1.1 Përkufizimi, llojet e tiristorëve

1.2 Parimi i funksionimit

1.3 Parametrat e tiristorit

Kapitulli 2. Zbatimi i tiristorëve në rregullatorët e fuqisë

2.1 Informacione të përgjithshme rreth rregullatorëve të ndryshëm

2.2 Procesi i kontrollit të tensionit duke përdorur një tiristor

2.3 Ndreqës i kontrolluar i tiristorit

Kapitulli 3. Zhvillimi praktik i rregullatorëve të fuqisë bazuar në tiristorët

3.1 Rregullatori i tensionit në tiristorin KU201K

3.2 Ndreqës i fuqishëm i kontrolluar duke përdorur tiristorë

konkluzioni

Letërsia

Prezantimi

Ky punim shqyrton disa variante të pajisjeve që përdorin elementët e tiristorit si rregullues të tensionit dhe si ndreqës. Janë dhënë përshkrime teorike dhe praktike të parimit të funksionimit të tiristorëve dhe pajisjeve, si dhe diagramet e këtyre pajisjeve.

Një ndreqës i kontrolluar i bazuar në tiristorë - elementë me një fitim të lartë të fuqisë - bën të mundur marrjen e rrymave të mëdha në ngarkesë me pak fuqi të shpenzuar në qarkun e kontrollit të tiristorit.

Ky punim diskuton dy opsione për ndreqës të tillë, të cilët ofrojnë një rrymë ngarkese maksimale deri në 6 A me një kufi të rregullimit të tensionit nga 0 në 15 V dhe nga 0,5 në 15 V, dhe një pajisje për rregullimin e tensionit në ngarkesat aktive dhe induktive të fuqizuara. nga tensioni AC i rrjetit 127 dhe 220 V me kufij rregullimi nga 0 në tensionin nominal të rrjetit.

Kapitulli 1. Koncepti i një tiristori. Llojet e tiristorëve. Parimi i funksionimit

1.1 Përkufizimi, llojet e tiristorëve

Një tiristor është një pajisje gjysmëpërçuese e bazuar në një strukturë me katër shtresa që mund të kalojë nga një gjendje e mbyllur në një gjendje të hapur dhe anasjelltas. Tiristorët janë krijuar për kontrollin kyç të sinjaleve elektrike në modalitetin e hapur - të mbyllur (diodë e kontrolluar).

Tiristori më i thjeshtë është një dinistor - një diodë kalimi e pakontrolluar, e cila është një strukturë me katër shtresa lloji p-n-p-n(Fig. 1.1.2). Këtu, si me llojet e tjera të tiristorëve, kryqëzimet e jashtme n-p-n quhen emetues, dhe kryqëzimi i mesëm p-n quhet kolektor. Zonat e brendshme të strukturës që shtrihen midis tranzicioneve quhen baza. Elektroda që siguron lidhjen elektrike me n-rajonin e jashtëm quhet katodë, dhe me rajonin e jashtëm p quhet anodë.

Ndryshe nga tiristorët asimetrik (dinistorët, trinistorët), në tiristorët simetrik dega e kundërt e karakteristikës së tensionit aktual ka formën e një dege të drejtpërdrejtë. Kjo arrihet duke lidhur dy struktura identike me katër shtresa prapa pas shpine ose duke përdorur struktura me pesë shtresa me katër kryqëzime p-n (triacs).

Oriz. 1.1.1 Emërtimet në diagrame: a) triak b) dinistor c) trinistor.

Oriz. 1.1.2 Struktura e dinistorit.

Oriz. 1.1.3 Struktura e SCR.

1.2 Parimi i funksionimit

Kur dinistori është i ndezur sipas diagramit të paraqitur në Fig. 1.2.1, kryqëzimi p-n i kolektorit është i mbyllur, dhe kryqëzimet e emetuesit janë të hapura. Rezistenca e kryqëzimeve të hapura është e ulët, kështu që pothuajse i gjithë tensioni i furnizimit me energji zbatohet në kryqëzimin e kolektorit, i cili ka një rezistencë të lartë. Në këtë rast, një rrymë e vogël rrjedh nëpër tiristor (seksioni 1 në Fig. 1.2.3).

Oriz. 1.2.1. Skema për lidhjen e një tiristori (dinistor) të pakontrolluar në qark.

Oriz. 1.2.2. Skema për lidhjen e një tiristori të kontrolluar (tiristor) në qark.

Fig.1.2.3. Karakteristika e rrymës-tensionit të dinistorit.

Fig.1.2.4. Karakteristikë e tensionit aktual të një tiristori.

