Θυρίστορ - τι είναι αυτό; Η αρχή λειτουργίας και τα χαρακτηριστικά των θυρίστορ

Θυρίστορες - μια δύναμη ηλεκτρονικούς διακόπτες που ελέγχονται από ατελώς. Συχνά, τεχνικά βιβλία, μπορείτε να δείτε ένα άλλο όνομα αυτής της συσκευής - και μόνο σκοπού θυρίστορ. Με άλλα λόγια, κάτω από την επίδραση ενός σήματος ελέγχου, μεταφέρεται σε ένα κράτος - τη διεξαγωγή. Εάν Πιο συγκεκριμένα, περιλαμβάνει μια αλυσίδα. Ότι ήταν απενεργοποιημένο, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν ειδικές συνθήκες που παρέχουν πτώση ρεύματος στο κύκλωμα στο μηδέν.

χαρακτηριστικά θυρίστορ

κλειδιά Θυρίστορ άγουν το ηλεκτρικό ρεύμα μόνο στην κατεύθυνση προς τα εμπρός, και μπορεί να αντέξει όχι μόνο άμεσα στην κλειστή θέση, αλλά η αντίστροφη τάση. Η δομή του θυρίστορ τέσσερις-στρώμα, υπάρχουν τρία συμπεράσματα:

1. Η άνοδος (συμβολίζεται με το γράμμα Α).
2. Η κάθοδος (γράμμα C ή Κ).
3. Το ηλεκτρόδιο πύλης (U ή G).

Σε θυρίστορ έχουν μια ολόκληρη οικογένεια των χαρακτηριστικών ρεύματος-τάσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κρίνουν την κατάσταση του στοιχείου. Θυρίστορ - ένα πολύ ισχυρό ηλεκτρονικά κλειδιά, είναι σε θέση να πραγματοποιήσει κυκλωμάτων μεταγωγής, μία τάση μπορεί να φθάσει 5.000 volts και η ένταση - 5000 amperes (η συχνότητα δεν είναι μεγαλύτερη από 1000 Ηζ).

θυρίστορ εργασίας στο DC

Κανονική θυρίστορ ενεργοποιείται με την παροχή ενός παλμού ρεύματος στο τερματικό ελέγχου. Επιπλέον, θα πρέπει να είναι θετική (σε σχέση με την κάθοδο). Η διάρκεια της εξαρτημένης φύσης παροδική φορτίου (επαγωγική, ενεργό), το πλάτος και το ρυθμό αύξησης του παλμού ρεύματος στο κύκλωμα ελέγχου, η θερμοκρασία του κρυστάλλου ημιαγωγών και η εφαρμοζόμενη τάση και το ρεύμα του κυκλώματος διαθέσιμα θυρίστορ. Χαρακτηριστικά κύκλωμα εξαρτάται άμεσα από το είδος του στοιχείου ημιαγωγού.

Σε αυτό το κύκλωμα, όπου το θυρίστορ είναι, απαράδεκτα υψηλό ποσοστό εμφάνισης της αύξησης της τάσης. Δηλαδή, μια τέτοια τιμή στην οποία η αυθόρμητη στοιχείο μεταγωγής (ακόμα και αν δεν υπάρχει σήμα στο κύκλωμα ελέγχου). Αλλά την ίδια στιγμή στο σήμα ελέγχου πρέπει να είναι πολύ υψηλή κλίση.

τρόπους off

Δύο τύποι μεταγωγής θυρίστορ είναι:

1. Φυσικό.
2. Αναγκαστική.

Και τώρα με περισσότερες λεπτομέρειες για το καθένα. Φυσικό προκύπτει όταν το θυρίστορ λειτουργεί σε ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος. Και το κάνει αυτό μεταγωγής, όταν το ρεύμα πέφτει στο μηδέν. Αλλά για να πραγματοποιήσει αναγκαστική αλλαγή μπορεί να είναι πολύ διαφορετικούς τρόπους. Τι ελέγχου θυρίστορ να επιλέξετε έναν προγραμματιστή για να λύσει το κύκλωμα, αλλά πρέπει να μιλήσουμε για κάθε τύπο ξεχωριστά.

