Ang Thyristors ay mga power electronic key na hindi ganap na kontrolado. Kadalasan sa mga teknikal na libro maaari kang makakita ng isa pang pangalan para sa device na ito - isang single-operation thyristor. Sa madaling salita, sa ilalim ng impluwensya ng isang control signal, ito ay inilipat sa isang estado - pagsasagawa. Mas partikular, kabilang dito ang isang circuit. Upang i-off ito, kinakailangan na lumikha ng mga espesyal na kundisyon na matiyak na ang direktang kasalukuyang sa circuit ay bumaba sa zero.
Mga tampok ng thyristors
Ang mga susi ng thyristor ay nagsasagawa lamang ng electric current sa direksyong pasulong, at sa saradong estado ay hindi lamang ito makatiis sa pasulong, kundi pati na rin sa reverse boltahe. Ang istraktura ng thyristor ay apat na layer, mayroong tatlong mga output:
- Anode (tinutukoy ng titik A).
- Cathode (letter C o K).
- Control electrode (U o G).
Ang mga thyristor ay may isang buong pamilya ng mga katangian ng kasalukuyang boltahe, maaari silang magamit upang hatulan ang estado ng elemento. Ang mga thyristor ay napakalakas na mga electronic key, ang mga ito ay may kakayahang lumipat ng mga circuit kung saan ang boltahe ay maaaring umabot sa 5000 volts at ang kasalukuyang lakas - 5000 amperes (habang ang dalas ay hindi lalampas sa 1000 Hz).
Pagpapatakbo ng Thyristor saMga DC circuit
Ang isang nakasanayang thyristor ay naka-on sa pamamagitan ng paglalagay ng kasalukuyang pulso sa control output. Bukod dito, dapat itong maging positibo (na may paggalang sa katod). Ang tagal ng lumilipas na proseso ay nakasalalay sa likas na katangian ng pag-load (inductive, aktibo), ang amplitude at rate ng pagtaas sa kasalukuyang pulse control circuit, ang temperatura ng semiconductor crystal, pati na rin ang inilapat na kasalukuyang at boltahe sa thyristors magagamit sa circuit. Ang mga katangian ng circuit ay direktang nakasalalay sa uri ng elemento ng semiconductor na ginamit.
Sa circuit kung saan matatagpuan ang thyristor, hindi katanggap-tanggap ang pagkakaroon ng mataas na rate ng pagtaas ng boltahe. Lalo na, tulad ng isang halaga kung saan ang elemento ay kusang lumiliko (kahit na walang signal sa control circuit). Ngunit sa parehong oras, ang control signal ay dapat na may napakataas na slope.
Mga paraan para i-off
Dalawang uri ng thyristor switching ay maaaring makilala:
- Natural.
- Sapilitang.
At ngayon sa higit pang detalye tungkol sa bawat species. Ang natural ay nangyayari kapag ang thyristor ay gumagana sa isang alternating current circuit. Bukod dito, ang paglipat na ito ay nangyayari kapag ang kasalukuyang ay bumaba sa zero. Ngunit upang ipatupad ang sapilitang paglipat ay maaaring isang malaking bilang ng iba't ibang paraan. Aling thyristor control ang pipiliin ay nasa taga-disenyo ng circuit, ngunit sulit na pag-usapan ang bawat uri nang hiwalay.
Ang pinaka-katangian na paraan ng sapilitang paglipat ay ang kumonektaisang capacitor na na-pre-charge gamit ang isang button (key). Ang LC circuit ay kasama sa thyristor control circuit. Ang circuit na ito ay naglalaman ng isang ganap na sisingilin na kapasitor. Sa panahon ng lumilipas na proseso, nagbabago ang kasalukuyang sa circuit ng pagkarga.
Mga paraan ng sapilitang paglipat
May ilang iba pang uri ng sapilitang paglipat. Kadalasan ginagamit ang isang circuit na gumagamit ng switching capacitor na may reverse polarity. Halimbawa, ang kapasitor na ito ay maaaring konektado sa circuit gamit ang ilang uri ng auxiliary thyristor. Sa kasong ito, ang isang discharge ay magaganap sa pangunahing (gumagana) thyristor. Ito ay hahantong sa katotohanan na sa kapasitor, ang kasalukuyang nakadirekta patungo sa direktang kasalukuyang ng pangunahing thyristor ay makakatulong upang mabawasan ang kasalukuyang sa circuit pababa sa zero. Samakatuwid, ang thyristor ay i-off. Nangyayari ito sa kadahilanang ang thyristor device ay may sariling mga katangian na katangian lamang para dito.
