1.1 Tiristorlarning ta'rifi, turlari

1.2 Ishlash printsipi

1.3 Tiristor parametrlari

2-bob. Tiristorlarni quvvat regulyatorlarida qo'llash

2.1 Turli regulyatorlar haqida umumiy ma'lumot

2.2 Tiristor yordamida kuchlanishni nazorat qilish jarayoni

2.3 Boshqariladigan tiristorli rektifikator

3-bob. Tiristorlar asosida quvvat regulyatorlarining amaliy rivojlanishi

3.1 KU201K tiristoridagi kuchlanish regulyatori

3.2 Tiristorlar yordamida kuchli boshqariladigan rektifikator

Xulosa

Adabiyot

Kirish

Ushbu maqolada tiristor elementlarini kuchlanish regulyatori va rektifikator sifatida ishlatadigan qurilmalarning bir nechta variantlari ko'rib chiqiladi. Tiristorlar va qurilmalarning ishlash printsipining nazariy va amaliy tavsiflari, shuningdek, ushbu qurilmalarning diagrammalari berilgan.

Tiristorlarga asoslangan boshqariladigan rektifikator - yuqori quvvatga ega elementlar - tiristorni boshqarish pallasida kam quvvat sarflangan yukda katta oqimlarni olish imkonini beradi.

Ushbu maqolada 0 dan 15 V gacha va 0,5 dan 15 V gacha kuchlanishni tartibga solish chegarasi bilan 6 A gacha bo'lgan maksimal yuk oqimini ta'minlaydigan bunday rektifikatorlarning ikkita varianti va quvvat bilan ishlaydigan faol va induktiv yuklarda kuchlanishni sozlash moslamasi muhokama qilinadi. tarmoqdan AC kuchlanish 127 va 220 V 0 dan nominal tarmoq kuchlanishiga sozlash chegaralari bilan.

1-bob. Tiristor haqida tushuncha. Tiristorlar turlari. Ishlash printsipi

1.1 Tiristorlarning ta'rifi, turlari

Tiristor to'rt qavatli tuzilishga asoslangan yarimo'tkazgichli qurilma bo'lib, yopiq holatdan ochiq holatga va aksincha o'tishi mumkin. Tiristorlar ochiq - yopiq rejimda (boshqariladigan diod) elektr signallarini kalit bilan boshqarish uchun mo'ljallangan.

Eng oddiy tiristor bu dinistor - to'rt qavatli tuzilma bo'lgan boshqarilmaydigan kommutatsiya diodasi. p-n-p-n turi(1.1.2-rasm). Bu erda, boshqa turdagi tiristorlar singari, tashqi n-p-n o'tish joylari emitent, o'rta p-n birikmasi esa kollektor deb ataladi. O'tishlar orasida joylashgan strukturaning ichki joylari bazalar deb ataladi. Tashqi n-mintaqa bilan elektr aloqasini ta'minlovchi elektrodga katod, tashqi p-mintaqa bilan esa anod deyiladi.

Asimmetrik tiristorlar (dinistorlar, trinistorlar) dan farqli o'laroq, simmetrik tiristorlarda oqim kuchlanish xarakteristikasining teskari tarmog'i to'g'ridan-to'g'ri filial shakliga ega. Bunga ikkita bir xil to'rt qavatli tuzilmalarni bir-biriga ulash yoki to'rtta p-n birikmasi (triak) bilan besh qavatli tuzilmalardan foydalanish orqali erishiladi.

Guruch. 1.1.1 Diagrammalardagi belgilar: a) triak b) dinistor c) trinistor.

Guruch. 1.1.2 Dinistorning tuzilishi.

Guruch. 1.1.3 SCR tuzilishi.

1.2 Ishlash printsipi

Dinistor shaklda ko'rsatilgan diagramma bo'yicha yoqilganda. 1.2.1, kollektor p-n birikmasi yopiq, emitent o'tish joylari ochiq. Ochiq ulanishlarning qarshiligi past, shuning uchun deyarli barcha quvvat manbai kuchlanishi yuqori qarshilikka ega bo'lgan kollektor birikmasiga qo'llaniladi. Bunday holda, tiristor orqali kichik oqim o'tadi (1.2.3-rasmdagi 1-qism).

Guruch. 1.2.1. Nazorat qilinmagan tiristorni (dinistor) kontaktlarning zanglashiga ulash sxemasi.

