тиристор

Проведем некоторые эксперименты, позволяющие понять работу тринистора и особенности управления. Возмем тринистор КУ201, миниатюрную лампу накаливания на 24В, источник постоянного напряжения на 18…24В при токе нагрузке 0,15…0,17А и источником переменного напряжения 12…14В.

 

Как открыть тринистор

 

Как открыть тринистор

Движок переменного резистора установим в нижнее по схеме (максимальное сопротивление) положение и подключим каскад на тринисторе к источнику постоянного тока. Нажав на кнопку, будем плавно перемещать движок переменного резистора вверх по схеме (до минимального сопротивления) до тех пор пока не зажжется лампочка. Это укажет на то, что тринистор открылся. При этом кнопку можно будет отпустить, лампа будет продолжать светить.
Чтобы закрыть тринистор и привести его в закрытое состояние, достаточно на мгновение отключить источник питания. Лампа погаснет. Если нажать на кнопку вновь, тринистор снова откроется и лампа зажжется. Погасить можно и другим способом — при отпущенной кнопке замкнуть куском проволоки или пинцетом выводы анода и катода.
Чтобы измерить открывающий ток тринистора, необходимо включить в разрыв цепи управляющего электрода (в точке А) миллиамперметр и, плавно перемещая движок переменного резистора из нижнего (максимального значения) положения в верхнее (минимальное значение), дождать момента загорания лампочки. Таким образом стрелка или табло миллиамперметра зафиксирует искомое значение тока открытия.
Подобным образом можно узнать и ток удержания тринистора. В этом случае необходимо включить миллиамперметр в разрыв цепи в точке Б, а последовательно с ним добавить переменный резистор номиналом 2,2…3,3кОм. При этом пере5д началом необходимо вывести сопротивление резистора до нуля. Плавно увеличивая сопротивление резистора, дождать пока значение милииамперметра не упадет скачком до нуля.

Предшествующее этому моменту показание миллиамперметра и будет минимальным значением тока удержания тринистора.

 

Как тринистор управляется импульсом

 

Управление импульсом

Соберем схему, показанную на рисунке. Теперь на управляющий электрод постоянное напряжение не подается, но тиристор по-прежнему управляем. Подадим на каскад питание и нажмем кнопку. Мгновенно зарядится конденсатор, и его ток заряда в виде импульса пройдет через резистор и управляющий электрод. Времени зарядки будет достаточно, что тринистор успел открыться. Лампа останется гореть. А конденсатор разрядится через резисторы и будет готов к следующему пропуску импульса.
Теперь возьмем оксидный конденсатор не менее 100мкФ и на мгновение подключим его к выводам анода и катода. Через оксидный конденсатор пройдет импульс зарядного тока, тринистор в момент протекания зарядного тока окажется зашунтирован и закроется.

 

Тринистор как регулятор мощности

Способности тринистора открываться при разном анодном напряжении в зависимости от тока управляющего электрода широко используются в регуляторах мощности, изменяющих средний ток, протекающий через нагрузку.

Тиристорный преобразователь для двигателя постоянного тока регулирует работу привода при токе до сотен ампер.

Содержание

• 1 Что такое тиристор
• 2 Общая классификация
• 3 Типовая конструкция и принцип работы
• 4 Управление работой
  • 4.1 Использование трансформатора
• 5 Управление электродвигателем при помощи тиристора

Тиристорные преобразователи позволяют подавать на двигатель импульсы электрического тока различной конфигурации. Характеристики и пропускная способность меняются в зависимости от спецификаций системы и самого устройства.

В последнее время промышленные системы, приводимые в движение электричеством, все чаще включают в себя тиристорный преобразователь для двигателя постоянного тока. Эти полупроводниковые вентили позволяют осуществлять управление приводом в значительном диапазоне: сила тока может превышать сотни ампер, а напряжение достигает 1000В и выше.

При своих повышенных технических показателях тиристорный электропривод отличается компактными габаритными размерами. При этом его быстродействие превышает аналогичные показатели у других систем похожего назначения, а диапазон рабочих температур позволяет эксплуатировать двигатель постоянного тока в окружающей среде от -60 до +60 по Цельсию.

