Что такое силовые тиристоры и для чего они нужны

Автор Алексей Воронцов На чтение 5 мин. Опубликовано 28.01.2019

Содержание

1. Технические характеристики
2. Виды и классифицирование
3. Защита и ограничения возможностей тиристоров
4. Как проверить функциональность устройства?
5. Область применения

Тиристорами являются приборы полупроводникового типа, регулирующие коммутации больших блоков. Они коммутируют электроцепь во время подачи сигнала, что делает его очень схожим с транзистором. Устройство обладает тремя выводами. Один из них управляет, а остальные формируют путь направления течения тока. Изделия в отличие от транзисторов открываются полностью скачкообразным способом, и даже в условиях отсутствующего тока не закрываются.

Технические характеристики

Силовой тиристор состоит из катода (обеспечивает контакт с n-слоем), анода (обеспечивает контакт с р-слоем) и управляющего электрода и обладает структурой из четырех слоев р-n-р-n. Этот мощный электронный ключ коммутирует электроцепь с током до 5кА и напряжением до 5кВ и частотой непревосходящей отметки в 1 кГц. Если вас заинтересовала тема данной статьи и вы хотите узнать подробнее о том, что такое силовые тиристоры https://gk-absolut1.ru/catalog/tiristory/. В литературе по специальности его называют еще и однооперационным тиристором, поскольку принцип действия тиристора направлен только на обеспечение включения. Выключение может происходить исключительно во время понижения силы тока практически до нулевой отметки. Ток проводится только в одном направлении если устройство включено, а если выключено, то оно выдерживает напряжение в обоих направлениях.

Виды и классифицирование

Классификация выполняется на основании разных параметров

По количеству выводов они могут быть:

• Динисторы – только два вывода;
• Триодные – три вывода. Могут управляться катодом или анодом;
• Тетроидные – четыре вывода;
• С большим числом полупроводниковых областей, которые чередуются.

Силовые тиристоры различаются скоростью действия, методом управления, направленностью электротока и прочими характеристиками. К важнейшим типам относят:

• Тиристор-диод – встречно параллельный включенный диод;
• Динистор (диоидный тиристор) – электроток проводится только при достижении обусловленной величины напряжения;
• Запираемый;
• Симисторы (более известные как симметричные тиристоры) –популярные и востребованные виды, которые включаются во время подачи напряжения любой полярности.
• Быстродействующие инверторные – период необходимый для того, чтобы они включились, не превышает 5-50 миллисекунд;
• С полевым управлением по электроду;
• Управляемые световым потоком или оптотиристор.

По возможности обратной проводимости различают:

• Проводящие – с небольшими значениями обратного напряжения;
• Непроводящие – в закрытом виде значения обратного и прямого напряжения являются равными;
• С ненормируемым значением – могут применяться только там, где обратное напряжение нельзя допустить;
• Сисмисторы – пропускающие электроток в любом направлении.

Защита и ограничения возможностей тиристоров

Тиристоры воздействуют непосредственно на трансформацию стремительности прямого электротокатка. Для них типичен обратный ток и резкое падение показателей скорости обязательно приводят к увеличению возможности регистрации перенапряжения. Кроме того, перенапряжение может возникнуть и во время пропадания напряжения в различных точках всей системы. Поэтом они нуждаются в надежной защите, которая обеспечивается схемами ЦФТП (цепь формирования траектории переключения). Они защищают в условиях несоответствующих значений. Иногда могут использоваться и варисторы, которые подключаются к точкам вывода.

Независимо для чего нужен тиристор, он требует к себе особого отношения и соблюдения некоторых правил безопасности. В первую очередь это касается скорости модификации уровня напряжения между анодами и электротоком.

Как проверить функциональность устройства?

Проверка необходима не только, когда прибор не работает или функционирует неправильно, но и во время покупки тиристора. Процедура выполняется довольно легко при помощи обычно тестера. К аноду поводится положительный щуп, а к катоду, соответственно, отрицательный. Используемая величина должна быть равна разрешению проверяемого тиристора. На управляющий электрод ненадолго подается сигнал на открытие и если на устройстве возникли огоньки, то оно нефункционально.

Устройства способны функционировать в цепях постоянного или переменного тока. При постоянном, выключение может происходить естественным образом, которое происходит во время подключения к цепи постоянного тока тогда, когда его значение достигает нуля или в принудительном порядке.

В условиях использования в цепи переменного тока, включение может привести к включению/отключению электроцепи или к изменению значений электротока, поскольку его можно регулировать во время подачи.

Область применения

Основные технические характеристики тиристоров определяют возможности их использования. Силовые ключи, которые являются переключателями переменного тока, очень широко применяются для различных приборов. Они потребляются мало мощности во время работы, которая рассеивается в местах переключения. Если устройства выключены, то риски потери мощности минимальны и, чаще всего, полностью исключены, так как напряжение отсутствует. Даже когда они работают, объем настолько мал, что это почти незаметно.

Пороговые тиристоры чаще всего встречаются в фазовых регуляторах или релаксационных генераторах, поскольку обладают способностью пускать электроток при достижении обусловленного значения силы напряжения. Запирающие виды аппаратов употребляются в приборах, в которых нужно обеспечить прерывание цепи напряжения во время выключения самой конструкции.

Устройства характеризуются высоким КПД, надежностью, мощносными свойствами, незначительными массогабаритными параметрами. Это не только расширяет спектр его возможного применения, но и позволяют заметно сэкономить на энергопотребление электроресурсов. Таким образом, тиристоры нашли свое применение в различных областях промышленности, добывающих отраслях, машино- и приборостроении, разработке средств связи и многое другое.