Nëse rritni tensionin e burimit të energjisë, rryma e tiristorit rritet pak derisa ky tension t'i afrohet një vlere të caktuar kritike të barabartë me tensionin e ndezjes Uon. Në tensionin Uon në dinistor, krijohen kushte për shumëzimin e ortekëve të transportuesve të ngarkesës në rajonin e kryqëzimit të kolektorit. Ndodh një prishje elektrike e kthyeshme e bashkimit të kolektorit (seksioni 2 në Fig. 1.2.3). Një përqendrim i tepërt i elektroneve formohet në rajonin n të bashkimit kolektor, dhe një përqendrim i tepërt i vrimave formohet në rajonin p. Me rritjen e këtyre përqendrimeve, pengesat e mundshme të të gjitha tranzicioneve të dinstorit zvogëlohen. Injektimi i bartësve nëpër kryqëzimet e emetuesit rritet. Procesi ka natyrë orteku dhe shoqërohet me kalimin e kalimit të kolektorit në gjendje të hapur. Rryma rritet njëkohësisht me një ulje të rezistencës së të gjitha zonave të pajisjes. Prandaj, një rritje e rrymës përmes pajisjes shoqërohet me një ulje të tensionit midis anodës dhe katodës. Në karakteristikën e tensionit aktual, ky seksion tregohet me numrin 3. Këtu pajisja ka një rezistencë diferenciale negative. Tensioni në të gjithë rezistencën rritet dhe dinistori ndizet.

Pas kalimit të kryqëzimit të kolektorit në gjendje të hapur, karakteristika e tensionit aktual ka formën që korrespondon me degën e drejtpërdrejtë të diodës (seksioni 4). Pas ndërrimit, voltazhi në dinistor zvogëlohet në 1 V. Nëse vazhdoni të rritni tensionin e furnizimit me energji elektrike ose të ulni rezistencën e rezistencës R, atëherë do të vërehet një rritje në rrymën e daljes, si në një qark konvencional me një dioda kur lidhet drejtpërdrejt.

Kur tensioni i furnizimit me energji zvogëlohet, rezistenca e lartë e kryqëzimit të kolektorit rikthehet. Koha e rikuperimit të rezistencës së këtij kryqëzimi mund të jetë dhjetëra mikrosekonda.

Tensioni Uon në të cilin fillon një rritje e rrymës në formë orteku mund të reduktohet duke futur bartës të ngarkesës jo-shumicë në cilëndo nga shtresat ngjitur me kryqëzimin e kolektorit. Transportuesit shtesë të ngarkesës futen në tiristor nga një elektrodë ndihmëse e fuqizuar nga një burim i pavarur i tensionit të kontrollit (Ucontrol). Një tiristor me një elektrodë kontrolli ndihmës quhet triodë ose trinistor. Në praktikë, kur përdoret termi "tiristor", është pikërisht elementi që nënkuptohet. Diagrami i lidhjes për një tiristor të tillë është paraqitur në Fig. 1.2.2. Mundësia e zvogëlimit të tensionit U me rritjen e rrymës së kontrollit tregohet nga familja e karakteristikave rrymë-tension (Fig. 1.2.4).

Nëse në tiristor aplikohet një tension furnizimi me polaritet të kundërt (Fig. 1.2.4), atëherë kryqëzimet e emetuesit do të mbyllen. Në këtë rast, karakteristika e tensionit aktual të tiristorit i ngjan degës së kundërt të karakteristikës së një diode konvencionale. Në tensione të kundërta shumë të larta, vërehet një prishje e pakthyeshme e tiristorit.

Qarqet komutuese shpesh përdorin një tiristor, parimi i funksionimit të të cilit i ngjan një ndërprerës elektronik. Është një pajisje gjysmëpërçuese që ka tre ose më shumë kryqëzime korrigjuese ndërvepruese. Sidoqoftë, tiristori nuk është në gjendje të shkojë në gjendje të mbyllur, kështu që quhet një ndërprerës që nuk është plotësisht i kontrollueshëm.

Dizajni dhe llojet e pajisjeve gjysmëpërçuese

Para se të shqyrtohet parimi i funksionimit të tiristorëve në qarqe, është e nevojshme të kuptohet se si janë të strukturuara dhe cilat lloje ekzistojnë. Ato përbëhen nga katër shtresa të lidhura në seri, të cilat kanë lloje të ndryshme përçueshmërie. Nga jashtë ka kontakte - anodë dhe katodë. Pajisjet mund të kenë dy elektroda kontrolli të bashkangjitura në shtresat e brendshme. Një ndryshim në gjendje mund të arrihet duke aplikuar një sinjal direkt në përcjellës.

Ekzistojnë dy lloje kryesore të tiristorëve:

1. Dinistorët janë pajisje gjysmëpërçuese me diodë. Në këtë rast, hapja kryhet duke ushqyer tension të lartë ndërmjet kontakteve.
2. SCR-të janë analoge me triodë. Ato mund të hapen për shkak të ndikimit të rrymës së kontrollit në elektrodë.

Procesi i mbylljes mund të bëhet në dy mënyra. E para prej tyre përfshin reduktimin e rrymës elektrike nën nivelin e mbajtjes. Ky opsion është i zbatueshëm për të gjitha llojet e tiristorëve. Metoda e dytë është të aplikoni një tension bllokues direkt në kontaktin e kontrollit. Përdoret vetëm për SCR të tipit të fikjes.

