Тиристор мощный: Мощные высоковольтные тиристоры для импульсных применений, производства ЗАО «Протон-Электротекс» — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Мощные высоковольтные тиристоры для импульсных применений, производства ЗАО «Протон-Электротекс»

9 Февраля 2018

Черников А.А., Гончаренко В. П., Мизинцев А. В., Сурма А. М., Титушкин Д. А.

АО «Протон – Электротекс», OOO НИИЭФА ЭНЕРГО

Разработка полупроводниковых ключей, способных коммутировать короткие импульсы тока амплитудой от десятков до сотен килоампер, актуальна для развития импульсных источников питания мощной электрофизической аппаратуры. Импульсные тиристоры широко применяются в качестве таких ключей [1].

Заказчики предъявляют к мощным импульсным тиристорам ряд специфических технических требований [2-5], которым не может удовлетворить обычный серийный тиристор. К таким требованиям, в частности, относятся:

Коммутация импульсов тока со скоростью нарастания свыше 1000 А/мкс. Типичные требования – 2000 -10000 А/мкс.
Коммутация коротких импульсов тока высокой амплитуды. Отношение амплитуды тока в коммутируемом импульсе к величине среднего тока тиристора может достигать числа 100 и более.

Синхронное включение тиристоров в составе последовательной сборки при коммутации импульсов тока с высокой скоростью нарастания.

При коммутации импульсов со скоростью нарастания тока (di/dt) свыше 1000 А/мкс, возникают существенные затруднения, связанные с неодновременным включением тиристорного элемента по всей площади.

Кардинальным решением этой проблемы является использование тиристоров с ячеистой «многоэмиттерной» топологией, применяемой для Gate Turn-Off thyristors (GTO) и Integrated Gate Commutated Thyristors (IGCT) [6], т.к. вследствие малого поперечного размера каждой эмиттерной ячейки такой тиристор включается практически одновременно по всей площади. Однако, для такого прибора, значительная часть площади (50% и более) используется для размещения области управления (gate) и не участвует в проведении тока, что сильно снижает допустимую амплитуду импульса тока.

Другим решением является применение специального импульсного прибора Реверсивно Включаемого Динистора (РВД) [7]. Включение такого прибора также происходит по всей площади, что позволяет достигать наибольших на сегодняшний день для полупроводниковых ключей амплитуд импульсного тока [8]. Недостатком является весьма сложная аппаратура, необходимая для запуска РВД, по своей стоимости сопоставимая со стоимостью основного ключа.

Таким образом актуален поиск конструктивно-технологических решений, позволяющих увеличить допустимый импульсный ток «традиционного» импульсного тиристора. Ниже рассмотрен комплекс технических решений, позволивший создать импульсный тиристор, способный коммутировать импульсы тока с экстремально высокой амплитудой в важном для практических применений диапазоне длительности 100-1000 мкс.

Особенности конструкции и технологии изготовления

Полупроводниковые слои.

Низколегированная p-база. В полупроводниковом элементе реализована относительно низколегированная p-база (слоевое сопротивление под n-эмиттером 500-1000 Ом/квадрат). При этом диффузионные процессы ее формирования оптимизированы таким образом, чтобы получить максимальное «встроенное тянущее электрическое поле» в пределах этого слоя. Это позволяет минимизировать время пролета p-базы электронами, инжектированными из n-эмиттера и получить минимальные значения времени задержки включения. Следовательно, при каскадном включении (вспомогательный тиристор – основной тиристор), становится минимальным время, когда ток проводит только вспомогательный тиристор, что существенно увеличивает di/dt – стойкость.

Соответственно, имеется возможность кардинально снизить разброс задержек включения тиристоров в последовательной сборке.

На рис. 1 приведена типичная зависимость времени задержки включения для экспериментального тиристора от значения исходного блокирующего напряжения.

Рис. 1. Типичная зависимость времени задержки включения от анодного напряжения. Скорость нарастания тока управления 2А/мкс, скорость нарастания анодного тока 5000 А/мкс.

Видно, что время задержки включения не только мало по своей абсолютной величине, но, вдобавок, монотонно уменьшается при увеличении анодного напряжения, что объясняется уменьшением времени пролета носителей заряда через базовые слои тиристора при увеличении исходного анодного напряжения.

Такая зависимость времмени задержки включения приводит к «конвергенции» разброса времени включения при работе тиристоров в последовательном соединении. Разброс времен включения отдельных тиристоров в последовательной сборке приводит к перераспределению напряжений между тиристорами на начальном этапе включения: на тиристорах с меньшими значениями t_don

анодное напряжение уменьшается, а на тиристорах с большими значениями t_don — увеличивается.

При этом, значения t_don при работе в последовательной сборке, в соответствии с зависимостью от напряжения (см. рис. 1) будут уменьшаться или увеличиваться, по сравнению со значением, измеренным на отдельных тиристорах. Таким образом, при работе тиристоров в последовательном соединении происходит некоторое сужение диапазона разброса значений задержек включения по сравнению с таковым, измеренным на отдельных тиристорах, составляющих сборку.

Исследования [9] показали, что, при типичной для импульсных тиристороров «Протон – Электротекс» «негативной» зависимости t

don от анодного напряжения, диапазон разброса значений t_don при работе в последовательном столбе сужается примерно в два раза.

P-эмиттер с контролируемой эффективностью. В полупроводниковом элементе «традиционного» силового тиристора обычно выдерживается отношение толщины n-базы (Wn) и значения амбиполярной диффузионной длины электронно-дырочных пар в этом слое (L) не менее 3 (Wn/L>3). Это соотношение обусловлено необходимостью иметь вполне определенный (на уровне ~0.

8 при высоком напряжении) коэффициент усиления по току p-n-p транзистора в составе четырехслойной тиристорной структуры для обеспечения требуемых значений блокирующих напряжений и du/dt – стойкости. При этом, однако, во включенном состоянии, распределение по толщине структуры концентрации избыточных электронно-дырочных пар существенно неоднородно, а, следовательно, неоднородно и распределение напряженности электрического поля (см. рис. 2).

В импульсных тиристорах производства «Протон-Электротекс» для поддержания требуемого значения коэффициента усиления по току p-n-p транзистора применяется p-эмиттер специальной конструкции – так называемый полупрозрачный эмиттер (transparent emitter). Используемые диффузионные технологии его формирования вместе с низкотемпературной технологией формирования анодного омического контакта (синтеринг) позволяют с высокой степенью воспроизводимости регулировать его коэффициент инжекции и добиться его малого разброса по площади силовой полупроводниковой структуры.

Применение p-эмиттера с контролируемой эффективностью позволяет уменьшить соотношение Wn/L до 1 и менее. В результате получаем более равномерное распределение напряженности электрического поля по толщине структуры (см. рис. 2).

Т.к. объемная плотность мощности потерь является произведением напряженности электрического поля на плотность тока, то для структуры с p-эмиттером контролируемой эффективности имеем меньшую локальную плотность мощности потерь (и плотность энергии потерь), чем для структуры традиционного тиристора при идентичном падении напряжения. Для коротких импульсов тока, когда процессы тепловыделения можно считать адиабатическими, это приводит к примерно на 20% меньшему локальному перегреву для структуры с p-эмиттером контролируемой эффективности.

Таким образом энергия, применение этого конструктивно-технологического решения позволяет в сравнении с «традиционным» тиристором, обладающим идентичной ВАХ во включенном состоянии, получить до 20% преимущества по допустимой энергии потерь при коммутации коротких импульсов тока с высокой амплитудой.

а).

б).

Рис. 2. Распределения концентрации избыточных электронно-дырочных пар (а) и напряженности электрического поля (б) по толщине кремниевой тиристорной структуры с эмиттером контролируемой эффективности (1) и структуре «традиционного тиристора» (2). Тиристорные структуры во включенном состоянии, проводят ток плотностью 2000 А/см², имеют при этом идентичное падение напряжения 5.0 В.

