Tirisztor működési elve, minták, stílusok és módszerek beépítése

A működési elve a tirisztor

Tirisztor hálózati elektronikus nem teljesen vezérli a kulcsot. Ezért néha az irodalomban nevezik annak egy célra tirisztor, ami lehet fordítani vezérlőjel csak a vezető állapotban, azaz a. E. tartalmazza. A kikapcsoláshoz (DC működés) van szükség, hogy különleges intézkedéseket annak biztosítása érdekében, az egyenáram bomlási nullára.

Tirisztoros kapcsoló áramot vezet csak egy irányba, és a zárt állapotban képes ellenállni a közvetlen és fordított feszültség.

A tirisztor van egy négy p-n-p-n-szerkezet három terminál: egy anód (A), a katód (C) és egy vezérlő elektróda (G), ahogy azt a ábra. 1

Ábra. 1. Normál SCR: a) - feltételesen grafikus szimbólumot; b) - az áram-feszültség karakterisztika.

Ábra. 1, b családját mutatja kiadási statikus VAC különböző értékeket a kontroll áram IG. Korlátozása az előre feszültség, a tirisztor nélkül tartják fenn a felvétel maximális értéke IG = 0. A növekvő egyenáramú iG feszültség ellenállási tirisztor csökken. BE állapotban a tirisztor megfelel a ága a II, kikapcsolt - ága I, a befogadás folyamata - ága III. Tartóáramot vagy tartóáramot egyenlő a minimális értékét az előre aktuális iA. miáltal a tirisztor marad vezető állapotban. Ez az érték is megfelel a legkisebb lehetséges értéke az előre feszültségesés a tirisztor van kapcsolva.

Branch IV egy telek szivárgási áram versus zárófeszültség. Amikor meghaladó feszültség értéke UBO reflux kezdődik egy éles növekedés a fordított jelenlegi társított a bontást a tirisztor. Character bontás megfelelhet visszafordíthatatlan folyamat, vagy a folyamat a lavina bontás, jellemző a Zener-dióda.

Tirisztorok a legerősebb elektronikus kapcsolók képes kapcsoló áramkör, a feszültség 5 kV és áramok legfeljebb 5 kA gyakorisággal kisebb, mint 1 kHz.

A design a tirisztor ábrán látható. 2.

Ábra. 2. Építkezések tirisztorok: a) - Tablet; b) - Whip

Tirisztor DC áramkör

Egy szokásos, tirisztor végezzük alkalmazásával egy pozitív áram impulzus vezérlő áramkör tekintetében katód polaritását. Az időtartam a tranziens, amikor az erősen befolyásolja a természet a terheléshez (aktív, induktív és így tovább.), Amplitúdó és elfordulási arány kontroll Ig áramimpulzus. félvezetőszerkezet tirisztor hőmérséklet, alkalmazott feszültség és terhelési áram. Az áramkör tartalmaz egy tirisztor, nem kell elfogadhatatlannak értékek növelik sebességét közvetlen duAC / dt feszültség, ahol a kapcsolási spontán végbemehet hiányában tirisztor vezérlő jel iG és elfordulási arány Dia / dt aktuális. Ugyanakkor, a lejtőn a vezérlő jel magasnak kell lennie.

Között a módját, hogy kapcsolja ki a SCR megkülönböztetni a természetes off (vagy természetes kommutációs) és mesterséges (mesterséges vagy váltás). Természetes váltás következik be, amikor a tirisztor váltakozó áramú idején a bomlás a jelenlegi nulla.

Módszerek kénytelen kapcsolási meglehetősen változatos. A legtöbb jellemző ezekre a következők: összekötő egy előre feltöltött kondenzátor C gomb S (3a ábra); LC-kör csatlakoztatása egy előre feltöltött kondenzátor CK (3. ábra b); a használata vibrációs jellegű tranziens a terhelő áramkör (ábra 3c).

Ábra. 3. Mesterséges módszerek kommutációs tirisztorok: a) - egy feltöltött kondenzátor C; b) - segítségével kisülési LC-rezgőkör; c) - miatt az oszcilláció rakomány jellegétől

Bekapcsoláskor az áramkör látható. 3, és a kapcsolat a kapcsolási kondenzátor fordított polaritású, mint a másik segéd tirisztor ezzel idézi elő, hogy teljesíti vezetőképes fő tirisztor. Mivel a kisülési a kondenzátor áram ellentétes irányú az előrehaladó áramot az tirisztor, az utóbbi nullára csökken, és a tirisztor kikapcsol.