Mundësia e përcjelljes së kundërt

Duke marrë parasysh parimin e funksionimit të një tiristori, duhet të kuptohet se elementët mund të klasifikohen me tension të kundërt.

Ka katër opsione produkti në total:

1. Pajisjet me përcjellje të kundërt kanë një tension të vogël të kundërt. Është vetëm disa volt.
2. Elemente që nuk e përcjellin tensionin në drejtim të kundërt kur mbyllen.
3. Triacs janë pajisje simetrike që kalojnë rrymat elektrike në një drejtim ose në një tjetër.
4. Produkte me tension të kundërt jo të standardizuar.

Kur përdorni triacs, duhet të mbani mend se ato funksionojnë në mënyrë simetrike vetëm në shikim të parë. Kur aplikohet tension negativ (në anodë) dhe pozitiv (tek elektroda e kontrollit), ato nuk janë në gjendje të hapen dhe në disa raste mund të dështojnë.

Në elektronikë, triacët klasifikohen si tiristorë të kontrolluar, parimi i funksionimit të të cilave është ndërrimi i qarqeve të rrymës alternative. Gjatë projektimit të qarqeve të tilla, është e nevojshme të studiohet dokumentacioni specifik i produktit për të përcaktuar se cilat sinjale janë të vlefshme. Disa lloje të triacëve mund të kenë disa kufizime.

Operacioni DC

Nëse shpjegojmë parimin e funksionimit të një tiristori në gjuhë të thjeshtë, atëherë konsiston në ndezjen e një pajisjeje gjysmëpërçuese duke aplikuar një impuls të rrymës elektrike drejtpërdrejt në qarkun e kontrollit të polaritetit pozitiv. Kohëzgjatja e procesit të tranzicionit ndikohet ndjeshëm nga natyra e ngarkesës së prodhuar, si dhe nga faktorë të tjerë:

• shpejtësia dhe amplituda e impulsit të krijuar;
• temperatura e strukturës gjysmëpërçuese;
• voltazhi i transmetuar;
• rryma e ngarkesës.

Në një qark me një tiristor, kur rritet voltazhi përpara, vlerat e fryra të shkallës së goditjes nuk duhet të regjistrohen. Përndryshe, pajisja mund të ndizet pa dashje pa dërguar sinjal. Sidoqoftë, pjerrësia e pulsit të gjeneruar nuk duhet të jetë e ulët.

Fikja e elementeve mund të ndodhë natyrshëm ose me forcë. Në rastin e parë, kalimi në sistemet AC kryhet në momentin që rryma elektrike bie në minimum. Sa i përket opsioneve të mbylljes së detyruar, ato mund të jenë mjaft të ndryshme:

1. Lidhja e një qarku të specializuar me një kondensator të ngarkuar shkakton një shkarkim në elementin përçues. Rrjedha e kundërt e zvogëlon rrymën në zero, kështu që pajisja fiket.
2. Lidhja e një qarku që shkakton një shkarkesë lëkundëse lejon që elektriciteti të kalojë përmes tiristorit për të përmbushur rrymën direkte. Kur arrihet ekuilibri, ai fiket.
3. Një proces kalimtar mund të shkaktohet nga aplikimi i një ngarkese komplekse. Në prani të parametrave të caktuar, shfaqet një karakter oscilues, që nënkupton një ndryshim në polaritet.

Funksionimi në qark AC

Tani duhet të shqyrtojmë parimin e funksionimit të një tiristori në një qark që kalon rrymë alternative. Kur zbatohet, është e mundur të ndizni dhe fikni rrjetet elektrike me ngarkesa aktive, si dhe të ndryshoni vlerat mesatare dhe aktuale të rrymës duke rregulluar furnizimin me sinjal.

Ky nuk është lajm as për bedelet - parimi i funksionimit të një tiristori është të kalojë energjinë elektrike në një drejtim, pra në qarqet me rrymë alternative kryhet lidhja e pasme. Vlerat mund të ndryshojnë duke ndryshuar momentin në të cilin sinjalet e hapjes dërgohen te pajisjet. Këndet rregullohen përmes sistemit të kontrollit.

1. Metoda e rregullimit të fazës me ndërrimin e detyruar përfshin përdorimin e njësive speciale.
2. Kontrolli i gjerësisë së pulsit nënkupton mungesën e një sinjali në gjendje të mbyllur dhe praninë e tij në pozicionin e hapur kur një tension i caktuar aplikohet në ngarkesë.

Modaliteti i mbylljes së kundërt

Duke folur për parimin e funksionimit të një tiristori triode, duhet të theksohet se ai mund të funksionojë mënyra të ndryshme. Në bllokimin e kundërt, një tension negativ aplikohet drejtpërdrejt në anodën e gjysmëpërçuesit në lidhje me kontaktin e katodës. Tranzicionet me këtë opsion zhvendosen në drejtim të kundërt.

