Tyristor: princip činnosti, zkoušení, vlastnosti a vlastnosti

V spínacích obvodech se často používá tyristor, jehož princip činnosti se podobá elektronickému klíči. Jedná se o polovodičové zařízení, které má tři nebo více vzájemně se rozšiřujících uzlů. Nicméně tyristor není schopen jít do uzavřeného typu, takže se nazývá klíč, který není plně řízen.

Zařízení a typy polovodičových zařízení

Před zvážením principu fungování tyristorů v obvodech je třeba pochopit, jak jsou uspořádány, jaké typy existují. Skládají se ze čtyř vrstev spojených do série, které mají jiný typ vodivosti. Z vnější strany jsou kontakty - anoda a katoda. Přístroje mohou mít dvě vnitřní ovládací elektrody připojené k vnitřním vrstvám. Změny stavu lze dosáhnout odesláním signálu přímo do vodiče.

Existují dva hlavní typy tyristorů:

1. Dinistory jsou diodové polovodičové součástky. V tomto případě se otevírání provádí aplikací vysokého napětí mezi kontakty.
2. Trinistory jsou triodové analogy. Mohou být otevírány působením řídícího proudu na elektrodu.

Proces zamykání lze provést dvěma způsoby. První z nich znamená snížení elektrického proudu pod úrovní zadržení. Tato volba platí pro všechny typy tyristorů. Druhá metoda spočívá v vynucení blokovacího napětí přímo na ovládací kontakt. Používá se pouze pro trinistory uzamykatelného typu.

Reverzní vodivost

Vzhledem k principu fungování tyristoru je třeba chápat, že prvky mohou být klasifikovány zpětným napětím.

Celkem jsou k dispozici čtyři možnosti produktu:

1. Zpětné vodivé přístroje mají nepatrné zpětné napětí. Je to jen několik voltů.
2. Prvky, které nevedou napětí v opačném směru v uzavřeném stavu.
3. Triaky jsou symetrické zařízení, která přenášejí elektrické proudy v jednom směru.
4. Výrobky s nestandardním zpětným napětím.

Při použití triaků je třeba si uvědomit, že fungují symetricky pouze na první pohled. Při použití napětí záporné (na anodu) a kladné (na řídicí elektrodě) se nemohou otevírat a v některých případech mohou selhat.

V elektronice jsou triaky označovány jako řízené tyristory, jejichž principem je přepínání obvodů střídavého proudu. Při navrhování takových obvodů je nutné zkontrolovat dokumentaci konkrétního produktu, aby bylo možné určit, které signály jsou platné. Některé typy triaků mohou mít určité omezení.

Provoz DC link

Pokud vysvětlíte princip fungování tyristoru v jednoduchém jazyce, pak je třeba zapnout polovodičové zařízení použitím pulsu elektrického proudu přímo na řídicí obvod kladné polarity. Doba trvání přechodného procesu je významně ovlivněna povahou vzniklé zátěže a dalšími faktory:

• rychlost a amplituda vytvořeného impulzu;
• teplota polovodičů;
• přenášené napětí;
• zatěžovací proud

V obvodu s tyristorem s nárůstem napájecího napětí by se neměly zaznamenávat nadhodnocené hodnoty ztrátové rychlosti. V opačném případě může přístroj neúmyslně zapnout bez signálu. Stoupání pulzu by však nemělo být nízké.

Vypnutí položek se může objevit přirozeně nebo násilně. V prvním případě se střídání střídavých systémů provádí v okamžiku, kdy elektrický proud klesne na minimum. Pokud jde o možnosti vynuceného vypnutí, může to být velmi rozmanité:

1. Připojení specializovaného okruhu s přítomností nabitého kondenzátoru způsobí výboj vodivého prvku. Proudový proud snižuje proud na nulu, takže přístroj se vypne.
2. Připojení obvodu, který způsobuje oscilační výboj, dovoluje elektrickému proudění tyristorů, aby splňovalo stejnosměrný proud. Po dosažení rovnováhy dochází k vypnutí.
3. Při poskytování komplexního zatížení lze spustit přechodný proces. Za přítomnosti určitých parametrů vzniká oscilační charakter, což znamená změnu polarity.

Provoz AC

Teď bychom měli zvážit princip fungování tyristoru v okruhu, který přeskočí střídavý proud. Při jeho realizaci můžete zapínat a vypínat elektrické sítě s aktivním zatížením a také měnit průměrné a proudové hodnoty proudu úpravou napájecího signálu.

Ani zpráva pro figuríny - princip tyristoru je přenášet elektřinu v jednom směru, proto v obvodech se střídavým proudem existuje protiparalelní spojení. Hodnoty mohou být měněny změnou okamžiku dodání signálů otevírání do zařízení. Úhly jsou řízeny řídícím systémem.