Топология

Управляющий электрод с высокой степенью разветвления

, позволяет безопасно коммутировать импульсы тока с высокой скоростью нарастания и осуществлять быстрое включение тиристорной структуры по всей активной площади.

Применяемые топологии и достижимые импульсные характеристики приведены в Табл 1. Для тиристорных элементов каждого диаметра разработаны и применяются по два варианта топологии: с «максимальным» и с «оптимальным» разветвлением. Вариант с максимальным разветвлением предназначен для коммутации импульсов тока с наибольшей скоростью нарастания, однако из-за больших потерь площади на размещение управляющего электрода уступает второму варианту по допустимой амплитуте импульсов тока при длительности этих импульсов более 200…300 мкс. Вариант с «оптимальным» разветвлением оптимизирован для коммутации импульсов тока максимальной амплитуды при длительностях свыше 300 мкс. Эта топология рассчитана таким образом, чтобы при коммутации импульсов тока со скоростью нарастания 3-8 кА/мкс разброс плотности энергии потерь и температуры перегрева по площади полупроводниковой структуры был незначительным.

В качестве примера на рис. 3 приведены расчетные зависимости плотности тока от времени для точек тиристорной структуры, расположенных на разном удалении от границы разветвленного управляющего электрода, при коммутации импульса тока со скоростью нарастания 4,5 кА/мкс и амплитудой 250 кА. Зависимости приведены для тиристора 28 класса с диаметром элемента 100 мм.

Рис. 3. Расчетные зависимости плотности тока от времени для точек тиристорной структуры, расположенных на разном удалении от границы разветвленного управляющего электрода, при коммутации импульса тока со скоростью нарастания 4.5 кА/мкс и амплитудой 250 кА. Тип тиристора: диаметр элемента 100 мм, U_DRM=U_RRM=2800В.

Из рисунка видно, что плотность тока в процессе распространения включенного состояния не превышает максимума, который соответствует максимальному значению анодного тока.

Зависимость от времени разности температур между наиболее нагретой (х=0) и наиболее холодной (удаленной от управляющего электрода X5) точками приведена на рис. 4. Видно, что максимальная разница температуры между горячей и холодной точками не превышает 18°С. Она достигается в момент времени полного включения всей площади полупроводниковой структуры и далее уменьшается с тесением времени. В момент достижения абсолютного максимума температуры (400 мкс) разница температуры снижается примерно до 10°С. При этом следует иметь в виду, что температура абсолютного максимума эквивалентной структуры, включающейся одновременно по всей площади (например РВД) будет лежать между температурами горячей и холодной точек тиристора.

Следовательно локальный перегрев тиристорной структуры относительно РВД в приведенном режиме не превысит 5-7°С.

Рис.4. Зависимость от времени разности температур между наиболее нагретой (х=0) и наиболее холодной (удаленной от управляющего электрода X5) точками тиристорной структуры.

«Распределенный» вспомогательный тиристор. Конструкция современного тиристора с большой площадью кремниевого элемента как правило содержит разветвленный управляющий электрод (РУЭ) и вспомогательный (усилительный) тиристор (ВТ), катод которого соединен с РУЭ, а анод – общий с основной тиристорной структурой. Назначение ВТ – сформировать «усиленный» импульс тока управления, подающийся на РУЭ, который имеет значительную длину периметра. Обычно структура ВТ формируется в виде достаточно узкого кольца, шириной около 1 мм, окружающего основной управляющий электрод тиристора. Для функционирования тиристора в обычных режимах этого достаточно, т.к. после включения основного тиристора по периметру РУЭ происходит быстрый «перехват» анодного тока и ВТ либо отключается, либо плотность тока в нем снижается до «безопасных» пределов.

Однако, при коммутации импульсов тока со скоростью нарастания свыше 1000 А/мкс, как показали исследования, снижение плотности тока, протекающего через ВТ происходит достаточно медленно, а амлитуда тока может достигать значительных величин.

Чтобы «разгрузить» структуру ВТ, т.е уменьшить плотность протекающего через него тока, на импульсных тиристорах «Протон-Электротекс» применяется т.н. распределенный ВТ, представляющий из себя «полноценную тиристорную структуру, площадью около 0,5 кв.см для элементов диаметром 56 мм и около 1-2 кв. см. для элементов диаметром 80-100 мм (рис. 5). Исследования показали, что применение подобной структуры ВТ позволяет снизить локальный перегрев этой структуры до величины, меньшей, чем максимальный перегрев основной структуры.

Рис.5. Кремниевый элемент импульсного тиристора с «распределенным» ВТ и «мелкой» катодной шунтировкой.

«Мелкая» катодная шунтировка. Применена распределенная катодная шунтировка n-эмиттера с размером элементарного шунта около 100 мкм. Типичная величина амбиполярной диффузионной длины электронно-дырочных пар в n-базе составляет около 400 мкм. Таким образом, применив такую шунтировку, удается получить равномерное распределение концентрации избыточных-электронно-дырочных пар без локальных «провалов» под местами расположения катодных шунтов и, следовательно, использовать всю активную площадь тиристорной структуры для проведения тока.

Контакты

Контакт анода полупроводниковой структуры с молибденовым диском-термокомпенсатором осуществляется с помощью технологии низкотемпературного спекания на слой мелкодисперсной серебряной пасты (синтеринг) [10]. Эта технология представляет собой процесс низкотемпературного (около 250С) спекания серебряной пасты практически в монолитное серебро. В применении к импульсным тиристорам дает следующие преимущества.

— Процесс идет при 250С, а традиционно применяемый для соединения с молибденовым диском процесс сплавления (вакуумной пайки на силумин) – при около 700°С. Поэтому после синтеринга получаем в «пакете» кремний-молибден значительно меньшие остаточные деформации и внутренние механические напряжения. В результате – повышение ресурса по циклостойкости [11-12] (а для режимов коммутации токов с требуемой амплитудой это архиважно, т.к. пропускание каждого импульса тока сопровождается очень жестким термоциклом как раз для соединения кремний-молибден, т.к. кремний разогревается более, чем до 200°С, а молибденовый диск за исключением неглубокого слоя, прилегающего к кремнию, остается холодным.

— При традиционном процессе сплавления поверхностные слои кремниевой структуры растворяются силумином. При этом становится невозможным гарантировать идентичность свойств анодного эмиттера на площади структуры (даже в случае, если это традиционный не «полупрозрачный» p-эмиттер). В результате для традиционной технологии имеем повышенный разброс плотности тока по площади структуры. Технология синтеринга этот недостаток исключает [13].

— В традиционном процессе сплавления чрезвычайно сложно добиться равномерного остывания по всей площади структуры (особенно, если эта площадь большая). В результате, процесс кристаллизации силумина в соединительном шве начинается, обычно, с периферии и, затем распростаняется в направлении центра дискообразного пакета кремний-молибден. Это приводит к неравномерности толщины шва по диаметру, см. рис. 6.

Рис. 6. Неравномерность толщины «сплавного» шва по диаметру, возникающая из-за неравномерного остывания при кристаллизации силумина

Наличие такой неоднородности толщины шва мало влияет на свойства анодного контакта, однако может серъезно ухудшить катодный (прижимной) контакт.

В технологии синтеринга высокая равномерность толщины шва гарантирована.

Прижимной катодный контакт. Для обеспечения надежного прижимного катодного контакта применяется катодная прокладка из молибдена со специальным покрытием. Выбор сделан в результате длительных и объемных исследований разных вариантов материалов и покрытий. Применяемая прокладка обеспечивает высокую циклостойкость контакта, малое электрическое и тепловое сопротивление, отсутствие деградации при длительной эксплуатации, в том числе при коммутации большого числа (свыше 100000) импульсов тока высокой амплитуды. Рассмотренные выше конструктивно-технологические решения известны и, по отдельности, применяются для улучшения импульсных свойств тиристоров рядом фирм – производителей. Однако, только совокупность этих технических решений, примененная с учетом современных технологических возможностей, позволила «Протон-Электротекс» организовать серийное производство импульсных тиристоров с уникальным набором характеристик. В качестве примера ниже приведены результаты испытаний экспериментального импульсного ключа на базе последовательной сборки тиристоров 28 класса с диаметром полупроводникового элемента 100 мм [14].