Ka faktorë që kufizojnë përdorimin e një regjimi të tillë. E para është një avari orteku, dhe e dyta është një shpim i rajonit të varfërimit. Kjo shpjegohet me faktin se një pjesë e konsiderueshme e tensionit zvogëlohet në një nga tranzicionet. Ata mbyllen ose ndodh prishja.

Mënyra e mbylljes së drejtpërdrejtë

Parimi i funksionimit të një tiristori në modalitetin e bllokimit të drejtpërdrejtë përfshin paragjykimin e kundërt të njërit prej tranzicioneve. Shtresat e kundërta zhvendosen në drejtimin përpara. Pjesa më e madhe e tensionit të aplikuar zvogëlohet në një tranzicion të vetëm. Nëpërmjet shtresave të mbetura, transportuesit injektohen në zonat e kontaktit, duke bërë të mundur uljen e rezistencës në elementin përçues. Ka një rritje të rrymës kaluese. Rënia e tensionit është zvogëluar.

Një rritje në tensionin përpara çon në një rritje të ngadaltë të rrymës elektrike. Në këtë mënyrë, gjysmëpërçuesi konsiderohet i bllokuar, i cili shoqërohet me një rezistencë të shtuar të një kryqëzimi të vetëm. Në një nivel të caktuar tensioni, procesi fillon të marrë një karakter të ngjashëm me ortek. Pajisja kalon në gjendjen e ndezur, në të vendoset një rrymë elektrike, e cila varet nga burimi dhe rezistenca e qarkut.

Modeli me dy tranzistor

Për të shpjeguar modelin dhe parimin e funksionimit të një tiristori në modalitetin e bllokimit të drejtpërdrejtë, përdoret një model me dy tranzistorë. Kjo pajisje gjysmëpërçuese mund të konsiderohet si dy transistorë të kombinuar me terminale të kundërta. Kryqëzimi në qendër përdoret si një grumbullues i vrimave dhe elektroneve që injektohen nga kryqëzime të caktuara.

Raportet nuk ndryshojnë kur rrymat rrjedhin në drejtim të kundërt. Ndërsa koeficienti rritet në një lak të mbyllur, ndodh një proces i ngjashëm me ortek, duke nënkuptuar një rritje të rrymës direkt përmes strukturës. Rryma elektrike kufizohet vetëm nga rezistenca e qarkut të jashtëm.

Cili është ndryshimi midis dinistorëve dhe trinistorëve?

Dallimet themelore midis karakteristikave dhe parimit të funksionimit të tiristorëve nuk mund të gjenden. Megjithatë, dinistori hapet kur ka një tension të caktuar midis dy terminaleve kryesore. Varet nga lloji i pajisjes që përdorni. Në rastin e një tiristori, tensioni i hapjes mund të reduktohet me forcë. Kjo mund të bëhet duke aplikuar një impuls të rrymës elektrike të madhësisë së kërkuar direkt në elektrodën e kontrollit. SCR-të përdoren më gjerësisht në mesin e pajisjeve në kategorinë e tiristorëve.

Karakteristikat kryesore

Kur zgjidhni tiristorët, kushtojini vëmendje disa parametrave:

1. Tensioni i ndezjes ju lejon të vendosni pajisjen gjysmëpërçuese në gjendje pune.
2. Intervali kohor për vonimin e fillimit dhe ndalimit të produktit.
3. Niveli i rrymës së kundërt në vlerën maksimale të tensionit të kundërt.
4. Një tregues i fuqisë totale shpërndarëse.
5. Tensioni përpara në rrymën maksimale të anodës.
6. Rryma e pikut të elektrodës së kontrollit.
7. Tensioni i kundërt në gjendje të mbyllur.
8. Rryma maksimale e hapur në pozicion të hapur.

Kur zgjidhni një tiristor, nuk duhet të harrohet për qëllimin e pajisjes. Kjo ndikohet drejtpërdrejt nga intervali kohor i kalimit në gjendjen e hapur ose të mbyllur. Në mënyrë tipike, periudha e ndezjes është më e shkurtër se periudha e fikjes.

Qarqet duke përdorur tiristorë

Qarqet e tiristorit ndahen në katër kategori:

1. Produktet e pragut përfitojnë nga aftësia e gjysmëpërçuesve për të kaluar nga një pozicion në tjetrin në prani të një tensioni të caktuar. Këto përfshijnë gjeneratorët e lëkundjeve dhe rregullatorët e ngarkesës fazore.
2. Ndërprerësit e energjisë karakterizohen nga fuqia e ulët. Rryma shpërndahet nga elementët në qarqet komutuese në gjendje të hapur. Në pozicionin e mbyllur, nuk lejohet të kalojë energji elektrike.
3. Ndërrimi Tensioni DC mjaft e mundur kur përdorni pajisje me fuqi të lartë. Ka disa mënyra për të mbyllur elementët që nuk mbyllen.
4. Disa pajisje eksperimentale funksionojnë duke përdorur pajisje gjysmëpërçuese në mënyra kalimtare, ku ka zona me nivel negativ të rezistencës.

