerp
Die vier-laag p-p-p-p-struktuur van tiristors het sy eie kenmerke. Hulle maak hulle anders as konvensionele tiristors. Nou praat ons van die volle beheerbaarheid van die element. Die stroom-spanning-eienskap (staties) in die voorwaartse rigting is dieselfde as dié van eenvoudige tiristors. Dit is net 'n gelykstroom tiristor wat 'n baie groter waarde kan slaag. Maardie funksie om groot terugwaartse spannings te blokkeer vir sluitbare tiristors word nie verskaf nie. Daarom is dit nodig om dit rug-aan-rug met 'n halfgeleierdiode te verbind.
'n Kenmerkende kenmerk van 'n sluitbare tiristor is 'n aansienlike daling in voorwaartse spannings. Om 'n afskakeling te maak, moet 'n kragtige stroompuls (negatief, in 'n verhouding van 1:5 tot die gelykstroomwaarde) op die beheeruitset toegepas word. Maar net die polsduur moet so kort as moontlik wees - 10 … 100 μs. Sluitbare tiristors het 'n laer beperkende spanning en stroom as konvensionele. Die verskil is ongeveer 25-30%.
tipes tiristors
Die sluitbares is hierbo bespreek, maar daar is baie meer tipes halfgeleier-tiristors wat ook die moeite werd is om te noem. 'n Wye verskeidenheid ontwerpe (laaiers, skakelaars, kragreguleerders) gebruik sekere tipes tiristors. Iewers word vereis dat die beheer uitgevoer word deur 'n stroom lig te voorsien, wat beteken dat 'n oogtiristor gebruik word. Die eienaardigheid daarvan lê in die feit dat die beheerkring 'n halfgeleierkristal gebruik wat sensitief is vir lig. Die parameters van tiristors is anders, almal het hul eie eienskappe, kenmerkend net vir hulle. Daarom is dit nodig, ten minste in algemene terme, om te verstaan watter tipes van hierdie halfgeleiers bestaan en waar hulle gebruik kan word. So, hier is die hele lys en die hoofkenmerke van elke tipe:
- Diode-tiristor. Die ekwivalent van hierdie element is 'n tiristor, waaraan dit anti-parallel gekoppel ishalfgeleierdiode.
- Dinistor (diode tiristor). Dit kan ten volle geleidend word as 'n sekere spanningsvlak oorskry word.
- Triac (simmetriese tiristor). Die ekwivalent daarvan is twee tiristors wat anti-parallel gekoppel is.
- Die hoëspoed-omsettertiristor het 'n hoë skakelspoed (5… 50 µs).
- Veldtransistor-beheerde tiristors. Jy kan dikwels ontwerpe vind wat op MOSFET's gebaseer is.
- Optiese tiristors wat deur ligvloede beheer word.
Implementeer elementbeskerming
Tiristors is toestelle wat krities is vir die skerp tempo van voorwaartse stroom en voorwaartse spanning. Hulle, soos halfgeleierdiodes, word gekenmerk deur so 'n verskynsel soos die vloei van omgekeerde herstelstrome, wat baie vinnig en skerp tot nul daal, en sodoende die waarskynlikheid van oorspanning vererger. Hierdie oorspanning is 'n gevolg van die feit dat die stroom skielik stop in alle stroombaanelemente wat induktansie het (selfs ultra-lae induktansies tipies vir installasie - drade, bordspore). Om beskerming te implementeer, is dit nodig om 'n verskeidenheid skemas te gebruik wat jou in staat stel om jouself te beskerm teen hoë spanning en strome in dinamiese bedryfsmodusse.
As 'n reël het die induktiewe weerstand van die spanningsbron wat die stroombaan van 'n werkende tiristor binnegaan so 'n waarde dat dit meer as genoeg is om nie 'n bykomendeinduktansie. Om hierdie rede, in die praktyk, word 'n skakelpad-vormingsketting meer dikwels gebruik, wat die spoed en vlak van oorspanning in die stroombaan aansienlik verminder wanneer die tiristor afgeskakel word. Kapasitief-weerstandstroombane word die meeste vir hierdie doel gebruik. Hulle is parallel met die tiristor verbind. Daar is 'n hele paar tipes stroombaanmodifikasies van sulke stroombane, sowel as metodes vir hul berekening, parameters vir die werking van tiristors in verskillende modusse en toestande. Maar die stroombaan vir die vorming van die skakeltrajek van die sluitbare tiristor sal dieselfde wees as dié van transistors.
