Tyristory jsou co? Princip činnosti a charakteristiky tyristorů

Tyristory jsou elektronické klíče, které nejsou plně řízeny. Často se v technických knihách objevuje ještě jedno jméno tohoto zařízení - jednorázový tyristor. Jinými slovy, pod vlivem řídicího signálu je překládán do jednoho stavu - vodivého stavu. Pokud to určíte, obsahuje řetězec. Abyste je vypnuli, je třeba vytvořit speciální podmínky, které zajistí pokles nulového proudu v okruhu na nulu.

Představuje tyristory

Tyristorové spínače vedou elektrický proud pouze v dopředném směru a v uzavřeném stavu odolávají nejen přímému napětí, ale i zpětnému napětí. Struktura tyristoru je čtyřvrstvá, existují tři závěry:

1. Anoda (označená písmenem A).
2. Katoda (písmeno C nebo K).
3. Řídicí elektroda (Y nebo G).

Tyristory mají celou řadu volt-ampérových charakteristik, z nichž lze posoudit stav prvku. Tyristory - velmi silný elektronických klíčů, které jsou schopny provádět spínacích obvodů, napětí může dosáhnout 5000 voltů a velikost proudu - 5000 ampérů (frekvence není větší než 1000 Hz).

Funkce tyristoru v DC obvodech

Typický tyristor je zapnutý aplikací proudového impulzu na řídicí svorku. Navíc musí být kladné (s ohledem na katodu). Trvání závislé povahy přechodné zatížení (induktivní, aktivní), amplituda a rychlost vzestupu proudového impulsu v řídicím obvodu, teplota polovodičového krystalu a aplikované napětí a proud obvodu k dispozici tyristory. Vlastnosti obvodu přímo závisí na použitém typu polovodičového prvku.

V obvodu, ve kterém je umístěn tyristor, je výskyt vysoké rychlosti nárůstu napětí nepřijatelný. Hodnota, při které se prvek spontánně spouští (i když v řídicím obvodu není žádný signál). Ovšem současně by kontrolní signál měl mít velmi vysoký sklon charakteristiky.

Způsoby vypnutí

Existují dva typy komutování tyristorů:

1. Přírodní.
2. Vynucené.

A teď víc o každém druhu. Přírodní nastane, když tyristor pracuje ve střídavém obvodu. Toto přepínání se stává, když proud klesne na nulu. Ale můžete provést nucené přepínání mnoha různými způsoby. Jaký typ regulace tyristoru si vyberete, abyste řešili návrháře schématu, ale stojí za to mluvit o každém typu zvlášť.

Nejcharakterističtější způsob nuceného spínání je připojení kondenzátoru, který byl předem nabitý tlačítkem (klíčem). Obvod LC je součástí řídícího obvodu tyristoru. Tento řetězec obsahuje také plně nabitý kondenzátor. Během přechodového procesu se v zatěžovacím okruhu vyskytují kolísání proudu.

Metody nuceného spínání

Existuje několik dalších typů nuceného přepínání. Často se používá obvod, ve kterém se používá přepínací kondenzátor s obrácenou polaritou. Například tento kondenzátor může být připojen k okruhu pomocí nějakého pomocného tyristoru. Tím se uvolní hlavní (pracující) tyristor. To způsobí, že proud namířený na stejnosměrný proud hlavního tyristoru na kondenzátoru pomůže snížit proud v okruhu na nulu. V důsledku toho se tyristor vypne. To se děje z důvodu, že tyristorové zařízení má vlastní vlastnosti, které jsou pro něj charakteristické.

Existují také okruhy, ve kterých jsou připojeny řetězce LC. Jsou vypouštěny (a mají fluktuace). Na začátku proudění proudí směrem k pracovníkovi a po vyrovnání jejich hodnot se tyristor vypne. Poté proud proudí z oscilujícího obvodu tyristorem do polovodičové diody. Současně, pokud proud proudí, je napětí na tyristoru aplikováno. Jedná se o modulo, který se rovná poklesu napětí v diodě.

Funkce tyristoru ve střídavých obvodech

Pokud je tyristor zapojen do obvodu střídavého proudu, lze provést následující operace:

1. Aktivujte nebo deaktivujte elektrický obvod s aktivním odporem nebo aktivním zatížením.
2. Změňte průměrnou a skutečnou hodnotu proudu, který prochází zátěží, díky schopnosti nastavit časování řídicího signálu.

Tyristorové klíče mají jeden prvek - vedou proud jen jedním směrem. Proto je nutné je použít v obvodech střídavý proud, je nutné použít protiparalelní zařazení. Skutečné a průměrné hodnoty proudu se mohou lišit v důsledku toho, že časování signálu na tyristory je odlišné. Současně musí výkon tyristoru splňovat minimální požadavky.

Metoda řízení fází

Pomocí metody fázového řízení s nuceným přepínáním se zatížení upravuje změnou úhlů mezi fázemi. Umělá komutace může být provedena pomocí speciálních obvodů nebo je třeba použít plně řízené (uzamčené) tyristory. Na jejich základě zpravidla dělají nabíječka na tyristoru, který vám umožní upravit amperage v závislosti na úrovni nabíjení baterie.