Si perfundim

Më shpesh, studentët e shkollave të specializuara që trajnojnë specialistë në fushën e inxhinierisë elektrike mësohen për parimet e funksionimit të tiristorëve. Sidoqoftë, nuk do të dëmtonte të studionte informacione në lidhje me strukturën dhe funksionimin e pajisjeve gjysmëpërçuese universale për njerëzit e zakonshëm që janë të interesuar të dizajnojnë qarqe të ndryshme elektrike.

Një tiristor është një çelës elektronik i kontrolluar pjesërisht i energjisë. Kjo pajisje, me ndihmën e një sinjali kontrolli, mund të jetë vetëm në gjendje përcjellëse, domethënë të ndizet. Për ta fikur, është e nevojshme të kryhen masa të veçanta që sigurojnë që rryma e përparme të bjerë në zero. Parimi i funksionimit të një tiristori është përçueshmëria e njëanshme kur është e mbyllur, ai mund të përballojë jo vetëm tensionin përpara, por edhe të kundërt.

Vetitë e tiristorit

Sipas cilësive të tyre, tiristorët i përkasin pajisjeve gjysmëpërçuese. Vaferi i tyre gjysmëpërçues përmban shtresa ngjitur që kanë lloje të ndryshme përçueshmëri. Kështu, çdo tiristor është një pajisje që ka një strukturë p-p-p-p me katër shtresa.

Poli pozitiv i burimit të tensionit është i lidhur me rajonin ekstrem të strukturës p. Prandaj, kjo zonë quhet anodë. Rajoni i kundërt i tipit n, ku poli negativ është i lidhur, quhet katodë. Dalja nga rajoni i brendshëm kryhet duke përdorur një elektrodë p-kontroll.

Modeli klasik i tiristorit përbëhet nga dy që kanë shkallë të ndryshme përçueshmërie. Në përputhje me këtë qark, baza dhe kolektori i të dy transistorëve janë të lidhur. Si rezultat i kësaj lidhjeje, baza e secilit transistor furnizohet me energji duke përdorur rrymën kolektore të tranzistorit tjetër. Kështu, merret një qark me reagime pozitive.

Nëse nuk ka rrymë në elektrodën e kontrollit, atëherë transistorët janë në pozicion të mbyllur. Asnjë rrymë nuk kalon nëpër ngarkesë dhe tiristori mbetet i mbyllur. Kur një rrymë furnizohet mbi një nivel të caktuar, pozitiv Feedback. Procesi bëhet një ortek, pas së cilës hapen të dy transistorët. Në fund të fundit, pas hapjes së tiristorit, ndodh gjendja e tij e qëndrueshme, edhe nëse furnizimi aktual ndërpritet.

Funksionimi i tiristorit me rrymë konstante

Duke marrë parasysh një tiristor elektronik, parimi i funksionimit të të cilit bazohet në rrjedhën e njëanshme të rrymës, duhet të theksohet se ai funksionon me rrymë konstante.

Një tiristor konvencional ndizet duke aplikuar një impuls aktual në qarkun e kontrollit. Ky furnizim kryhet nga ana e polaritetit pozitiv, përballë katodës.

Gjatë ndezjes, kohëzgjatja e procesit kalimtar përcaktohet nga natyra e ngarkesës, amplituda dhe shpejtësia me të cilën rritet pulsi i rrymës së kontrollit. Përveç kësaj, ky proces varet nga temperatura e strukturës së brendshme të tiristorit, rryma e ngarkesës dhe tensioni i aplikuar. Në qarkun ku është instaluar tiristori, nuk duhet të ketë një shkallë të papranueshme të rritjes së tensionit, e cila mund të çojë në aktivizimin spontan të tij.

Një tiristor është një ndërprerës gjysmëpërçues, dizajni i të cilit përbëhet nga katër shtresa. Ata kanë aftësinë për të lëvizur nga një gjendje në tjetrën - nga e mbyllura në të hapur dhe anasjelltas.

Informacioni i paraqitur në këtë artikull do të ndihmojë në dhënien e një përgjigje gjithëpërfshirëse për pyetjen në lidhje me këtë pajisje.

Parimi i funksionimit të një tiristori

Në literaturën e specializuar, kjo pajisje quhet gjithashtu një tiristor me një funksionim. Ky emër është për faktin se pajisja nuk është plotësisht i menaxhueshëm. Me fjalë të tjera, kur merr një sinjal nga objekti i kontrollit, ai mund të shkojë vetëm në modalitetin e gjendjes së ndezur. Për të fikur pajisjen, një person do të duhet të kryejë veprime shtesë, të cilat do të çojnë në një rënie të nivelit të tensionit në zero.

Funksionimi i kësaj pajisjeje bazohet në përdorimin e një fushe elektrike të forcës. Për ta kaluar atë nga një gjendje në tjetrën, përdoret teknologjia e kontrollit që transmeton sinjale të caktuara. Në këtë rast, rryma përmes tiristorit mund të lëvizë vetëm në një drejtim. Kur fiket, kjo pajisje ka aftësinë të përballojë si tensionin përpara ashtu edhe atë të kundërt.

