Тиристоры для чайников / Хабр

Что такое тиристор, его устройство и обозначение на схеме

Тиристор — полупроводниковый элемент, имеющий только два состояния: «открыто» (ток проходит) и «закрыто» (тока нет). Причем оба состояния устойчивые, то есть переход происходит только при определенных условиях. Само переключение происходит очень быстро, хоть и не мгновенно.

Так выглядят тиристоры

По способу действия его можно сравнить с переключателем или ключом. Вот только переключается тиристор при помощи напряжения, а отключается пропаданием тока или снятием нагрузки. Так что принцип работы тиристора понять несложно. Можно представлять его как ключ с электрическим управлением. Так, да не совсем.

Тиристор, как правило, имеет три выхода. Один управляющий и два, через которые протекает ток. Можно попробовать коротко описать принцип работы. При подаче напряжения на управляющий выход, коммутируется цепь через анод-коллектор. То есть, он сравним с транзистором. Только с той разницей, что у транзистора величина пропускаемого тока зависит от поданного на управляющий вывод напряжения. А тиристор либо полностью открыт, либо полностью закрыт.

Внешний вид

Внешний вид тиристора зависит от даты его производства. Элементы времен Советского Союза — металлические, в виде «летающей тарелки» с тремя выводами. Два вывода — катод и управляющий электрод — находятся на «дне» или «крышке» (это с какой стороны смотреть). Причем электрод управления меньше по размерам. Анод может находиться с противоположной стороны от катода, или торчать вбок из-под шайбы, которая есть на корпусе.

Два вида тиристоров — современные и советские, обозначение на схемах

Современные тиристоры выглядят по-другому. Это небольшой пластиковый прямоугольник с металлической пластиной сверху и тремя выводами-ножками снизу. В современном варианте есть одно неудобство: надо смотреть в описании какой из выводов анод, где катод и управляющий электрод. Как правило, первый — анод, затем катод и крайний правый — это электрод. Но это как правило, то есть, не всегда.

Принцип работы

По принципу действия, тиристор можно еще сравнить с диодом. Пропускать ток он будет в одном направлении — от анода к катоду, но происходить это будет только в состоянии «открыто». На схемах тиристор похож на диод. Также имеется анод и катод, но есть еще дополнительный элемент — управляющий электрод. Понятное дело, есть отличия и в выходном напряжении (если сравнивать с диодом).

Принцип работы тиристора в устройствах переменного напряжения: на выходе есть только верхняя часть синусоиды

В схемах переменного напряжения тиристор будет пропускать только одну полуволну — верхнюю. Когда приходит нижняя полуволна, он сбрасывается в состояние «закрыто».

Принцип работы тиристора простыми словами

Рассмотрим принцип работы тиристора. Стартовое состояние элемента — закрыто. «Сигналом» к переходу в состояние «открыто» является появление напряжения между анодом и управляющим выводом. Вернуть тиристор в состояние «закрыто» можно двумя способами:

• снять нагрузку;
• уменьшить ток ниже тока удержания (одна из технических характеристик).

В схемах с переменным напряжением, как правило, сбрасывается тиристор по второму варианту. Переменный ток в бытовой сети имеет синусоидальную форму, когда его значение приближается к нулю и происходит сброс. В схемах, питающихся от источников постоянного тока, надо либо принудительно убирать питание, либо снимать нагрузку.

После снятия отпирающего напряжения, тиристор остается в открытом состоянии (лампочка горит)

То есть, работает тиристор в схемах с постоянным и переменным напряжением по-разному. В схеме постоянного напряжения, после кратковременного появления напряжения между анодом и управляющим выводом, элемент переходит в состояние «открыто». Далее может быть два варианта развития событий:

• Состояние «открыто» держится даже после того, как напряжение анод-выход управления пропало. Такое возможно если напряжение, поданное на анод-управляющий вывод, выше чем неотпирающее напряжение (эти данные есть в технических характеристиках). Прекращается прохождение тока через тиристор, фактически только разрывом цепи или выключением источника питания. Причем выключение/обрыв цепи могут быть очень кратковременными. После восстановления цепи, ток не течет до тех пор, пока на анод-управляющий вывод снова не подадут напряжение.
• После снятия напряжения (оно меньше чем отпирающее) тиристор сразу переходит в состояние «закрыто».

Так что в схемах постоянного тока есть два варианта использования тиристора — с удержанием открытого состояния и без. Но чаще применяют по первому типу — когда он остается открытым.

Если говорить о внутреннем устройстве, то это три перехода P-N-P-N

Принцип работы тиристора в схемах переменного напряжения отличается. Там возвращение в запертое состояние происходит «автоматически» — при падении силы тока ниже порога удержания. Если напряжение на анод-катод подавать постоянно, на выходе тиристора получаем импульсы тока, которые идут с определенной частотой. Именно так построены импульсные блоки питания. При помощи тиристора они преобразуют синусоиду в импульсы.

Принцип работы

Радиотехнический термин thyristor составлен из двух частей. В начале употреблено слово thyra, что означает на греческом языке «дверь» или «вход». Затем использовано окончание английского слова resistor, которое переводится как «сопротивление».

Тиристором называется полупроводниковое устройство, где на базе монокристалла собираются более двух p — n переходов. Суть электронно-дырочного соединения пары химических элементов — так расшифровывается понятие «p — n переход» — состоит в том, что при подключении прямого тока на выводах появляется разность потенциалов. При обратном токе совершается блокировка носителей заряда.

В устройство коммутируется сигнальный контакт, назначение которого состоит в управлении током пробоя границы разнозаряженных зон. На электрических схемах обозначение тиристора почти совпадает со значком диода. Различие состоит в том, что к катодному выводу пририсована стрелка управляющего электрода.

Конструкция прибора

Полупроводниковый прибор представляет собой структуру, которую образуют четыре слоя разной полярности, соединённых последовательно. Образуется цепочка p — n — p — n типа. К наружному слою с положительным зарядом подключён анодный вывод, к отрицательному полупроводнику — катод. К внутренним прослойкам допустимо присоединение до двух управляющих контактов.

Основообразующим элементом тиристора является кристалл кремния с заданной толщиной. Для формирования p-слоя применяются примеси бора и алюминия. Чтобы получить n-область используется фосфор. Нанесение добавок происходит с помощью диффузионной технологии. При температуре от 1000° C до 1300° C создаётся переходный слой глубиной 60 Мкм.

Внешний вид современных устройств непохож на детали, изготовленные два десятка лет назад. Раньше они выглядели как «летающие тарелки». Минусовый электрод и сигнальный контакт располагались на торце, а анодный вывод устанавливался с противоположной стороны или сбоку изделия. Сейчас тиристор представляет собой небольшой пластмассовый коробок с тремя электродами внизу. Расположение контактов указывается в описании устройства.

Вам это будет интересно Прибор для электрика: тестер напряжения

Режимы работы

Принцип действия тиристора характеризуется работой в двух устойчивых состояниях. Положение «закрыто» свидетельствует о низкой проводимости. Значение «открыто» указывает высокую электропроводность.

Как работает тиристор, для чайников объяснит диаграмма зависимости силы тока от напряжения. В исходной позиции полупроводниковый элемент заперт.

Даже значительное увеличение разности потенциалов на контактах не приведёт устройство в рабочее состояние. Линия графика почти горизонтальна.

Но стоит подать ток на управляющий вывод, как тиристор откроется. В этот момент линейный отрезок на графике круто изменяет угол наклона, близкий к вертикальному положению. От величины сигнального тока зависит уровень пробойного напряжения. Вольт-амперная характеристика объясняет, зачем требуется применение управляющего электрода. После обнуления командного сигнала устройство останется открытым, пока напряжение не уменьшится до уровня удержания.

Работа транзистора также основана на взаимодействии p — n переходов. От полупроводникового триода, который, как вентиль, плавно регулирует напряжение, тиристорный элемент отличается скачкообразным ростом разности потенциалов после появления сигнала управления. Своеобразный электронный ключ по команде открывает дорогу питанию электрической цепи.

Проверка работоспособности

Проверить тиристор можно либо при помощи мультиметра, либо создав простенькую проверочную схему. Если при прозвонке иметь перед глазами технические характеристики, можно заодно проверить сопротивление переходов.

Один из видов: силовой Т122-25

Прозвонка мультиметром

Для начала разберем прозвонку мультиметром. Переводим прибор в режим прозвонки.

На цифровых мультиметрах есть режим прозвонки, который позволяет проверять полупроводниковые приборы

Далее поочередно прикасаемся щупами к парам выводов:

Обратите внимание, что величина сопротивления у разных серий разная — на это не стоит обращать особого внимания. Если хотите проверить и сопротивление переходов, посмотрите в технических характеристиках.

Схема проверки работоспособности тиристора мультиметром

На рисунке представлены схемы испытаний. Крайний справа рисунок — усовершенствованный вариант с кнопкой, которую устанавливают между анодом и управляющим выводом. Для того чтобы мультиметр зафиксировал протекающий по цепи ток, кратковременно нажимаем на кнопку.

При помощи лампочки и источника постоянного тока (батарейка тоже пойдет)

Если мультиметра нет, можно проверить тиристор при помощи лампочки и источника питания. Подойдет даже обычная батарейка или любой другой источник постоянного напряжения. Вот только напряжение должно быть достаточным для того, чтобы засветить лампочку. Потребуется еще сопротивление или обычный кусок проволоки. Из этих элементов собирается простая схема:

Схема проверки тиристора при помощи лампочки и источника питания

• Плюс от источника питания подаем на анод.
• К катоду подключаем лампочку, второй ее вывод подключаем к минусу источника питания. Лампочка не горит, так как термистор заперт.
• Кратковременно (при помощи куска проволоки или сопротивления) соединяем анод и управляющий вывод.
• Лампочка загорается и продолжает гореть, хотя перемычка убрана. Термистор остается в открытом состоянии.
• Если выкрутить лампочку или выключить источник питания, то лампочка, естественно, погаснет.
• Если восстановить цепь/питание, она не загорится.

Заодно с проверкой, эта схема позволяет понять принцип работы тиристора. Ведь картинка получается очень наглядной и понятной.

Виды тиристоров и их особые свойства

Полупроводниковые технологии все еще разрабатываются и совершенствуются. За несколько десятилетий появились новые разновидности тиристоров, которые имеют некоторые отличия.