Экспериментальный ключ на импульсных тиристоразх.

Экспериментальные импульсные тиристоры, с повторяющимся импульсным блокирующим напряжением 2800В были изготовлены с применением описанных выше технических решений.

Тиристоры имели кремниевый элемент диаметром 100 мм, который изготавливался на пластинах нейтроннолегированного кремния с удельным сопротивлением 120 Ом*см, толщиной 580 мкм. Топология управляющего электрода показана в табл. 1 (п.5). Эта топология обеспечивает оптимальное время включения тиристора по всей площади при коммутации импульсов, близких по форме к полуволне синусоиды, длительностью 300-1000 мкс. При этом потери площади на размещение области управления минимизированы и составляют всего около 14%, активная площадь тиристорного элемента составляет около 55 см². Тиристоры имели таблеточную конструкцию корпуса.

Экспериментальный тиристорный ключ состоял из 10 тиристоров в последовательной сборке, рис 7., и вспомогательной сборке из встречнопараллельных диодов.

Рис. 7. Экспериментальный тиристорный ключ.

Испытания проводились в разрядном R-L-C контуре, рис. 8 при начальном напряжении на конденсаторах 24 кВ. Форма импульсов тока и напряжения при разряде показана на рис. 9. При испытаниях ключ устойчиво коммутирует импульсы тока с амплитудой до 250 кА и скоростью нарастания около 4.5 кА/мкс.

Рис. 8. Испытательный стенд с разрядным контуром.

Рис. 9. Анодный ток и напряжение на тиристорном ключе.

Таблица 1

Топологии разветвленного управляющего электрода

№	Диам. эл-та, мм	Вид топологии	Допустимая di/dt, А/мкс	Тип. время полного включения, мкс	I²t, А²с
1	56		4000 (Трапециедальный импульс длительностью 100мкс по основанию, амплитуда 10 кА)	40…60	3,0E6 (UDRM=2800 В) 1,8E6 (UDRM=4400 В) Tj=25C, 10мс, полуволна синусоиды
2	56		6000 (Трапециедальный импульс длительностью 100мкс по основанию, амплитуда 10 кА)	20…30	2,3E6 (UDRM=2800 В) 1,4E6 (UDRM=4400 В) Tj=25C, 10мс, полуволна синусоиды
3	80		6000 (Трапециедальный импульс длительностью 100мкс по основанию, амплитуда 20 кА)	40…60	17,0E6 (UDRM=2800 В) 10,0E6 (UDRM=4400 В) Tj=25C, 10мс, полуволна синусоиды
4	80		10000 (Трапециедальный импульс длительностью 100мкс по основанию, амплитуда 20 кА)	20…30	10,0E6 (UDRM=2800 В) 6,0E6 (UDRM=4400 В) Tj=25C, 10мс, полуволна синусоиды
5	100		10000 (Трапециедальный импульс длительностью 100мкс по основанию, амплитуда 20 кА)	40…60	37,0E6 (UDRM=2800 В) 24,0E6 (UDRM=4400 В) Tj=25C, 10мс, полуволна синусоиды
6	100		15000 (Трапециедальный импульс длительностью 100мкс по основанию, амплитуда 20 кА)	20…30	26,0E6 (UDRM=2800 В) 16,0E6 (UDRM=4400 В) Tj=25C, 10мс, полуволна синусоиды

ЛИТЕРАТУРА

[1] M. E.Savage «Final Results From the High-Current, High-Action Closing Switch Test Program at Sandia National Laboratories», IEEE Transactions on Plasma Science, vol. 28, no. 5, pp. 1451-1455, Oct. 2000.

[2] H. Singh and C. R. Hummer “High action thyristors for pulse power applications”, in 12th IEEE Pulse Power Conference, June 1999.

[3] S. Ikeda and T. Araki, “ The di/dt capability of thyristors”, Proc. IEEE, no. 8, pp. 1301-1305, 1967.

[4] S.S. Asina, A.M. Surma, “A new design-technology technique for optimization of high power pulse thuristor characteristics”, in ELECTRIMACS Conference, Saint-Nazaire, Sept. 1996, pp. 485-490.

[5] W.H. Tobin, “Effect of gate configuration on thyristor plasma properties”, in IEE IAS Conference Record, IEE IAS Annual Meeting, 1978.

[6] Linder S., Klaka S. et al., «A New Range of Reverse Co

Вернуться назад

Силовой тиристор в Украине.

Цены на силовой тиристор на Prom.ua

ST110S08P0V Тиристор силовой 800V 110A SCR TO-209AC

Доставка по Украине

485 грн

Купить

ТОВ «Всеплюс»

Тиристор силовий ТБ143-630-22

Доставка из г. Киев

2 600 грн

Купить

LINEMOTOR

Тиристор силовий ТБ253-1000-22

Доставка из г. Киев

4 510 грн

Купить

LINEMOTOR

Тиристор силовой низкочастотный Т100-13-542 штыревого типа, аналог Т161-125

Заканчивается

Доставка по Украине

150 грн

Купить

ООО «Промэлтекс»

Тиристор силовой низкочастотный Т160 класс от 5 до 10. (160А напряжение от 500В до 1000В)

Доставка по Украине

300 грн

Купить

ООО «Промэлтекс»

Т133-400-12 400A / 1200V силовий низькочастотний тиристор таблеткового виконання

Под заказ

Доставка по Украине

903 грн

Купить

CAR-LED. Радіокомпоненти.та LED освітлення.

Т153-800-12 800A/1200V силовий низькочастотний тиристор таблеткового виконання

Под заказ

Доставка по Украине

1 720 грн

Купить

CAR-LED. Радіокомпоненти.та LED освітлення.

Т353-800-12 800A/1200V силовий низькочастотний тиристор таблеткового виконання

Под заказ

Доставка по Украине

2 279 грн

Купить

CAR-LED. Радіокомпоненти.та LED освітлення.

Т143-500-4 500A/400V силовий низькочастотний тиристор таблеткового виконання.

Под заказ

Доставка по Украине

1 290 грн

Купить

CAR-LED. Радіокомпоненти.та LED освітлення.

Тиристоры ТБ133-320,ТБ133-400,ТБ233-320,ТБ233-400

На складе

Доставка по Украине

от 1 500 грн

Купить

ELEKTRO LIGHT

Тиристоры ТБ143-500,ТБ143-630,ТБ243-500,ТБ243-630 10-22кл

На складе

Доставка по Украине

от 2 200 грн

Купить

ELEKTRO LIGHT

Тиристоры ТЛ171-250, ТЛ171-320,ТЛ271-250, ТЛ271-320, ТЛ371-250, ТЛ371-320 8-12кл.