Силовые тиристоры нашли свое место во всех сферах современной жизни и их можно обнаружить в самом маленьком карманном электронном устройстве и в огромных, габаритных и мощных заводских станках. Они можно сказать, определили технологический скачок в развитии современных электроприборов различного назначения.

Симистор для чего нужен

В самом деле, реле это же сплошной гемор. Во первых они дорогие, во вторых, чтобы запитать обмотку реле нужен усиливающий транзистор, так как слабая ножка микроконтроллера не способна на такой подвиг. Ну, а в третьих, любое реле это весьма громоздкая конструкция, особенно если это силовое реле, расчитанное на большой ток. Если речь идет о переменном токе, то лучше использовать симисторы или тиристоры. Что это такое? А сейчас расскажу.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Симистор. Принцип работы и область применения
• Что такое симистор, как он работает и для чего нужен
• Primary Menu
• Симисторы: принцип работы, проверка и включение, схемы
• Управление BT131-600 симистором
• Как работает симистор, понятное объяснение
• оХЦЕО УПЧЕФ. зПТЙФ УЙНЙУФПТ
• Устройство и принцип работы симистора
• Оптосимистор: параметры и схемы подключения. Симистор схема включения
• Тиристоры. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Плата от стиралки, симистор BTB 15A 700bak (вникаем, начинающим)

Симистор. Принцип работы и область применения

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Тиристоры для чайников Электроника для начинающих Из песочницы Добрый вечер хабр. Поговорим о таком приборе, как тиристор. Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или больше взаимодействующих выпрямляющих перехода. По функциональности их можно соотнести к электронным ключам.

Но есть в тиристоре одна особенность, он не может перейти в закрытое состояние в отличие от обычного ключа. Поэтому обычно его можно найти под названием — не полностью управляемый ключ.

На рисунке представлен обычный вид тиристора. Состоит он из четырех чередующихся типов электро-проводимости областей полупроводника и имеет три вывода: анод, катод и управляющего электрод.

Анод — это контакт с внешним p-слоем, катод — с внешним n-слоем. Освежить память о p-n переходе можно тут. Классификация В зависимости от количества выводов можно вывести классификацию тиристоров. По сути все очень просто: тиристор с двумя выводами называется динисторами соответственно имеет только анод и катод. Тиристор с тремя и четырьмя выводами, называются триодными или тетродными.

Также бывают тиристоры и с большим количеством чередующихся полупроводниковых областей. Одним из самых интересных является симметричный тиристор симистор , который включается при любой полярности напряжения.

Принцип работы Обычно тиристор представляют в виде двух транзисторов, связанных между собой, каждый из которых работает в активном режиме. В связи с таким рисунком можно назвать крайние области — эмиттерными, а центральный переход — коллекторным. Чтобы разобраться как работает тиристор стоит взглянуть на вольт-амперную характеристику. К аноду тиристора подали небольшое положительное напряжение. Эмиттерные переходы включены в прямом направлении, а коллекторный в обратном.

Участок от нуля до единицы на вольт-амперной характеристике будет примерно аналогичен обратной ветви характеристики диода. Этот режим можно назвать — режимом закрытого состояния тиристора. При увеличении анодного напряжения происходит происходит инжекция основных носителей в области баз, тем самым происходит накопление электронов и дырок, что равносильно разности потенциалов на коллекторном переходе.

С увеличением тока через тиристор напряжение на коллекторном переходе начнет уменьшаться. И когда оно уменьшится до определенного значения, наш тиристор перейдет в состояние отрицательного дифференциального сопротивления на рисунке участок После этого все три перехода сместятся в прямом направлении тем самым переведя тиристор в открытое состояние на рисунке участок В открытом состоянии тиристор будет находится до тех пор, пока коллекторный переход будет смещен в прямом направлении.

Если же ток тиристора уменьшить, то в результате рекомбинации уменьшится количество неравновесных носителей в базовых областях и коллекторный переход окажется смещен в обратном направлении и тиристор перейдет в закрытое состояние.

При обратном включении тиристора вольт-амперная характеристика будет аналогичной как и у двух последовательно включенных диодов. Обратное напряжение будет ограничиваться в этом случае напряжением пробоя. Общие параметры тиристоров 1. Напряжение включения — это минимальное анодное напряжение, при котором тиристор переходит во включенное состояние. Прямое напряжение — это прямое падение напряжения при максимальном токе анода. Обратное напряжение — это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии.

Максимально допустимый прямой ток — это максимальный ток в открытом состоянии. Обратный ток — ток при максимальной обратном напряжении. Максимальный ток управления электрода 7. Максимально допустимая рассеиваемая мощность Заключение Таким образом, в тиристоре существует положительная обратная связь по току — увеличение тока через один эмиттерный переход приводит к увеличению тока через другой эмиттерный переход.

Тиристор — не полностью управляющий ключ.

То есть перейдя в открытое состояние, он остается в нем даже если прекращать подавать сигнал на управляющий переход, если подается ток выше некоторой величины, то есть ток удержания. Источники: ru. Источник бесперебойного питания на источнике бесперебойной подачи информации Читайте на Хабре. Читают сейчас. Unix-пароль Кена Томпсона 24,7k Поделиться публикацией. Похожие публикации.

PHP-программист для проекта. RPS Можно удаленно. Медиабайер для онлайн-сервисов. Instapromo Studio Можно удаленно. Энергомера Ставрополь. Все вакансии. Да наверное, не подумал над этим, когда начинал писать. Но в принципе задача наверное стояла у меня чтобы объяснить принцип работы детальки. Для неспециалистов вы не объяснили, а для спецов статья выглядит как минимум не полной. Её бы раза в три расширить, добавив примеров и разжевать для чего какой электрод и где применяется.

