Tiristori de principiu, modele, stiluri și moduri de a încorpora electrician revista on-line

Principiul de acțiune al tiristorului

Tiristorului este o putere electrică nu este complet comutator controlabil. De aceea, din când în când în literatura de specialitate este numit un singur scop tiristor, care poate fi convertit semnal de control exclusiv la o stare conductoare, adică. E. Cut una. Pentru a-l opri (atunci când funcționează la curent constant) trebuie să ia măsuri speciale pentru a asigura dezintegrarea curent la zero.

Comutatorul Tiristori poate conduce curentul numai într-o singură direcție și în stare închisă este capabil să reziste atât de tensiune directă și reciclare.

Tiristorului are patru p-n-p-n-structură cu 3 terminale: un anod (A), cu catod (C) și un electrod de control (G), așa cum se reflectă în Fig. 1

Fig. 1. tiristorului de zi cu zi: a) - simbol grafic condiționat; b) - caracteristica curent-tensiune.

Fig. 1, b prezintă o familie de ieșire statică VAC la valori diferite ale controlului curent iG. Limitarea tensiunii înainte, tiristorul este menținută fără includerea sa are cea mai mare valoare la iG = 0. Cu creșterea de curent de tensiune iG directă rezista la tiristor scade. Privind starea tiristorului corespunde sucursalei II, oprit - filiala I, procesul de incluziune - ramura III. Curent de menținere sau curent de menținere este scăzută admisibile forward iA valoarea curentă. prin care tiristorul rămâne în starea de conducție. Această valoare corespunde, de asemenea, o mică valoare probabilă a căderii înainte de tensiune pe tiristor este pornit.

Filiala IV reprezintă dependența curentului de scurgere la tensiunea de lucru. La exces de circulant Valorile efortului UBO începe o creștere bruscă a curentului asociat cu defalcarea tiristorului circulant. Natura defalcării poate corespunde proces ireversibil sau procesul caracteristicii defalcare avalanșă de diode Zener.

Tiristoare sunt comutatoare electrice puternice, capabile de comutare de circuit cu o tensiune de 5 kV si curenti de pana la 5 kA la o frecvență mai mică de 1 kHz.

tiristori implementare constructivă este prezentată în Fig. 2.

Fig. 2. Construcția de clădiri tiristoare: a) - tabletă; b) - Whip

Tiristori într-un circuit de curent constant

Întorcându tiristor obișnuit se realizează prin aplicarea unui circuit de comandă a impulsului de curent pozitiv în ceea ce privește polaritatea catod. Pe durata tranzitorie când sarcina au un caracter efect semnificativ (activ, inductiv și așa mai departe.), Amplitudine și controlul ratei de ucis iG puls curent. semiconductor de temperatură structura tiristor, tensiunea aplicată și curentul de sarcină. Tiristorul circuitul cuprinzând ar trebui să apară valori incorecte crește rata de duAC tensiune / dt directe, în cazul în care comutarea se poate produce spontan, în absența unui semnal de control iG tiristoare și rata de ucis curent DIA / dt. În același timp, panta semnalului de comandă trebuie să fie cea mai mare.

În mijlocul metodelor tiristoare off pentru a distinge (comutare sau naturale) naturale off și forțată (artificiale sau comutare). comutare natural apare atunci când tiristoare în circuitele de curent alternativ la momentul dezintegrării curentului la zero.

Metodele cu comutare forțată sunt foarte diverse. Mai tipic dintre ele urmează: conectarea încărcată anterior cheie condensator C, S (Figura 3a); Conexiune LC-circuit pentru un CK condensator încărcat anterior (figura 3 b); introducere caracter de tranziție de vibrație în circuitul de sarcină (Figura 3c).