Ovládání šířky impulsu

Také se nazývá jeho modulace PWM. Během otevření tyristorů je použit kontrolní signál. Přechody jsou otevřené a na zátěži je nějaké napětí. Během zavírání (během celého přechodového procesu) není použit žádný řídicí signál, tudíž tyristory nevedou proud. Při provádění fázového řízení není aktuální křivka sinusová, změní se tvar signálu napájecího napětí. V důsledku toho dochází také k narušení práce zákazníků, které jsou citlivé na vysokofrekvenční rušení (dochází k neslučitelnosti). Jednoduchý design má regulátor na tyristoru, který bez problémů umožní změnit potřebnou hodnotu. A nemusíte používat masivní LATR.

Tyristory, uzamykatelné

Tyristory jsou velmi výkonné elektronické spínače používané pro přepínání vysokých napětí a proudů. Ale mají jednu velkou nevýhodu - řízení je neúplné. A konkrétněji se to projevuje skutečností, že pro vypnutí tyristoru je nutné vytvořit podmínky, za kterých se proud vpřed sníží na nulu.

Právě tato funkce ukládá některá omezení používání tyristorů a komplikuje také obvody založené na nich. Aby se tyto nevýhody zbavily, byly vyvinuty speciální tyristorové konstrukce, které jsou uzamčeny signálem z jedné řídicí elektrody. Jsou nazývány dvou-operačními nebo uzamykatelnými tyristory.

Zabudovaný typ tyristoru

Čtyřvrstvá struktura p-p-p-p y tyristorů má své vlastní zvláštnosti. Dávají jim rozdíly od běžných tyristorů. Jedná se nyní o úplnou ovladatelnost prvku. Volt-ampérová charakteristika (statická) v dopředném směru je stejná jako u jednoduchých tyristorů. To je jen stejnosměrný proud tyristor může projít mnohem více v hodnotě. Neexistují však žádné funkce pro zablokování velkých reverzních napětí pro uzamčené tyristory. Proto je nutné jej připojit proti paralelně s polovodičová dioda.

Charakteristickým znakem uzamykatelného tyristoru je významný pokles přímých napětí. Chcete-li provést výpad, je nutné použít výkonný proudový impuls (záporný, v poměru 1: 5 k hodnotě stejnosměrného proudu) na řídicí svorku. Ale pouze trvání impulsu by mělo být co nejmenší - 10 ... 100 μs. Uzamčené tyristory mají nižší hodnotu omezujícího napětí a proudu než u běžných. Rozdíl je přibližně 25-30%.

Druhy tyristorů

Dříve jsme považovali za uzamčené, ale stále existuje mnoho typů polovodičových tyristorů, které také stojí za zmínku. V různých provedeních (nabíječky, spínače, regulátory výkonu) se používají určité typy tyristorů. Někde je nutné, aby se kontrola prováděla dodáním proudu světla, takže se používá optiothyristor. Jeho zvláštnost spočívá v tom, že v řídícím obvodu je použito polovodičové krystalky citlivé na světlo. Parametry tyristorů jsou různé, všechny mají své vlastní vlastnosti, charakteristické pouze pro ně. Proto je třeba alespoň obecně představit, jaké druhy těchto polovodičů existují a kde je lze aplikovat. Takže zde je celý seznam a hlavní rysy každého typu:

1. Diodový tyristor. Ekvivalent tohoto prvku je tyristor, ke kterému je připojena protiparalelní polovodičová dioda.
2. Dinistor (diodový tyristor). Při překročení určité úrovně napětí může dojít k celkové vodivosti.
3. Triak (symetrický tyristor). Jeho ekvivalent je dva tyristory spojené v opačném směru.
4. Vysokorychlostní střídač tyristorů se vyznačuje vysokou rychlostí komutace (5 ... 50 μs).
5. Tyristory s regulací pole tranzistoru. Často je možné najít návrhy založené na MOSFET.
6. Optické tyristory, které jsou řízeny světelnými proudy.

Zabezpečení prvků implementace

Tyristory jsou zařízení, která jsou kritická pro rychlosti stejnosměrného proudu a přímého stoupání napětí. Pro ně, jako pro polovodičové diody, vyznačující se tím, fenomén toku zpětného proudu zotavení, který je velmi rychlý a prudce klesá na nulu, čímž se tato pravděpodobnost nárůstu. Toto přepětí je vzhledem k tomu, že se rychle zastaví proud ve všech prvcích obvodu, které mají indukčnost (i ultra nízkou indukčnost charakteristické sestavy - dráty, stopy karta). K realizaci ochrany je nutné použít řadu obvodů, které v dynamických režimech provozu mohou být chráněny před vysokými napětími a proudy.

Je pravidlem, induktivní odpor zdroj napětí, který vstupuje do obvodu provozního tyristoru, má takovou hodnotu, že je více než dostačující, aby v obvodu dále nezahrnula nějakou dodatečnou indukčnost. Z tohoto důvodu se v praxi často používají tvorbu řetězce spínací dráhu, která výrazně snižuje rychlost a míru nárůstu v obvodu, když je tyristor vypne. Pro tyto účely se nejčastěji používají kapacitní odporové řetězce. Jsou spojeny paralelně s tyristorem. Existuje poměrně málo typů obvodových modifikací takových obvodů, stejně jako způsobů jejich výpočtu, parametrů pro činnost tyristorů v různých režimech a podmínkách. Ale řetězec tvorby spínací dráhy uzamčeného tyristoru bude stejný jako řetězec tranzistorů.