Что такое тиристор

Тиристорная система – это частично управляемая система преобразования напряжения. Общая схема работы предполагает активацию привода в момент подачи потенциала необходимого уровня на управляющий электрод. Чтобы отключить тиристорный преобразователь двигателя постоянного тока, необходимо выполнить принудительный разрыв цепи. Это можно осуществить тремя способами:

• подать гасящее напряжение, имеющее значение, противоположное пусковому импульсу;
• отключить энергоснабжение всего привода;
• провести ток питания через ноль.

Скорость вращения электродвигателя зависит от среднего значения напряжения, уже прошедшего через выпрямитель. Тиристорный электропривод позволяет управлять моментом подачи основного потока выпрямленного напряжения и его задержкой. Регулируя момент подачи, можно осуществлять общее управление двигателем постоянного тока.

Общая классификация

Проведя исследование системы, предполагающей наличие тиристора, можно определить наиболее оптимальную схему включения. От выбранного типа запуска непосредственно зависит средний уровень напряжения, выдаваемого выпрямителем при условии отсутствия вмешательства со стороны оператора. В случаях, когда тиристор применяется для двигателя постоянного тока, используются два класса тиристорных преобразователей – мостовые и оснащенные выходом с нулевым значением.

Тиристорный преобразователь мостового типа, как правило, устанавливается в высокомощных системах. Это оптимально в силу того, что каждый такой тиристор может обладать меньшим уровнем напряжения, что позволяет распределить общую нагрузку между несколькими узлами и снизить нагрузку на каждый из них.

Кроме того, выпрямленное через мостовой тиристор напряжение не будет иметь постоянную составляющую, что повышает стабильность работы при проходе электрического тока через преобразующие обмотки.

Еще одним отличием между разными классами тиристоров является количество фазовых выходов. Оборудование и приборы, имеющие малый уровень энергопотребления, требуют наличия у тиристора всего нескольких фаз. Если преобразователь спроектирован для работы в высоконагруженных комплексах, его конструкция может включать от 12 до 24 фазовых контактов.

Вне зависимости от выбранного типа активации и общей конструкции данная категория преобразователей напряжения будет иметь все преимущества использования тиристоров. Сюда входит полное отсутствие вращающихся деталей, которые ускоряют процесс износа и требуют периодической замены. Из этого вытекает другое преимущество – низкая инерционность. Главным отличием от простых электромеханических преобразователей электрического тока является компактность, что положительно влияет на совместимость с устройствами, где мало свободного места.

При всех своих преимуществах тиристорный преобразователь имеет ряд недочетов:

• если настройка напряжения проводится в сторону снижения, выходная мощность начинает падать пропорционально уменьшению энергоснабжения;
• при работе преобразователя создаются высшие гармоники, которые сразу попадают в сеть питания всей системы;
• тиристор жестко связан с цепью подачи питания, из-за чего малейший скачок напряжения сразу отзывается в системе. Изменение характеристик подаваемого на двигатель тока создает толчок оси, скачкообразно меняя скорость ее вращения, а это в свою очередь вызывает всплеск тока.

Эксплуатационные показатели электродвигателя, который работает в связке с тиристорным преобразователем, напрямую зависят от уровня напряжения, которое подается на якорь. Также важную роль играет создаваемая приводом нагрузка.

Типовая конструкция и принцип работы

Тиристором называется полупроводник, изготовленный из кремния. Как правило, он состоит из четырех токопроводящих слоев. Сборка проводится на медном основании, которое имеет шесть граней и хвостовик с нарезанной резьбой. Этот элемент дополняется основной структурой, в производстве которой применяется специальный кремний.

Четырехслойный пропускной комплекс имеет два выхода – управляющий и отрицательный. Снаружи вся конструкция защищена железным корпусом, имеющим форму цилиндра и оснащенным изоляционным слоем. При помощи резьбы тиристор устанавливается в специальное посадочное место и подключается к плюсовому полюсу цепи питания с анодным напряжением.

Управление работой

Общая схема действия заключается в прохождении через тиристор электричества под действием анодного напряжения. При этом величина напряжения на выходе зависит от показателей управляющего тока, который подается на контрольный электрод. Если подача управляющего тока прервана, анодное напряжение, выходящее к потребителю, начнет расти, при этом сохраняя низкую величину.