Az áramkör ábra. 3b csatlakoztassa LC-oszcillációs kisütő áramkör hatására a kapcsolási kondenzátor Ck. Az elején a kisülési áram folyik át a tirisztor szemközti elülső áramot, ha a kettő egyezik, a tirisztor van kapcsolva. További LC-áramkör áram halad a tirisztor dióda VD a VS. Miközben keresztül áramlik át a diódán VD hurokáram a tirisztor VS alkalmazzuk egy reverz feszültség egyenlő a feszültségesés a nyitott dióda.

Az áramkör ábra. 3. Az inklúziós VS tirisztor komplex RLC-terhelést indít az átmeneti folyamat. Bizonyos terhelés a folyamat paramétereit ingadozhat változik a polaritás a terhelési áram IH. Ebben az esetben a készülék kikapcsolása után tirisztor bekapcsol VD VS dióda vezetni kezd jelenlegi ellentétes polaritású. Néha ez a módszer az úgynevezett kapcsolási kvázi-természetes, mert ez jár a változás a polaritás a terhelési áram.

Tirisztor váltakozó áramkörben

Amikor a tirisztor egy váltakozó áramú áramkör elvégzi a következő műveleteket:

bekapcsolása és kikapcsolása egy elektromos áramkört zár az aktív-aktív és reaktív terhelés;

és a változás átlagos aktuális értékeit a terhelésen átfolyó áram annak a ténynek köszönhető, hogy lehetséges, hogy ellenőrizzék a kínálat vezérlő jel.

Mivel a tirisztor kapcsoló képes vezetik a villamos áramot csak az egyik irányban, a tirisztorok alkalmazzák ac ellentámadásos párhuzamos csatlakozás (4a.).

Ábra. 4. A számláló-párhuzamos kapcsolása tirisztorok (a), és az aktív formája áramterhelés (B)

Az átlag és a RMS áram értékek változhatnak változása miatt a pillanatban a tirisztorok US1 és US2 nyitó jeleket, vagyis a szögnek a változtatásával, és a (4B.). Az értékek, ez a szög a tirisztorok US1 és US2 szabályozásában változik egyidejűleg az ellenőrző rendszer. A szöget nevezzük szög vezérlés vagy égetés szög a tirisztor.

A legszélesebb körben alkalmazott teljesítmény elektronikai eszközök vett fázis (4a., B), és impulzusszélesség modulált vezérlő tirisztor (ábra. 4c).

Ábra. 5. típusa feszültség a terhelés: a) - a fázis ellenőrzési tirisztor; b) - a fázis ellenőrzési tirisztor kényszerített kapcsolású; c) - PWM-szabályozás tirisztor

Ha a fázis vezérlő eljárás tirisztor kénytelen kommutálású terhelés jelenlegi szabályozás lehetséges mind a szögnek a változtatásával # 945;. és az a szög # 952;. Mesterséges kapcsolási keresztül történik speciális csomók vagy a teljesen szabályozott (zárt) tirisztorok.

Amikor a PWM vezérlés (impulzus-szélesség moduláció - PWM) egy ideig Totkr tirisztorok betápláljuk egy vezérlőjel, és ők láthatók a terhelés feszültség Un. Abban az időben Tzakr vezérlőjelet hiányzik és a tirisztorok vannak a nem-vezető állapotban. Az aktuális értéke a jelenlegi a terhelés

ahol In.m. - terhelőáram Tzakr = 0.

A görbe a terhelőáram a fázisszabályozó tirisztorok nonsinusoidality hogy torzulást okoz, a hálózati feszültség és zavarok a felhasználóknak, akik érzékenyek a magas frekvenciájú zaj - úgynevezett elektromágneses inkompatibilitás.

Tirisztor a legerősebb elektronikus kulcsok használt kapcsolási nagyfeszültségű és nagyáramú (nagy áram) lánc. Azonban van egy jelentős hátránya - junior kezelésre, amely abban nyilvánul meg, hogy a leállás szükséges feltételek megteremtése csökkentésére egyenáramú nullára. Ez sok esetben korlátozza, és bonyolítja a használata tirisztor.