May mga scheme din kung saan konektado ang mga LC chain. Ang mga ito ay pinalabas (at may mga pagbabago). Sa pinakadulo simula, ang discharge current ay dumadaloy patungo sa manggagawa, at pagkatapos na mapantayan ang kanilang mga halaga, ang thyristor ay naka-off. Pagkatapos nito, mula sa oscillatory chain, ang kasalukuyang dumadaloy sa thyristor sa isang semiconductor diode. Sa kasong ito, habang dumadaloy ang kasalukuyang, ang isang tiyak na boltahe ay inilalapat sa thyristor. Ito ay modulo na katumbas ng pagbaba ng boltahe sa diode.
Pagpapatakbo ng thyristor sa mga AC circuit
Kung ang thyristor ay kasama sa AC circuit, posibleng isagawa ang naturangmga operasyon:
- I-on o i-off ang isang electrical circuit na may active-resistive o resistive load.
- Baguhin ang average at epektibong halaga ng kasalukuyang dumadaan sa load, salamat sa kakayahang ayusin ang moment ng control signal.
May isang feature ang mga thyristor key - nagsasagawa sila ng current sa isang direksyon lang. Samakatuwid, kung kailangan mong gamitin ang mga ito sa mga AC circuit, kailangan mong gumamit ng back-to-back na koneksyon. Ang epektibo at average na kasalukuyang mga halaga ay maaaring magbago dahil sa ang katunayan na ang sandaling ang signal ay inilapat sa thyristors ay iba. Sa kasong ito, dapat matugunan ng kapangyarihan ng thyristor ang pinakamababang kinakailangan.
Phase control method
Sa forced-type phase control na paraan, ang pagkarga ay inaayos sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga anggulo sa pagitan ng mga phase. Maaaring isagawa ang artipisyal na paglipat gamit ang mga espesyal na circuit, o kinakailangan na gumamit ng ganap na kontrolado (nakakandado) na mga thyristor. Sa kanilang batayan, bilang panuntunan, isang thyristor charger ang ginawa, na nagbibigay-daan sa iyong ayusin ang kasalukuyang lakas depende sa antas ng pag-charge ng baterya.
Pulse width control
Tinatawag din nila itong PWM modulation. Sa panahon ng pagbubukas ng thyristors, isang control signal ang ibinibigay. Ang mga junction ay bukas at mayroong ilang boltahe sa buong load. Sa panahon ng pagsasara (sa buong lumilipas na proseso) walang control signal ang inilalapat, samakatuwid, ang mga thyristor ay hindi nagsasagawa ng kasalukuyang. Kapag nagpapatupadphase control kasalukuyang curve ay hindi sinusoidal, mayroong isang pagbabago sa waveform ng supply boltahe. Dahil dito, mayroon ding paglabag sa gawain ng mga consumer na sensitibo sa high-frequency interference (lumalabas ang incompatibility). Ang isang thyristor regulator ay may isang simpleng disenyo, na magpapahintulot sa iyo na baguhin ang kinakailangang halaga nang walang anumang mga problema. At hindi mo kailangang gumamit ng malalaking LATR.
Thyristors lockable
Ang Thyristors ay napakalakas na electronic switch na ginagamit upang lumipat ng matataas na boltahe at agos. Ngunit mayroon silang isang malaking sagabal - hindi kumpleto ang pamamahala. Higit na partikular, ito ay ipinakikita ng katotohanan na upang i-off ang thyristor, kinakailangan na lumikha ng mga kondisyon kung saan ang direktang kasalukuyang ay bababa sa zero.
Ito ang tampok na ito na nagpapataw ng ilang mga paghihigpit sa paggamit ng mga thyristor, at nagpapalubha din ng mga circuit batay sa mga ito. Upang mapupuksa ang gayong mga pagkukulang, ang mga espesyal na disenyo ng mga thyristor ay binuo, na naka-lock ng isang signal kasama ang isang control electrode. Ang mga ito ay tinatawag na dual-operation, o lockable, thyristors.
Naka-lock na disenyo ng thyristor
Ang four-layer na p-p-p-p na istraktura ng thyristors ay may sariling katangian. Ginagawa nila ang mga ito na naiiba mula sa maginoo na mga thyristor. Ngayon ay pinag-uusapan natin ang buong kontrol ng elemento. Ang katangian ng kasalukuyang boltahe (static) sa direksyong pasulong ay kapareho ng sa simpleng thyristor. Iyan ay isang direktang kasalukuyang thyristor na maaaring pumasa sa isang mas malaking halaga. Peroang pag-andar ng pagharang ng malalaking reverse voltages para sa lockable thyristors ay hindi ibinigay. Samakatuwid, kinakailangang ikonekta ito nang pabalik-balik gamit ang isang semiconductor diode.