Когда входящее напряжение нарастает, объем тока, необходимого для открытия тиристора, уменьшается. Между этими показателями наблюдается прямая пропорция, которая прослеживается в любой конструкции тиристорного преобразователя.

Применение закона синуса для управления входящим напряжением также позволяет снизить уровень последнего. При этом управляющий ток снижается пропорционально импульсу, необходимому для открытия основного механизма. Сохранение постоянного управляющего напряжения не приводит к открытию тиристора в случае, когда его уровень ниже, чем у импульса управления.

Наращивание управляющего напряжения приводит к открытию тиристора при определенных условиях. Для этого необходимо обеспечить превышение показателя управляющего импульса. Используя возможность настройки характеристик управляющего импульса, можно менять угол открытия тиристора в диапазоне от нуля до 90 градусов.

В тех случаях, когда необходимо открыть тиристор на больший угол, управляющее напряжение меняется на переменное. В большинстве ситуаций амплитуда тока является синусоидальной. Когда напряжение достигает показателя, равного точке пересечения синусоидой величины управляющего импульса, происходит открытие тиристора.

Путем изменения интервала синуоиды в меньшую или большую сторону, также можно настраивать угол открытия пропускного механизма преобразователя. Данный тип управления работой тиристора называется горизонтальным и реализуется благодаря применению устройства под названием фазосмещатель. Обратный вид контроля – вертикальный – предполагает сдвиг синусоиды вверх либо вниз, что также приводит к изменению угла открытия проводника. Чтобы определить конечную величину, необходимую для воздействия на угол, необходимо выполнить вычисление суммы переменного управляющего напряжения и постоянного тока, формирующего синусоиду. Задать конкретный угол, на который необходимо открыть тиристор, возможно путем настройки постоянного напряжения.

Как только тиристор открыт на нужный угол, система сохраняет заданное положение, пока не будет окончен положительный полупериод. В этот промежуток времени управляющее напряжение не воздействует на функции проводника. Благодаря этой особенности становится возможным использование импульсного управления.

Импульсное управление заключается в подаче периодических волновых воздействий, равных по величине управляющему напряжению и имеющих положительный показатель. Для нормализации работы следует пускать импульсы в четко определенные моменты времени. Такой тип управления позволяет повысить четкость функционирования системы, в составе которой находится тиристорный преобразователь.

Путем изменения угла открытия тиристора можно настраивать форму импульсов, передаваемые на прибор-потребитель. Стоит учитывать, что такое управление приводит к изменению средневзвешенного уровня напряжения на зажимах потребляющего энергию устройства или механизма.

Использование трансформатора

Иногда для обеспечения более точного и стабильного управления работой тиристорных преобразователей используются сторонние узлы, например, трансформаторы. В этом случае первичная обмотка последних будет запитана непосредственно от питающей переменной сети. При этом вторичная обмотка будет включать в себя выпрямитель двухполупериодного типа, который обладает повышенным уровнем индуктивности в цепи, где присутствует постоянное напряжение.

С этим подходом становится возможным устранение эффекта пульсации тока, выпущенного из выпрямителя. Однако таким свойством обладают только двухполупериодные выпрямители, адаптированные под переменное напряжение. Амплитуда выпрямленного тока также должна соответствовать определенным характеристикам: в данном случае ее форма должна быть пилообразной либо прямоугольной. Поэтому выпрямитель также выполняет функцию преобразования формы переменного напряжения.

В процессе работы конденсаторы трансформатора попеременно получают электрический ток сразу двух форм. Прямоугольная амплитуда энергоснабжения наблюдается в заряжающих потоках. Обкладки в свою очередь накапливают пилообразный электрический ток, который впоследствии прикладывается к транзисторным базам. Если присутствует такой тип напряжения, то его классифицируют как опорное.

Каждый установленный в трансформаторе транзистор оснащен собственной базой, которая имеет выделенную цепь. В ней действует напряжение постоянного типа, которое приводит к появлению положительных потенциалов на всех транзисторных базах при условии, что пилообразный ток на обкладках конденсаторов равен нулю. При этом открытие транзисторов производится в момент образования на базе отрицательного потенциала.