Metodat për ndezjen dhe fikjen e një tiristori

Kalimi në gjendjen e funksionimit të një pajisjeje standarde të këtij lloji kryhet duke marrë një impuls të tensionit aktual në një polaritet të caktuar. Për shpejtësinë e ndezjes dhe si do të funksionojë më pas, faktorët e mëposhtëm ndikojnë:

Fikja e tiristorit mund të bëhet në disa mënyra:

1. Mbyllje natyrale. Në literaturën teknike ekziston gjithashtu një gjë e tillë si ndërrimi natyror - është i ngjashëm me mbylljen natyrore.
2. Mbyllja e detyruar (ndërrimi i detyruar).

Mbyllja natyrale e kësaj pajisjeje ndodh gjatë funksionimit të saj në qarqet me rrymë alternative, kur niveli i rrymës bie në zero.

Mbyllja e detyruar përfshin një numër të madh metodash të ndryshme. Më e zakonshme prej tyre është metoda e mëposhtme.

Kondensatori, i caktuar me shkronjën latine C, është i lidhur me çelësin. Duhet të shënohet S. Në këtë rast, kondensatori duhet të ngarkohet përpara mbylljes.

Llojet kryesore të tiristorëve

Aktualisht, ka një numër të konsiderueshëm tiristorësh, të cilët ndryshojnë nga njëri-tjetri në të karakteristikat teknike– shpejtësia e funksionimit, metodat dhe proceset e kontrollit, drejtimet e rrymës kur janë në gjendje përcjellëse, etj.

Llojet më të zakonshme

1. Dioda e tiristorit. Një pajisje e tillë është e ngjashme me një pajisje që ka një diodë anti-paralele në modalitetin e ndezjes.
2. Tiristor diodë. Një emër tjetër është dinistor. Një karakteristikë dalluese e kësaj pajisjeje është se kalimi në mënyrën e përcjelljes ndodh në momentin kur niveli aktual tejkalohet.
3. Tiristor që mbyllet.
4. Simetrike. Quhet gjithashtu një triac. Dizajni i kësaj pajisjeje është i ngjashëm me dy pajisje me dioda të pasme kur janë në modalitetin e funksionimit.
5. Me shpejtësi të lartë ose inverter. Ky lloj pajisjeje ka aftësinë të kalojë në një gjendje jo funksionale në një kohë të shkurtër rekord - nga 5 deri në 50 mikrosekonda.
6. Optothiristor. Puna e tij kryhet duke përdorur një fluks të lehtë.
7. Tiristori nën kontroll në terren nëpërmjet elektrodës drejtuese.

Sigurimi i mbrojtjes

Tiristorët përfshihen në listën e pajisjeve që janë kritike ndikojnë në ndryshimin e shpejtësisë Rritja e rrymës përpara. Të dy diodat dhe tiristorët karakterizohen nga rrjedha e rrymës së rikuperimit të kundërt. Një ndryshim i mprehtë i shpejtësisë së tij dhe një rënie në zero çon në një rrezik të shtuar të mbitensionit.

Për më tepër, mbitensioni në hartimin e kësaj pajisjeje mund të ndodhë për shkak të zhdukjes së plotë të tensionit në komponentë të ndryshëm të sistemit, për shembull, në induktancat e vogla të instalimit.

Për arsyet e mësipërme, në shumicën dërrmuese të rasteve, përdoren skema të ndryshme CFTP për të siguruar mbrojtje të besueshme të këtyre pajisjeve. Këto qarqe, kur janë në modalitetin dinamik, ndihmojnë në mbrojtjen e pajisjes nga shfaqja e vlerave të papranueshme të tensionit.

Një mjet i besueshëm mbrojtjeje është gjithashtu përdorimi i varistorit. Kjo pajisje është e lidhur me pikat e daljes së ngarkesës induktive.

Në formën e tij më të përgjithshme, përdorimi i një pajisje të tillë si një tiristor mund të jetë ndarë në grupet e mëposhtme:

Kufizimet e tiristorit

Kur punoni me çdo lloj pajisjeje, duhet të ndiqni disa masa paraprake sigurie dhe të jeni të vetëdijshëm për disa kufizime të nevojshme.

Për shembull, në rastin e një ngarkese induktive kur përdorni një lloj pajisjeje të tillë si një triac. Në këtë situatë, kufizimet lidhen me shkallën e ndryshimit të nivelit të tensionit midis dy elementëve kryesorë - anodave të tij dhe rrymës së funksionimit. Për të kufizuar ndikimin e rrymës dhe mbingarkesës Përdoret qark RC.