Не рассказали самого главного: зачем нужен управляющий электрод. По вашим словам, тиристор открывается при достижении анодным напряжением уровня V BF. Так работает динистор — пробивается по достижении порога. А у тиристора есть еще один способ управления. При подаче напряжения на УЭ вернее, при прохождении тока между УЭ и катодом точка 1 на характеристике будет смещаться влево.

Таким образом, тиристор откроется при более низком анодном напряжении скажем, в 10 раз ниже. После открывания напряжение с УЭ можно снять. GeckoPelt 8 января в 0. У меня валяется несколько КУ в таком корпусе: Всегда эстетически радовало. WorksIsGone 9 января в 0. А меня всегда удивлял такой корпус… Вы радиатор под него представляете? То, что нормальный радиатор представлял из себя кусок ребристого алюминия сложной цилиндрической формы. Плюс, корпус тиристора — анод, соответственно, радиатор находился под потенциалом.

В случает же, к примеру филипсовских BT-шек, в TO, даже если пластина корпуса не изолирована, её легко отделить от радиатора слюдой и втулочкой под крепёжный болт. Я понимаю, что технологически так удобнее размещать кристалл в этом корпусе, на на дворе ж уже не е, можно подумать и об удобстве других людей…. Это вы еще не видели силовых тиристоров с резьбой под М20 : А таблеточные вообще зажимаются между двух электродов-радиаторов, один катод, другой анод.

Ну на килоампер тиристоры я в руках держал, лампы видел только в книгах. С резьбой М20 специально нашел, А всего: www. Ну почему ж не видел? Видел, и крутил даже. Просто у них — другой сегмент, и своя специфика. На тепловозе тиристоры, даже зная, где они, не так просто достать. А ку — в железе по параметрам подразумевают всякую относительно лёгкую бытовую электрику.

Да, эта схема на каждой школьной дискотеке работала. Совместно с зеркальным шаром из глобуса :. Когда что-то, рассчитанное на ампер и выше, взрывается то почти всегда можно обосраться. Три раза при мне в паре метров в прикрытом шкафу они взрывались. Все аж приседают разом. Шрапнель из осколков пластмассы бабахает в дверцу и потолок. Когда на гэс тиристорное возбуждение гидроагрегата пробило, там от стойки металлический шкаф 19″ 2 метра осталось примерно то же, что на фото от тиристора.

Некоторые свидетели только в конце машзала остановились. Шеф в 20 метрах стоял, оглох на минуту. Ближе люди были, метрах в 2х от эпицентра, обошлось без жертв, просто повезло наверное с.

ХЗ, тройка по электротехнике была :. Скорее всего внепроектное защелкивание, в результате чего длительное время через жертву протекает большой ток, что ведёт к перегреву, что в свою очередь, ведёт к оплавлению кристала. В результате — скачком падает сопротивление, ток подскакивает еще больше, температура подскакивает, остатки кристалла и подводящих контактов испаряются, заодно разбрасывая осколки корпуса. Вот очень хорошая статья по симисторам от DiHalt….

А как тиристоры используют при работе на постоянном токе например, в электротранспорте? Где применяются динисторы? На постоянном токе тиристоры не используют разве что в пороговых схемах, например какой-нибудь слаботочной защиты, где сброс происходит отключением питания Динисторы широко используются в схемах фазовой регулировки мощностью в паре с симистором.

Что такое симистор, как он работает и для чего нужен

Для осуществления коммутации в цепи переменного тока используется полупроводниковый прибор, представляющий собой симметричный триодный тиристор. В электронике симистор играет роль ключа, содержащего в своей конструкции одновременно катод и анод. По принципу действия прибор можно сравнить с двумя тиристорами, подключенными встречно-параллельным способом. При подаче напряжения положительной полярности на катод, ток будет поступать через левый тиристор.

Основная часть симисторов открывается, когда на электрод управления Для этого устройства обязательно нужен корпус, для того, чтобы на.

Primary Menu

Если проанализировать путь развития полупроводниковой электроники, то почти сразу становится понятно, что все полупроводниковые приборы созданы на переходах или слоях n-p, p-n. Простейший полупроводниковый диод имеет один переход p-n и два слоя. У биполярного транзистора два перехода и три слоя n-p-n, p-n-p. А что будет, если добавить ещё один слой? Тогда мы получим четырёхслойный полупроводниковый прибор, который называется тиристор. Два тиристора включенные встречно-параллельно и есть симистор, то есть симметричный тиристор. У симистора три электрода вывода. Один из них управляющий. Обозначается он буквой G от англ.

Симисторы: принцип работы, проверка и включение, схемы

Здравствуйте уважаемые читатели, продолжаем изучение электроники, с назначения радиоэлементов. Сегодня рассмотрим тему, как работает симистор , понятное объяснение для каждого. Начнём с того, что симистор, по сути, является подвидом, разновидностью тиристора. Это трёх электродный полупроводниковый прибор. Очень выгодно отличается от побратима, он симметричный.

Существенный недостаток тиристоров заключается в том, что это однополупериодные элементы, соответственно, в цепях переменного тока они работают с половинной мощностью. Избавиться от этого недостатка можно используя схему встречно-параллельного включения двух однотипных устройств или установив симистор.

Управление BT131-600 симистором

Принцип действия тиристора. Тиристор является силовым электронным не полностью управляемым ключом. Поэтому иногда в технической литературе его называют однооперационным тиристором, который может сигналом управления переводиться только в проводящее состояние, т. Для его выключения при работе на постоянном токе необходимо принимать специальные меры, обеспечивающие спадание прямого тока до нуля. Тиристорный ключ может проводить ток только в одном направлении, а в закрытом состоянии способен выдержать как прямое, так и обратное напряжение.