На складе

Доставка по Украине

800 грн

Купить

ELEKTRO LIGHT

Тиристоры ТБ153-800-20, ТБ153-1000-20, ТБ253-800-20, ТБ253-1000-20

На складе

Доставка по Украине

3 400 грн

Купить

ELEKTRO LIGHT

Тиристоры ТБ153-800-22, ТБ153-1000-22, ТБ253-800-22, ТБ253-1000-22

На складе

Доставка по Украине

3 400 грн

Купить

ELEKTRO LIGHT

Тиристор BT151-500R (7,5A 500V TO-220)

Доставка из г. Днепр

по 13.2 грн

от 2 продавцов

13.20 грн

Купить

Radio Store

Смотрите также

Тиристор BT151-650R TO220

Доставка из г. Днепр

по 36 грн

от 2 продавцов

36 грн

Купить

Radio Store

Тиристор BT152-800R TO220 13A 800V

Доставка из г. Днепр

по 54.2 грн

от 2 продавцов

54.20 грн

Купить

Radio Store

Тиристор BT152-600R TO220 13A 600V

Доставка из г. Днепр

по 34.9 грн

от 2 продавцов

34.90 грн

Купить

Radio Store

Тиристор MCR100-8 600В 0.8А TO92

Доставка из г. Днепр

по 3.6 грн

от 2 продавцов

3.60 грн

Купить

Radio Store

Тиристор BT151-650R 12A 650V TO220

Доставка из г. Днепр

35.30 грн

Купить

Інтернет-магазин «Електроніка»

Тиристор BT152-800R 20A 800V TO220

Доставка из г. Днепр

54.20 грн

Купить

Інтернет-магазин «Електроніка»

Тиристор CLA80E1200HF 80A 1200V PLUS247

Заканчивается

Доставка по Украине

279.90 грн

Купить

Інтернет-магазин «Електроніка»

Тиристор VS-25TTS08FP-M3 25A 800V TO220F

Доставка из г. Днепр

108.40 грн

Купить

Інтернет-магазин «Електроніка»

Тиристоры ТЛ171-250-12, ТЛ171-320-12, ТЛ271-250-12, ТЛ271-320-12, ТЛ371-250-12, ТЛ371-320-12 8-12кл.

На складе

Доставка по Украине

от 600 грн

Купить

ELEKTRO LIGHT

Тиристор быстродействующий ТБ143,ТБИ143, ТБИ243, ТБ153, ТБИ153, ТБИ253, ТБ253 12-22 кл

На складе

Доставка по Украине

от 2 200 грн

Купить

ELEKTRO LIGHT

ST110S08P0V Тиристор силовой 800V 110A SCR TO-209AC Vishay

Доставка по Украине

333. 30 грн

Купить

РАДІОМАГ УКРАЇНА

Тиристор быстродействующий ТБИ253-800-12, ТБИ253-800-22

На складе

Доставка по Украине

от 3 400 грн

Купить

ELEKTRO LIGHT

Тиристор быстродействующий ТБИ253-1000-12, ТБИ253-1000-22

На складе

Доставка по Украине

от 3 400 грн

Купить

ELEKTRO LIGHT

Быстродействующий импульсный тиристор ТБИ143-630-12, ТБИ243-630-22

На складе

Доставка по Украине

от 2 200 грн

Купить

ELEKTRO LIGHT

Мощный тиристор с повышенной помехоустойчивостью

Авторы патента:

Елисеев Вячеслав Васильевич (RU)

Мартыненко Валентин Александрович (RU)

Чумаков Геннадий Дмитриевич (RU)

Шорохова Нина Алексеевна (RU)

Сорокин Вадим Валерьевич (RU)

H01L29/74 — приборы типа тиристоров с четырехзонной регенерацией

Область применения: преобразовательное оборудование для управления тяговыми электродвигателями электровозов, прокатных станов и другое электрооборудование, работающее в условиях высокого уровня электрических помех в цепях управления тиристоров. Техническим результатом полезной модели является улучшение технических характеристик тиристоров — повышение их помехоустойчивости по напряжению управления. Технический результат достигается за счет создания в зоне управления кремниевой структуры тиристора барьерного n⁺-слоя кольцевой формы, расположенного между управляющим электродом и металлизированной n⁺-эмиттерной областью. Это позволяет повысить помехоустойчивость тиристоров по напряжению управления до 2-х раз без уменьшения активной площади прибора. Данное техническое решение позволяет исключить сбои в работе электрооборудования, повысить надежность работы преобразовательного оборудования, эксплуатируемого в условиях высокого уровня помех в цепи управления тиристоров.

Предлагаемая полезная модель относится к области силовых полупроводниковых приборов и может быть использована в конструкции полупроводниковых ключей тиристорного типа.

В настоящее время значительная часть мощных преобразователей электрической энергии работает в условиях с высоким уровнем электрических помех в цепях управления тиристоров. К ним следует отнести: тиристорные преобразователи тяговых двигателей электровозов, главных приводов прокатных станов и т.п. Тиристоры, используемые в этих преобразователях, должны отличатся высокой устойчивостью к воздействию электрических помех. Одним из важнейших параметров тиристоров определяющих уровень их помехоустойчивости является неотпирающее напряжение управления U_GD величина которого составляет несколько десятых долей вольта. Несоответствие величины неотпирающего напряжения U_GD уровню помех, наведенных в цепях управления тиристоров, а именно, когда U_GD тиристоров меньше напряжения наводимого помехами в цепи управления, может привести к сбоям в работе преобразователей и к аварийным ситуациям системы в целом. Величина неотпирающего напряжения управления тиристора в основном определяется конструкцией зоны управления тиристорной структуры. В настоящее время в ряде преобразователей электрической энергии требуется, чтобы неотпирающее напряжение управления используемых тиристоров было достаточно большим не менее 0,70,8 В.

Наиболее близким техническим решением является [1], согласно которому в конструкции зоны управления полупроводникового элемента силового тиристора, изготавливаемого на основе монокристаллического кремния n-типа проводимости, используется вариант регенеративного управления с центральным управляющим электродом (Фиг.1). Конструкция зоны управления этого изделия включает:

— основную p-n-p-n⁺ 1 и вспомогательную 2 n⁺-p-n-p структуры, изготовленные одновременно диффузионным способом;

— алюминиевую металлизацию центрального управляющего электрода 3, выполненную в виде круга, контуром 4 которого является окружность с центром, совмещенным с центром полупроводникового элемента;

— n⁺-эмиттерную область вспомогательной n⁺p-n-p структуры 5, покрытую алюминиевой металлизацией 6, выполненную в форме кольца с центром, совмещенным с центром полупроводникового элемента.

Максимальное значение U_GD этой конструкции не превышает 0,5 В. В случае высокого уровня помех в цепи управления тиристоров этого часто бывает недостаточно.

Целью полезной модели является увеличение неотпирающего напряжения управления тиристоров до значения 0,7-1,0 В.

Указанная цель достигается за счет того, что в мощном тиристоре, состоящим из монокристаллической пластины кремния имеющей основную p-n-p-n⁺ структуру с центральным управляющим электродом и вспомогательной n⁺-p-n-p структурой с металлизированной n⁺ -эмиттерной областью дополнительно между управляющим электродом и металлизированной n⁺-эмиттерной областью расположен барьерный n⁺-слой кольцевой формы.

На Фиг.2 показана область управления мощного тиристора с повышенной помехоустойчивостью.

Тиристор состоит из основной p-n-p-n⁺ структуры 1, изготовленной диффузионным методом на пластине монокристаллического кремния n-типа проводимости. В центральной части структуры нанесен слой алюминия 2, выполняющий роль управляющего электрода. Вокруг управляющего электрода расположена вспомогательная n⁺-p-n-p структура 3 с n⁺ -эмиттерной областью 4, на поверхность которой нанесен слой алюминия 5. Между управляющим электродом и n⁺-эмиттерной областью создан барьерный n⁺-слой 6 кольцевой формы.

Созданный барьерный слой увеличивает электрическое сопротивление в цепи управления тиристора, увеличивая тем самым величину неотпирающего напряжения управления. Величина приращения U_GD зависит от выбора места расположения барьерного слоя, его глубины и ширины.

Данное техническое решение позволяет увеличить неотпирающее напряжение управление в 1,5-2 раза.

Проведенные испытания конструкции тиристоров с использованием предлагаемого технического решения подтвердили факт увеличения неотпирающего напряжения управления тиристоров до заданного расчетного значения 0,7-1,0 В. Это должно положительно отразится на надежности работы преобразовательного оборудования, эксплуатируемого в условиях высокого уровня помех в цепи управления тиристоров.

Источники информации

[1] А.Блихер. Физика тиристоров. Ленинград, Энергоиздат, Ленинградское отделение, 1981, стр.111.