Το πιο χαρακτηριστικό τρόπος είναι να συνδέσετε την αναγκαστική πυκνωτή μεταγωγής που έχει χρεωθεί εκ των προτέρων, χρησιμοποιώντας ένα πλήκτρο (κλειδί). LC-κύκλωμα περιλαμβάνεται στο κύκλωμα ελέγχου θυρίστορ. Αυτή η αλυσίδα περιέχει μια πλήρως φορτισμένη πυκνωτή. Παροδική διακυμάνσεις συμβαίνουν στα κυκλώματα του ρεύματος φορτίου.

Μέθοδοι αναγκαστική μετατροπή

Υπάρχουν διάφοροι τύποι αναγκαστική μετατροπή. Συχνά χρησιμοποιείται κύκλωμα, η οποία χρησιμοποιεί ένα πυκνωτή μεταγωγής που έχουν μια αναστροφή της πολικότητας. Για παράδειγμα, ο πυκνωτής μπορεί να ενεργοποιηθεί στο κύκλωμα με τη βοήθεια ενός βοηθητικού θυρίστορ. Αυτό θα προκαλέσει την απαλλαγή του πρωτεύοντος (εργασίας) θυρίστορ. Αυτό θα οδηγήσει σε ότι η τρέχουσα πυκνωτής κατευθύνεται προς το συνεχές ρεύμα κύριας θυρίστορ, θα μειώσει το ρεύμα στο κύκλωμα κάτω στο μηδέν. Κατά συνέπεια, θα υπάρξει από θυρίστορ. Αυτό συμβαίνει για τον λόγο ότι η συσκευή θυρίστορ έχει τα δικά του χαρακτηριστικά που είναι μοναδικά σ 'αυτόν.

Υπάρχουν επίσης συστήματα στα οποία LC-συνδεδεμένη αλυσίδα. Αυτά εκκενώνονται (και με παραλλαγές). Στις αρχές της τρέχουσας απαλλαγής που ρέει προς τον εργαζόμενο, και οι τιμές τους μετά την προσαρμογή είναι απενεργοποιημένη θυρίστορ. Μετά αλυσίδα της ταλαντωτικής ρεύμα ρέει μέσω του θυρίστορ στην δίοδο ημιαγωγού. Έτσι, εφ 'όσον το ρεύμα ρέει προς την θυρίστορ εφαρμόζεται μια τάση. Είναι modulo ίση με την πτώση τάσης κατά μήκος της διόδου.

θυρίστορ εργασίας σε κυκλώματα AC

Εάν ένα θυρίστορ που περιλαμβάνονται σε ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος, μπορεί να πραγματοποιηθεί οι εργασίες αυτές:

1. Ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση ηλεκτρικό κύκλωμα με το ενεργό-ωμικό ή ωμικό φορτίο.
2. Αλλαγή μέσου όρου και rms ρεύμα που περνά μέσα από το φορτίο, με την ικανότητα να ελέγχει ένα σήμα ελέγχου τροφοδοσίας.

Σε κλειδιά θυρίστορ, υπάρχει ένα χαρακτηριστικό - θα διεξάγει τρέχουσα μόνο προς μία κατεύθυνση. Κατά συνέπεια, εάν τα κυκλώματα απαραίτητη η χρήση εναλλασσόμενου ρεύματος, είναι απαραίτητο να εφαρμοστεί αντι-παράλληλη σύνδεση. Η τρέχουσα και η μέση τρέχουσες τιμές μπορεί να διαφέρουν λόγω του γεγονότος ότι ο χρόνος του σήματος για τα διάφορα θυρίστορ. Στην περίπτωση αυτή, η ισχύς θυρίστορ πρέπει να πληροί τις ελάχιστες απαιτήσεις.

Η μέθοδος ελέγχου φάσης

Όταν η μέθοδος ελέγχου τύπου φάσης με αναγκαστική προσαρμογή φορτίο μεταγωγή λαμβάνει χώρα με την αλλαγή των γωνιών μεταξύ των φάσεων. Τεχνητή αλλαγή μπορεί να γίνει με τη βοήθεια των ειδικών κυκλωμάτων, ή αλλιώς θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα πλήρως τη διαχείριση του (κλειδώνει) θυρίστορ. Με βάση τους, συνήθως φορτιστή της συσκευής θυρίστορ, το οποίο σας επιτρέπει να ρυθμίσετε την ένταση του ρεύματος , ανάλογα με το επίπεδο φόρτισης της μπαταρίας.