Ang isang katangian ng isang nakakandadong thyristor ay isang makabuluhang pagbaba sa mga pasulong na boltahe. Upang makagawa ng isang pag-shutdown, isang malakas na kasalukuyang pulso (negatibo, sa isang ratio na 1:5 sa direktang kasalukuyang halaga) ay dapat ilapat sa output ng kontrol. Ngunit ang tagal lamang ng pulso ay dapat na mas maikli hangga't maaari - 10 … 100 μs. Ang mga naka-lock na thyristor ay may mas mababang limitasyon ng boltahe at kasalukuyang kaysa sa mga nakasanayan. Ang pagkakaiba ay humigit-kumulang 25-30%.
Mga uri ng thyristor
Ang mga nakakandado ay tinalakay sa itaas, ngunit marami pang uri ng semiconductor thyristor na dapat ding banggitin. Maraming uri ng mga disenyo (charger, switch, power regulator) ang gumagamit ng ilang uri ng thyristor. Sa isang lugar ay kinakailangan na ang kontrol ay isagawa sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang stream ng liwanag, na nangangahulugan na ang isang optothyristor ay ginagamit. Ang kakaiba nito ay nakasalalay sa katotohanan na ang control circuit ay gumagamit ng semiconductor crystal na sensitibo sa liwanag. Ang mga parameter ng thyristors ay iba, lahat ay may sariling mga katangian, katangian lamang para sa kanila. Samakatuwid, kinakailangan, hindi bababa sa pangkalahatang mga termino, upang maunawaan kung anong mga uri ng mga semiconductor na ito ang umiiral at kung saan magagamit ang mga ito. Kaya, narito ang buong listahan at ang mga pangunahing tampok ng bawat uri:
- Diode-thyristor. Ang katumbas ng elementong ito ay isang thyristor, kung saan ito ay konektado sa anti-parallelsemiconductor diode.
- Dinistor (diode thyristor). Maaari itong maging ganap na conductive kung lalampas ang isang partikular na antas ng boltahe.
- Triac (symmetric thyristor). Ang katumbas nito ay dalawang thyristor na konektado sa anti-parallel.
- Ang high-speed inverter thyristor ay may mataas na switching speed (5… 50 µs).
- Tyristor na kinokontrol ng field transistor. Madalas kang makakahanap ng mga disenyo batay sa mga MOSFET.
- Optical thyristors na kinokontrol ng mga light flux.
Ipatupad ang proteksyon ng elemento
Ang mga Thyristor ay mga device na kritikal sa mga slew rate ng forward current at forward na boltahe. Ang mga ito, tulad ng mga diode ng semiconductor, ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang kababalaghan tulad ng daloy ng mga reverse recovery currents, na napakabilis at mabilis na bumababa sa zero, at sa gayon ay nagpapalubha sa posibilidad ng overvoltage. Ang overvoltage na ito ay isang kinahinatnan ng katotohanan na ang kasalukuyang humihinto nang biglang sa lahat ng mga elemento ng circuit na may inductance (kahit na ang mga ultra-low inductance na tipikal para sa pag-install - mga wire, board track). Upang ipatupad ang proteksyon, kinakailangang gumamit ng iba't ibang mga scheme na nagbibigay-daan sa iyong protektahan ang iyong sarili mula sa matataas na boltahe at agos sa mga dynamic na operating mode.
Bilang isang panuntunan, ang inductive resistance ng pinagmumulan ng boltahe na pumapasok sa circuit ng gumaganang thyristor ay may ganoong halaga na higit pa sa sapat upang hindi isama ang ilang karagdaganginductance. Para sa kadahilanang ito, sa pagsasanay, ang isang switching path formation chain ay mas madalas na ginagamit, na makabuluhang binabawasan ang bilis at antas ng overvoltage sa circuit kapag ang thyristor ay naka-off. Ang mga capacitive-resistive circuit ay karaniwang ginagamit para sa layuning ito. Ang mga ito ay konektado sa thyristor nang magkatulad. Mayroong ilang mga uri ng mga pagbabago sa circuit ng naturang mga circuit, pati na rin ang mga pamamaraan para sa kanilang pagkalkula, mga parameter para sa pagpapatakbo ng mga thyristor sa iba't ibang mga mode at kundisyon. Ngunit ang circuit para sa pagbuo ng switching trajectory ng lockable thyristor ay magiging kapareho ng sa transistor.