Guruch. 1.2.2. Boshqariladigan tiristorni (tiristor) zanjirga ulash sxemasi.

1.2.3-rasm. Dinistorning joriy kuchlanish xarakteristikasi.

1.2.4-rasm. Tiristorning joriy kuchlanish xarakteristikasi.

Quvvat manbai kuchlanishini oshirsangiz, bu kuchlanish Uon yoqish kuchlanishiga teng bo'lgan ma'lum bir kritik qiymatga yaqinlashguncha tiristor oqimi biroz oshadi. Dinistordagi Uon kuchlanishida kollektor birikmasi hududida zaryad tashuvchilarning ko'chki ko'payishi uchun sharoitlar yaratiladi. Kollektor birikmasining teskari elektr buzilishi sodir bo'ladi (1.2.3-rasmdagi 2-qism). Kollektor birikmasining n-hududida elektronlarning ortiqcha konsentratsiyasi, p-mintaqada esa teshiklarning ortiqcha konsentratsiyasi hosil bo'ladi. Ushbu konsentratsiyalar ortishi bilan barcha dinistor o'tishlarining potentsial to'siqlari kamayadi. Emitent birikmalari orqali tashuvchilarning in'ektsiyasi kuchayadi. Jarayon tabiatan ko'chkiga o'xshaydi va kollektorning ochiq holatga o'tishi bilan birga keladi. Qurilmaning barcha maydonlarining qarshiligining pasayishi bilan bir vaqtda oqim kuchayadi. Shuning uchun qurilma orqali oqimning oshishi anod va katod o'rtasidagi kuchlanishning pasayishi bilan birga keladi. Oqim kuchlanishining xarakteristikasi bo'yicha ushbu bo'lim 3 raqami bilan ko'rsatilgan. Bu erda qurilma salbiy differentsial qarshilikka ega. Rezistordagi kuchlanish kuchayadi va dinistor o'zgaradi.

Kollektor birikmasi ochiq holatga o'tgandan so'ng, oqim kuchlanishining xarakteristikasi diodaning to'g'ridan-to'g'ri tarmog'iga mos keladigan shaklga ega (4-bo'lim). Kommutatsiyadan so'ng, dynistordagi kuchlanish 1 V ga kamayadi. Agar siz quvvat manbai kuchlanishini oshirishda yoki R rezistorining qarshiligini kamaytirishda davom etsangiz, u holda an'anaviy zanjirda bo'lgani kabi, chiqish oqimining ortishi kuzatiladi. to'g'ridan-to'g'ri ulanganda diod.

Quvvat manbai kuchlanishi pasayganda, kollektor birikmasining yuqori qarshiligi tiklanadi. Ushbu birikmaning qarshiligini tiklash vaqti o'nlab mikrosekundlar bo'lishi mumkin.

Tokning ko'chkiga o'xshash kuchayishi boshlanadigan kuchlanish Uon kollektor birikmasiga ulashgan qatlamlarning har qandayiga ko'p bo'lmagan zaryad tashuvchilarni kiritish orqali kamaytirilishi mumkin. Qo'shimcha zaryad tashuvchilar tiristorga nazorat kuchlanishining mustaqil manbasidan (Ucontrol) quvvatlanadigan yordamchi elektrod orqali kiritiladi. Yordamchi boshqaruv elektrodiga ega tiristor triod yoki trinistor deb ataladi. Amalda, "tiristor" atamasidan foydalanilganda, aynan shu element nazarda tutilgan. Bunday tiristor uchun ulanish diagrammasi shaklda ko'rsatilgan. 1.2.2. Nazorat oqimining kuchayishi bilan U kuchlanishini kamaytirish imkoniyati joriy kuchlanish xususiyatlarining oilasi tomonidan ko'rsatilgan (1.2.4-rasm).

Agar tiristorga qarama-qarshi polaritning besleme zo'riqishida qo'llanilsa (1.2.4-rasm), u holda emitent o'tish joylari yopiladi. Bunday holda, tiristorning joriy kuchlanish xarakteristikasi an'anaviy diodaning xarakteristikasining teskari tarmog'iga o'xshaydi. Juda yuqori teskari kuchlanishlarda tiristorning qaytarilmas buzilishi kuzatiladi.