Как работает симистор, понятное объяснение

Промышленный ряд тиристоров и триаков симисторов Philips предоставляет широкие возможности для создания устройств управления мощностью. Соблюдение же десяти несложных правил по использованию тиристоров и триаков поможет избежать трудностей и ошибок при проектировании. Тиристор — управляемый диод, в котором управление током от анода к катоду происходит за счет малого тока управляющего электрода затвора. Тиристор переходит в открытое состояние при подаче на затвор положительного смещения относительно катода. При достижении порогового значения напряжения затвора V GT ток через затвор имеет значение I GT , тиристор переходит в открытое состояние.

Промышленный ряд тиристоров и триаков (симисторов) Philips предоставляет широкие возможности для создания устройств управления мощностью.

оХЦЕО УПЧЕФ. зПТЙФ УЙНЙУФПТ

Имеется комбинация МОК и симистора для коммутации обмотки автотрансформатора. Схема как в даташите по МОК Все вроде нормально, но на одной из обмоток вылетел симистор без дыма,шума и пыли,кз не было,автомат не выбило,остальные симсторы в порядке.

Устройство и принцип работы симистора

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Тиристоры — это разновидность полупроводниковых приборов. Они предназначены для регулирования и коммутации больших токов. Тиристор позволяет коммутировать электрическую цепь при подаче на него управляющего сигнала. Это делает его похожим на транзистор. Как правило, тиристор имеет три вывода, один из которых управляющий, а два других образуют путь для протекания тока.

В самом деле, реле это же сплошной гемор.

Оптосимистор: параметры и схемы подключения. Симистор схема включения

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Тиристоры для чайников Электроника для начинающих Из песочницы Добрый вечер хабр. Поговорим о таком приборе, как тиристор. Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или больше взаимодействующих выпрямляющих перехода.

Тиристоры. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Сайт помогает найти что-нибудь интересное в огромном ассортименте магазинов и сделать удачную покупку. Если Вы купили что-то полезное, то, пожалуйста, поделитесь информацией с другими. Также у нас есть DIY сообщество , где приветствуются обзоры вещей, сделанных своими руками.

принцип работы и способы управления

Тиристор — электронный компонент, изготовленный на основе полупроводниковых материалов, может состоять из трёх или более p-n-переходов и имеет два устойчивых состояния: закрытое (низкая проводимость), открытое (высокая проводимость).

Это сухая формулировка, которая для тех, кто только начинает осваивать электротехнику, абсолютно ни о чём не говорит. Давайте разберём принцип работы этого электронного компонента для обычных людей, так сказать, для чайников, и где его можно применить. По сути, это электронный аналог выключателей, которыми вы каждый день пользуетес

Есть много типов этих элементов, обладающие различными характеристиками и имеющие различные области применения. Рассмотрим обычный однооперационный тиристор.

Способ обозначения на схемах показан на рисунке 1.

Электронный элемент имеет следующие выводы:

• анод — положительный вывод;
• катод — отрицательный вывод;
• управляющий электрод G.

Содержание статьи

• 1 Принцип действия тиристора
• 2 Схема включения
• 3 Характеристики
• 4 Типы данных электронных компонентов
• 5 Симисторы

Принцип действия тиристора

Основное применение этого типа элементов — это создание на их основе силовых тиристорных ключей для коммутации больших токов и их регулирования. Включение выполняется сигналом, переданным на управляющий электрод. При этом элемент является не полностью управляемым, и для его закрытия необходимо применение дополнительных мер, которые обеспечат падение величины напряжения до нуля.

Если говорить, как работает тиристор простым языком, то он, по аналогии с диодом, может проводить ток только в одном направлении, поэтому при его подключении нужно соблюдать правильную полярность. При подаче напряжения к аноду и катоду этот элемент будет оставаться закрытым до момента, когда на управляющий электрод будет подан соответствующий электрический сигнал. Теперь, независимо от наличия или отсутствия управляющего сигнала, он не изменит своего состояния и останется открытым.

Условия закрытия тиристора:

1. Снять сигнал с управляющего электрода;
2. Снизить до нуля напряжение на катоде и аноде.

Для сетей переменного тока выполнение этих условий не вызывает особых трудностей. Синусоидальное напряжение, изменяясь от одного амплитудного значения до другого, снижается до нулевой величины, и если в этот момент управляющего сигнала нет, то тиристор закроется.

В случае использования тиристоров в схемах постоянного тока для принудительной коммутации (закрытия тиристора) используют ряд способов, наиболее распространённым является использование конденсатора, который был предварительно заряжен. Цепь с конденсатором подключается к схеме управления тиристором. При подключении конденсатора в цепь произойдёт разряд на тиристор, ток разряда конденсатора будет направлен встречно прямому току тиристора, что приведёт к уменьшению тока в цепи до нулевого значения и тиристор закроется.

Можно подумать, что применение тиристоров неоправданно, не проще ли использовать обычный ключ? Огромным плюсом тиристора является то, что он позволяет коммутировать огромные токи в цепи анода-катода при помощи ничтожно малого управляющего сигнала, поданного в цепь управления. При этом не возникает искрения, что немаловажно для надёжности и безопасности всей схемы.

Схема включения

Схема управления может выглядеть по-разному, но в простейшем случае схема включения тиристорного ключа имеет вид, показанный на рисунке 2.

К аноду присоединена лампочка L, а к ней выключателем К2 подключается плюсовая клемма источника питания G. B. Катод соединяется с минусом питания.

После подачи питания выключателем К2 к аноду и катоду будет приложено напряжение батареи, но тиристор остаётся закрытым, лампочка не светится. Для того чтобы включить лампу, необходимо нажать на кнопку К1, сигнал через сопротивление R будет подан на управляющий электрод, тиристорный ключ изменит своё состояние на открытое, и лампочка загорится. Сопротивление ограничивает ток, подаваемый на управляющий электрод. Повторное нажатие на кнопку К1 никакого влияния на состояние схемы не оказывает.