Чтобы был запущен вышеописанный процесс, необходимо увеличить отрицательную величину опорного тока настолько, чтобы она превысила значение управляющего напряжения. Это производится в зависимости от текущего уровня последнего для определенного фазового угла. В этом случае время открытия транзистора будет напрямую зависеть от значения управляющего напряжения.

Если один или оба транзистора оказываются открытыми, вторая или третья первичные обмотки трансформаторной установки пропускают через себя импульс прямоугольной формы. В момент прохождения переднего фронта вторичная обмотка формирует объем электрического тока, который выбрасывается непосредственно на электрод тиристора, управляющий его открыванием.

Когда волна напряжения проходит и первичная обмотка задета задним фронтом импульса, во вторичной обмотке образуется такой же ток, но обратной полярности. Затем происходит замыкание этого напряжения на полупроводниковым диодом, который непрерывно проводит шунтирование вторичной обмотки трансформатора. В этом случае тиристорный преобразователь бездействует, так как не получает питание.

Если необходимо реализовать параллельное подключение тиристорного массива к двум трансформаторам, конфигурация схемы меняется. Для этого выполняется генерация двух импульсов с противоположными фазами, сдвиг которых равен 180 градусам.

Управление электродвигателем при помощи тиристора

Механизмы тиристорного контроля работы электромоторов работают по принципу регулировки уровня напряжения, подаваемого на якорь и сохраняющего постоянную частоту. С помощью этого меняется скорость вращения двигателя. Как правило, реализация такого комплекса производится через многофазное выпрямление электрического тока.

Типовая конструкция тиристорной системы управления включает в себя три таких узла, каждый из который последовательно подключен к якорю электродвигателя и вторичной обмоткой трансформаторной установки. При этом электродвижущая сила, генерируемая на последних, имеет сдвинутую фазу. Чтобы это компенсировать, в процессе настройки угла открытия тиристора на якорный комплекс мотора подается несколько пусковых импульсов, которые также смещены по фазе относительно друг друга.

В этой схеме якорь двигателя может получать как переменный, так и постоянный ток. Это зависит от того, насколько широко открыт тиристор в момент активации. Если необходимо включить многофазный реверсивный комплекс, конструкция будет включать в себя два тиристорных массива, промаркированных Т1-3 и Т4-6 соответственно. Изменение направления подачи напряжения происходит путем задействования одного из массивов, в результате чего якорь электродвигателя будет вращаться в ту или иную сторону.

В качестве альтернативного способа реверса мотора создана схема изменения направления движения электрических импульсов в обмотке возбуждения. Принцип действия будет несколько отличаться; также стоит принимать во внимание снижение коэффициента полезного действия. Это обеспечивает совместимость с двигателями, работающими в ограниченном диапазоне мощности, так как обмотки возбуждения имеют повышенный уровень индуктивности. В этом заключается их отличие от якорных обмоток, где этот показатель значительно ниже. Чаще всего такие приводы используются для приведения в действие станков для резки металла.

При помощи дополнительного массива тиристоров оператор электропривода может использовать торможение ротора, осуществив это также при помощи изменения направления электрической энергии. Помимо этого, тиристоры позволяют запускать и останавливать вращение ротора и ограничить интенсивность стартового импульса, который используется также для торможения. Благодаря этому отсутствует необходимость внедрения в электроцепь контакторов и реостатных устройств, регулирующих напряжение цепи в ручном режиме.

Применение тиристорного привода регулировки работы двигателя в сети постоянного тока может привести отсутствии выгоды интеграции силовых трансформаторных установок. Причина заключается в существенном увеличении габаритных размеров оборудования, управляемого по такому принципу. Кроме того, увеличивается итоговая стоимость комплектации, сборки и монтажа привода. Поэтому для оптимизации расходов и экономии свободного места часто применяется упрощенная схема.

Управление мощностью с использованием SCR (тиристора) — другие полупроводниковые устройства

Другие полупроводниковые устройства

Устройством, широко используемым для управления питанием как переменного, так и постоянного тока, является кремниевый управляемый выпрямитель (SCR). Он имеет множество промышленных электронных приложений, такие как реверс и управление скоростью для двигателей постоянного тока.