Kommutatsiya davrlarida ko'pincha tiristor ishlatiladi, uning ishlash printsipi elektron kalitga o'xshaydi. Bu uch yoki undan ortiq o'zaro ta'sir qiluvchi to'g'rilash birikmalariga ega bo'lgan yarim o'tkazgichli qurilma. Biroq, tiristor yopiq holatga o'tishga qodir emas, shuning uchun u to'liq boshqarilmaydigan kalit deb ataladi.

Yarimo'tkazgichli qurilmalarning dizayni va turlari

Devrenlardagi tiristorlarning ishlash printsipini ko'rib chiqishdan oldin ular qanday tuzilganligini va qanday turlari mavjudligini tushunish kerak. Ular ketma-ket bog'langan to'rtta qatlamdan iborat bo'lib, ular turli turdagi o'tkazuvchanlikka ega. Tashqi tomondan kontaktlar - anod va katod mavjud. Qurilmalar ichki qatlamlarga biriktirilgan ikkita nazorat elektrodiga ega bo'lishi mumkin. Holatning o'zgarishiga signalni to'g'ridan-to'g'ri o'tkazgichga qo'llash orqali erishish mumkin.

Tiristorlarning ikkita asosiy turi mavjud:

1. Dinistorlar diodli yarim o'tkazgichli qurilmalardir. Bunday holda, ochilish oziqlantirish orqali amalga oshiriladi yuqori kuchlanish kontaktlar o'rtasida.
2. SCRlar triod analoglaridir. Ular nazorat oqimining elektrodga ta'siri tufayli ochilishi mumkin.

Qulflash jarayoni ikki usulda amalga oshirilishi mumkin. Ulardan birinchisi elektr tokini ushlab turish darajasidan pastga tushirishni o'z ichiga oladi. Ushbu parametr barcha turdagi tiristorlar uchun amal qiladi. Ikkinchi usul to'g'ridan-to'g'ri nazorat kontaktiga blokirovkalash kuchlanishini qo'llashdir. U faqat o'chirish tipidagi SCR uchun ishlatiladi.

Teskari o'tkazuvchanlik imkoniyati

Tiristorning ishlash printsipini hisobga olgan holda, elementlarni teskari kuchlanish bilan tasniflash mumkinligini tushunish kerak.

Hammasi bo'lib to'rtta mahsulot varianti mavjud:

1. Teskari o'tkazgichli qurilmalar kichik teskari kuchlanishga ega. Bu faqat bir necha volt.
2. Yopiq holatda teskari yo'nalishda kuchlanish o'tkazmaydigan elementlar.
3. Triaclar - bu elektr tokini bir yo'nalishda yoki boshqa yo'nalishda almashtiradigan nosimmetrik qurilmalar.
4. Standartlashtirilmagan teskari kuchlanishli mahsulotlar.

Triaklardan foydalanganda, ular faqat birinchi qarashda nosimmetrik tarzda ishlashini yodda tutishingiz kerak. Salbiy (anodga) ​​va musbat (nazorat elektrodiga) kuchlanish qo'llanilganda, ular ochilmaydi va ba'zi hollarda ular muvaffaqiyatsiz bo'lishi mumkin.

Elektronikada triaklar boshqariladigan tiristorlar sifatida tasniflanadi, ularning ishlash printsipi o'zgaruvchan tok zanjirlarini almashtirishdir. Bunday sxemalarni loyihalashda qaysi signallarning haqiqiyligini aniqlash uchun maxsus mahsulot hujjatlarini o'rganish kerak. Triaklarning ba'zi turlari ba'zi cheklovlarga ega bo'lishi mumkin.

DC ishlashi

Agar tiristorning ishlash tamoyilini tushuntirsak oddiy tilda, keyin u to'g'ridan-to'g'ri musbat polaritning boshqaruv pallasida elektr tokining impulsini qo'llash orqali yarimo'tkazgichli qurilmani yoqishdan iborat. O'tish jarayonining davomiyligi ishlab chiqarilgan yukning tabiati, shuningdek, boshqa omillar bilan sezilarli darajada ta'sir qiladi:

• yaratilgan impulsning tezligi va amplitudasi;
• yarimo'tkazgich strukturasining harorati;
• uzatiladigan kuchlanish;
• yuk oqimi.