• Динисторы или диодные тиристоры. Отличаются тем, что имеют только два вывода. Открываются подачей на анод и катод высокого напряжения в виде импульса. Называют еще «неуправляемые тиристоры».
• Тринисторы или триодные тиристоры. В них есть управляющий электрод, но управляющий импульс может подаваться: На управляющий выход и катод. Название — с управлением катодом.
• На управляющий электрод и анод. Соответственно — управление анодом.

Тиристоры могут управляться как с анода, так и с катода

Есть также разные виды тиристоров по способу запирания. В одном случае достаточно уменьшения анодного тока ниже уровня тока удержания. В другом случае — подается запирающее напряжение на управляющий электрод.

По проводимости

Мы говорили, что проводят тиристоры ток только в одном направлении. Обратной проводимости нет. Такие элементы называют обратно-непроводящие, но существуют не только такие. Есть и другие варианты:

• Имеют невысокое обратное напряжение, называются обратно-проводящие.
• С ненормируемой обратной проводимостью. Ставят в схемах, где обратное напряжение возникнуть не может.
• Симисторы. Симметричные тиристоры. Проводят ток в обоих направлениях.

Различают в основном, по типу проводимости и способу управления

Тиристоры могут работать в режиме ключа. То есть при поступлении импульса управления подавать ток на нагрузку. Нагрузка, в этом случае, рассчитывается исходя из напряжения в открытом виде. Надо также учитывать наибольшую рассеиваемую мощность. Вот в этом случае лучше выбирать металлические модели в виде «летающей тарелки». К ним удобно приделывать радиатор — для более быстрого охлаждения.

Классификация по особым режимам работы

Еще можно выделить следующие подвиды тиристоров:

• Запираемые и незапираемые. Принцип работы тиристора незапираемого немного другой. Он находится в открытом состоянии когда плюс приложен к аноду, минус — на катоде. Переходит в закрытое состоянии при смене полярности.
• Быстродействующие. Имеют малое время перехода из одного состояния в другое.
• Импульсные. Очень быстро переходит из одного состояние в другое, используется в схемах с импульсными режимами работы.

Основное назначение — включение и выключение мощной нагрузки при помощи маломощных управляющих сигналов

Основная область использования тиристоров — в качестве электронного ключа, служащего для замыкания и размыкания электрической цепи. В общем много привычных устройств построены на тиристорах. Например, гирлянда с бегущими огнями, выпрямители, импульсные источники тока, выпрямители и многие другие.

Классификация тиристоров

Существует два варианта управления полупроводником: через катод или анод. Это зависит от полярности слоя, к которому подключено управление. Поэтому различают тиристоры с катодным или анодным управлением.

Возможен вариант отсутствия управляющего электрода. Такой прибор называется диодным тиристором, и включение устройства производит напряжение, подаваемое на основные контакты. Отсюда классификация на динисторы, не имеющие вывода управления, и тринисторы, у которых есть управляющий контакт.

По способностям пропускать ток в том или ином направлении тиристоры подразделяются на симметричные и асимметричные устройства. Симметричные полупроводники, которые профессионалы называют симисторами, способны проводить ток в обоих направлениях. В сущности, симистор — это пара тиристоров, включённых по встречно-параллельной схеме.

Вам это будет интересно Характеристика и схема подключения электросчётчика СО-505

Асимметричные приборы пропускают ток только в одну сторону:

• прямонаправленные устройства заперты при подключении напряжения обратного направления;
• приборы, пропускающие обратный ток, открываются при подаче напряжения противоположной полярности.

В электронных схемах также используются запираемые тиристоры. Устройство открывается, когда на управляющий электрод подаётся ток. В положение «закрыто» прибор переходит при изменении полярности тока управления.

Характеристики и их значение

Некоторые тиристоры могут коммутировать очень большие токи, в этом случае их называют силовыми тиристорами. Они изготавливаются в металлическом корпусе — для лучшего отвода тепла. Небольшие модели с пластиковым корпусом — это обычно маломощные варианты, которые используют в малоточных схемах. Но, всегда есть исключения. Так что для каждой конкретной цели подбирают требуемый вариант. Подбирают, понятное дело, по параметрам. Вот основные:

Есть еще динамический параметр — время перехода из закрытого в открытое состояние. В некоторых схемах это важно. Может еще указываться тип быстродействия: по времени отпирания или по времени запирания.

Параметры тиристора КУ 202

Параметр	Обозначение	Еди- ница	Тип тиристора
КУ202А	КУ202Б	КУ202В	КУ202Г
Постоянный ток в закрытом состоянии	Iз. с	мА	10	10	10	10
Постоянный обратный ток при Uобр max	Iобр	мА	10	10	10	10
Отпирающий постоянный ток управления	Iу. от	мА	200	200	200	200
Отпирающее постоянное напряжение управления	Uу. от	В	7	7	7	7
Напряжение в открытом состоянии	Uос	В	1,5	1,5	1,5	1,5
Неотпирающее постоянное напряжение управления	Uу. нот	В	0,2	0,2	0,2	0,2
Время включения	tвкл	мкс	10	10	10	10
Время выключения	tвыкл	мкс	150	150	150	150
Предельно допустимые параметры
Постоянное напряжение в закрытом состоянии	Uз. с max	В	25	25	50	50
Постоянное обратное напряжение	Uобр max	В	—	—	—	—
Постоянное обратное напряжение управления	Uу. обр max	В	10	10	10	10
Минимальное прямое напряжение в закрытом состоянии	Uз. с min	В	—	—	—	—
Постоянный ток в открытом состоянии	Iос min	А	10	10	10	10
Импульсный ток в открытом состоянии	Iос. и min	А	50	50	50	50
Постоянный прямой ток управления	Iу max	А	—	—	—	—
Импульсная рассеиваемая мощность УЭ	Pу. и max	Вт	—	—	—	—
Средняя рассеиваемая мощность	Pср max	Вт	20	20	20	20
Максимальная температура окружающей среды	Tmax	°С	+85	+85	+85	+85
Минимальная температура окружающей среды	Tmin	°С	-60	-60	-60	-60

Параметр	Обозначение	Еди- ница	Тип тиристора
КУ202Д	КУ202Е	КУ202Ж	КУ202И
Постоянный ток в закрытом состоянии	Iз. с	мА	10	10	10	10
Постоянный обратный ток при Uобр max	Iобр	мА	10	10	10	10
Отпирающий постоянный ток управления	Iу. от	мА	200	200	200	200
Отпирающее постоянное напряжение управления	Uу. от	В	7	7	7	7
Напряжение в открытом состоянии	Uос	В	1,5	1,5	1,5	1,5
Неотпирающее постоянное напряжение управления	Uу. нот	В	0,2	0,2	0,2	0,2
Время включения	tвкл	мкс	10	10	10	10
Время выключения	tвыкл	мкс	150	150	150	150
Предельно допустимые параметры
Постоянное напряжение в закрытом состоянии	Uз. с max	В	120	120	10	10
Постоянное обратное напряжение	Uобр max	В	—	—	240	240
Постоянное обратное напряжение управления	Uу. обр max	В	10	10	—	—
Минимальное прямое напряжение в закрытом состоянии	Uз. с min	В	—	—	—	—
Постоянный ток в открытом состоянии	Iос min	А	10	10	10	10
Импульсный ток в открытом состоянии	Iос. и min	А	50	50	50	50
Постоянный прямой ток управления	Iу max	А	—	—	—	—
Импульсная рассеиваемая мощность УЭ	Pу. и max	Вт	—	—	—	—
Средняя рассеиваемая мощность	Pср max	Вт	20	20	20	20
Максимальная температура окружающей среды	Tmax	°С	+85	+85	+85	+85
Минимальная температура окружающей среды	Tmin	°С	-60	-60	-60	-60

Параметр	Обозначение	Еди- ница	Тип тиристора
КУ202К	КУ202Л	КУ202М	КУ202Н
Постоянный ток в закрытом состоянии	Iз. с	мА	10	10	10	10
Постоянный обратный ток при Uобр max	Iобр	мА	10	10	10	10
Отпирающий постоянный ток управления	Iу. от	мА	200	200	200	200
Отпирающее постоянное напряжение управления	Uу. от	В	7	7	7	7
Напряжение в открытом состоянии	Uос	В	1,5	1,5	1,5	1,5
Неотпирающее постоянное напряжение управления	Uу. нот	В	0,2	0,2	0,2	0,2
Время включения	tвкл	мкс	10	10	10	10
Время выключения	tвыкл	мкс	150	150	150	150
Предельно допустимые параметры
Постоянное напряжение в закрытом состоянии	Uз. с max	В	10	10	10	10
Постоянное обратное напряжение	Uобр max	В	360	360	480	480
Постоянное обратное напряжение управления	Uу. обр max	В	—	—	—	—
Минимальное прямое напряжение в закрытом состоянии	Uз. с min	В	—	—	—	—
Постоянный ток в открытом состоянии	Iос min	А	10	10	10	10
Импульсный ток в открытом состоянии	Iос. и min	А	50	50	50	50
Постоянный прямой ток управления	Iу max	А	—	—	—	—
Импульсная рассеиваемая мощность УЭ	Pу. и max	Вт	—	—	—	—
Средняя рассеиваемая мощность	Pср max	Вт	20	20	20	20
Максимальная температура окружающей среды	Tmax	°С	+85	+85	+85	+85
Минимальная температура окружающей среды	Tmin	°С	-60	-60	-60	-60

Тиристор в качестве ключа

Для включения и отключения нагрузки ламп накаливания, обмоток реле, электродвигателей и т. Особенность этого вида полупроводниковых приборов и основное их отличие от транзисторов заключается в том, что они обладают двумя устойчивыми состояниями, без каких-либо промежуточных. В идеале эти сопротивления приближаются к нулю или бесконечности. Для включения тиристора на его управляющий электрод достаточно хотя бы кратковременно подать управляющее напряжение.

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:

• Тиристорные ключи
• Тиристор принцип работы
• Способ управления транзисторным ключом на тиристоре и устройство для его осуществления
• Тс132 50 10 схема управления
• ВРемонт. su — ремонт фото видео аппаратуры, бытовой техники, обзор и анализ рынка сферы услуг
• Тиристоры устройство схемы включения применение. Тиристорный ключ постоянного тока

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК РАССЧИТАТЬ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ

Тиристорные ключи

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

По функциональности их можно соотнести к электронным ключам.