1. Metoda fázového nastavení s nuceným spínáním zahrnuje použití speciálních uzlů.
2. Ovládání šířky impulsu implikuje nepřítomnost signálu v uzavřeném stavu a jeho přítomnost v otevřené poloze, když je určité zatížení aplikováno na zatížení.

Režim zámku

Když mluvíme o principu fungování triodového tyristoru, je třeba poznamenat, že může pracovat v různých režimech. Při zpětném zamykání se na anodu polovodiče vztahuje záporné napětí vzhledem k katodovému kontaktu. Přechody s touto volbou jsou posunuty v opačném směru.

Existují faktory, které omezují použití takového režimu. Prvním z nich je porucha lavin, druhá je punkce vyčerpané oblasti. To je způsobeno skutečností, že významná část napětí klesá na jednom z křižovatek. Dochází k jejich uzavření nebo selhání.

Režim přímého zamykání

Princip tyristoru v režimu přímého zamykání zahrnuje reverzní zkreslení jednoho z přechodů. Opačné vrstvy jsou posunuty vpřed. Hlavní část aplikovaného napětí se snižuje při jediném přechodu. Prostřednictvím zbývajících vrstev jsou nosiče vstřikovány do sousedních oblastí, což snižuje odpor na vodivém prvku. Zvyšuje se proudový proud. Pokles napětí klesá.

Zvýšení dopředného napětí vede k pomalému nárůstu elektrického proudu. V tomto režimu je polovodič považován za zablokovaný, což je spojeno se zvýšeným odporem jediného přechodu. S určitým indexem stresu se proces začíná získávat jako lavinový charakter. Přístroj se rozsvítí, nastaví elektrický proud, který závisí na zdroji a odporu obvodu.

Model se dvěma tranzistory

Pro vysvětlení zařízení a principu fungování tyristoru v režimu přímého zamykání se používá model se dvěma tranzistory. Toto polovodičové zařízení lze považovat za dva kombinované tranzistory s protilehlými svorkami. Přechod ve středu se používá jako sběrač děr a elektronů, které jsou vstřikovány určitými přechody.

Poměry se nemění, když proudy proudí v opačném směru. Zvýšení koeficientu v uzavřené smyčce vede k procesu lavinového typu, což znamená zvýšení proudu přímo přes konstrukci. Elektrický proud je omezen pouze odporem vnějšího obvodu.

Jaký je rozdíl mezi dynistrem a trinistorem?

Neexistují základní rozdíly mezi charakteristikami a principy fungování tyristorů. Nicméně, dynistor je otevřen, když existuje určité napětí mezi dvěma hlavními svorkami. Záleží na typu použitého zařízení. V případě trinistoru může být otevírací napětí nuceně sníženo. Toho lze dosáhnout aplikací impulsu elektrického proudu požadované velikosti přímo na řídicí elektrodu. Trinistory jsou nejčastější mezi zařízeními z kategorie tyristorů.

Klíčové vlastnosti

Při výběru tyristorů věnujte pozornost určitým parametrům:

1. Zapínací napětí umožňuje, aby polovodičové zařízení začalo fungovat.
2. Časové zpoždění spuštění a zastavení produktu.
3. Úroveň zpětného proudu při maximální hodnotě zpětného napětí.
4. Celkový ztrátový výkon.
5. Napětí vpředu na hranici anodového proudu.
6. Špičkový proud elektrody poskytující kontrolu.
7. Zpětné napětí v uzavřeném stavu.
8. Maximální otevřený proud v otevřené poloze.

Při výběru tyristoru nezapomeňte na účel zařízení. To je přímo ovlivněno časovým intervalem přechodu do otevřeného nebo uzavřeného stavu. Zpravidla je doba zapnutí kratší než doba vypnutí.

Tyristorové obvody

Tyristorové obvody jsou rozděleny do čtyř kategorií:

1. Prahové produkty využívají možnost přechodu polovodičů z jedné polohy do druhé za přítomnosti určitého napětí. Patří mezi ně generátory kmitů a regulátory fázového zatížení.
2. Napájecí spínače mají malý výkon. Proud je rozptylován prvky v spínacím obvodu v otevřeném stavu. V uzavřené poloze není elektrická energie povolena.
3. Přepnutí stejnosměrného napětí je zcela možné při použití zařízení s vysokým výkonem. Existuje několik způsobů, jak zavřít odblokovatelné položky.
4. Některá experimentální zařízení pracují s polovodičovými zařízeními v přechodových podmínkách, kde existují oblasti s negativní úrovní odporu.

Jako závěr

Nejčastěji se mluví o principech tyristorů pro studenty odborných škol, které připravují odborníky v oblasti elektrotechniky. Nebude nicméně bolet naučit se informace o konstrukci a provozu univerzálních polovodičových zařízení běžným lidem, kteří mají zájem o navrhování různých elektrických obvodů.