В дополнение к аноду и катоду SCR имеет затвор. Контролируя фаза сигнала затвора по отношению к фазе напряжения питания, угол срабатывания (задержки) ворот можно удерживать в любой точке цикла примерно до 180°. Благодаря управлению углом обстрела, Таким образом, можно контролировать среднюю мощность, подаваемую на нагрузку.

С источником переменного напряжения SCR действует как управляемый однополупериодный выпрямитель, поскольку он будет блокировать как положительные, так и отрицательные полупериоды до тех пор, пока на затвор подается положительный управляющий сигнал. Пока управляющий сигнал присутствует, SCR будет проводить в течение положительного полупериода и блокировать в отрицательный полупериод. При снятии управляющего сигнала SCR снова заблокирует оба полупериода, так как он автоматически поворачивает отключается в конце каждого положительного полупериода.

При правильном выборе времени приложенный управляющий сигнал, SCR можно заставить проводить для всех или часть положительного полупериода. Таким образом, пропорциональный контроль выход, а также включение-выключение возможно.

Выключатель питания постоянного тока

Входные характеристики тринистора, затвор-катод, аналогичны входу база-эмиттер кремниевого транзистора NPN. Срабатывание происходит при определенных значениях входного тока и напряжения. Таким образом, устройство можно использовать как статический переключатель с Источник переменного или постоянного тока.

Схема ниже имеет источник постоянного тока, а SCR действует как защелка. выключатель. После включения управляющим сигналом он остается включенным. К выключите его, анодный ток должен быть снижен ниже значения дропаута уровень. Резистор R ₁ обеспечивает отрицательное смещение затвора тока и обеспечивает стабильное состояние «выключено».

Простой переключатель с фиксацией.

SCR сработает при любом токе нагрузки, превышающем отсев. уровень. Он будет работать и с небольшими нагрузками (например, 10 мА), как и при более высокие токи нагрузки. Схема может использоваться как одноконтактная. переключатель с фиксацией для прямого управления данной нагрузкой, и полезен для управления катушками реле или аналогичными электромагнитными нагрузками. С SCR, обычное реле постоянного тока можно преобразовать в высокочувствительное фиксирующее реле. Для индуктивных нагрузок может потребоваться шунтирующий диод, для устранения скачков напряжения при отключении питания.

Для простой схемы фиксации можно выполнить отключение. снятием напряжения источника. SCR также можно отключить. с помощью емкостного шунта, как показано на схеме ниже. SCR выключен пока входной управляющий сигнал не включит его. Во включенном состоянии напряжение на аноде около одного вольта. C ₁ заряды через Р ₃ примерно на стоимость поставки Напряжение. Замыкание ключа вызывает заряд на конденсаторе управлять отрицательным анодом SCR по отношению к земле. Ток нагрузки питается уже не от SCR, а от разряжающегося конденсатора. Этот метод достижения отсечки тиристора известен как отключение шунтирующего конденсатора. Конденсатор должен быть достаточно большим, чтобы удерживать отрицательный анод SCR в течение длительного времени. достаточно, чтобы обеспечить выключение.

Отключение шунтирующего конденсатора.

Также может быть включено большое количество энергии и выключение с помощью только небольших механических переключателей. Отношение мощности управления к управляемая мощность настолько высока, что небольшой переключатель для легких режимов работы ( S ₁ , на рисунке ниже) можно использовать в цепи, которая может коммутировать несколько киловатт.

На рисунке ниже SCR включен последовательно с входом постоянного тока. (подача) и нагрузка ( R _L ). Обычно он обрезан, так что нагрузка не находится под напряжением. Когда S ₁ закрыт, однако небольшой ток от положительной входной клеммы, ограниченный высоким сопротивлением R ₁ , втекает в затвор и включает SCR, подавая питание Загрузка. После того, как это действие было инициировано, S ₁ , можно открыть, но проведение продолжится.

Выключатель питания постоянного тока с контактами.