Но есть в тиристоре одна особенность, он не может перейти в закрытое состояние в отличие от обычного ключа. Поэтому обычно его можно найти под названием — не полностью управляемый ключ. На рисунке представлен обычный вид тиристора. Состоит он из четырех чередующихся типов электро-проводимости областей полупроводника и имеет три вывода: анод, катод и управляющего электрод.

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

Тиристор с тремя и четырьмя выводами, называются триодными или тетродными. Также бывают тиристоры и с большим количеством чередующихся полупроводниковых областей. Одним из самых интересных является симметричный тиристор симистор , который включается при любой полярности напряжения.

Принцип работы Обычно тиристор представляют в виде двух транзисторов, связанных между собой, каждый из которых работает в активном режиме. В связи с таким рисунком можно назвать крайние области — эмиттерными, а центральный переход — коллекторным. Чтобы разобраться как работает тиристор стоит взглянуть на вольт-амперную характеристику.

К аноду тиристора подали небольшое положительное напряжение. Эмиттерные переходы включены в прямом направлении, а коллекторный в обратном. Участок от нуля до единицы на вольт-амперной характеристике будет примерно аналогичен обратной ветви характеристики диода.

Этот режим можно назвать — режимом закрытого состояния тиристора. При увеличении анодного напряжения происходит происходит инжекция основных носителей в области баз, тем самым происходит накопление электронов и дырок, что равносильно разности потенциалов на коллекторном переходе. С увеличением тока через тиристор напряжение на коллекторном переходе начнет уменьшаться. И когда оно уменьшится до определенного значения, наш тиристор перейдет в состояние отрицательного дифференциального сопротивления на рисунке участок После этого все три перехода сместятся в прямом направлении тем самым переведя тиристор в открытое состояние на рисунке участок В открытом состоянии тиристор будет находится до тех пор, пока коллекторный переход будет смещен в прямом направлении.

Если же ток тиристора уменьшить, то в результате рекомбинации уменьшится количество неравновесных носителей в базовых областях и коллекторный переход окажется смещен в обратном направлении и тиристор перейдет в закрытое состояние. При обратном включении тиристора вольт-амперная характеристика будет аналогичной как и у двух последовательно включенных диодов. Обратное напряжение будет ограничиваться в этом случае напряжением пробоя. Общие параметры тиристоров 1.

Напряжение включения — это минимальное анодное напряжение, при котором тиристор переходит во включенное состояние. Прямое напряжение — это прямое падение напряжения при максимальном токе анода. Обратное напряжение — это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии. Максимально допустимый прямой ток — это максимальный ток в открытом состоянии.

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

Тиристор — не полностью управляющий ключ. То есть перейдя в открытое состояние, он остается в нем даже если прекращать подавать сигнал на управляющий переход, если подается ток выше некоторой величины, то есть ток удержания. Источники: ru. Источник бесперебойного питания на источнике бесперебойной подачи информации Читайте на Хабре. Читают сейчас. Поделиться публикацией.

Похожие публикации. PHP-программист для проекта. RPS Можно удаленно. Медиабайер для онлайн-сервисов. Instapromo Studio Можно удаленно. Энергомера Ставрополь. Директор по маркетингу для продвижения SMM курса.

Все вакансии. Да наверное, не подумал над этим, когда начинал писать. Но в принципе задача наверное стояла у меня чтобы объяснить принцип работы детальки. Для неспециалистов вы не объяснили, а для спецов статья выглядит как минимум не полной. Её бы раза в три расширить, добавив примеров и разжевать для чего какой электрод и где применяется. Не рассказали самого главного: зачем нужен управляющий электрод.

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

Таким образом, тиристор откроется при более низком анодном напряжении скажем, в 10 раз ниже. После открывания напряжение с УЭ можно снять. GeckoPelt 8 января в 0. У меня валяется несколько КУ в таком корпусе: Всегда эстетически радовало.

WorksIsGone 9 января в 0. А меня всегда удивлял такой корпус… Вы радиатор под него представляете? То, что нормальный радиатор представлял из себя кусок ребристого алюминия сложной цилиндрической формы. Плюс, корпус тиристора — анод, соответственно, радиатор находился под потенциалом.

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

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

А ку — в железе по параметрам подразумевают всякую относительно лёгкую бытовую электрику. Да, эта схема на каждой школьной дискотеке работала. Совместно с зеркальным шаром из глобуса :.

Когда что-то, рассчитанное на ампер и выше, взрывается то почти всегда можно обосраться. Три раза при мне в паре метров в прикрытом шкафу они взрывались. Все аж приседают разом. Шрапнель из осколков пластмассы бабахает в дверцу и потолок.

Когда на гэс тиристорное возбуждение гидроагрегата пробило, там от стойки металлический шкаф 19″ 2 метра осталось примерно то же, что на фото от тиристора. Некоторые свидетели только в конце машзала остановились.

Шеф в 20 метрах стоял, оглох на минуту. Ближе люди были, метрах в 2х от эпицентра, обошлось без жертв, просто повезло наверное с. ХЗ, тройка по электротехнике была :. Скорее всего внепроектное защелкивание, в результате чего длительное время через жертву протекает большой ток, что ведёт к перегреву, что в свою очередь, ведёт к оплавлению кристала.

В результате — скачком падает сопротивление, ток подскакивает еще больше, температура подскакивает, остатки кристалла и подводящих контактов испаряются, заодно разбрасывая осколки корпуса.

Вот очень хорошая статья по симисторам от DiHalt…. А как тиристоры используют при работе на постоянном токе например, в электротранспорте? Где применяются динисторы?

Тиристор принцип работы

Силовые электронные ключи Электронные ключи. Электронным ключом называется устройство для замыкания и размыкания силовой электрической цепи, содержащее по крайней мере один управляемый вентильный прибор. Вентильный прибор вентиль — электронный прибор, проводящий ток в одном направлении. На основе двух или более вентильных приборов создаются двунаправленные ключи, проводящие ток в двух направлениях. Функции силовых электронных ключей в настоящее время выполняют силовые полупроводниковые приборы, физической основой которых являются полупроводниковые структуры с различными типами электронной проводимости. Силовые полупроводниковые приборы можно классифицировать по различным признакам: принципу действия, конструктивному исполнению, электрическим параметрам, применению и др. Поскольку полупроводниковые приборы являются нелинейными элементами, то их существенными характеристиками являются вольт-амперные характеристики ВАХ , связывающие значения токов и напряжений на приборе в различных режимах его работы.

В качестве силовых ключей в аппаратах применяют однооперационные тиристоры SCR (Silicon Controiled Rectifier) и двухоперационные ( запираемые).

Способ управления транзисторным ключом на тиристоре и устройство для его осуществления

В принципе тиристор может иметь до двух управляющих электродов, присоединённых к внутренним слоям. Но обычно изготавливаются тиристоры с одним управляющим электродом, либо вообще без управляющих электродов такой прибор называется динистором. Для включения тиристора достаточно кратковременно подать сигнал на управляющий электрод — тиристор откроется и будет оставаться в этом состоянии пока ток через тиристор не станет меньше тока удержания. Итак, главный принцип работы тиристора и схем на его основе — открываем тиристор подачей сигнала на усправляющий электрод, закрываем снижая ток анод-катод. Как и в биполярном транзистор главную роль в принципе действия играют неосновные носители заряда ННЗ и обратно-смещенный p-n- переход. Пока неосновных носителей мало переход закрыт, но стоит подкинуть ННЗ к переходу и он откроется. В тиристоре есть два основных способа добавить ННЗ:1 закачать ток в управляющий электрод;. При подаче напряжения прямой полярности, крайние переходы смещаются в прямом направлении, а средний — в обратном. При значительном увеличении напряжения на силовых электродах, через крайние П1 и П3 , примыкающие к среднему, переходы начинают перемещаться неосновные носители, уменьшая его сопротивление. Процесс происходит медленно, а сопротивление остается большим, но лишь до определенного момента.

Тс132 50 10 схема управления

Электронные ключи. Электронным ключом называется устройство для замыкания и размыкания силовой электрической цепи, содержащее по крайней мере один управляемый вентильный прибор. Вентильный прибор вентиль — электронный прибор, проводящий ток в одном направлении. На основе двух или более вентильных приборов создаются двунаправленные ключи, проводящие ток в двух направлениях. Функции силовых электронных ключей в настоящее время выполняют силовые полупроводниковые приборы, физической основой которых являются полупроводниковые структуры с различными типами электронной проводимости.

Эти методы выключения тиристоров в цепи постоянного тока могут быть применены к любому тиристору с регенеративным механизмом включения. Разумеется в качестве выключателя S применимы современные полупроводниковые приборы, достаточно согласовать управляющие импульсы на тиристор и прибор S соответствующим образом.

ВРемонт.su — ремонт фото видео аппаратуры, бытовой техники, обзор и анализ рынка сферы услуг

Основной особенностью тиристора является наличие на вольт-амперной характеристике см. Перевод тиристора из закрытого состояния участок 1 на ВАХ в открытое состояние участок 3 на ВАХ может осуществляться внешним воздействием на прибор: изменением напряжения u пр между анодом и катодом; током упрвления i уп или световым потоком. По ВАХ тиристора и по нагрузочной прямой можно выделить точки, характеризующие работу прибора:. U пер — напряжение переключения при подаче напряжения на прибор в прямом направлении, равного или превышающего U пер , тиристор переходит из непроводящего состояния в проводящее состояние ;. I пер — ток переключения прямой ток, протекающий через прибор непосредственно перед переключением его в проводящее состояние при напряжении U пер ;.

Тиристоры устройство схемы включения применение. Тиристорный ключ постоянного тока

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

На Рис. показана схема однофазного ключа на двух тиристорах, включенных встречно-параллельно. В этой схеме каждый.

Питание этой части схемы осуществляется от входного тока.. В качестве выходного силового ключа используется триак ТС — 50 — 10;. . Питание элементов схемы осуществляется от входного тока.