Мощный тиристор с повышенной помехоустойчивостью, состоящий из пластины монокристаллического кремния, имеющей основную p-n-p-n⁺ структуру с центральным управляющим электродом и вспомогательную n⁺-p-n-p структуру с металлизированной n⁺ -эмиттерной областью, отличающийся тем, что между управляющим электродом и металлизированной n⁺-эмиттерной областью расположен барьерный n⁺-слой кольцевой формы.

Похожие патенты:

Силовой оптронный тиристор // 94382

Мощный интегральный тиристор с полевым управлением // 58787

Устройство стабилизатора напряжения системы однополярного шунтирования мощных тиристоров в реверсивном трехфазном электроприводе // 132931

Система шунтирования относится к устройствам преобразовательной техники и может быть применена в реверсивных тиристорных электроприводах постоянного тока с обратной связью по скорости. Устройство однополярного шунтирования тиристоров в реверсивном трехфазном тиристорном электроприводе предназначено для своевременного шунтирования токов обусловленных ЭДС самоиндукции, устраняя тем самым отрицательные составляющие выпрямленного напряжения катодной группы тиристоров и положительные составляющие анодной группы

Тиристор с самозащитой от пробоя // 114395

Устройство ускоренного контроля теплового сопротивления силовых полупроводниковых приборов таблеточной конструкции // 121374

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к силовым полупроводниковым преобразователям и конкретно к силовыми полупроводниковым приборам (СПП) — тиристорам и диодам таблеточной конструкции

Драйвер тиристора // 107003

Оптронный тиристор // 95901

Тиристорный модуль для силового блока управления работой электрического котла // 43997

Тиристор // 118795

Силовой запираемый тиристор // 92245

Трансформаторно-емкостный генератор импульсов тока // 115988

Автотрансформаторный генератор импульсов тока // 120825

Полупроводниковая многопереходная структура // 106443

Устройство аварийного запуска инвертора с самовозбуждением // 76168

Теплогенератор для нагрева жидкостей // 113341

Тиристор мощный

Что купить Как купить Скачать прайс-лист Войти в профиль Регистрация. Радиодетали интернет-магазин. Наши контакты 22 71 22 71 22 71 22 71 sales radiodetali. Корзина пуста. Вы добавили: Отмена.

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:

TN5050H-12WY – новый мощный тиристор от STMicroelectronics

Тиристоры: принцип работы, назначение, характеристики, проверка работоспособности

Где и как применять защитные тиристоры SIDACtor от Littelfuse

R5370EA22 — новый быстрый тиристор на напряжение 2200В и ток 5370А, от компании IXYS UK

Мощный тиристорный коммутатор — это очень просто.

Аксессуары и комплектующие для электроники — тиристоры

Т161-160-12 УХЛ2, Мощный низкочастотный тиристор

Как проверить тиристор

OLX.ua — объявления №1 в Украине — тиристоры

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Управление мощным тиристором, часть 2

TN5050H-12WY – новый мощный тиристор от STMicroelectronics

Мощные помехи, возникающие в сетях переменного напряжения, способны повреждать электронные устройства. Для защиты электроники чаще всего используют варисторы, TVS-диоды, газовые разрядники и защитные тиристоры. Они сочетают высокую стабильность и достаточно большой пиковый ток. Защита от помех, возникающих в сетях переменного напряжения — одна из важнейших задач, стоящих перед разработчиками электронных устройств.

Если эту задачу не решить на этапе разработки, то срок эксплуатации незащищенного электронного устройства может оказаться весьма коротким. У каждого из них есть свои плюсы и особенности применения. Поэтому при построении системы защиты разработчики зачастую используют комбинацию из нескольких элементов. Например, тиристор и варистор могут включаться последовательно. Защитные тиристоры отличаются рекордной стабильностью характеристик, высокой скоростью включения и способностью многократно выдерживать мощные импульсы перенапряжений.

К сожалению, их основным недостатком является невысокий пиковый ток. Однако производители работают над решением этой проблемы. Защитные тиристоры SIDACtor имеют только два вывода, то есть, по определению являются диодными тиристорами [2].

Их упрощенная структура включает в себя четыре слоя с разными типами проводимости: эмиттер верхний N-слой , верхняя база верхний P-слой , средний N-слой, нижняя база нижний P-слой рисунок 2. Электрод, подключенный к эмиттеру, часто называют катодом, а электрод, подключенный к нижней базе — анодом. Диодный тиристор можно рассматривать как два встречно включенных диода. При низких напряжениях такая структура не проводит ток ни в одном из направлений. При увеличении напряжения наблюдается незначительный рост тока утечки.

Рост напряжения приводит к увеличению напряженности поля, приложенного к p-n переходам. При некотором значении напряженности возникает лавинный пробой. При этом сопротивление тиристора скачком уменьшается до очень малого значения. Проводящее состояние сохраняется до тех пор, пока ток в тиристоре не уменьшится до уровня, при котором прекращается лавинный пробой. В реальных схемах выключение тиристора происходит при смене полярности приложенного напряжения. Скачкообразное изменение сопротивления приводит к разрыву вольт-амперной характеристики тиристора рисунок 3.

С помощью ВАХ можно охарактеризовать наиболее важные параметры этих компонентов. V DRM — рабочее напряжение: повторяющееся обратное напряжение в закрытом состоянии, при котором не происходит открытие тиристора. Этот параметр характеризует уровень ограничения напряжения. I H — ток удержания: минимальный ток, необходимый для удержания тиристора в открытом состоянии. I Т SM — максимальный допустимый ток тиристора в открытом состоянии при воздействии синусоидального напряжения.

I PP — пиковый ток: максимальный допустимый импульсный ток тиристора в открытом состоянии. Coff — собственная емкость в закрытом состоянии. Как правило, измеряется при напряжении 2 В и частоте 1 МГц. Тиристоры SIDACtor являются полупроводниковыми силовыми компонентами и способны выдерживать множественные включения без существенного ухудшения характеристик минимальная деградация.

Для защиты от мощных помех в сетях переменного напряжения разработчики чаще всего используют следующие защитные элементы:. Все перечисленные элементы подключаются параллельно нагрузке и имеют высокое сопротивление при отсутствии перенапряжений.

При возникновении мощной помехи происходит активация защитного компонента. При этом тиристоры и газоразрядники при срабатывании формируют короткое замыкание, а варисторы и TVS-диоды ограничивают напряжение помехи. Рассмотрим достоинства и особенности применения всех представленных защитных компонентов таблица 1 [2].

При возникновении помехи с напряжением, превышающим V s , происходит открытие тиристора. При этом формируется состояние, близкое к короткому замыканию: напряжение на тиристоре скачком падает до очень малого значения единицы В , а ток возрастает.

Таким образом нагрузка оказывается защищенной от перенапряжений. Это делает тиристоры практически идеальным выбором, если требуется высокая точность установки напряжения ограничения. Стабильность напряжения включения для различных защитных компонентов. Важными достоинствами тиристоров также являются отличная долговременная стабильность и малая собственная емкость. К особенностям применения тиристоров следует отнести необходимость использования защиты по току, например, предохранителей.

В противном случае при превышении допустимых значений тиристор выйдет из строя. Принцип работы газового разрядника построен на использовании газового пробоя [3].

Разрядник представляет собой герметично запечатанную керамическую колбу с инертным газом. Внутренняя часть электродов имеет особую форму, которая призвана сформировать электрическое поле. В ряде случаев разрядники снабжены дополнительным термопредохранителем Failsafe Clip.

При возникновении газового разряда, как и в случае с тиристорами, формируется состояние, близкое к короткому замыканию.

Основными достоинствами газовых разрядников являются высокие пиковые токи до 20 кА и рекордно низкая собственная емкость единицы пФ. Разрядники чаще всего используются как первый рубеж защиты от перенапряжений и идеально подходят для высокочастотных схем. К недостаткам разрядников можно отнести большую задержку включения, высокое и нестабильное напряжение ограничения, деградацию.

Варисторы являются наиболее распространенным типом защитных компонентов для сетей переменного напряжения [4]. Чаще всего для производства варисторов используется оксид цинка ZnO.