Отверстие S ₁ позволяет заряжать конденсатор C ₁ к входному напряжению постоянного тока, через резистор R ₁ , с правом сторона положительная. Когда питание должно быть отключено, переключатель S ₂ , моментально закрывается. Это соединяет положительную клемму заряженного конденсатор к отрицательной клемме входа постоянного тока (земля) и отрицательной напряжение подается на анод выпрямителя в течение короткого промежутка времени. Это отключает SCR.

Выключатель питания переменного тока

Тиристоры часто используются там, где необходимо коммутировать большое количество энергии, но Контактный ток и напряжение должны быть низкими для простой и надежной работы. SCR обеспечивают решение этой общей проблемы управления. Чувствительные исполнительные контакты должны подавать только мощность открытия затвора, которая может составлять всего 50 микроватт (1 В, 50 мкА). SCR будет непосредственно обеспечивают до 100 Вт и более на выходную нагрузку.

Обратная характеристика тиристора аналогична характеристике нормального кремниевый выпрямительный диод, поскольку оба представляют собой по существу разомкнутые цепи с отрицательным напряжением анод-катод. Прямая характеристика таким образом, что он будет блокировать положительное напряжение между анодом и катодом ниже критическое напряжение пробоя, если на терминал ворот. Однако, преодолев прямой прорыв напряжения или подачи соответствующего сигнала затвора, устройство быстро переходят в проводящее состояние и представляют собой характерные низкое прямое падение напряжения однопереходного выпрямителя.

Серийный переключатель.

На рисунке выше показан простой переключатель серии S , который применяется сигнал переменного тока на ворота. R ₁ ограничивает этот ток затвора безопасным значение, а диод D предотвращает подачу обратного напряжения между затвором и катодом в непроводящем цикле. Нагрузка R _L может иметь любое значение в пределах SCR.

Сигналы переключателя переменного тока.

Пока S разомкнут, SCR не сработает при отключении переменного тока. применяемый. Замыкание S позволяет положительному чередованию вызывать проводимость, поскольку затвор запускает SCR, а его анод положительный. Как показано на рисунке выше, SCR срабатывает менее чем на 180° и не срабатывает. на отрицательном чередовании. Таким образом, замыкание S будет управлять стрельбой. точка для каждого положительного чередования, и постоянный ток будет течь через нагрузку. Ток нагрузки может быть прерван размыканием S или отрицательным анодное напряжение.

Шунтирующий переключатель.

Можно использовать DC на воротах для управления огневой точкой. Или, как на рисунке выше, цепь можно разомкнуть, разомкнув S , где переключатель от затвора к катоду. Ток нагрузки может быть прерывается замыканием S или отрицательным анодным напряжением.

Ток нагрузки при замкнутом выключателе.

Две другие простые схемы переключения мощности на нагрузку: показано. Схема на рисунке выше будет обеспечивать нагрузку мощность, когда исполнительный контакт замкнут, но не когда он открыть. Схема на рисунке ниже обеспечивает обратное действие; питание подается на нагрузку только при разомкнутом контакте. Если при желании обе схемы можно «зафиксировать», работая с Постоянный ток вместо указанного источника питания переменного тока. На рисунке выше делитель напряжения R ₂ , R ₃ обеспечивает сигнал стробирования переменного тока. На рисунке ниже замкнутый переключатель приводит к тому, что затвор и катод имеют одинаковый потенциал; следовательно, SCR не сработает.

Ток нагрузки при открытом выключателе.

Питание переменного тока можно переключать с помощью схемы, показанной на рисунке ниже, с помощью два тиристора, соединенные встречно-параллельно, для обработки обоих полупериодов переменного напряжения.

Переключатель переменного тока с двумя тиристорами.

Управляющий ток подается на затворы через резистор R ₃ , при коротком замыкании клемм управления внешним переключателем (механическим или электронным).

Переключатель, который позволяет стрелять каждым воротам, может управляться электронный усилитель, работающий от света, тепла, давления, и т. д. Когда контрольный переключатель замыкается, тиристоры срабатывают один раз для каждого чередование. Когда переключатель разомкнут, ни один SCR не срабатывает. В этом Таким образом, мощность переменного тока на нагрузке контролируется.