Tiristorli zanjirda to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish kuchayganda, aylanish tezligining oshirilgan qiymatlari yozilmasligi kerak. Aks holda, qurilma signal yubormasdan tasodifan yoqilishi mumkin. Biroq, ishlab chiqarilgan pulsning tikligi past bo'lmasligi kerak.

Elementlarni o'chirish tabiiy yoki kuch bilan sodir bo'lishi mumkin. Birinchi holda, AC tizimlarida o'tish elektr toki minimal darajaga tushganda amalga oshiriladi. Majburiy o'chirish variantlariga kelsak, u juda xilma-xil bo'lishi mumkin:

1. Zaryadlangan kondansatör bilan ixtisoslashtirilgan kontaktlarning zanglashiga olib ulanishi o'tkazuvchan elementda zaryadsizlanishning paydo bo'lishiga olib keladi. Qarshi oqim oqimni nolga tushiradi, shuning uchun qurilma o'chadi.
2. Tebranuvchi razryadni keltirib chiqaradigan kontaktlarning zanglashiga olib ulanishi elektr tokining tiristor orqali to'g'ridan-to'g'ri oqimga mos kelishiga imkon beradi. Muvozanatga erishilganda, u o'chadi.
3. Vaqtinchalik jarayon murakkab yukni qo'llash natijasida yuzaga kelishi mumkin. Muayyan parametrlar mavjud bo'lganda, polaritning o'zgarishini nazarda tutuvchi tebranish xarakteri paydo bo'ladi.

AC pallasida ishlash

Endi biz o'zgaruvchan tok o'tadigan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tiristorning ishlash printsipini ko'rib chiqishimiz kerak. Amalga oshirilganda, faol yuklangan elektr tarmoqlarini yoqish va o'chirish, shuningdek signal ta'minotini sozlash orqali o'rtacha va joriy oqim qiymatlarini o'zgartirish mumkin.

Bu hatto qo'g'irchoqlar uchun ham yangilik emas - tiristorning ishlash printsipi elektr tokini bir yo'nalishda, shuning uchun zanjirlarda o'tkazishdir. o'zgaruvchan tok orqadan orqaga ulanish amalga oshiriladi. Qiymatlar qurilmalarga ochilish signallari yuborilgan vaqtni o'zgartirish orqali farq qilishi mumkin. Burchaklar boshqaruv tizimi orqali o'rnatiladi.

1. Majburiy almashtirish bilan fazani sozlash usuli maxsus birliklardan foydalanishni o'z ichiga oladi.
2. Impuls kengligi nazorati yopiq holatda signalning yo'qligini va yukga ma'lum bir kuchlanish qo'llanilganda ochiq holatda mavjudligini nazarda tutadi.

Teskari qulflash rejimi

Triodli tiristorning ishlash printsipi haqida gapirganda, u ishlashi mumkinligini ta'kidlash kerak turli rejimlar. Teskari blokirovkada yarimo'tkazgichning anodiga to'g'ridan-to'g'ri katod kontaktiga nisbatan salbiy kuchlanish qo'llaniladi. Ushbu parametr bilan o'tishlar teskari yo'nalishda siljiydi.

Bunday rejimdan foydalanishni cheklovchi omillar mavjud. Birinchisi, qor ko'chkisining buzilishi, ikkinchisi - kamayish zonasining teshilishi. Bu kuchlanishning muhim qismi o'tishlardan birida kamayishi bilan izohlanadi. Ular yopiladi yoki buzilish sodir bo'ladi.

To'g'ridan-to'g'ri qulflash rejimi

Tiristorning to'g'ridan-to'g'ri blokirovka rejimida ishlash printsipi o'tishlardan birining teskari yo'nalishini o'z ichiga oladi. Qarama-qarshi qatlamlar oldinga yo'nalishda siljiydi. Amaldagi kuchlanishning asosiy qismi bitta o'tishda kamayadi. Qolgan qatlamlar orqali tashuvchilar aloqa joylariga AOK qilinadi, bu esa Supero'tkazuvchilar elementdagi qarshilikni kamaytirishga imkon beradi. O'tgan oqimning ortishi kuzatiladi. Voltajning pasayishi kamayadi.

Oldinga kuchlanishning oshishi elektr tokining sekin o'sishiga olib keladi. Ushbu rejimda yarimo'tkazgich qulflangan deb hisoblanadi, bu bitta birikmaning qarshiligini oshirish bilan bog'liq. Muayyan kuchlanish darajasida jarayon ko'chkiga o'xshash xususiyatga ega bo'la boshlaydi. Qurilma yoqilgan holatga o'tadi, unda elektr toki o'rnatiladi, bu kontaktlarning zanglashiga olib kelishi va qarshiligiga bog'liq.