При низких напряжениях ZnO фактически является диэлектриком с токами утечки в единицы микроампер. При увеличении напряжения выше некоторого предела напряжения пробоя происходит локальный разогрев оксида, что приводит к обратимому пробою.

При пробое сопротивление резко уменьшается, а ток возрастает. Увеличение тока приводит к росту выделяемой мощности и разогреву структуры варистора. Значительное повышение рассеиваемой мощности может привести к необратимому тепловому пробою.

При этом структура варистора разрушается. Варисторы отличаются рекордно высокими пиковыми токами до 70 кА и способны эффективно поглощать мощные помехи. Вместе с тем их недостатками являются деградация параметров, высокая емкость и сильная зависимость напряжения ограничения от тока.

Принцип работы защитного TVS-диода основан на использовании обратимого пробоя [5]. Если к TVS приложить напряжение амплитудой больше определенного значения напряжение пробоя , то начнется пробой с лавинообразным увеличением носителей. Ток, проходящий через диод, практически неограниченно возрастает, а напряжение меняется незначительно.

В итоге происходит ограничение входного напряжения. TVS-диоды эффективно справляются с быстрыми помехами, отличаются высокой стабильностью и длительным сроком службы. Тем не менее, TVS-диоды не являются идеальными защитными ограничителями. Во время пробоя при увеличении тока напряжение на диоде возрастает, хотя и не так быстро. Это приводит к тому, что уровень ограничения зависит от мощности помехи: чем мощнее помеха — тем выше напряжение ограничения. Таким образом, все перечисленные элементы имеют свои плюсы и минусы.

По этой причине разработчики часто используют совместное включение различных компонентов. Например, последовательное включение варистора и тиристора позволяет получать малое напряжение ограничения. Не стоит забывать и о том, что производители продолжают совершенствовать характеристики своей продукции. Все тиристоры данной группы выпускаются в корпусном исполнении TOM. Представители семейства могут использоваться в диапазоне рабочих напряжений VDRM … В таблица 3. Если проанализировать характеристики данных семейств, то окажется, что они имеют несколько важных преимуществ перед другими элементами защиты от перенапряжений [1]:.

Типовая схема защиты устройства, питающегося от сети переменного напряжения, предполагает использование последовательного предохранителя и тиристора, включенного параллельно нагрузке рисунок 5 [2]. В штатном режиме работы при отсутствии помех тиристор и предохранитель никак не влияют на работоспособность схемы. Как уже было сказано выше, при возникновении перенапряжения тиристор включается и переходит в проводящее состояние, близкое к короткому замыканию. Предохранитель необходим для защиты самого тиристора от перегрузки по току.

Таким образом, схема обеспечивает защиту от перенапряжений и перегрузок по току при включении тиристора. Тиристорная защита устройства, питающегося от сети переменного напряжения [2].

Тиристорная схема защиты с дополнительным предохранителем [2]. Демонстрационная тиристорная схема защиты на базе PMEL [2]. Напряжение на тиристоре при включении падает ниже 10 В осциллограмма синего цвета. Ток через тиристор достигает пикового значения А осциллограмма оранжевого цвета и определяется во многом импедансом сети и мощностью источника питания.

Такое решение дает целый ряд преимуществ. В частности, при их последовательном включении удается достичь малого напряжения ограничения. Поясним это на конкретном примере. На рисунке 9 представлена защитная цепочка, состоящая из тиристора PMEL с рабочим напряжением В, варистора V20EP с рабочим напряжением В и предохранителя.

Данная схема обеспечивает защиту от перенапряжений и перегрузки по току. Снижение напряжения ограничения является далеко не единственным преимуществом комбинированной схемы. Пиковый ток в цепи тиристора при включении защиты составил 42,3 А, что значительно меньше, чем при использовании одиночного тиристора А, рисунок 9. Более того, связка из варистора и тиристора отличается гораздо более низким током утечки по сравнению с одиночным варистором, а это позволяет значительно продлить срок службы варистора.

Схема защиты на базе тиристора и варистора с тепловой защитой [2]. Не стоит забывать, что тиристор имеет ограничение по пиковому току, и в ряде случаев в схеме требуется предусмотреть дополнительный предохранитель.

В этом случае предохранитель будет разрывать цепь только в тех случаях, когда необходимо защитить тиристор.

Тиристоры: принцип работы, назначение, характеристики, проверка работоспособности

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Почему в современных инверторах используют транзисторы, а не тиристоры. Тиристоры относятся к полупроводниковым приборам структуры p-n-p-n, и принадлежат, по сути, к особому классу биполярных транзисторов , четырехслойных, трех и более переходных приборов с чередующейся проводимостью.

Силовой тиристор. Продажа, поиск, поставщики и магазины, цены в Украине .

Где и как применять защитные тиристоры SIDACtor от Littelfuse

Мощные тиристоры VS4 и VS5, входящие в состав регулирующего элемента устройства, включены по схеме двухполупериодно-го выпрямителя. Работа регулятора основана на фазовом методе управления тиристорами. Главным узлом блока управления является импульсный генератор, собранный на полевом транзисторе VT3 и синхронизируемый от сети. Эти диоды открываются током, протекающим через лампу. Мощные тиристоры выпускаются сериями. В нее входит несколько типов приборов на различные токи нагрузки. Так, например, серия с воздушным охлаждением включает тиристоры на 50, и А. Двухоперащюнные мощные тиристоры , представляющие боль-тую значимость для систем преобразования тока, разработаны пока в виде составных приборов, представляющих собой сочетание в общем корпусе двух приборов: однооперационного и неуправляемого тиристоров.

R5370EA22 — новый быстрый тиристор на напряжение 2200В и ток 5370А, от компании IXYS UK

Все размещаемые материалы отражают исключительно мнения их авторов и могут не совпадать с мнением Администрации форума ХоумДистиллер. Форум самогонщиков, пивоваров, виноделов Оборудование Приборы и электр он ика. Zapal Модератор Амурская область Все сетуют — с электроникой не знакомы, что делать???

В схемах и технической документации часто используются различные термины и знаки, но не все начинающие электрики знают их значение.

Мощный тиристорный коммутатор — это очень просто.

Тиристоры силовые Т — штыревые мощные тиристоры общего назначения. Преобразовывают и регулируют постоянный и переменный ток до 25А , 40А и 50А в зависимости от серии частотой до Гц в цепях с напряжением В — В кл. Расположение выводов цоколевка : основание тиристора — анод , жесткий длинный вывод — катод , жесткий короткий вывод — управляющий электрод. Тиристоры серии Т имеют следующие типономиналы : Т , Т , Т Изготавливаются для эксплуатации в умеренном, холодном УХЛ или тропическом Т климате; категория размещения — 2. Для отвода тепла тиристоры собирают с охладителями при помощи резьбового соединения.

Аксессуары и комплектующие для электроники — тиристоры

Забыли пароль? Интернет-магазин Платан предлагает Тиристоры и тиристоры силовые отечественные различных производителей по конкурентной цене. Для выбора компонента используйте поиск по параметрам, техническую документацию и описание. Доставка товара осуществляется различными транспортными компаниями или самовывозом из офисов в Москве и Санкт-Петербурге, предлагаем любые виды оплаты. Введите номер заказа Узнать Такой заказ не существует. Программа поставок программа поставок каталог новости продукции договор. Разработчикам наш каталог как выбрать статьи полезные ссылки электронные каталоги. Помощь как заказать поиск товара норма отгрузки оформление заказа регистрация оплата оплата картой доставка пн-пт

Тиристоры all-audio.pro продам тиристор КРЕ КР ККЕ ТБИ МКР WBOG1 WB5ARPC. Бизнес и услуги» .. Тиристоры мощные Т 25 -СССР. Электроника.

Т161-160-12 УХЛ2, Мощный низкочастотный тиристор

Белая Церковь Вчера Мариуполь 9 окт. Хотите продавать быстрее?