Fig. 3. Metode artificiale tiristoare de comutație: a) - înseamnă un condensator C încărcat; b) - mijloace de descărcare-oscilant circuit LC; c) - în detrimentul caracterului oscilatorie al sarcinii

La trecerea pe circuitul din Fig. 3, precum și conectarea condensatorului de comutare cu polaritate inversă, de exemplu alt tiristor auxiliare determina să descarce tiristor principal conductiv. Deoarece curentul de descărcare al condensatoarelor este direcționat opus curentului înainte al tiristorului, acesta din urmă se reduce la zero, iar tiristorului este oprit.

În circuitul din Fig. 3b conectați-LC oscilatorie circuitul de descărcare cauzează Ck de comutare condensator. Când toate acestea primul curent de descărcare curge prin tiristorul opus curent său din față, atunci când acestea sunt egale, tiristorul este oprit. Mai mult LC-circuit ruleaza curent peste tiristorului a VS în VD diodik. In timp ce curge prin VD buclă diodik curent VS reciclare tiristor se aplică o tensiune egală cu căderea de tensiune la diodike deschis.

În circuitul din Fig. 3, un comutator tiristor VS pe cauza globală tranzitorie RLC-sarcină. Sub anumiți parametri de sarcină, acest proces poate avea un caracter oscilatorie cu o configurație de curent polaritate de sarcină IN. În acest caz, după oprirea tiristorului este pornit VS diodika VD, care începe efectuarea curent de polaritate inversă. Din când în când această metodă de comutare numit cvasi-naturale, deoarece este asociată cu configurația de polaritatea curentului de sarcină.

Thyristor într-un circuit de curent alternativ

În cazul în care circuitul de curent alternativ tiristor poate fi întruchipat operații ulterioare:

activarea sau dezactivarea circuitului electronic cu sarcină activă activă și reactivă;

și modificarea valorilor medii curente ale curentului prin sarcină, datorită faptului că este posibil să se controleze un semnal de comandă de aprovizionare.

Deoarece un comutator tiristor este capabilă să conducă curent electronic numai într-o singură direcție, pentru tiristoarele se aplică pentru ac conexiunea lor contra paralele (Fig. 4a).

Fig. 4. Conexiunea contra paralelă cu tiristoare (a) și forma activă a curentului de sarcină (B)

medie și RMS Valoarea curentă variază datorită configurației VS1 tiristoare și depunerea semnalelor de deschidere VS2, adică datorită unghiului și configurația (Fig. 4b). Valorile acestui unghi pentru tiristoare VS1 și VS2 în regulamentul modificat imediat, prin intermediul sistemului de control. Unghiul se numește unghi de control sau unghiul de aprindere al tiristorului.

Utilizarea mai răspândită în dispozitivele electrice primite de fază (fig. 4a, b), și lățime a impulsului de comandă tiristoare modulată (Fig. 4c).

Fig. 5. Tipul de tensiune la sarcină cu: a) - tiristor de comandă a fazei; b) - tiristorului controlul fazei forțate comutata; c) - tiristoare de control PWM

In tiristor metoda de control a fazei forțat comutarea controlului curentului de sarcină poate fi atât datorită configurației unghiului # 945;. și unghiul # 952;. comutare artificială se face prin intermediul unor unități speciale sau tiristoare când interne controlate complet (blocat).

Când controlul PWM (puls modulare lățime - PWM) pentru un timp tiristoare Totkr alimentat la un semnal de control, iar acestea sunt vizibile la sarcina aplicată tensiunea Un. În timpul semnalului de control Tzakr este absent și tiristoarele sunt în stare neconductiv. Valoarea curentă a curentului în sarcină

în cazul în care In.m. - curentul de sarcină la Tzakr = 0.

Curba curentului de sarcină la nonsinusoidality tiristoare de control de fază, care provoacă o denaturare a tensiunii și a întreruperilor de alimentare a consumatorilor, care sunt sensibile la interferențele de frecvență - există așa-numitele comparabile electrice.

Tiristoare sunt mai puternice chei electrice folosite pentru comutarea de înaltă tensiune și de curent de mare lanțuri (curent mare). Dar ele au un dezavantaj semnificativ - agilitate junior, care se manifestă în faptul că trebuie să facă în afara condițiilor de reducere a curentului continuu la zero. Este în aproape toate cazurile, limitele și complică tiristoare de punere în aplicare.