Ahhoz, hogy megszüntesse ezt a hátrányt kifejlesztett tirisztorok reteszelve jelet a vezérlő elektród G. Ezek tirisztorok nevezett zárható (GTO - kapu kapcsolja-off tirisztor), vagy dvuhoperatsionnymi.

Zárható tirisztorok (ST) van egy négy-pn-pn szerkezet, de ugyanakkor számos jelentős tervezési funkciók, hogy nekik alapvetően különbözik a hagyományos tranzisztorok - az ingatlan a teljes irányíthatóság. Statikus CVC zárva tirisztor előre irányba azonos az áram-feszültség jellemzőit hagyományos tirisztorok. Azonban, a nagy blokk zárófeszültség tirisztor zárható általában nem képesek, és gyakran párosul az anti-parallel dióda tartalmazza. Továbbá, zárható tirisztorok jelentős jellemző nyitóirányú feszültségesés. Hogy kikapcsolja a tirisztor kikapcsolási áramkört kell juttatni a vezérlő elektróda erős áramimpulzus negatív (körülbelül 1: 5 arányban érték vonatkozásában egyenáramú kikapcsolva), de a rövid időtartamú (10-100 ms).

Zárható tirisztorok is alacsonyabb értékeket feszültség és áram határérték (körülbelül 20-30%), összehasonlítva a hagyományos tirisztorok.

A főbb típusai a tirisztorok

Továbbá zárható tirisztorok kifejlesztett számos különböző típusú tirisztor eltérő sebességgel, ellenőrzési folyamatok irányát áram a vezető állapotba, stb Köztük meg kell említeni a következő:

tirisztor-dióda. amely egyenértékű a tirisztor anti-parallel dióda tartalmazza (6.12 ábra, a.);

dióda tirisztor (dynistor). fordult egy vezető állapotban, amikor meghaladó egy bizonyos szintű feszültség A és C között (6. ábra, b.);

Zárható tirisztor (6.12 ábra, c.);

szimmetrikus tirisztor vagy triak. amely egyenértékű a két anti-parallel kötve tirisztorok (6.12 ábra, d.);

nagy sebességű inverter tirisztor (kikapcsolási idő 5-50 ms);

Tirisztor a térvezérlő a vezérlő elektróda. például alapuló kombinációja egy MOS tranzisztor egy tirisztor;

optotiristors szabályozott fényáram.

Ábra. 6. Kapcsolódó képe megjelölés tirisztorok: a) - a tirisztoros dióda; b) - egy dióda tirisztor (dynistor); c) - zárható tirisztor; d) - triak

Tirisztorok olyan eszközök, amelyek a kritikus emelkedési üteme a jelenlegi előre Dia / dt és közvetlen duAC / dt feszültsége. Tirisztorok, diódák és hasonlók, rejlő a jelenség az áramlás a fordított hasznosítás jelenlegi, egy éles roll-off, hogy nulla, ami súlyosbítja a lehetséges túlfeszültség magas duAC / dt. Ezek túlfeszültség miatt hirtelen beszüntetése áram az induktív áramköri elemek, beleértve a kis beépítési induktivitása. Ezért védelmet nyújtanak a káros dia / dt értékeket és duAC / dt, hogy megvédje a tirisztorok általában különböző TSFTP rendszereket, dinamikus körülmények között.

A legtöbb esetben az induktív reaktancia belső feszültség források szerepelnek az áramkör tirisztorok, elegendő, hogy ne vezessenek be további induktivitás LS. Ezért a gyakorlatban gyakran van szükség TSFTP hogy csökkentse a sebességet és a túlfeszültség kikapcsoláskor (7.).

Ábra. 7. Jellemző védelmi áramkör tirisztor

Erre a célra általában használ RC-kör, párhuzamosan kapcsolt tirisztor. Különféle módosítások shemotehnicheskie RC-áramkörök és a számítási módszerét a paraméterek különböző felhasználási feltételeit tirisztorok.

Tirisztorok használják zárható kapcsoló áramkör képez utat hasonló áramkör TSFTP tranzisztorok.