Как проверить тиристор

Белая Церковь Вчера Киев, Днепровский 9 окт. Мариуполь 9 окт. Хотите продавать быстрее? Узнать как.

Черников А.

OLX.

ua — объявления №1 в Украине — тиристоры

Как проверить тиристор, если вы полный чайник? Итак, обо всем по порядку. Принцип работы тиристора основан на принципе работы электромагнитного реле. Реле — это электромеханическое изделие, а тиристор — чисто электрическое. Давайте же рассмотрим принцип работы тиристора, а иначе как мы его тогда сможем проверить? Думаю, все катались на лифте ;-.

Тиристоры Т — силовые низкочастотные тиристоры таблеточной конструкции общего назначения. Часто запрашиваемые номиналы тиристоров: Т , Т , Т , Т , Т Тиристоры изготавливаются для эксплуатации в умеренном, холодном УХЛ или тропическом Т климате; категория размещения — 2.

Мощный тиристорный регулятор своими руками. Регулятор мощности тиристорный, напряжение и схемы своими руками. Конструкция и налаживание

Вступление.

Я много лет тому назад изготовил подобный регулятор, когда приходилось подрабатывать ремонтом р/а на дому у заказчика. Регулятор оказался настолько удобным, что со временем я изготовил ещё один экземпляр, так как первый образец постоянно обосновался в качестве регулятора оборотов вытяжного вентилятора. https://сайт/

Кстати, вентилятор этот из серии Know How, так как снабжён воздушным запорным клапаном моей собственной конструкции. Материал может пригодиться жителям, проживающим на последних этажах многоэтажек и обладающих хорошим обонянием.

Мощность подключаемой нагрузки зависит от применяемого тиристора и условий его охлаждения. Если используется крупный тиристор или симистор типа КУ208Г, то можно смело подключать нагрузку в 200… 300 Ватт. При использовании мелкого тиристора, типа B169D мощность будет ограничена 100 Ваттами.

Как это работает?

Вот так работает тиристор в цепи переменного тока. Когда сила тока, текущего через управляющий электрод, достигает определённого порогового значения, тиристор отпирается и запирается лишь тогда, когда исчезает напряжение на его аноде.

Примерно так же работает и симистор (симметричный тиристор), только, при смене полярности на аноде, меняется и полярность управляющего напряжения.

На картинке видно, что куда поступает и откуда выходит.

В бюджетных схемах управления симисторами КУ208Г, когда есть только один источник питания, лучше управлять «минусом» относительно катода.

Чтобы проверить работоспособность симистора, можно собрать вот такую простую схемку. При замыкании контактов кнопки, лампа должна погаснуть. Если она не погасла, то либо симистор пробит, либо его пороговое напряжение пробоя ниже пикового значения напряжения сети. Если лампа не горит при отжатой кнопке, то симистор оборван. Номинал сопротивления R1 выбирается так, чтобы не превысить максимально-допустимое значение тока управляющего электрода.

При проверке тиристров в схему нужно добавить диод, чтобы предотвратить подачу обратного напряжения.

Схемные решения.

Простой регулятор мощности можно собрать на симисторе или тиристоре. Я расскажу и о тех и о других схемных решениях.

Регулятор мощности на симисторе КУ208Г.

VS1 – КУ208Г

HL1 – МН3… МН13 и т. д.

На этой схеме изображён, на мой взгляд, самый простой и удачный вариант регулятора, управляющим элементом которого служит симистор КУ208Г. Этот регулятор управляет мощностью от ноля до максимума.

Назначение элементов.

HL1 – линеаризует управление и является индикатором.

С1 – генерирует пилообразный импульс и защищает схему управления от помех.

R1 – регулятор мощности.

R2 – ограничивает ток через анод — катод VS1 и R1.

R3 – ограничивает ток через HL1 и управляющий электрод VS1.

Регулятор мощности на мощном тиристоре КУ202Н.

VS1 – КУ202Н

Похожую схему можно собрать на тиристоре КУ202Н. Её отличие от схемы на симисторе в том, что диапазон регулировки мощности регулятора составляет 50… 100%.

На эпюре видно, что ограничение происходит только по одной полуволне, тогда как другая беспрепятственно проходит через диод VD1 в нагрузку.

Регулятор мощности на маломощном тиристоре.

Данная схема, собранная на самом дешёвом маломощном тиристоре B169D, отличается от схемы приведённой выше, только наличием резистора R5, который вместе с резистором R4 являются делителем напряжения и снижают амплитуду сигнала управления. Необходимость этого вызвана высокой чувствительностью маломощных тиристоров. Регулятор регулирует мощность в диапазоне 50… 100%.

Регулятор мощности на тиристоре с диапазоном регулировки 0… 100%.

VD1… VD4 – 1N4007

Чтобы регулятор на тиристоре мог управлять мощностью от ноля до 100%, нужно добавить в схему диодный мост.

Теперь схема работает аналогично симисторному регулятору.

Конструкция и детали.

Регулятор собран в корпусе блока питания некогда популярного калькулятора «Электроника Б3-36».

Симистор и потенциометр размещены на стальном уголке, изготовленном из стали толщиной 0,5мм. Уголок прикручен к корпусу двумя винтами М2,5 с использованием изолирующих шайб.

Резисторы R2, R3 и неоновая лампа HL1 одеты в изолирующую трубку (кембрик) и закреплены методом навесного монтажа на других электроэлементах конструкции.

Для повышения надёжности крепления штырей вилки, пришлось напаять на них по несколько витков толстой медной проволоки.

Так выглядят регуляторы мощности, которые я использую много лет.


	Get the Flash Player to see this player.

А это 4-х секундный ролик, который позволяет убедиться в том, что всё это работает. Нагрузкой служит лампа накаливания мощностью 100 Ватт.

Дополнительный материал.

Цоколёвка (распиновка) крупных отечественных симисторов и тиристоров. Благодаря могучему металлическому корпусу эти приборы могут без дополнительного радиатора рассеивать мощность 1… 2 Ватта без существенного изменения параметров.

Цоколёвка мелких популярных тиристоров, которые могут управлять напряжением сети при среднем токе 0,5 Ампера.

Тип прибора	Катод	Управ.	Анод
BT169D(E, G)	1	2	3
CR02AM-8	3	1	2
MCR100-6(8)	1	2	3

Содержание:

В современных радиолюбительских схемах широкое распространение получили различные виды деталей, в том числе и тиристорный регулятор мощности. Чаще всего эта деталь используется в паяльниках на 25-40 ватт, которые в обычных условиях легко перегреваются и становятся непригодными к работе. Эта проблема легко решается с помощью регулятора мощности, позволяющего выставлять точную температуру.

Применение тиристорных регуляторов

Как правило, тиристорные регуляторы мощности применяются для улучшения рабочих свойств обычных паяльников. Современные конструкции, оснащенные множеством функций, отличаются высокой стоимостью, а их использование будет неэффективным при небольших объемах . Поэтому, более целесообразным будет оборудование обычного паяльника тиристорным регулятором.

Регулятор мощности на тиристоре широко применяется в системах светильников. На практике они представляют собой обычные настенные выключатели с вращающейся ручкой-регулятором. Однако такие приспособления способны нормально работать лишь с обычными лампами накаливания. Они совершенно не воспринимаются современными компактными люминесцентными лампами, из-за расположенного внутри них выпрямительного моста с электролитическим конденсатором. Тиристор просто не будет работать во взаимодействии с этой схемой.

Такие же непредсказуемые результаты получаются и при попытках отрегулировать яркость светодиодных ламп. Поэтому для регулируемого источника освещения наиболее оптимальным вариантом будет использование обычных ламп накаливания.

Существуют и другие области применения тиристорных регуляторов мощности. Среди них следует отметить возможность регулировки ручного электроинструмента. Регулирующие устройства устанавливаются внутри корпусов и позволяют изменять количество оборотов дрели, шуруповерта, перфоратора и прочего инструмента.