Тиристоры нашли широкое применение в полупроводниковых устройствах и преобразователях. Различные источники питания, частотные преобразователи, регуляторы, возбудительные устройства для синхронных двигателей и много других устройств строились на тиристорах, а в последнее время их вытесняют преобразователи на транзисторах. Основной задачей для тиристора является включение нагрузки в момент подачи управляющего сигнала. В этой статье мы рассмотрим, как управлять тиристорами и симисторами.

В различных электронных устройствах в цепях переменного тока в качестве силовых ключей широко применяют тринисторы и симисторы. Данная статья призвана помочь в выборе схемы управления подобными приборами.

Тиристор идеально подходит для регулирования мощности переменного напряжения во всем, кроме одного: он является однополупериодным устройством, а это означает, что даже при полной проводимости используется только половина мощности. Можно включить параллельно два тиристора навстречу друг другу, как это показано на рис. Для изоляции источников импульсов от напряжения сети используются оптопары. Самым полезным устройством для практического регулирования мощности переменного напряжения является двунаправленный тиристор или симистор. Как можно видеть на рис2. Симисторы являются настолько гибкими устройствами, что их можно переключать в проводящее состояние как положительным, так и отрицательным импульсом запуска независимо от мгновенной полярности источника переменного напряжения. Названия катод и анод теряют смысл для симистора; ближайший к управляющему электроду вывод назвали, не мудрствуя лукаво, основным выводом 1 МТ1 , а другой — основным выводом 2 МТ2.

Нужны еще сервисы? Архив Каталог тем Добавить статью. Как покупать? Вход Регистрация Востановить пароль.

Тиристоры принцип действия. Что такое тиристор и как он работает. В качестве заключения

1.1 Определение, виды тиристоров

1. 2 Принцип действия

1.3 Параметры тиристоров

Глава 2. Применение тиристоров в регуляторах мощности

2.1 Общие сведения о различных регуляторах

2.2 Процесс управления напряжением при помощи тиристора

2.3 Управляемый выпрямитель на тиристоре

Глава 3. Практические разработки регуляторов мощности на тиристорах

3.1 Регулятор напряжения на тиристоре КУ201К

3.2 Мощный управляемый выпрямитель на тиристорах

Заключение

Литература

Введение

В данной работе рассмотрены несколько вариантов устройств, где используются элементы тиристоры в качестве регуляторов напряжения и в качестве выпрямителей. Приведены теоретическое и практическое описания принципа действия тиристоров и устройств, схемы этих устройств.

Управляемый выпрямитель на тиристорах — элементах, обладающих большим коэффициентом усиления по мощности, позволяет получать большие токи в нагрузке при незначительной мощности, затрачиваемой в цепи управления тиристора.

В данной работе рассмотрены два варианта таких выпрямителей, которые обеспечивают максимальный ток в нагрузке до 6 А с пределом регулировки напряжения от 0 до 15 В и от 0,5 до 15 В и устройство для регулировки напряжения на нагрузке активного и индуктивного характера, питаемой от сети переменного тока напряжением 127 и 220 В с пределами регулировки от 0 до номинального напряжения сети.

Глава 1. Понятие о тиристоре. Виды тиристоров. Принцип действия

1.1 Определение, виды тиристоров

Тиристором называют полупроводниковый прибор, основу которого составляет четырехслойная структура, способная переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот. Тиристоры предназначены для ключевого управления электрическими сигналами в режиме открыт — закрыт (управляемый диод).

Простейшим тиристором является динистор – неуправляемый переключающий диод, представляющий собой четырехслойную структуру типа p-n-p-n (рис. 1.1.2). Здесь, как и у других типов тиристоров, крайние n-p-n-переходы называются эмиттерными, а средний p-n-переход – коллекторным. Внутренние области структуры, лежащие между переходами, называются базами. Электрод, обеспечивающий электрическую связь с внешней n-областью, называется катодом, а с внешней p-областью – анодом.

В отличие от несимметричных тиристоров (динисторов, тринисторов) в симметричных тиристорах обратная ветвь ВАХ имеет вид прямой ветви. Это достигается встречно-параллельным включением двух одинаковых четырехслойных структур или применением пятислойных структур с четырьмя p-n-переходами (симисторы).

Рис. 1.1.1 Обозначения на схемах: а) симистора б) динистора в) тринистора.

Рис. 1.1.2 Структура динистора.

Рис. 1.1.3 Структура тринистора.

1.2 Принцип действия

При включении динистора по схеме, приведенной на рис. 1.2.1, коллекторный p-n-переход закрыт, а эмиттерные переходы открыты. Сопротивления открытых переходов малы, поэтому почти все напряжение источника питания приложено к коллекторному переходу, имеющему высокое сопротивление. В этом случае через тиристор протекает малый ток (участок 1 на рис. 1.2.3).

Рис. 1.2.1. Схема включения в цепь неуправляемого тиристора (динистора).

Рис. 1.2.2. Схема включения в цепь управляемого тиристора (тринистора).

Рис.1.2.3. Вольтамперная характеристика динистора.

Рис.1.2.4. Вольтамперная характеристика тиристора.

Если увеличивать напряжение источника питания, ток тиристора увеличивается незначительно, пока это напряжение не приблизится к некоторому критическому значению, равному напряжению включения Uвкл. При напряжении Uвкл в динисторе создаются условия для лавинного размножения носителей заряда в области коллекторного перехода. Происходит обратимый электрический пробой коллекторного перехода (участок 2 на рис. 1.2.3). В n-области коллекторного перехода образуется избыточная концентрация электронов, а в p-области — избыточная концентрация дырок. С увеличением этих концентраций снижаются потенциальные барьеры всех переходов динистора. Возрастает инжекция носителей через эмиттерные переходы. Процесс носит лавинообразный характер и сопровождается переключением коллекторного перехода в открытое состояние. Рост тока происходит одновременно с уменьшением сопротивлений всех областей прибора. Поэтому увеличение тока через прибор сопровождается уменьшением напряжения между анодом и катодом. На ВАХ этот участок обозначен цифрой 3. Здесь прибор обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением. Напряжение на резисторе возрастает и происходит переключение динистора.

После перехода коллекторного перехода в открытое состояние ВАХ имеет вид, соответствующий прямой ветви диода (участок 4). После переключения напряжение на динисторе снижается до 1 В. Если и дальше увеличивать напряжение источника питания или уменьшать сопротивление резистора R, то будет наблюдаться рост выходного тока, как в обычной схеме с диодом при прямом включении.

При уменьшении напряжения источника питания восстанавливается высокое сопротивление коллекторного перехода. Время восстановления сопротивления этого перехода может составлять десятки микросекунд.

Напряжение Uвкл при котором начинается лавинообразное нарастание тока, может быть снижено введением не основных носителей заряда в любой из слоев, прилегающих к коллекторному переходу. Дополнительные носители заряда вводятся в тиристоре вспомогательным электродом, питаемым от независимого источника управляющего напряжения (Uупр). Тиристор со вспомогательным управляющим электродом называется триодным, или тринисторным. На практике при использовании термина «тиристор» подразумевается именно элемент. Схема включения такого тиристора показана на рис. 1.2.2. Возможность снижения напряжения U при росте тока управления, показывает семейство ВАХ (рис. 1.2.4).

Если к тиристору приложить напряжение питания, противоположной полярности (рис. 1.2.4), то эмиттерные переходы окажутся закрытыми. В этом случае ВАХ тиристора напоминает обратную ветвь характеристики обычного диода. При очень больших обратных напряжениях наблюдается необратимый пробой тиристора.

♦ Как мы уже выяснили – тиристор, это полупроводниковый прибор, обладающий свойствами электрического вентиля. Тиристор с двумя выводами (А — анод, К — катод) , это динистор. Тиристор с тремя выводами (А – анод, К – катод, Уэ – управляющий электрод) , это тринистор, или в обиходе его называют просто тиристор.

♦ С помощью управляющего электрода (при определенных условиях) можно изменять электрическое состояние тиристора, то есть переводить его из состояния «выключено» в состояние «включено».
Тиристор открывается в случае, если приложенное напряжение между анодом и катодом превысит величину U = Uпр , то есть величину напряжения пробоя тиристора;
Тиристор можно открыть и при напряжении меньше, чем Uпр между анодом и катодом (U , если подать импульс напряжения положительной полярности между управляющим электродом и катодом.

♦ В открытом состоянии тиристор может находиться сколько угодно долго, пока на него подано питающее напряжение.
Тиристор можно закрыть:

• — если уменьшить напряжение между анодом и катодом до U = 0 ;
• — если снизить анодный ток тиристора до величины, меньше тока удержания Iуд .
• — подачей запирающего напряжения на управляющий электрод, (только для запираемых тиристоров).

Тиристор может также находиться в закрытом состоянии сколько угодно долго, до прихода запускающего импульса.
Тиристоры и динисторы работают как в цепях постоянного, так и в цепях переменного тока.

Работа динистора и тиристора в цепях постоянного тока.

Рассмотрим несколько практических примеров.
Первый пример применения динистора, это релаксационный генератор звуковых сигналов .

В качестве динистора используем КН102А-Б.

♦ Работает генератор следующим образом.
При нажатии кнопки Кн , через резисторы R1 и R2 постепенно заряжается конденсатор С (+ батареи – замкнутые контакты кнопки Кн – резисторы – конденсатор С – минус батареи).
Параллельно конденсатору подключена цепочка из телефонного капсюля и динистора. Через телефонный капсюль и динистор ток не протекает, так как динистор еще «заперт».
♦ При достижении на конденсаторе напряжения, при котором пробивается динистор, через катушку телефонного капсюля проходит импульс тока разряда конденсатора (С – катушка телефона – динистор — С). Слышен щелчок из телефона, конденсатор разрядился. Далее снова идет заряд конденсатора С и процесс повторяется.
Частота повторения щелчков зависит от емкости конденсатора и величины сопротивления резисторов R1 и R2 .
♦ При указанных на схеме номиналах напряжения, резисторов и конденсатора, частоту звукового сигнала с помощью резистора R2 можно менять в пределах 500 – 5000 герц. Телефонный капсюль необходимо использовать с низкоомной катушкой 50 – 100 Ом , не более, например телефонный капсюль ТК-67-Н .
Телефонный капсюль необходимо включать с соблюдением полярности, иначе не будет работать. На капсюле есть обозначение +(плюс) и – (минус).