Pentru a depăși acest neajunsuri tiristoare dezvoltat semnal zăvorât la electrodul de comandă G. Aceste tiristoare numite blocabil (GTO - Poarta turn-off tiristor) sau dvuhoperatsionnymi.

tiristori blocabilă (ST) au o structură cu patru-PN-pn, dar, în același timp, prezintă o serie de caracteristici importante de design care le dau bine în mod fundamental de tiristoare convenționale - manevrabilitate deplină proprietate. Static CVC blocat tiristor transmite caracteristicile curent-tensiune similare cu tiristoare convenționale. Dar pentru a bloca imens tiristor curent-tensiune blocabil, de obicei, nu pot, și adesea conectat la anti-paralela diodikom pornit. În plus, pentru tiristoarele blocate inerente scădere semnificativă de tensiune înainte. Pentru a opri tiristor Ramificația trebuie depuse la electrodul de comandă un puternic circuit de negativ impuls de curent (aproximativ 1: 5, în raport cu valoarea curentului atunci când este oprit), dar durata destul de scurt (10-100 ms).

tiristori blocabile au de asemenea valori mai mici ale tensiunii și curentului limită (aproximativ 20-30%) în comparație cu tiristoare convenționale.

Principalele tipuri de tiristoare

Nu inclusiv tiristori care pot fi blocate dezvoltat o paletă largă de diferite tipuri de tiristoare, altele decât cele de performanță, managementul proceselor, direcția curenților în starea de conducție, etc. Printre acestea, este necesar să se sublinieze următoarele tipuri:

tiristor-dioda. care este echivalentă cu tiristor în antiparalel comutate diodikom (figura 6.12, a.);

tiristoare diode (dynistor). transformându-se într-o stare care efectuează atunci când depășește un anumit nivel de tensiune aplicat între A și C (figura 6, b.);

tiristor blocabil (figura 6.12, c.);

tiristor simetrice sau triac. care este echivalentă cu două tiristoare antiparalel conectate (Figura 6.12, d.);

De mare viteză tiristor invertor (timp de oprire de 5-50 ms);

Thyristor cu control al câmpului electrodului de comandă. de exemplu, pe baza compoziției tranzistorului MOS cu un tiristor;

optotiristors controlate flux luminos.

Fig. 6. Related tiristoare desemnare grafice: a) - un tiristor-diodă; b) - un tiristor diode (dynistor); c) - tiristor blocabil; d) - triac

Tiristoare sunt dispozitive la rata de creștere critică a transmite curent DIA / dt și direct duAC tensiune / dt. Tiristoare ca diodikam, fenomenul percolare recuperare inerentă a curentului, un obiect ascuțit roll-off la zero, ceea ce afectează posibilitatea supratensiunilor cu cea mai mare valoare duAC / dt circulant. Acestea sunt cauzate de supratensiune întreruperea bruscă a curentului în elementele de circuit inductiv, inclusiv inductanță mici de montare. Prin urmare, pentru a proteja tiristoarele folosesc de obicei diferite TSFTP circuit care în condiții dinamice produc protecție împotriva DIA / valori dt dăunătoare și duAC / dt.

Aproape întotdeauna reactanța inductivă internă a sursei de tensiune în circuitul de tiristoare, este suficient, astfel încât să nu introducă LS suplimentare inductanță. Pentru că, în practică, de multe ori devine necesar pentru TSFTP care reduce viteza și supratensiune atunci când oprirea (fig. 7).

Fig. 7. Tipic tiristor circuit de protecție

În acest scop, de obicei, utilizați RC-circuit, conectat în paralel cu tiristor. Există diferite modificări de design de circuit RC-circuite și metoda de calcul al caracteristicilor lor pentru orice criteriu folosind tiristoare.

Tiristoare sunt utilizate pentru linia de comutare de circuit blocabil formarea mișcării de astfel de tranzistori circuite TSFTP.