Для закрытия электронного ключа нужно отключить схему от источника питания выключателем К2. Этот тип электронных компонентов закроется, и в случае снижения напряжения питания на аноде до определённой величины, которая зависит от его характеристик. Вот так можно описать, как работает тиристор для чайников.

Характеристики

К основным характеристикам можно отнести следующие:

• Максимально допустимый прямой ток — наибольшая возможная величина тока открытого элемента;
• Максимально допустимый обратный ток — ток при максимальном обратном напряжении;
• Прямое напряжение — падение величины напряжения при максимальном токе;
• Обратное напряжение — наибольшая допустимая величина напряжения в закрытом состоянии;
• Напряжение включения — наименьшее напряжение при котором сохраняется работоспособность электронного устройства;
• Минимальный и максимальный ток управляющего электрода;
• Максимально допустимая рассеиваемая мощность.

Рассматриваемые элементы, кроме электронных ключей, часто применяются в регуляторах мощности, которые позволяют изменять подводимую к нагрузке мощность за счёт изменения среднего и действующего значений переменного тока. Величина тока регулируется изменением момента подачи на тиристор открывающего сигнала (за счёт варьирования угла открывания). Углом открытия (регулирования) называется время от начала полупериода до момента открытия тиристора.

Типы данных электронных компонентов

Существует немало различных типов тиристоров, но наиболее распространены, помимо тех что мы рассмотрели выше, следующие:

• динистор — элемент, коммутация которого происходит при достижении определённого значения величины напряжения, приложенного между анодом и катодом;
• симистор;
• оптотиристор, коммутация которого осуществляется световым сигналом.

Симисторы

Хотелось бы более подробно остановиться на симисторах. Как говорилось ранее, тиристоры могут проводить ток только в одном направлении, поэтому при установке их в цепи переменного тока, такая схема регулирует один полупериод сетевого напряжения. Для регулирования обоих полупериодов необходимо установить встречно-параллельно ещё один тиристор либо применить специальные схемы с использованием мощных диодов или диодных мостов. Все это усложняет схему, делает её громоздкой и ненадёжной.

Вот для таких случаев и был изобретён симистор. Поговорим о нем и о принципе работы для чайников. Главное отличие симисторов от рассмотренных выше элементов заключается в способности пропускать ток в обоих направлениях. По сути, это два тиристора с общим управлением, подключённые встречно-параллельно (рисунок. 3 А).

Условное графическое обозначение этого электронного компонента показано на Рис. 3 В. Следует заметить, что называть силовые выводы анодом и катодом будет не корректно, так как ток может проводиться в любом направлении, поэтому их обозначают Т1 и Т2. Управляющий электрод обозначается G. Для того чтобы открыть симистор, необходимо подать управляющий сигнал на соответствующий вывод. Условия для перехода симистора из одного состояния в другое и обратно в сетях переменного тока не отличаются от способов управления, рассмотренных выше.

Применяется этот тип электронных компонентов в производственной сфере, бытовых устройствах и электроинструментах для плавного регулирования тока. Это управление электродвигателями, нагревательными элементами, зарядными устройствами.

В завершение хотелось бы сказать, что и тиристоры и симисторы, коммутируя значительные токи, обладают весьма скромными размерами, при этом на их корпусе выделяется значительная тепловая мощность. Проще говоря, они сильно греются, поэтому для защиты элементов от перегрева и теплового пробоя используют теплоотвод, который в простейшем случае представляет собой алюминиевый радиатор.

Знакомство с тиристорами — HardwareBee

Тиристор является одним из наиболее распространенных полупроводниковых устройств в электронике, в основном в приложениях большой мощности. По сути, тиристор похож на диод, но основное отличие состоит в том, что тиристором можно управлять в цепи. Система управления может только включить тиристор, подав ток на клемму затвора, и нет никакого контроля состояния выключения. Следовательно, большинство принципов диодов применимы к тиристорам, которые могут иметь довольно схожие применения, такие как преобразователь переменного тока в постоянный (выпрямитель), прерыватель и так далее. В этой статье сначала обсуждаются тиристорные переходы, а их принципы и применение представлены всесторонне.

 

 

Существует два типа полупроводников, в том числе p-типа и n-типа. Полупроводниковые компоненты представляют собой комбинацию этих двух типов полупроводников, которые создают различные функции в каждом полупроводниковом компоненте. Примесью в полупроводнике n-типа является электрон, а это означает, что кремний или германий в этом типе полупроводника получают дополнительные свободные электроны, и полупроводник становится отрицательным. Напротив, в полупроводнике p-типа кремний или германий теряют электроны и создают дырку. По сути, дырки — это места потерянных электронов, которые являются положительными. На рис. 1 схематично показаны эти два типа полупроводников.

 

Рис. 1. Полупроводники P- и n-типа

 

 

Эти два полупроводника сами по себе обладают хорошей проводимостью из-за избыточного количества электронов или дырок в них. Однако комбинация этих двух может создать интересное соединение и предоставить новые функции. Когда они соединяются вместе, создается переход, и электроны и дырки могут двигаться в этом p-n переходе, как показано на рисунке 2.0005

 

 

Поскольку полупроводники n-типа и p-типа нейтральны, миграция выборов в полупроводник p-типа делает его более отрицательным, а перемещение дырок в полупроводник n-типа делает его более положительным. Эта миграция создает область, а именно обедненную область, в p-n-переходе, которая не позволяет току течь через этот переход, даже если полупроводники p-типа и n-типа являются проводящими сами по себе, как показано на рисунке 3. В основном этот p-n переход представляет собой диод, в котором ток может протекать через него только в одном направлении, а тиристор представляет собой развитую версию диода.