Tiristorët

I. Qëllimi

Tiristorët janë pajisje gjysmëpërçuese me tre (ose më shumë) r-p-Tranzicione të destinuara për përdorim si ndërprerës elektronikë në qarqe për ndërrimin e rrymave elektrike. Ata ndërrojnë qarqet elektrike, rregullojnë tensionin dhe konvertojnë rrymën direkte në rrymë alternative. Në dizajn dhe parim të funksionimit, është shumë e ngjashme me një diodë gjysmëpërçuese, por ndryshe nga ajo, tiristori kontrollohet.

Natyra "kyç" i veprimit të trinistorit lejon që ai të përdoret për ndërrimin e qarqeve elektrike ku më parë shërbenin vetëm rele elektromagnetike për këtë qëllim. Çelësat gjysmëpërçues janë më të lehtë, më kompakt dhe shumë herë më të besueshëm në funksionim sesa reletë elektromagnetike me kontakte të mbyllura mekanikisht. Ndryshe nga reletë e tillë, ata kalojnë me një shpejtësi shumë të lartë - qindra e mijëra herë në sekondë, dhe nëse është e nevojshme - edhe më shpejt. SCR-të përdoren në pajisjet moderne të komunikimit elektrik, në sistemet e telekomandës me shpejtësi të lartë, në kompjuterë dhe në pajisjet e energjisë.

II. Klasifikimi

Në varësi të karakteristikave dhe vetive të tyre të projektimit, tiristorët ndahen në diodë dhe triodë. NË diodë Tiristorët dallohen:

tiristorët, të kyçur në drejtim të kundërt;

përçues në drejtim të kundërt;

simetrike.

Triodë tiristorët ndahen në:

mbyllet në drejtim të kundërt me kontroll anodë ose katodë;

kryerja në drejtim të kundërt me kontroll në anodë ose katodë;

simetrike (dydrejtimshe).

Dinistorët më të zakonshëm janë tiristorët me dy terminale dhe tiristorët - pajisje me tre terminale. Përveç kësaj, dallohet një grup tiristorësh të ndërruar.

Tiristorët më të thjeshtë të diodës me kthesë të kundërt zakonisht janë prej silikoni dhe përmbajnë katër të alternuara R- Dhe P- zona (Fig. 2.2). Rajon R 1 në të cilin rryma rrjedh nga qarku i jashtëm quhet anodë , Rajon P 2 – katodë ; Rajon P 1 , R 2 – bazat .

Fig.2.2. Struktura e tiristorit.

III. Parimi i funksionimit

Nëse tek anoda R 1 lidhni plusin e burimit të tensionit dhe me katodën P 2 - minus, pastaj kalimet P 1 Dhe P 3 do të jetë e hapur, dhe tranzicioni P 2 - mbyllur. Quhet një kryqëzim kolektori.

Që nga koleksionisti r-p- kryqëzimi është i njëanshëm në drejtim të kundërt, pastaj deri në një vlerë të caktuar të tensionit pothuajse gjithçka e aplikuar bie në të. Një strukturë e tillë mund të përfaqësohet lehtësisht në formën e dy transistorëve me përçueshmëri elektrike të ndryshme, të lidhur me njëri-tjetrin siç tregohet në Fig. 2.3, a, b.

a) b)

Oriz. 2.3. Struktura (a) dhe qarku i një ekuivalenti me dy tranzistorë të një tiristori (b).

Rryma e qarkut përcaktohet nga rryma e bashkimit të kolektorit P 2 . Kjo padyshim varet nga rrjedha e vrimave
nga emetuesi i tranzistorit r-p-R- lloji dhe rrjedha e elektroneve
nga emetuesi i tranzistorit P-R-P- lloji, si dhe nga rryma e kundërt r-p-tranzicioni.

Që nga tranzicionet P 1 Dhe P 3 janë zhvendosur në drejtimin përpara, nga i cili transportuesit e ngarkesës injektohen në rajonin bazë: vrima nga rajoni R 1 , elektronet – nga rajoni P 2 . Këta transportues ngarkesash, që shpërndahen në rajonet e bazave P 1 , R 2 , i afrohen kryqëzimit kolektor dhe hidhen nëpër fushën e tij r-p-tranzicioni. Vrimat e injektuara nga R 1 -rajonet, dhe elektronet nga P 2 duke lëvizur nëpër kalim P 2 në drejtime të kundërta, duke krijuar një rrymë të përbashkët I.

Në vlera të ulëta të tensionit të jashtëm, i gjithë praktikisht bie në kryqëzimin e kolektorit P 2 . Prandaj, tek tranzicionet P 1 , P 3 me rezistencë të ulët, aplikohet një ndryshim i vogël potencial dhe injektimi i transportuesve të ngarkesës është i vogël. Në këtë rast rryma I i vogël dhe i barabartë me rrymën e kundërt nëpër kryqëzim P 2. Me rritjen e tensionit të jashtëm, rryma në qark ndryshon pak në fillim. Me një rritje të mëtejshme të tensionit, ndërsa gjerësia e tranzicionit rritet P 2 , transportuesit e ngarkesave të formuara si rezultat i jonizimit të ndikimit fillojnë të luajnë një rol gjithnjë e më të rëndësishëm. Në një tension të caktuar, transportuesit e ngarkesës përshpejtohen aq shumë sa që kur përplasen me atomet në rajon r-p-Tranzicionet i jonizojnë ato, duke shkaktuar një shumëzim orteku të transportuesve të ngarkesës.