διαμόρφωσης εύρους παλμού ελέγχου

Λέγεται επίσης διαμόρφωσης PWM. Κατά το άνοιγμα του σήματος ελέγχου που παρέχεται στα θυρίστορ. Οι μεταβάσεις είναι ανοιχτά, και έχει μια τάση φορτίου. Κατά τη διάρκεια κλεισίματος (κατά τη διάρκεια ολόκληρης της διαδικασίας μετάβασης) τροφοδοτείται ένα σήμα ελέγχου, ως εκ τούτου, θυρίστορ δεν διεξάγουν ρεύμα. Κατά την εφαρμογή του ελέγχου φάσεως καμπύλη ρεύματος δεν είναι ημιτονοειδής, μια αλλαγή στη μορφή σήμα τάσης. Κατά συνέπεια, υπάρχει επίσης διαταράξει καταναλωτές που είναι ευαίσθητα σε διαταραχές υψηλής συχνότητας (εμφανίζεται ασυμβατότητα). Απλός σχεδιασμός έχει ρυθμιστή θυρίστορ, τα οποία επιτρέπουν κανένα πρόβλημα να αλλάξετε την επιθυμητή τιμή. Και δεν είναι απαραίτητο να εφαρμοστούν ογκώδη Latro.

θυρίστορ που κλειδώνει

Θυρίστορ - αυτό είναι ένα πολύ ισχυρό ηλεκτρονικό διακόπτες χρησιμοποιούνται για την αλλαγή υψηλές τάσεις και ρεύματα. Αλλά εκεί έχουν ένα τεράστιο ελάττωμα - ελλιπής έλεγχος. Και αν Συγκεκριμένα, φαίνεται ότι για να απενεργοποιήσετε το θυρίστορ είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν οι συνθήκες κάτω από τις οποίες το συνεχές ρεύμα θα μειωθεί στο μηδέν.

Είναι αυτό το χαρακτηριστικό επιβάλλει ορισμένους περιορισμούς σχετικά με τη χρήση των θυρίστορ, και περιπλέκει το κύκλωμα που βασίζονται σε αυτά. Για να απαλλαγείτε από αυτά τα μειονεκτήματα, έχουν αναπτυχθεί ο ειδικός σχεδιασμός των θυρίστορ, τα οποία είναι κλειδωμένα σήμα σε ένα ηλεκτρόδιο ελέγχου. Καλούνται dvuhoperatsionnymi, ή κλειδωμένο, θυρίστορ.

Ο σχεδιασμός του θυρίστορ turn-off

δομή τεσσάρων στρώσεων του ρ-η-ρ-η από το θυρίστορ έχει τα δικά της χαρακτηριστικά. Δίνουν τα διαφορετικά από τα συμβατικά θυρίστορ. Δεν χρειάζεται πλέον για την πλήρη στοιχεία του ελέγχου. Η τρέχουσα τάσης χαρακτηριστικό (στατική) για την προς τα εμπρός κατεύθυνση είναι η ίδια με εκείνη των συνήθων θυρίστορ. Εδώ είναι ακριβώς ένα συνεχές ρεύμα θυρίστορ μπορεί να μεταδώσει πολύ περισσότερα από την αξία. Αλλά το κλείδωμα υψηλής λειτουργία αντιστροφής τάσης στην κλειδωμένη θυρίστορ δεν προβλέπεται. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να συνδεθεί σε αντι-παράλληλα με τη δίοδο ημιαγωγού.

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα της πύλης θυρίστορ απενεργοποίησης - μια σημαντική πτώση στην εμπρός τάσεις. Για να αποσυνδέσετε, η κατάθεση θα πρέπει να είναι έξοδος στον έλεγχο ενός ισχυρού παλμού ρεύματος (αρνητική, σε αναλογία 1: 5 με μια άμεση τρέχουσα αξία). Αλλά μόνο το πλάτος του παλμού θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη - 10 ... 100 ms. Κλειδώνει θυρίστορ έχουν χαμηλότερη οριακή τιμή της τάσης και του ρεύματος από το συνηθισμένο. Η διαφορά είναι περίπου 25-30%.