 

Рис. 3. Область обеднения в p-n переходе избыточные электроны в обедненной области. Напротив, электроны с отрицательной стороны батареи вынуждены двигаться через полупроводник n-типа, чтобы заполнить недостающие электроны в полупроводнике n-типа. В этой ситуации обедненная область сужается, а p-n-переход становится более проводящим.

 

Рисунок 4. Поведение P-N перехода, когда к переходу подключен источник постоянного напряжения, такой как батарея

 

полупроводниковый тип. И наоборот, когда положительная сторона батареи подключена к полупроводнику n-типа, как показано на рисунке 5, в полупроводник n-типа вводится больше дырок или положительных зарядов. Кроме того, на полупроводник p-типа накладывается больше отрицательных зарядов. В этой ситуации область обеднения становится все шире и шире и препятствует протеканию тока через переход. Следовательно, p-n переход позволяет току течь в одном направлении при работе диода.

 

Рисунок 5. Поведение p-n перехода при подключении к нему источника постоянного напряжения, например батареи

 

 

Тиристор аналогичен диоду, но имеет дополнительную клемму, называемую затвором, для включения тиристора в определенное время. Символ тиристора показан на рисунке 6, который имеет три вывода.

 

Рисунок 6: Символ тиристора с тремя выводами, включая анод, катод и затвор и блокирует ток при обратном смещении, как диод. Однако в тиристоре имеется дополнительный запирающий переход. Когда батарея подключена к переходам в прямом смещении (положительный вывод батареи к аноду), два p-n-перехода начинают проводить проводимость, но средний переход находится в обратном смещении, потому что средний переход представляет собой n-p-переход, который имеет широкую область обеднения в эта конфигурация батареи. Следовательно, ток не может проходить через тиристор при прямом смещении без клеммы затвора. Когда на затвор подается небольшое положительное напряжение, оно фактически уменьшает область обеднения среднего перехода и помогает тиристору пропускать ток. Фактически затвор срабатывает, и по цепи протекает ток для питания нагрузки, а состояние тиристора фиксируется.

 

Рисунок 7: P-n переходы тиристора

 

Это означает, что тиристор сохраняет свое текущее состояние до тех пор, пока тиристор не перейдет в новое состояние. Таким образом, тиристор не может быть выключен до тех пор, пока величина тока, протекающего от анодного вывода к катоду, не станет значительно меньше тока удержания тиристора или нуля. Работа тиристора не быстрая, и большинство из них используются для низкочастотных и мощных приложений.

 

 

Как упоминалось ранее, тиристоры можно использовать для низкочастотных и мощных приложений, поскольку этот компонент не очень быстродействующий. Одним из применений тиристоров являются преобразователи переменного тока в постоянный, такие как выпрямители. В некоторых случаях выходное напряжение постоянного тока необходимо контролировать в соответствии с процедурами. В этой ситуации начальная точка прямого смещения может управляться стробирующим сигналом. Фактически, часть сигнала обрезается для уменьшения выходного постоянного напряжения. Схема с общим затвором представлена ​​на рисунке 8, в которой тиристор выполняет роль однополупериодного выпрямителя. Стоит отметить, что тиристорная схема не подходит для индуктивных нагрузок из-за многих проблем с коэффициентом мощности.

 

Рис. 8. Однополупериодный выпрямитель с тиристором и схемой активации затвора

 

Роль диода заключается в том, чтобы на затвор поступало только положительное напряжение. В положительном полупериоде ток будет течь по цепи, если затвор активирован. Ток затвора зависит от мгновенного напряжения и сопротивления последовательно с выводом затвора. Когда ток выйдет за пределы тока удержания тиристора, тиристор перейдет на прямое смещение, а когда ток пройдет нулевой ампер, тиристор выключится. Рисунок 9показано выходное напряжение тиристорного однополупериодного выпрямителя, который имеет более низкое постоянное напряжение по сравнению с тем же диодным выпрямителем, потому что тиристорный затвор отсекает часть формы волны.

 

Однако разница в прямом смещении небольшая, как обсуждалось в этой статье. Прямое смещение зависит от активации затвора. Без активации клеммы затвора напряжение должно достичь , чтобы разорвать блокирующий переход, что может привести к повреждению тиристора. Следовательно, затвор может быть активирован в любой момент до достижения напряжением указанного напряжения, а ток скачком до  и выше. Кривая представлена ​​на рис. 10.

 

Рисунок 10. Кривая V-I для тиристора

 

 

В основном, тиристор представляет собой модифицированную версию диода, которая имеет некоторые преимущества по отношению к диоду. Тиристор можно легко включить и управлять альтернативной мощностью. Этот компонент довольно недорогой и может использоваться для приложений с высоким напряжением и током. Однако тиристор нельзя использовать для высокочастотных применений, и нет контроля состояния выключения. Суммарно скорость переключения невелика, а ток затвора должен быть положительным. Тиристоры в основном используются в управляемых выпрямителях, инверторах и прерывателях. Тем не менее, другие приложения находятся в драйверах двигателей с регулируемой скоростью, сварочных аппаратах, ограничителях тока короткого замыкания (FCL), регуляторах освещенности, стабилизаторах и во всем, что требует регулируемого переменного напряжения или тока. В энергосистемах тиристоры широко используются в автоматических выключателях и системах высокого напряжения постоянного тока.

Кремниевый управляемый выпрямитель (тиристор) – другие полупроводниковые устройства

Прочие полупроводниковые устройства

Кремниевый управляемый выпрямитель , обычно называемый SCR. (или тиристор), является одним из семейства полупроводников, которое включает в себя транзисторы и диоды. Чертеж SCR и его схема представление показано на видах A и B на рисунке ниже. Не все В SCR используется показанный корпус, но он типичен для большинства мощных блоков.