Vrimat e formuara në këtë rast, nën ndikimin e fushës elektrike, lëvizin në rajon R 2 , dhe elektronet shkojnë në rajon P 1 . Rryma përmes kryqëzimit P 2 rritet, dhe rezistenca e tij dhe rënia e tensionit në të ulen. Kjo çon në një rritje të tensionit të aplikuar në kryqëzime P 1 , P 3 , dhe një rritje e injektimit përmes tyre, gjë që shkakton një rritje të mëtejshme të rrymës së kolektorit dhe një rritje të rrymave të injektimit. Procesi vazhdon si një ortek dhe rezistenca e tranzicionit P 2 bëhet i vogël.

Transportuesit e ngarkesës që shfaqen në zonat për shkak të injektimit dhe shumëzimit të ortekëve çojnë në një ulje të rezistencës së të gjitha zonave të tiristorit dhe rënia e tensionit në pajisje bëhet e parëndësishme. Në karakteristikën e tensionit aktual, ky proces korrespondon me seksionin 2 me një rezistencë diferenciale negative (Fig. 2.4). Pas ndërrimit, karakteristika e tensionit të rrymës është e ngjashme me degën e karakteristikës së një diode të anuar në drejtimin përpara (seksioni 3). Seksioni 1 korrespondon me gjendjen e mbyllur të tiristorit.

Tiristori fiket duke ulur tensionin e burimit të jashtëm në një vlerë në të cilën rryma
më pak (seksioni 3).

Oriz. 2.4. Karakteristikë e rrymës-tensionit të dinistorit

Nëse lidhni një diodë paralelisht me një tiristor që hapet kur voltazhi është i kundërt, ju merrni një tiristor që përçohet në drejtim të kundërt.

Tiristorët triodë (Fig. 2.5, A) ndryshojnë nga diodat në atë që njëra nga bazat ka një terminal të jashtëm, i cili quhet elektroda e kontrollit .

Oriz. 2.5. Tiristor me triodë:

Duke ndryshuar rrymën, mund të ndryshoni tensionin në të cilin kalon tiristori dhe në këtë mënyrë të kontrolloni momentin kur ai ndizet.

Për të bllokuar tiristorin, ose duhet të zvogëloni rrymën e funksionimit në vlerë
duke ulur tensionin e furnizimit në vlerë , ose vendosni një impuls aktual me polaritet të kundërt në qarkun e elektrodës së kontrollit.

Procesi i ndezjes dhe fikjes së tiristorit është shpjeguar në Fig. 2.5, V. Nëse lidhet me të përmes një rezistence R tensioni i aplikuar U 1 dhe rryma në qarkun e elektrodës së kontrollit është zero, atëherë tiristori është i kyçur. Pika e funksionimit është në pozicion A. Ndërsa rryma e elektrodës së kontrollit rritet, pika e funksionimit lëviz përgjatë linjës së ngarkesës 1. Kur rryma e elektrodës së kontrollit arrin vlerën I y 1 , tiristori do të ndizet dhe pika e tij e funksionimit do të lëvizë në pikën b. Për të fikur ( I y= 0) është e nevojshme të zvogëlohet tensioni i furnizimit në vlerë
. Në këtë rast, pika e funksionimit nga b 1 do të shkojë në A 2 dhe kur voltazhi të rikthehet - deri në pikën A.

Ju gjithashtu mund të fikni tiristorin duke aplikuar një tension me polaritet të kundërt në elektrodën e kontrollit dhe duke krijuar një rrymë të drejtuar në të kundërt në qarkun e saj.

Disavantazhi i kësaj lidhjeje është vlera e madhe e rrymës së kundërt të elektrodës së kontrollit, e cila i afrohet vlerës së rrymës së kalimit të tiristorit. Raporti i amplitudës së rrymës së tiristorit ndaj amplitudës së pulsit të rrymës së kalimit të elektrodës së kontrollit quhet koeficienti bllokues :
. Karakterizon efikasitetin e ndezjes së një tiristori duke përdorur një elektrodë kontrolli. Në një sërë zhvillimesh

Thyristors me rritje të raportit të fikjes shpesh quhen i ndërrueshëm ose të kyçshme.

IV. Parametrat bazë të tiristorëve

Emërtimet e tiristorëve në përputhje me GOST 10862 - 72 përbëhen nga gjashtë elementë. Elementi i parë është shkronja K, që tregon materialin burimor të gjysmëpërçuesit; e dyta është shkronja H për tiristorët me diodë dhe U për ato me triodë; i treti është një numër që përcakton qëllimin e pajisjes; e katërta dhe e pesta - numri serial i zhvillimit; e gjashta - një letër që përcakton teknologjinë e prodhimit, për shembull KU201A, KN102I, etj.