Полупериодный переключатель

С источником переменного напряжения SCR работает как управляемый однополупериодный выпрямитель, блокирующий как положительный, так и отрицательный полупериодов, пока на затвор не поступит положительный управляющий сигнал. Затем SCR будет проводить во время положительных полупериодов.

Схема ниже представляет собой простой статический переключатель переменного тока, который подает выпрямленный ток. полуволновой постоянный ток на нагрузку. Входной управляющий сигнал может быть переменного тока, постоянного тока или импульса.

Полуволновой переключатель.

Полноволновой переключатель

Полноволновое статическое переключение также возможно с SCR. Как показано на схеме ниже двухполупериодная схема может быть сформирована с использованием двух каскадов SCR. В этой схеме тиристоры включены встречно-параллельно и проводят при противоположных чередованиях. Управляющий сигнал 1 подается, когда SCR-1 имеет положительный анодное напряжение; при следующем чередовании управляющий сигнал 2 положительный в то время как анод SCR-2 положительный.

Двухполупериодный переключатель.

Напряжение затвора тиристора во включенном состоянии

спросил 6 лет, 9 месяцев назад

Изменено 1 год, 7 месяцев назад

Просмотрено 2к раз

\$\начало группы\$

Предположим, у нас есть тиристор с катодом на уровне земли и анодом на 12 В. Теперь возьмем 9V, соедините его (-) вывод с землей, его (+) вывод с затвором тиристора, после чего тиристор включится.

После этого вынимаем аккумулятор и вставляем вместо него вольтметр. Какое значение покажет вольтметр?

• тиристор

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

^{имитация этой цепи – Схема создана с помощью CircuitLab}

Рис. 1. (a) Неисправная цепь. (б) Хорошая цепь.

Думаю, на рис. 1а показано, что вы сделали. Это плохо по двум причинам.

1. 9 В слишком много для ворот. Вам нужен резистор, чтобы ограничить ток в затворе.
2. Если вы включите тиристор, он закоротит батарею и потечет очень большой ток. Это плохо для батареи и плохо для тиристора. У вас всегда должна быть нагрузка.

На рис. 2b показана хорошая тестовая схема.

Надеюсь, вам понравятся ваши эксперименты.

• При нажатии кнопки ВКЛ через ворота потечет слабый ток. Мы можем рассчитать ток, используя закон Ома. \$ I = \frac {V}{R} = \frac {9}{1000} = 9~мА \$. Это будет безопасно для тиристора.
• Включится тиристор и загорится ЛАМПА1.
• Если вы отпустите кнопку ON, LAMP1 останется включенной. Так работают тиристоры.
• Чтобы выключить ЛАМПУ, нам нужно нажать OFF. Когда вы отпустите кнопку OFF, LAMP1 больше не включится.

Две батарейки не нужны. Вы можете подключить кнопку ON к батарее 12 В (если у вас есть R1).

После этого вынимаем батарейку и вставляем вместо нее вольтметр, какое значение должен показать вольтметр?

См. ниже.

Максимальный ток затвора

Если мы посмотрим на техническое описание тиристора 2N6504, который представляет собой тиристор на 25 А, мы обнаружим следующее:

.

Таким образом, полагаться на внутреннее сопротивление батареи было бы плохо для SCR и батареи.

^{смоделируйте эту схему}

Рисунок 3. Как сделать SCR из транзисторов.

• Когда напряжение на затворе G увеличится настолько, что сместит в прямом направлении переход BE транзистора Q2, его сопротивление коллектор-эмиттер уменьшится.
• Это приведет к тому, что через базу транзистора Q1 будет протекать небольшой ток. Когда Q1 включается, ток его коллектора будет подаваться на базу Q2, помогая току затвора.
• Этот дополнительный базовый ток Q2 является формой положительной обратной связи. Q1 и 2 встанут, когда каждый будет управлять базой другого.
• Теперь триггерный сигнал на G можно удалить, и устройство останется в проводимости. Должно быть ясно, что единственный способ выключить его — это каким-то образом сбросить ток до нуля. В цепи с питанием от сети это происходит в каждом отрицательном полупериоде.

И с вашей схемой напряжение анод-катод должно быть 1,6В или (Vнасыщение тиристора), поэтому внутренние слои тиристора должны иметь падение на нем 1,6В.