Выпрямитель с кремниевым управлением.

Хотя это не то же самое, что диод или транзистор, SCR сочетает в себе особенности того и другого. Схемы, использующие транзисторы или выпрямительные диоды, могут значительно в некоторых случаях улучшена за счет использования SCR.

Основная цель SCR — функционировать как переключатель, который может включать или выключать малых или больших мощностей. Он выполняет эту функцию без движущихся частей. которые изнашиваются и не требуют замены. Может быть огромный прирост мощности в SCR; в некоторых агрегатах очень маленький ток срабатывания способен коммутировать несколько сотен ампер, не превышая своего номинального способности. SCR часто может заменить гораздо более медленные и большие механические переключатели.

SCR — чрезвычайно быстрый переключатель. Трудно циклировать механический переключаться несколько сотен раз в минуту; тем не менее, некоторые SCR можно переключать 25 000 раз в секунду. Включение занимает всего микросекунды или вне этих единиц. Изменение времени включения переключателя по сравнению с время, когда он выключен, регулирует количество энергии, протекающей через выключатель. Поскольку большинство устройств могут работать на импульсах мощности (переменных ток представляет собой особую форму переменного положительного и отрицательного импульса), SCR можно легко использовать в приложениях управления. Регуляторы скорости двигателя, инверторы, удаленные коммутационные устройства, управляемые выпрямители, перегрузка цепи протекторы и фиксирующие реле используют SCR.

SCR состоит из четырех слоев полупроводникового материала, расположенных PNPN. Конструкция показана на виде А на рисунке ниже. В функции, тиристор имеет много общего с диодом, но принцип действия SCR лучше всего объясняется с точки зрения транзисторов.

Структура SCR.

Рассмотрим SCR как пару транзисторов, один PNP и другой NPN, подключен, как показано на видах B и C. Анод прикреплен к верхний P-слой; катод С является частью нижнего N-слоя; и клемма затвора G переходит на P-слой NPN-транзистора.

В рабочем состоянии коллектор Q ₂ приводит в движение основание Q _{1 ​​} , а коллектор Q _{1 ​​} подает обратную связь к основанию Q ₂ . β _{1 ​​} (бета) усиление тока Q _{1 ​​} и β ₂ текущее усиление Q ₂ . Прибыль от этой положительной обратной связи петля — их продукт, β _{1 ​​} раз β ₂ . Когда товар меньше чем один, схема устойчива; если произведение больше единицы, схема регенеративная. На клемму подается небольшой отрицательный ток G сместит NPN-транзистор в отсечку, а коэффициент усиления контура будет меньше единицы.

В этих условиях единственный ток, который может существовать между Выходные клеммы A и C — это очень маленький ток отсечки коллектора два транзистора. По этой причине импеданс между A и C очень высок.

Когда положительный ток подается на клемму G, транзистор Q ₂ смещается в проводимость, что приводит к тому, что его коллектор ток повышаться. Так как текущее усиление Q ₂ увеличивается с увеличивается ток коллектора, достигается точка (называемая точкой пробоя) где коэффициент усиления петли равен единице, и схема становится регенеративной. В этот момент ток коллектора двух транзисторов быстро увеличивается. до значения, ограниченного только внешней цепью. Оба транзистора доведены до насыщения, а импеданс между A и C очень низкий. Положительный ток подавался на клемму G, которая служила для срабатывания саморегенеративное действие больше не требуется, так как коллектор PNP-транзистора Q _{1 ​​} теперь более чем достаточно ток для привода Q ₂ . Цепь будет оставаться включенной до тех пор, пока отключается снижением тока коллектора до значения ниже что необходимо для поддержания проводимости.

Характеристическая кривая SCR показана на рисунке ниже. При отсутствии тока затвора ток утечки остается очень малым. прямое напряжение от катода к аноду увеличивается до пробоя точка достигнута. Здесь центральный узел разрывается, начинается SCR. проводить сильно, и падение на SCR становится очень низким.

Характеристическая кривая SCR.

Влияние стробирующего сигнала на срабатывание тринистора показано на рис. рисунок ниже. Пробой центрального соединения может быть достигнут на скоростях приближение к микросекунде путем подачи соответствующего сигнала на вывод затвора, при постоянном напряжении на аноде. После пробоя напряжение через устройство настолько мало, что ток через него от катода к анод в основном определяется нагрузкой, которую он питает.

Характеристическая кривая SCR с различными стробирующими сигналами.

Важно помнить, что небольшой ток от затвора к катоду может срабатывать или запускать SCR, изменяя его практически с разомкнутой цепи к короткому замыканию. Единственный способ снова изменить его (коммутировать это) заключается в снижении тока нагрузки до значения меньше минимального ток прямого смещения. Ток затвора требуется только до тех пор, пока анод ток полностью вырос до точки, достаточной для поддержания проводимость. После проведения от катода к аноду начинается, снятие тока затвора не дает никакого эффекта.

Применений SCR в качестве выпрямителя много. Фактически, его многочисленные применения в качестве выпрямителя дали название этому полупроводниковому устройству. Когда переменный ток подается на выпрямитель, только положительный или проходят отрицательные половины синусоиды. Все в каждом положительном или на выходе появляется отрицательный полупериод. Когда используется SCR, однако управляемый выпрямитель может быть включен в любое время в течение полупериод, тем самым контролируя количество доступной мощности постоянного тока от нуля до максимума, как показано на рисунке ниже. С момента выхода на самом деле импульсы постоянного тока, можно добавить подходящую фильтрацию, если они непрерывны. нужен постоянный ток. Таким образом, любое устройство, работающее от постоянного тока, может иметь контролируемое количество энергии, подаваемой на него. Обратите внимание, что SCR должен включаться в нужное время для каждого цикла.