♦ У этой схемы (рис 1) есть один недостаток. Из-за большого разброса параметров динистора КН102 (разное напряжение пробоя), в некоторых случаях, нужно будет увеличить напряжение источника питания до 35 – 45 вольт , что не всегда возможно и удобно.

Устройство управления, собранное на тиристоре, для включения – выключения нагрузки с помощью одной кнопки показано на рис 2.

Устройство работает следующим образом.
♦ В исходном состоянии тиристор закрыт и лампочка не горит.
Нажмем на кнопку Кн в течении 1 – 2 секунды . Контакты кнопки размыкаются, цепь катода тиристора разрывается.

В этот момент конденсатор С заряжается от источника питания через резистор R1 . Напряжение на конденсаторе достигает величины U источника питания.
Отпускаем кнопку Кн .
В этот момент конденсатор разряжается по цепи: резистор R2 – управляющий электрод тиристора – катод — замкнутые контакты кнопки Кн – конденсатор.
В цепи управляющего электрода потечет ток, тиристор «откроется» .
Загорается лампочк а по цепи: плюс батареи – нагрузка в виде лампочки – тиристор — замкнутые контакты кнопки – минус батареи.
В таком состоянии схема будет находиться сколько угодно долго .
В этом состоянии конденсатор разряжен: резистор R2, переход управляющий электрод – катод тиристора, контакты кнопки Кн.
♦ Для выключения лампочки необходимо кратковременно нажать на кнопку Кн . При этом основная цепь питания лампочки обрывается. Тиристор «закрывается» . Когда контакты кнопки замкнутся, тиристор останется в закрытом состоянии, так как на управляющем электроде тиристора Uynp = 0 (конденсатор разряжен).

Мною опробованы и надежно работали в этой схеме различные тиристоры: КУ101, Т122, КУ201, КУ202, КУ208 .

♦ Как уже упоминалось, динистор и тиристор имеют свой транзисторный аналог .

Схема аналога тиристора состоит из двух транзисторов и изображена на рис 3 .
Транзистор Тр 1 имеет p-n-p проводимость, транзистор Тр 2 имеет n-p-n проводимость. Транзисторы могут быть как германиевые, так и кремниевые.

Аналог тиристора имеет два управляющих входа.
Первый вход: А – Уэ1 (эмиттер — база транзистора Тр1).
Второй вход: К – Уэ2 (эмиттер – база транзистора Тр2).

Аналог имеет: А – анод, К — катод, Уэ1 – первый управляющий электрод, Уэ2 – второй управляющий электрод.

Если управляющие электроды не использовать, то это будет динистор, с электродами А — анод и К — катод .

♦ Пару транзисторов, для аналога тиристора, надо подбирать одинаковой мощности с током и напряжением выше, чем необходимо для работы устройства. Параметры аналога тиристора (напряжение пробоя Unp, ток удержания Iyд) , будут зависеть от свойств применяемых транзисторов.

♦ Для более устойчивой работы аналога в схему добавляют резисторы R1 и R2 . А с помощью резистора R3 можно регулировать напряжение пробоя Uпр и ток удержания Iyд аналога динистора – тиристора. Схема такого аналога изображена на рис 4 .

Если в схеме генератора звуковых частот (рис 1) , вместо динистора КН102 включить аналог динистора, получится устройство с другими свойствами (рис 5) .

Напряжение питания такой схемы составит от 5 до 15 вольт . Изменяя величины резисторов R3 и R5 можно изменять тональность звука и рабочее напряжение генератора.

Переменным резистором R3 подбирается напряжение пробоя аналога под используемое напряжение питания.

Потом можно заменить его на постоянный резистор.

Транзисторы Тр1 и Тр2: КТ502 и КТ503; КТ814 и КТ815 или любые другие.

♦ Интересна схема стабилизатора напряжения с защитой от короткого замыкания в нагрузке (рис 6) .

Если ток в нагрузке превысит 1 ампер , сработает защита.

Стабилизатор состоит из:

• — управляющего элемента– стабилитрона КС510 , который определяет напряжение выхода;
• — исполнительного элемента–транзисторов КТ817А, КТ808А , исполняющих роль регулятора напряжения;
• — в качестве датчика перегрузки используется резистор R4 ;
• — исполнительным механизмом защиты используется аналог динистора, на транзисторах КТ502 и КТ503 .

♦ На входе стабилизатора в качестве фильтра стоит конденсатор С1 . Резистором R1 задается ток стабилизации стабилитрона КС510 , величиной 5 – 10 мА. Напряжение на стабилитроне должно быть 10 вольт .
Резистор R5 задает начальный режим стабилизации выходного напряжения.

Резистор R4 = 1,0 Ом , включен последовательно в цепь нагрузки.Чем больше ток нагрузки, тем больше на нем выделяется напряжение, пропорциональное току.

В исходном состоянии, когда нагрузка на выходе стабилизатора мала или отключена, аналог тиристора закрыт. Приложенного к нему напряжения 10 вольт (от стабилитрона) не хватает для пробоя. В этот момент падение напряжения на резисторе R4 почти равно нулю.
Если постепенно увеличивать ток нагрузки, будет увеличиваться падение напряжения на резисторе R4 . При определенном напряжении на R4, аналог тиристора пробивается и установится напряжение, между точкой Тчк1 и общим проводом, равное 1,5 — 2,0 вольта .
Это есть напряжение перехода анод — катод открытого аналога тиристора.

Одновременно загорается светодиод Д1 , сигнализируя об аварийной ситуации. Напряжение на выходе стабилизатора, в этот момент, будет равно 1,5 — 2,0 вольта .
Чтобы восстановить нормальную работу стабилизатора, необходимо выключить нагрузку и нажать на кнопку Кн , сбросив блокировку защиты.
На выходе стабилизатора вновь будет напряжение 9 вольт , а светодиод погаснет.
Настройкой резистора R3 , можно подобрать ток срабатывания защиты от 1 ампера и более . Транзисторы Т1 и Т2 можно ставить на один радиатор без изоляции. Сам же радиатор изолировать от корпуса.

Тиристор – это полупроводниковый ключ, конструкция которого представляет собой четыре слоя. Они обладают способностью переходить из одного состояния в другое – из закрытого в открытое и наоборот.

Информация, представленная в данной статье, поможет дать исчерпывающий ответ на вопрос об этом аппарате.

Принцип функционирования тиристора

В специализированной литературе этот прибор также носит название однооперационного тиристора. Это название обусловлено тем, что устройство является не полностью управляемым . Другими словами, при получении сигнала от управляющего объекта он может только перейти в режим включенного состояния. Для того чтобы выключить прибор, человеку придется выполнить дополнительные действия, которые и приведут к падению уровня напряжения до нулевой отметки.

Работа этого прибора основывается на использовании силового электрического поля. Для его переключения из одного состояния в другое применяется технология управления, передающая определенные сигналы. При этом ток по тиристору может двигаться только в одном направлении. В выключенном состоянии этот прибор обладает способностью выдерживать как прямой, так и обратное напряжение.

Способы включения и выключения тиристора

Переход в рабочее состояние стандартного этого типа аппарата осуществляет путем поучения импульса токового напряжения в определенной полярности. На скорость включения и на то, как он впоследствии будет работать, влияют следующие факторы:

Выключение тиристора может быть осуществлено некоторыми способами:

1. Естественное выключение. В технической литературе также встречается такое понятие, как естественная коммутация – оно аналогично естественному выключению.
2. Принудительное выключение (принудительная коммутация).

Естественное выключение этого аппарата осуществляется в процессе его функционирования в цепях с переменным током, когда происходит понижение уровня тока до нулевой отметки.

Принудительное выключение включает в себя большое количество самых разнообразных способов. Самым распространенным из них является следующий метод.

Конденсатор, обозначаемый латинской буквой C, соединяется с ключом. Он должен обозначаться маркеровкой S. При этом конденсатор перед замыканием должен быть заряжен.

Основные типы тиристоров

В настоящее время существует немалое количество тиристоров, которые различаются между собой своими техническими характеристиками – скоростью функционирования, способами и процессами управления, направлениями тока при нахождении в проводящем состоянии и др.

Наиболее распространенные типы

1. Тиристор-диод. Такой прибор аналогичен устройству, которое имеет встречно-параллельный диод во включенном режиме.
2. Диодный тиристор. Другое название – динистор. Отличительной характеристикой этого устройства является то, что переход в проводящий режим осуществляется в момент, когда уровень тока превышен.
3. Запираемый тиристор.
4. Симметричный. Он также носит название симистора. Конструкция этого прибора аналогична двум устройствам со встречно-параллельным диодами при нахождении в режиме работы.
5. Быстродействующий или инверторный. Этот тип устройства обладает способностью переходить в нерабочее состояние за рекордно короткое время – от 5 до 50 микросекунд.
6. Оптотиристор. Его работа осуществляется при помощи светового потока.
7. Тиристор под полевым управлением по ведущему электроду.

Обеспечение защиты

Тиристоры входят в перечень приборов, которые критично влияют на изменение скорости увеличения прямого тока. Как и для диодов, так и для тиристоров характерен процесс протекания обратного тока восстановления. Резкое изменение его скорости и падение до нулевой отметки приводит к повышенному риску возникновения перенапряжения.

Кроме того, перенапряжение в конструкции этого прибора может возникать вследствие полного исчезновении напряжения в разнообразных составных частях системы, например, в малых индуктивностях монтажа.

По вышеуказанным причинам в подавляющем большинстве случаев для обеспечения надежной защиты этих приборов применяют разнообразные схемы ЦФТП. Данные схемы при нахождении в динамическом режиме помогают защищать устройство от возникновения недопустимых значений напряжения.

Надежным средством защиты также является применение варистора . Это устройство подключается к местам вывода индуктивной нагрузки.

В самом общем виде применение такого прибора, как тиристор, можно разделить на следующие группы:

Ограничения тиристора

При работе с любым типом этого прибора следует соблюдать определенные правила техники безопасности, а также помнить о некоторых необходимых ограничениях.

Например, в случае с индуктивной нагрузкой при функционировании такой разновидности прибора, как симистор. В данной ситуации ограничения касаются скорости изменения уровня напряжения между двумя основными элементами – его анодами и рабочим током. Для ограничения влияния тока и перегрузки применяется RC-цепочка .