Принцип работы тиристора

Действие регуляторов мощности тесно связано с принципом работы тиристора. На радиосхемах он обозначается значком, напоминающим обычный диод. Каждому тиристору свойственна односторонняя проводимость и, соответственно, способность к выпрямлению переменного тока. Участие в этом процессе становится возможным при условии подачи к управляющему электроду положительного напряжения. Сам управляющий электрод располагается со стороны катода. В связи с этим, тиристор ранее носил название управляемого диода. До подачи управляющего импульса, тиристор будет закрытым в любом направлении.

Для того чтобы визуально определить исправность тиристора, его включают в общую цепь со светодиодом через источник постоянного напряжения в 9 вольт. Дополнительно вместе со светодиодом подключается ограничительный резистор. Специальная кнопка замыкает цепь и напряжение с делителя подается к управляющему электроду тиристора. В результате, тиристор открывается и светодиод начинает излучать свет.

При отпускании кнопки, когда она перестает удерживаться в нажатом положении, свечение должно продолжаться. В случае повторного или неоднократного нажатия кнопки ничего не изменится — светодиод все так же будет светить с одинаковой яркостью. Это свидетельствует об открытом состоянии тиристора и его технической исправности. Он будет находиться в открытом положении до того момента, пока подобное состояние не прервется под влиянием внешних воздействий.

В некоторых случаях могут быть исключения. То есть при нажатии кнопки светодиод загорается, а при отпускании кнопки — он гаснет. Такая ситуация становится возможной из-за тока, проходящего через светодиод, значение которого меньше по сравнению с током удержания тиристора. Чтобы схема работала нормально, светодиод рекомендуется заменить лампой накаливания, что приведет к увеличению тока. Другим вариантом будет подбор тиристора, у которого ток удержания будет меньше. Параметр тока удержания у различных тиристоров может быть с большим разбросом, в таких случаях приходится подбирать элемент для каждой конкретной схемы.

Схема простейшего регулятора мощности

Тиристор участвует в выпрямлении переменного напряжения так же, как и обыкновенный диод. Это приводит к однополупериодному выпрямлению в незначительных пределах с участием одного тиристора. Для достижения желаемого результата, с помощью регуляторов мощности осуществляется управление двумя полупериодами напряжения сети. Это становится возможным благодаря встречно-параллельному включению тиристоров. Кроме того, тиристоры могут включаться в цепь диагонали выпрямительного моста.

Простейшую схему тиристорного регулятора мощности лучше всего рассматривать на примере регулировки мощности паяльника. Нет смысла начинать регулировку прямо с нулевой отметки. В связи с этим регулировать можно только один полупериод положительного сетевого напряжения. Прохождение отрицательного полупериода осуществляется через диод, без каких-либо изменений, непосредственно к паяльнику, обеспечивая его половинную мощность.

Прохождение положительного полупериода происходит через тиристор, за счет чего и выполняется регулировка. В цепи управления тиристором присутствуют простейшие элементы в виде резисторов и конденсатора. Зарядка конденсатора происходит от верхнего провода схемы, через резисторы и конденсатор, нагрузку и нижний провод схемы.

Управляющий электрод тиристора соединяется с плюсовым выводом конденсатора. Когда на конденсаторе напряжение возрастает до значения, позволяющего включать тиристор, происходит его открытие. В результате, в нагрузку пропускается какая-то часть положительного полупериода напряжения. Одновременно наступает разрядка конденсатора и подготовка к следующему циклу.

Для регулировки скорости заряда конденсатора используется переменный резистор. Чем быстрее произойдет зарядка конденсатора до значения напряжения, при котором открывается тиристор, тем раньше наступит открытие тиристора. Следовательно, в нагрузку поступит большее количество положительного полупериода напряжения. Данная схема, в которой используется тиристорный регулятор мощности, служит основой для других схем, применяющихся в различных областях.

Тиристорный регулятор мощности своими руками

В статье рассказывается о том, как работает тиристорный регулятор мощности, схема которого будет представлена ниже

В повседневной жизни очень часто возникает необходимость регулирования мощности бытовых приборов, например электроплиты, паяльника, кипятильников и ТЭНов, на транспорте — оборотов двигателя и т.д. На помощь приходит простейшая радиолюбительская конструкция — регулятор мощности на тиристоре. Собрать такое устройство не составит труда, оно может стать тем самым первым самодельным прибором, который будет выполнять функцию регулировки температуры жала паяльника начинающего радиолюбителя. Стоит отметить, что готовые паяльные станции с контролем температуры и прочими приятными функциями стоят на порядок дороже простого паяльника. Минимальный набор деталей позволяет собрать простой тиристорный регулятор мощности навесным монтажом.

К сведению, навесной монтаж — это способ сборки радиоэлектронных компонентов без применения печатной платы, а при хорошем навыке он позволяет быстро собрать электронные устройства средней сложности.

Вы также можете заказать тиристорного регулятора, а для тех, кто хочет разобраться во всём самостоятельно, ниже будет представлена схема и объяснён принцип работы.

Между прочим, это однофазный тиристорный регулятор мощности. Такой прибор может быть использован для управления мощностью или количеством оборотов. Однако для начала следует разобраться в ведь это позволит нам понять, на какую нагрузку лучше использовать такой регулятор.

Как работает тиристор?

Тиристор — это управляемый полупроводниковый прибор, способный проводить ток в одном направлении. Слово «управляемый» употреблено неспроста, поскольку с его помощью, в отличие от диода, который тоже проводит ток только к одному полюсу, можно выбирать момент, когда тиристор начнет проводить ток. Тиристор имеет три вывода:

Анод.
Катод.
Управляющий электрод.

Для того чтобы ток начал течь через тиристор, необходимо выполнить следующие условия: деталь должна стоять в цепи, находящейся под напряжением, на управляющий электрод должен быть подан кратковременный импульс. В отличие от транзистора, управление тиристором не требует удержания управляющего сигнала. На этом нюансы не заканчиваются: тиристор можно закрыть, лишь прервав ток в цепи, или сформировав обратное напряжение анод — катод. Это значит, что использование тиристора в цепях постоянного тока весьма специфично и часто неблагоразумно, а вот цепях переменного, например в таком приборе как тиристорный регулятор мощности, схема построена таким образом, что обеспечено условие для закрытия. Каждая из полуволн будет закрывать соответствующий тиристор.

Вам, скорее всего, не всё понятно? Не стоит отчаиваться — ниже будет подробно описан процесс работы готового устройства.

Область применения тиристорных регуляторов

В каких цепях эффективно использовать тиристорный регулятор мощности? Схема позволяет отлично регулировать мощность нагревательных приборов, то есть воздействовать на активную нагрузку. При работе с высокоиндуктивной нагрузкой тиристоры могут просто не закрыться, что может привести к выходу регулятора из строя.

Можно ли двигателя?

Я думаю, многие из читателей видели или пользовались дрелями, углошлифовальными машинами, которые в народе именуют «болгарками», и прочим электроинструментом. Вы могли заметить, что количество оборотов зависит от глубины нажатия на кнопку-курок прибора. Вот в этот элемент как раз и встроен такой тиристорный регулятор мощности (схема которого приведена ниже), с помощью которого осуществляется изменение количества оборотов.

Обратите внимание! Тиристорный регулятор не может изменять обороты асинхронных двигателей. Таким образом, напряжение регулируется на коллекторных двигателях, оборудованных щёточным узлом.

Схема одном и двух тиристорах

Типовая схема для того, чтобы собрать тиристорный регулятор мощности своими руками изображена на рисунке ниже.

Выходное напряжение у данной схемы от 15 до 215 вольт, в случае применения указанных тиристоров, установленных на теплоотводах, мощность составляет порядка 1 кВт. Кстати выключатель с регулятором яркости света сделан по подобной схеме.

Если у вас нет необходимости полной регулировки напряжения и достаточно получать на выходе от 110 до 220 вольт, воспользуйтесь этой схемой, которая показывает однополупериодный регулятор мощности на тиристоре.