Сигналы управления воротами SCR.

Когда используется источник питания переменного тока, SCR автоматически отключается, поскольку ток и напряжение падают до нуля каждые полпериода. Используя один SCR на положительных чередованиях и один на отрицательных, полноволновых может быть выполнено исправление, и получен контроль над вся синусоида. SCR служит в этом приложении так же, как и его название подразумевает – как управляемый выпрямитель переменного напряжения.

Ключевые моменты, позволяющие отличить два

Тиристор и транзистор — это полупроводниковое устройство, которое можно обнаружить в нескольких операциях переключения. Кроме того, они оба имеют непревзойденные преимущества.

Однако, несмотря на то, что они различаются по нескольким характеристикам, все они подходят для конкретных приложений управления мощностью.

В этой статье мы обсудим существенные различия между тиристором и транзистором.

Что такое тиристор?

Тиристор или кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) представляет собой трехполюсное устройство. Это затвор (управляющая клемма), катод (отрицательная клемма) и анод (положительная клемма).

 Кроме того, он имеет четыре полупроводниковых слоя и работает как выпрямитель. Также это может быть выключатель в электрических цепях и блоки питания в цифровых схемах. Мы также рассматриваем его как тесно связанную пару транзисторов.

(тиристоры).

Тиристор и транзистор — что такое транзистор?

Транзистор представляет собой полупроводниковое устройство, которое переключает или усиливает сигналы в электрических цепях. Он имеет три вывода (база, коллектор и эмиттер) и три полупроводниковых слоя, состоящих из P-типа и N-типа. Из-за типов слоев у нас есть множество транзисторов, например, транзисторы NPN и транзисторы PNP (транзисторы с биполярным переходом).

(транзисторы)

Ключевые отличия тиристора от транзистора

• Допустимая мощность 

Тиристоры могут выдерживать очень большую мощность, поскольку они проводят ток при высоком напряжении. Из-за этого использование тиристоров в приложениях большой мощности предпочтительнее.

И наоборот, транзисторы работают при низком напряжении и токе. Поэтому они не могут работать с большой мощностью и подходят для маломощных приложений.

• Слои полупроводникового материала

Транзистор имеет три полупроводниковых слоя из материалов N-типа и P-типа.

Тиристор имеет четыре слоя, при этом полупроводниковый материал N-типа и P-типа имеет переменное соединение (PNPN).

Состав

И транзистор, и тиристор имеют уникальную конструкцию со специфическими компонентами. Вы можете получить транзистор, соединив три полупроводниковых слоя. Затем тиристор имеет четыре полупроводниковых слоя из материалов N-типа и P-типа, расположенных попеременно.

Количество переходов

У транзисторов два перехода, а у тиристоров три перехода.

Тиристор против транзистора – Общая стоимость системы

Как правило, транзисторы в электронных схемах снижают стоимость системы, в то время как тиристоры увеличивают стоимость системы, поэтому они дороги.

Режим работы

Тиристор использует мгновенный импульс затвора для фиксации устройства в состоянии проводимости.

В режиме работы транзистора вы подадите импульс на клемму базы, чтобы начать проводимость. После этого у вас будет стабильная подача базового сигнала для поддержания проводимости.

Использование усилителя 

Вы можете использовать транзисторы в качестве усилителей или переключателей, но тиристор работает только как переключатель, а не как усилитель.

Тиристор и транзистор – Внутренние потери мощности

И тиристоры, и транзисторы испытывают внутренние потери мощности. Однако тиристор имеет относительно меньшие потери, чем транзисторы, что делает их более эффективными.

Размер схемы 

Схемы, изготовленные из двух устройств, различаются по размеру, а тиристоры крупнее транзисторов меньшего размера. Таким образом, конструкция транзисторной схемы обычно меньше и компактнее, чем тиристорная.

Стоимость схемы

Схема на тиристоре дороже схемы на транзисторе, и это связано с тем, что тиристор сравнительно громоздкий.

Требование схемы коммутации

Тиристор нуждается в схеме коммутации, чтобы помочь отключить его по команде, тогда как транзистору она не требуется.

Тиристор и транзистор – Время включения и выключения

Транзисторы имеют высокую скорость переключения, что означает, что вы можете быстро включать и выключать их, когда это необходимо. Следовательно, вы можете использовать их в высокочастотных приложениях.

Напротив, тиристоры имеют низкую скорость переключения и могут применяться только в низкочастотных приложениях.

Пригодность 

Вы часто будете применять транзисторы в высокочастотных и маломощных приложениях, тогда как тиристоры лучше всего подходят для низкочастотных и мощных приложений.

(электродвигатель с высокой мощностью)

Обслуживание прямого тока

Для транзисторной схемы вам потребуется непрерывный ввод для поддержания прямого тока.

И наоборот, вы используете импульс в тиристорах, чтобы поддерживать протекание прямого тока, пока он не упадет ниже порогового значения. Кроме того, вам не понадобится входной ток.

Тиристор против транзистора – Процедура срабатывания

Вы должны постоянно подавать регулярный импульс тока на транзистор, чтобы обеспечить эффективную проводимость.

Тиристору потребуется только один запускающий импульс в начале, чтобы запустить и поддерживать проводимость.

Громоздкость 

Тиристорная схема крупнее транзисторной.

Номинальная мощность 

Транзисторы имеют низкую номинальную мощность (Ватт), в то время как тиристоры могут работать при высокой мощности, доходящей до кВт (киловатт).

Тиристорная и транзисторная – емкость по импульсному току

Транзисторная схема может выдерживать низкую скорость изменения тока, поэтому она не имеет характеристики по импульсному току.

Однако тиристор может выдерживать высокие скорости изменения тока. Из-за этого он демонстрирует характеристику емкости импульсного тока.