Тиристоры — это разновидность полупроводниковых приборов. Они предназначены для регулирования и коммутации больших токов. Тиристор позволяет коммутировать электрическую цепь при подаче на него управляющего сигнала. Это делает его похожим на транзистор.

Как правило, тиристор имеет три вывода, один из которых управляющий, а два других образуют путь для протекания тока. Как мы знаем, транзистор открывается пропорционально величине управляющего тока. Чем он больше, тем больше открывается транзистор, и наоборот. А у тиристора все устроено иначе. Он открывается полностью, скачкообразно. И что самое интересное, не закрывается даже при отсутствии управляющего сигнала.

Принцип действия

Рассмотрим работу тиристора по следующей простой схеме.

К аноду тиристора подключается лампочка или светодиод, а к ней подсоединяется плюсовой вывод источника питания через выключатель К2. Катод тиристора подключен к минусу питания. После включения цепи на тиристор подается напряжение, однако светодиод не горит.

Если нажать на кнопку К1, ток через резистор поступит на управляющий электрод, и светодиод начал светиться. Часто на схемах его обозначают буквой «G», что обозначает gate, или по-русски затвор (управляющий вывод).

Резистор ограничивает ток управляющего вывода. Минимальный ток срабатывания данного рассматриваемого тиристора составляет 1 мА, а максимально допустимый ток 15 мА. С учетом этого в нашей схеме подобран резистор сопротивлением 1 кОм.

Если снова нажать на кнопку К1, то это не повлияет на тиристор, и ничего не произойдет. Чтобы перевести тиристор в закрытое состояние, нужно отключить питание выключателем К2. Если же снова подать питание, то тиристор вернется в исходное состояние.

Этот полупроводниковый прибор, по сути, представляет собой электронный ключ с фиксацией. Переход в закрытое состояние происходит и тогда, когда напряжение питания на аноде уменьшается до определенного минимума, примерно 0,7 вольта.

Особенности устройства

Фиксация включенного состояния происходит благодаря особенности внутреннего устройства тиристора. Примерная схема выглядит таким образом:

Обычно он представляется в виде двух транзисторов разной структуры, связанных между собой. Опытным путем можно проверить, как работают транзисторы, подключенные по такой схеме. Однако, имеются отличия в вольтамперной характеристике. И еще нужно учитывать, что приборы изначально спроектированы так, чтобы выдерживать большие токи и напряжения. На корпусе большинства таких приборов имеется металлический отвод, на который можно закрепить радиатор для рассеивания тепловой энергии.

Тиристоры выполняются в различных корпусах. Маломощные приборы не имеют теплового отвода. Распространенные отечественные тиристоры выглядят следующим образом. Они имеют массивный металлический корпус и выдерживают большие токи.

Основные параметры тиристоров

• Максимально допустимый прямой ток . Это максимальное значение тока открытого тиристора. У мощных приборов оно достигает сотен ампер.
• Максимально допустимый обратный ток .
• Прямое напряжение . Это падение напряжения при максимальном токе.
• Обратное напряжение . Это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии, при котором тиристор может работать без нарушения его работоспособности.
• Напряжение включения . Это минимальное напряжение, приложенное к аноду. Здесь имеется ввиду минимальное напряжение, при котором вообще возможна работа тиристора.
• Минимальный ток управляющего электрода . Он необходим для включения тиристора.
• Максимально допустимый ток управления .
• Максимально допустимая рассеиваемая мощность .

Динамический параметр

Время перехода тиристора из закрытого состояния в открытое при поступлении сигнала.

Виды тиристоров

По способу управления разделяют на:

• Диодные тиристоры, или по-другому динисторы. Они открываются импульсом высокого напряжения, которое подается на катод и анод.
• Триодные тиристоры, или тринисторы. Они открываются током управления электродом.

Триодные тиристоры в свою очередь разделяются:

• Управление катодом – напряжение, образующее ток управления, поступает на электрод управления и катод.
• Управление анодом – управляющее напряжение подходит на электрод и анод.

Запирание тиристора производится:

• Уменьшением анодного тока – катод меньше тока удержания.
• Подачей напряжения запирания на электрод управления.

По обратной проводимости тиристоры делятся:

• Обратно-проводящие – имеют малое обратное напряжение.
• Обратно-непроводящие – обратное напряжение равно наибольшему прямому напряжению в закрытом виде.
• С ненормируемым обратным значением напряжения – изготовители не определяют значение этой величины. Такие приборы применяются в местах, где обратное напряжение исключено.
• Симистор – пропускает токи в двух направлениях.

Используя симисторы, нужно знать, что они действуют условно симметрично. Основная часть симисторов открывается, когда на электрод управления поступает положительное напряжение по сравнению с катодом, а на аноде может быть любая полярность. Но если на анод приходит отрицательное напряжение, а на электрод управления положительное, то симисторы не открываются, и могут выйти из строя.

По быстродействию разделяют по времени отпирания (включения) и времени запирания (отключения).

Разделение тиристоров по мощности

При действии тиристора в режиме ключа наибольшая мощность коммутируемой нагрузки определяется напряжением на тиристоре в открытом виде при наибольшем токе и наибольшей рассеиваемой мощности.

Действующая величина тока на нагрузку не должна быть выше наибольшей рассеиваемой мощности, разделенной на напряжение в открытом виде.

Простая сигнализация на основе тиристора

На основе тиристора можно сделать простую сигнализацию, которая будет реагировать на свет, издавая звук с помощью пьезоизлучателя. На управляющий вывод тиристора подается ток через фоторезистор и подстроечный резистор. Свет, попадая на фоторезистор, уменьшает его сопротивление. И на управляющий вывод тиристора начинает поступать отпирающий ток, достаточный для его открывания. После этого включается пищалка.

Подстроечный резистор предназначен для того, чтобы настроить чувствительность устройства, то есть, порог срабатывания при облучении светом. Самое интересное, что даже при отсутствии света тиристор продолжает оставаться в открытом состоянии, и сигнализирование не прекращается.

Если напротив светочувствительного элемента установить световой луч так, чтобы он светил немного ниже окошечка, то получится простейший датчик дыма. Дым, попадая между источником и приемником света, будет рассеивать свет, что вызовет запуск сигнализации. Для этого устройства обязательно нужен корпус, для того, чтобы на приемник света не поступал свет от солнца или искусственных источников света.

Открыть тиристор можно и другим способом. Для этого достаточно кратковременно подать небольшое напряжение между управляющим выводом и катодом.

Регулятор мощности на тиристоре

Теперь рассмотрим использование тиристора по прямому назначению. Рассмотрим схему простого тиристорного регулятора мощности, который будет работать от сети переменного тока напряжением 220 вольт. Схема простая и содержит всего пять деталей.

• Полупроводниковый диод VD.
• Переменный резистор R1.
• Постоянный резистор R2.
• Конденсатор С.
• Тиристор VS.

Их рекомендованные номинальные значения показаны на схеме. В качестве диода можно использовать КД209, тиристор КУ103В или мощнее. Резисторы желательно использовать мощностью не менее 2 ватт, конденсатор электролитический на напряжение не менее 50 вольт.

Эта схема регулирует лишь один полупериод сетевого напряжения. Если представить, что мы из схемы убрали все элементы, кроме диода, то он будет пропускать только полуволну переменного тока, и на нагрузку, к примеру, на паяльник или лампу накаливания поступит лишь половина мощности.

Тиристор позволяет пропускать дополнительные, условно говоря, кусочки полупериода, срезанного диодом. При изменении положения переменного резистора R1 напряжение на выходе будет меняться.

К положительному выводу конденсатора включен управляющий вывод тиристора. Когда напряжение на конденсаторе возрастает до напряжения включения тиристора, он открывается и пропускает определенную часть положительного полупериода. Переменный резистор будет определять скорость зарядки конденсатора. А чем быстрее он зарядится, тем раньше откроется тиристор, и успеет до смены полярности пропустить часть положительного полупериода.

На конденсатор отрицательная полуволна не поступает, и напряжение на нем одной полярности, поэтому не страшно, что он имеет полярность. Схема позволяет изменять мощность от 50 до 100%. Для паяльника это в самый раз подходит.

Тиристор пропускает ток в одном направлении от анода к катоду. Но существуют разновидности, которые пропускают ток в обоих направлениях. Они называются симметричные тиристоры или симисторы. Они используются для управления нагрузкой в цепях переменного тока. Существует большое количество схем регуляторов мощности на их основе.

8 января 2013 в 19:23

• Электроника для начинающих

Добрый вечер хабр. Поговорим о таком приборе, как тиристор. Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или больше взаимодействующих выпрямляющих перехода. По функциональности их можно соотнести к электронным ключам. Но есть в тиристоре одна особенность, он не может перейти в закрытое состояние в отличие от обычного ключа. Поэтому обычно его можно найти под названием — не полностью управляемый ключ.

На рисунке представлен обычный вид тиристора. Состоит он из четырех чередующихся типов электро-проводимости областей полупроводника и имеет три вывода: анод, катод и управляющего электрод.
Анод — это контакт с внешним p-слоем, катод — с внешним n-слоем.
Освежить память о p-n переходе можно .

Классификация

В зависимости от количества выводов можно вывести классификацию тиристоров. По сути все очень просто: тиристор с двумя выводами называется динисторами (соответственно имеет только анод и катод). Тиристор с тремя и четырьмя выводами, называются триодными или тетродными. Также бывают тиристоры и с большим количеством чередующихся полупроводниковых областей. Одним из самых интересных является симметричный тиристор (симистор), который включается при любой полярности напряжения.

Принцип работы

Обычно тиристор представляют в виде двух транзисторов, связанных между собой, каждый из которых работает в активном режиме.

В связи с таким рисунком можно назвать крайние области — эмиттерными, а центральный переход — коллекторным.
Чтобы разобраться как работает тиристор стоит взглянуть на вольт-амперную характеристику.