Ikki tranzistorli model

To'g'ridan-to'g'ri blokirovka rejimida tiristorning dizayni va ishlash printsipini tushuntirish uchun ikkita tranzistorli model ishlatiladi. Ushbu yarimo'tkazgichli qurilma qarama-qarshi terminallarga ega ikkita birlashtirilgan tranzistorlar sifatida qaralishi mumkin. Markazdagi birlashma ma'lum birlashmalar tomonidan AOK qilingan teshiklar va elektronlar kollektori sifatida ishlatiladi.

Oqimlar teskari yo'nalishda oqayotganda nisbatlar o'zgarmaydi. Yopiq pastadirda koeffitsient ortib borayotganligi sababli, ko'chkiga o'xshash jarayon yuzaga keladi, bu to'g'ridan-to'g'ri struktura orqali oqimning oshishini nazarda tutadi. Elektr toki faqat tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshiligi bilan chegaralanadi.

Dinistorlar va trinistorlar o'rtasidagi farq nima?

Tiristorlarning xarakteristikalari va ishlash printsipi o'rtasidagi asosiy farqlarni topib bo'lmaydi. Biroq, dinistor ikkita asosiy terminal o'rtasida ma'lum bir kuchlanish mavjud bo'lganda ochiladi. Bu siz foydalanadigan qurilma turiga bog'liq. Tiristor holatida ochilish kuchlanishini majburan kamaytirish mumkin. Bu to'g'ridan-to'g'ri nazorat elektrodiga kerakli kattalikdagi elektr tokining impulsini qo'llash orqali amalga oshirilishi mumkin. SCRlar tiristorlar toifasidagi qurilmalar orasida eng keng tarqalgan.

Asosiy xususiyatlar

Tiristorlarni tanlashda ma'lum parametrlarga e'tibor bering:

1. Yoqish kuchlanishi yarimo'tkazgich qurilmasini ish holatiga qo'yish imkonini beradi.
2. Mahsulotni boshlash va to'xtatishni kechiktirish uchun vaqt oralig'i.
3. Maksimal teskari kuchlanish qiymatida teskari oqim darajasi.
4. Umumiy dissipativ quvvatning ko'rsatkichi.
5. Maksimal anod oqimida oldinga kuchlanish.
6. Tekshirish elektrodining eng yuqori oqimi.
7. Yopiq holatda teskari kuchlanish.
8. Ochiq holatda maksimal ochiq oqim.

Tiristorni tanlashda qurilmaning maqsadi haqida unutmaslik kerak. Bunga ochiq yoki yopiq holatga o'tishning vaqt oralig'i bevosita ta'sir qiladi. Odatda, yoqish muddati o'chirish davridan qisqaroq.

Tiristorlar yordamida sxemalar

Tiristor zanjirlari to'rt toifaga bo'linadi:

1. Ostona mahsulotlar yarimo'tkazgichlarning ma'lum bir kuchlanish mavjudligida bir pozitsiyadan ikkinchisiga o'tish qobiliyatidan foydalanadi. Bularga tebranish generatorlari va fazali yuk regulyatorlari kiradi.
2. Quvvat kalitlari kam quvvat bilan tavsiflanadi. Oqim ochiq holatda kommutatsiya davrlarida elementlar tomonidan tarqaladi. Yopiq holatda elektr tokining o'tishiga yo'l qo'yilmaydi.
3. Oʻtish doimiy kuchlanish yuqori quvvatga ega qurilmalardan foydalanganda juda mumkin. Qulflanmaydigan elementlarni yopishning bir necha yo'li mavjud.
4. Ba'zi eksperimental qurilmalar yarimo'tkazgichli qurilmalar yordamida vaqtinchalik rejimlarda ishlaydi, bu erda salbiy qarshilik darajasi bo'lgan joylar mavjud.

Xulosa sifatida

Ko'pincha elektrotexnika sohasida mutaxassislar tayyorlaydigan ixtisoslashtirilgan maktablarning talabalari tiristorlarning ishlash tamoyillari haqida o'qitiladi. Biroq, turli xil elektr davrlarini loyihalashga qiziqqan oddiy odamlar uchun universal yarimo'tkazgichli qurilmalarning tuzilishi va ishlashi haqidagi ma'lumotlarni o'rganish zarar qilmaydi.