τύπους των θυρίστορ

Πάνω θεωρήθηκαν κλειδώνει, αλλά υπάρχουν ακόμα πολλοί τύποι θυρίστορ ημιαγωγών, τα οποία είναι επίσης αξίζει να αναφερθεί. Στις πιο διαφορετικές κατασκευές (φορτιστές, διακόπτες, ρυθμιστές ισχύος) χρήση ορισμένων τύπων θυρίστορ. απαιτούνται κάπου να ελέγχου που εκτελείται από τον εφοδιασμό της φωτεινής ροής, τότε, χρησιμοποιούνται optotiristors. χαρακτηριστικό του είναι ότι η κρυσταλλική ημιαγωγών χρησιμοποιείται στο κύκλωμα ελέγχου, το οποίο είναι ευαίσθητο στο φως. Παράμετροι θυρίστορ είναι διαφορετικά, όλα τα χαρακτηριστικά που είναι μοναδικά σε αυτά. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο, τουλάχιστον στη γενική ιδέα του τι είδους ημιαγωγών, υπάρχουν και που μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Έτσι, εδώ είναι το σύνολο του καταλόγου και τα κύρια χαρακτηριστικά του κάθε τύπου:

1. Diode-θυρίστορ. Ισοδύναμο με αυτό το στοιχείο - το θυρίστορ είναι συνδεδεμένη στο αντι-παράλληλη δίοδος ημιαγωγού.
2. Shockley δίοδος (δίοδος θυρίστορ). Μπορεί να πάει σε μια κατάσταση πλήρους αγωγής, εφόσον υπερβαίνουν ένα συγκεκριμένο επίπεδο τάσης.
3. Triac (sym θυρίστορ). Ισοδύναμο - δύο θυρίστορ που περιλαμβάνονται στο αντι-παράλληλα.
4. Thyristor μετατροπέας διαφέρει γρήγορη ταχύτητα υψηλής μεταγωγής (5 ... 50 ms).
5. Θυρίστορ έλεγχο FET. Μπορείτε να βρείτε συχνά την κατασκευή βασίζεται σε MOS τρανζίστορ.
6. Οπτική θυρίστορ, η οποία ελέγχει τη ροή του φωτός.

Η εφαρμογή του στοιχείου ασφαλείας

Θυρίστορ - είναι συσκευές που είναι κρίσιμα για τον ρυθμό αύξησης των εμπρός τρέχουσες και τάση προς τα εμπρός. Γι 'αυτούς, όπως και για τις διόδους ημιαγωγών, η οποία χαρακτηρίζεται από το φαινόμενο της ροής της αντίστροφης τρέχουσας ανάκαμψης, το οποίο είναι πολύ γρήγορη και απότομα πέφτει στο μηδέν, προσθέτοντας σε αυτό την πιθανότητα υπερχείλισης. Αυτό υπέρταση οφείλεται στο γεγονός που σταματά γρήγορα την τρέχουσα σε όλα τα στοιχεία του κυκλώματος, τα οποία έχουν αυτεπαγωγή (ακόμη και εξαιρετικά χαμηλή αυτεπαγωγή χαρακτηριστικό του συγκροτήματος - τα καλώδια, κάρτα track). Για την εφαρμογή της πρέπει να χρησιμοποιούν διάφορα συστήματα για να επιτρέψουν τη δυναμική τους τρόπους προστασία από υψηλές τάσεις και ρεύματα προστασίας.

Κανονικά, η επαγωγική σύνθετη αντίσταση της πηγής τάσης, η οποία περιλαμβάνεται σε ένα λειτουργικό κύκλωμα θυρίστορ, έχει μια τιμή τέτοια ώστε να είναι περισσότερο από αρκετό για να διασφαλιστεί ότι δεν θα περιλαμβάνουν περαιτέρω κάποια πρόσθετη αυτεπαγωγή του κυκλώματος. Για το λόγο αυτό, στην πράξη χρησιμοποιούνται συχνά σχηματισμό αλυσίδας μεταγωγής μονοπάτι το οποίο μειώνει σημαντικά το ρυθμό και το επίπεδο κύμα στο κύκλωμα, όταν το θυρίστορ είναι απενεργοποιημένη. Χωρητική-Resistive αλυσίδας που χρησιμοποιούνται πιο συχνά για τους σκοπούς αυτούς. Περιλαμβάνουν θυρίστορ παράλληλα. Υπάρχουν αρκετά είδη τροποποιήσεων κυκλώματος τέτοιων κυκλωμάτων, καθώς και τεχνικές για τον υπολογισμό τους, τις παραμέτρους για τη λειτουργία του θυρίστορ σε διάφορες καταστάσεις και συνθήκες. Αλλά ο δρόμος σχηματισμός αλυσίδα μεταγωγής απενεργοποίησης θυρίστορ είναι η ίδια με εκείνη των τρανζίστορ.