К аноду тиристора подали небольшое положительное напряжение. Эмиттерные переходы включены в прямом направлении, а коллекторный в обратном. (по сути все напряжение будем на нем). Участок от нуля до единицы на вольт-амперной характеристике будет примерно аналогичен обратной ветви характеристики диода. Этот режим можно назвать — режимом закрытого состояния тиристора.
При увеличении анодного напряжения происходит происходит инжекция основных носителей в области баз, тем самым происходит накопление электронов и дырок, что равносильно разности потенциалов на коллекторном переходе. С увеличением тока через тиристор напряжение на коллекторном переходе начнет уменьшаться. И когда оно уменьшится до определенного значения, наш тиристор перейдет в состояние отрицательного дифференциального сопротивления (на рисунке участок 1-2).
После этого все три перехода сместятся в прямом направлении тем самым переведя тиристор в открытое состояние (на рисунке участок 2-3).
В открытом состоянии тиристор будет находится до тех пор, пока коллекторный переход будет смещен в прямом направлении. Если же ток тиристора уменьшить, то в результате рекомбинации уменьшится количество неравновесных носителей в базовых областях и коллекторный переход окажется смещен в обратном направлении и тиристор перейдет в закрытое состояние.
При обратном включении тиристора вольт-амперная характеристика будет аналогичной как и у двух последовательно включенных диодов. Обратное напряжение будет ограничиваться в этом случае напряжением пробоя.

Общие параметры тиристоров

1. Напряжение включения — это минимальное анодное напряжение, при котором тиристор переходит во включенное состояние.
2. Прямое напряжение — это прямое падение напряжения при максимальном токе анода.
3. Обратное напряжение — это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии.
4. Максимально допустимый прямой ток — это максимальный ток в открытом состоянии.
5. Обратный ток — ток при максимальной обратном напряжении.
6. Максимальный ток управления электрода
7. Время задержки включения/выключения
8. Максимально допустимая рассеиваемая мощность

Заключение

Таким образом, в тиристоре существует положительная обратная связь по току — увеличение тока через один эмиттерный переход приводит к увеличению тока через другой эмиттерный переход.
Тиристор — не полностью управляющий ключ. То есть перейдя в открытое состояние, он остается в нем даже если прекращать подавать сигнал на управляющий переход, если подается ток выше некоторой величины, то есть ток удержания.

Учебное пособие по тиристорам/тиристорам

— основы, описание и применение

• Задачи проектирования

Войти

Добро пожаловать! Войдите в свою учетную запись

ваше имя пользователя

ваш пароль

Забыли пароль?

Создать учетную запись

Политика конфиденциальности

Регистрация

Добро пожаловать!Зарегистрируйте аккаунт

ваш адрес электронной почты

ваше имя пользователя

Пароль будет отправлен вам по электронной почте.

Политика конфиденциальности

Восстановление пароля

Восстановить пароль

ваш адрес электронной почты

Поиск

Изменено: 9 февраля 2021 г.

Руководство по тиристорам

Статьи по категориям

Содержание

Тиристор (часто называемый кремниевым управляемым выпрямителем, SCR) . Его принцип работы напоминает полупроводниковый диод или BJT транзистор в конфигурации переключателя. Однако тиристоры не являются полностью управляемыми переключателями, поскольку их нельзя отключить по желанию. После того, как они были включены текущим триггером с терминала ворот, они не могут быть выключены воротами, даже после снятия его сигнала. Тиристор будет оставаться в проводящем состоянии до тех пор, пока не наступит состояние выключения (обратное смещение тиристора или уменьшение его прямого тока ниже определенного порогового уровня, называемого «ток удержания»). Однако есть еще тиристор под названием Тиристор GTO (выключение затвора) , который может включаться и выключаться (обратный ток) сигналом затвора. Поэтому этот компонент можно назвать полупроводниковым диодом, который можно включить.

Первые коммерчески доступные тиристоры SCR появились на рынке в 1956 году, а тиристор GTO был изобретен в 1962 году компанией General Electric.

Рис. 1. Обозначение тиристора (SCR) (то же, что и GTO).

Тиристор – Разделение

Тиристор можно разделить в основном по его свойствам, а затем по количеству его выводов. Различают следующие четыре типа тиристоров (рис. 3.):

• Динистор – однонаправленный двухполюсник,
• Триодный тиристор (SCR) – однонаправленный трехвыводной элемент,
• DIAC (диод для переменного тока) – двунаправленный двухконтактный элемент,
• TRIAC (Триод переменного тока) – двунаправленный трехполюсный элемент.

Из вышеупомянутых тиристоров чаще всего используется триодный тиристор, широко известный как тиристор SCR.

Рис. 2. Пример того, как реальный компонент SCR в типовом корпусе может выглядеть в реальности. Желтый провод от терминала ворот облегчает распознавание.

Название «тиристор» традиционно сохранилось в узком смысле, включая только трехполюсный коммутационный элемент, работающий только в одном направлении. Как видно на рисунке 3, название тиристора имеет более широкое значение.

Рис. 3. Различают множество типов тиристоров в зависимости от числа выводов и формы ВАХ в 3-й четверти ВАХ.

Тиристор – Внутренняя конструкция

Тиристор SCR состоит из трех (или более) переходов, то есть четырех (или более) полупроводниковых слоев с различным легированием в системе «p-n-p-n». К нему присоединены 3 электрода, два из них подключены к внешним слоям компонента (анод и катод), а третий электрод к одному из средних слоев – слою «p-типа» (затвор).

Рис. 4. Внутренняя структура тиристора (SCR).

На рисунке 5 показано разделение тиристоров по направлению действия:

Рис. 5. Классификация тиристоров (ТТР).

Тиристор – принцип работы

Тиристор может одновременно работать только в одном из трех следующих рабочих состояний:

• Режим прямой блокировки – диод. Соединения J ₁ , J ₃  имеют прямое смещение, а соединение J ₂  — обратное,
• Прямопроводящий режим – тиристор был переведен стробирующим сигналом в проводящее состояние. Он будет оставаться проводящим до тех пор, пока прямой ток не упадет ниже порогового значения, известного как «ток удержания».
• Обратный режим блокировки – тиристор блокирует ток так же, как и в обратносмещенном диоде. Ток, протекающий через тиристор в этом рабочем состоянии, представляет собой очень малый обратный ток Дж ₁ , J ₃ соединения.
• При увеличении напряжения, при определенном значении оно превысит уровень пробивного напряжения перехода J ₁  , затем будет пробой и переход J ₃  . Характеристики тиристора в области обратного смещения не отличаются от характеристик полупроводникового диода.

Тиристор SCR проводит ток от анода к катоду подобно полупроводниковому диоду. Если анод находится в более высоком энергетическом состоянии (положительно), чем катод (отрицательно), внешние «p-n» переходы смещены в прямом направлении, а средний переход «n-p» смещен в обратном направлении.

Пока на затвор SCR не подается положительное напряжение, он не будет проводить ток. Подача положительного напряжения на затвор вызовет протекание «тока затвора», и тиристор сработает. Это также называется «срабатыванием» тиристора.

В отличие от BJT-транзистора, срабатывающий тиристор после отключения тока затвора продолжает проводить ток, что является его несомненным преимуществом в некоторых приложениях, снижающим общий ток потребления в цепи. Он теряет эти свойства только после потери тока нагрузки (ниже значения тока проводимости, минимального значения тока удержания) или при обратном смещении электродов. Затем необходимо снова поджечь тиристор.

Рис. 6. Модель двухбиполярного транзистора как пример принципа действия тиристора.

Тиристор – вольт-амперная характеристика

На рис. 7 внизу представлена ​​вольт-амперная характеристика тринистора:

Рис. 7. Вольт-амперные характеристики IA(VAC) тиристора SCR при различных значениях тока затвора IG. На рисунке также отмечены пороговое напряжение тиристора VT и ток его удержания IH.

Тиристор – Приложения

Благодаря своему принципу действия тиристоры обычно используются в энергосистемах для управления большими мощностями с меньшими. Другие области применения перечислены ниже:

• Управление мощностью переменного тока (регуляторы освещенности, регулировка скорости электродвигателя и т. д.),
• Защита от перенапряжения для источников питания,
• Передача энергии HVDC (высокого напряжения постоянного тока),
• Цепи коммутации переменного тока (тиристоры хорошо выдерживают обратное напряжение),
• Осцилляторы,
• Инверторы.

Источник: В. Марчиняк: «Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone», WNT, Warszawa 1984

Michal

Инженер электроники и телекоммуникаций с дипломом магистра электроэнергетики. Светодизайнер опытный инженер. В настоящее время работает в сфере IT.

Английский

SCR (выпрямитель, управляемый кремнием) — конструкция, работа и запуск

Электрическое название выпрямителя, управляемого кремнием или полупроводником (SCR), — тиристор. Это четырехслойные полупроводниковые устройства, в которых три вывода известны как анод, катод и затвор. На основе триггера, применяемого на затворе, устройство можно рассматривать как переключатель или использовать как выпрямитель. Эти SCR непригодны для амплификации. SCR отвечают за проведение тока в одном направлении. Следовательно, это также однонаправленное устройство. Он состоит из трех узлов в нем. Это устройства, которые работают на основе токов. Поэтому они называются устройствами, управляемыми током. Они очень полезны для управления устройствами, когда питание переменного тока слишком высокое, для управления лампами и для обеспечения управления фазой двигателей переменного тока.

Определение: Твердотельное устройство с четырехслойной структурой, его ток течет в одном направлении, как у диода, где он имеет три перехода и три контакта. Эти устройства определяются как выпрямители с кремниевым управлением (SCR). Другое его название – тиристор. Это устройства, работающие от тока. Большое значение тока на выводе анода контролируется значением тока, подаваемого на затвор вывода. Следовательно, это устройства, управляемые током.

Символическое представление SCR

Конструкция SCR

SCR состоит из четырех слоев, состоящих из полупроводниковых материалов P-типа и N-типа. Они наслоены таким образом, что имеют тенденцию образовывать три соединения: J1, J2 и J3. Три клеммы, которые присоединены к нему, известны как анод, катод и затвор. Анод является основной клеммой, через которую протекает или входит ток в устройство. Где катод – это клемма, через которую вводимый ток выходит из устройства.

Клемма ввода тока имеет положительную полярность, а клемма, через которую выходит ток, имеет отрицательную полярность. В промежутке между потоками тока между клеммами должна быть клемма, которая может обеспечить управление. Это может быть обеспечено терминальными воротами. Этот терминал иногда также называют терминалом управления.

P-N-P-N Тип SCR

Предположим, что SCR имеет тип P-N-P-N. В этом случае, когда анод подключается сверху, то есть к P-типу, а катод подключается к концу, то есть к N-типу. Где конечные ворота также подключены к p-типу, но это будет второй P-тип в последовательности. Следовательно, клемма затвора расположена таким образом, что она находится ближе к катоду клеммы.

При этом соединение J1 формируется между первым P-типом и N-типом. Второй переход J2 будет располагаться между слоями N-типа и вторым P-слоями. Третье соединение будет между последними слоями P-типа и N-типа. В зависимости от требований или необходимости приложений эти слои тиристора легированы. Кремний, предпочтительный здесь для его конструкции, относится к собственному типу.

Работа/Эксплуатация SCR

Основной принцип работы SCR заключается в том, что когда на выводной затвор подается запуск или смещение, начинается проводимость. Поскольку это однонаправленное устройство, ток будет в одном направлении. Это похоже на работу диода, но с той лишь разницей, что он может выдерживать большое количество напряжений и мощностей.

Запуск

Запуск SCR — это метод включения устройства. Он должен быть применен с достаточным смещением к терминальному затвору. Следовательно, это известно как срабатывание SCR или срабатывание тиристора. Наконец, когда устройство переходит в состояние ВКЛ или проводящее состояние, максимальный ток протекает через терминальный анод. В SCR задействованы различные типы срабатывания. Это:

  1). Запуск по напряжению

Поскольку значение прямого напряжения превышает максимальную точку, это означает перенапряжение прямого отключения, и в этой ситуации затвор клеммы остается открытым. Этот тип срабатывания тиристора или SCR известен как срабатывание по напряжению. Но это обычно нежелательно, потому что SCR связаны с контролем высоких значений напряжения, если клемма затвора остается открытой, это не может соответствовать требованиям и приводит к разрушению устройства.

  2). Термическое срабатывание

Это срабатывание происходит при повышении температуры в устройстве. Это увеличение приводит к увеличению дырочной и электронной пар. Косвенно ток, известный как регенеративный ток, имеет тенденцию увеличиваться, заставляя устройство включаться. Этот тип срабатывания не является предпочтительным из-за теплового состояния, есть вероятность теплового разгона.

3). Запуск светом

В этом типе запуска световые лучи падают на поверхности тиристоров, так что количество пар электронов и дырок увеличивается. Следовательно, тиристор заставил включиться.

  4). dv/dt Запуск

Если уровень напряжения между клеммами анода и соответствующего катода высок, в таких случаях этого уровня напряжения достаточно, чтобы включить тиристор. Но увеличение скорости тока может разрушить устройство. Следовательно, в этом случае срабатывания должна быть предусмотрена защита устройства.

5). Запуск ворот

Этот тип запуска используется наиболее часто. В этом случае клемма затвора срабатывает, чтобы на ней мог включиться тиристор. Когда устройство включается, контроль терминала ворот над устройством теряется. Причина потери управления в том, что регенерация носителей заряда.

Вот некоторые из способов запуска Тиристоров.

Приложения

Приложения SCR включают следующее.

• Тиристоры способны управлять устройствами с более высоким значением мощности переменного тока; их можно эффективно использовать там, где требуется управление устройствами с высоким значением напряжения и мощности. Он способен преобразовывать огромное количество энергии переменного тока в постоянный. Следовательно, это эффективный выпрямитель, способный выдерживать высокие напряжения.
• При управлении реле используются эти устройства.
• В элементах, где используется концепция индукционного нагрева, требуется контроль мощности в таком оборудовании. Следовательно, эти тиристоры применимы в таких концепциях.

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о выпрямителях MCQ с кремниевым управлением

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о MCQ Power Electronics

Выше приведены некоторые основные приложения, в которых устанавливаются тиристоры. Таким образом, основные функции тиристора отличаются из-за сходства его односторонней проводимости с диодом и качеством выпрямления. Они хорошо контролируют более высокое номинальное значение устройств с точки зрения мощности и напряжения. Легкий и простой по конструкции. Следовательно, эти устройства могут быть подключены к различным цепям, где требуется управление силовыми агрегатами, например, двигателями переменного тока. Теперь вы можете сказать, что делает тиристор таким уникальным с точки зрения конструкции?

Основы тиристора — Inst Tools

от редакции

Тиристор представляет собой трехполюсное устройство с четырьмя слоями чередующихся материалов типа P и N (три перехода P-N). Три терминала — это анод, катод и затвор.

• Тиристор упоминается как управляемый кремнием выпрямитель (SCR), поскольку он состоит из кремния и работает как управляемый выпрямитель.
• Тиристор по своей природе является медленным переключающим устройством по сравнению с BJT или MOSFET из-за длительного времени жизни носителей, используемого для низких потерь в открытом состоянии, и из-за большого количества накопленного заряда.
• Поэтому обычно используется при более низких частотах переключения.
  
• Имеет большие токи обратного восстановления.

Типы тиристоров:

Однонаправленный тиристор:

• Тиристоры, которые проводят только в направлении прямого направления.

Двунаправленный тиристор:

• Тиристоры, которые могут работать как в прямом, так и в обратном направлении, называются двунаправленными тиристорами. переключение устройства из непроводящего в проводящее состояние называется пусковым устройством.
• Пример: диодный переключатель переменного тока-DIAC,
  UJT — однопереходной транзистор
  SUS — кремниевый односторонний переключатель
  SBS – кремниевый двусторонний переключатель

Обозначение:

Обозначение тиристора содержит традиционный обозначение диода с клеммой затвора.

Структура:

Тиристор имеет уникальную четырехслойную конструкцию из чередующихся областей P-типа и N-типа. Он указан ниже:

SCR выглядит как два PNP-транзистора, соединенных встречно-параллельно.

Это можно понять по приведенному выше рисунку.

Работа и характеристика VI тиристора:

Работа тринистора поясняется с помощью четырех режимов.

1. Forward Blocking Mode
2. Forward Conducting Mode
3. Reverse Blocking Mode
4. Reverse Conducting Mode

  Forward Blocking Mode [V _AK  = +ve & V _G = 0]

• Когда к аноду приложено положительное напряжение по отношению к катоду, переходы J1 и J3 смещены в прямом направлении, а переход J2 смещен в обратном направлении.
• SCR находится в состоянии блокировки пересылки. В это время сигнал Gate не применяется.
• В переходе J2 образовался обедненный слой, и ток от анода к катоду не течет.
• Как показано в характеристике VI, через устройство протекает небольшой ток, называемый прямым током утечки .

Режим прямой проводимости [V _AK = +ve & V _G  = +ve]

• к катоду, переход J3 смещается в прямом направлении.
• Таким образом, тиристор действует как замкнутый переключатель и проводит большой прямой ток при небольшом падении напряжения.

• При подаче стробирующего сигнала SCR перешел из состояния прямой блокировки в состояние прямой проводки. Называется с фиксацией .
• Без стробирующего сигнала SCR перешел из прямого блокирующего состояния в прямое проводящее состояние при прямом напряжении пробоя (V _fbd ) .
• Когда значение стробирующего сигнала увеличивается, фиксация происходит для низкого напряжения V _ak напряжения, указанные на рисунке.
• При наличии прямого тока (т.е. после включения тиристора подходящим напряжением на затворе) он не выключится даже после снятия напряжения на затворе. Тиристор отключится только тогда, когда прямой ток упадет ниже тока удержания.
• Ток удержания определяется как минимальный ток, необходимый для удержания SCR в состоянии прямой проводимости.
  

Обратный режим блокировки [V _AK = -ve]

• Когда к аноду приложено отрицательное напряжение по отношению к катоду, переходы J1 и J3 смещены в обратном направлении, а переход J2 смещен в прямом направлении.
• SCR находится в состоянии обратной блокировки. т. е. он действует как открытый переключатель.
• Как показано на рисунке, через устройство протекает небольшой обратный ток утечки.

Режим обратной проводимости:

• При дальнейшем увеличении обратного напряжения, при обратном напряжении пробоя (В _BR ) Лавинный срыв происходит на стыке J1 и J3.
• Тиристор действует как замкнутый выключатель в обратном направлении
• Большой ток приводит к большим потерям в Тиристоре, рассеиваясь в виде тепла, тем самым повреждая Тиристор.

Характеристики переключения SCR объясняют потери при включении и выключении устройства, что является очень важным фактором, который следует учитывать при выборе устройства.

Процесс включения тиристора называется срабатыванием. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о различных методах запуска…
Процесс выключения SCR известен как коммутация. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о методах отключения SCR…
SCR должен работать в пределах указанных номинальных значений. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о различных защитах SCR…

Параметры тиристоров:

Ток фиксации (I _L ):

Это минимальный анодный ток, необходимый для переключения (фиксации) SCR из положения ВЫКЛ. состояние t состояние ВКЛ.

Ток удержания(I _H ):

Это минимальный анодный ток, необходимый для удержания тиристора во включенном состоянии.

(ИЛИ)

Это минимальный ток, ниже которого устройство перейдет из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ.

Пиковое обратное напряжение:

Это максимальное напряжение, которое может быть приложено к SCR в условиях обратного смещения.

Пиковое обратное напряжение:

Это максимальное напряжение, которое устройство может безопасно выдержать в выключенном состоянии.

Напряжение во включенном состоянии:

Напряжение, которое появляется на устройстве во включенном состоянии, называется напряжением во включенном состоянии.

Скорость нарастания напряжения dv/dt:

Скорость, с которой напряжение на устройстве возрастает без срабатывания устройства, называется скоростью нарастания напряжения.

Номинальный ток:

Допустимая токовая нагрузка устройства называется его номинальным током.

Достоинства SCR:

• Доступны тиристоры с высоким номинальным напряжением и током.
• По гос потерям в СКР уменьшены.
• Требуется очень небольшой привод затвора, поскольку SCR является рекуперативным устройством.

Недостатки SCR:

• Gate не имеет управления после включения SCR.
• Для выключения SCR необходимы внешние цепи.
• Очень низкие рабочие частоты.
• Для защиты du/dt необходимы снабберные цепи.

Применение тиристоров:

• Тиристоры используются для управляемых выпрямителей.
• Регуляторы переменного тока, освещение и отопление.
• Двигатель постоянного тока приводит в действие большие блоки питания и электронные автоматические выключатели

Будьте первыми, кто получит эксклюзивный контент прямо на вашу электронную почту.

Обещаем не спамить. Вы можете отписаться в любое время.