Tiristor qisman boshqariladigan elektron quvvat kalitidir. Ushbu qurilma nazorat signali yordamida faqat o'tkazuvchan holatda bo'lishi mumkin, ya'ni yoqilgan bo'lishi mumkin. Uni o'chirish uchun to'g'ridan-to'g'ri oqim nolga tushishini ta'minlaydigan maxsus chora-tadbirlarni amalga oshirish kerak. Tiristorning ishlash printsipi bir tomonlama o'tkazuvchanlikdir, u yopilganda nafaqat oldinga, balki teskari kuchlanishga ham bardosh bera oladi.

Tiristor xususiyatlari

Sifatlariga ko'ra, tiristorlar yarimo'tkazgichli qurilmalarga tegishli. Ularning yarimo'tkazgichli gofreti qo'shni qatlamlarni o'z ichiga oladi har xil turlari o'tkazuvchanlik. Shunday qilib, har bir tiristor to'rt qavatli p-p-p-p tuzilishiga ega bo'lgan qurilma.

Kuchlanish manbasining musbat qutbi p-tuzilmasining ekstremal mintaqasiga ulanadi. Shuning uchun bu maydon anod deb ataladi. Manfiy qutb ulangan n-tipning qarama-qarshi mintaqasi katod deb ataladi. Ichki hududdan chiqish p-nazorat elektrodi yordamida amalga oshiriladi.

Klassik tiristor modeli turli darajadagi o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan ikkitadan iborat. Ushbu sxemaga muvofiq, ikkala tranzistorning bazasi va kollektori ulanadi. Ushbu ulanish natijasida har bir tranzistorning bazasi boshqa tranzistorning kollektor oqimi yordamida quvvatlanadi. Shunday qilib, ijobiy fikrga ega bo'lgan sxema olinadi.

Agar nazorat elektrodida oqim bo'lmasa, u holda tranzistorlar yopiq holatda. Yuk orqali oqim o'tmaydi va tiristor yopiq qoladi. Agar oqim ma'lum darajadan yuqori bo'lsa, ijobiy qayta aloqa. Jarayon ko'chkiga o'xshaydi, shundan so'ng ikkala tranzistor ham ochiladi. Oxir-oqibat, tiristor ochilgandan so'ng, oqim ta'minoti uzilgan bo'lsa ham, uning barqaror holati paydo bo'ladi.

Tiristorning doimiy oqimdagi ishlashi

Ishlash printsipi oqimning bir tomonlama oqimiga asoslangan elektron tiristorni hisobga olsak, u doimiy oqimda ishlashini ta'kidlash kerak.

An'anaviy tiristor boshqaruv pallasida oqim impulsini qo'llash orqali yoqiladi. Ushbu ta'minot katodga qarama-qarshi bo'lgan musbat qutbli tomondan amalga oshiriladi.

Yoqish vaqtida vaqtinchalik jarayonning davomiyligi yukning tabiati, nazorat oqimining impulsini oshiradigan amplituda va tezlik bilan belgilanadi. Bundan tashqari, bu jarayon tiristorning ichki tuzilishi haroratiga, yuk oqimiga va qo'llaniladigan kuchlanishga bog'liq. Tiristor o'rnatilgan sxemada kuchlanishning qabul qilinishi mumkin bo'lmagan tezligi bo'lmasligi kerak, bu uning o'z-o'zidan faollashishiga olib kelishi mumkin.

Tiristor yarimo'tkazgichli kalit bo'lib, uning dizayni to'rt qatlamdan iborat. Ular bir holatdan ikkinchi holatga o'tish qobiliyatiga ega - yopiq holatdan ochiq holatga va aksincha.

Ushbu maqolada keltirilgan ma'lumotlar ushbu qurilma haqidagi savolga to'liq javob berishga yordam beradi.

Tiristorning ishlash printsipi

Ixtisoslashgan adabiyotlarda ushbu qurilma bitta ishlaydigan tiristor deb ham ataladi. Bu nom qurilmaning mavjudligi bilan bog'liq to'liq boshqarib bo'lmaydi. Boshqacha qilib aytganda, boshqaruv ob'ektidan signal qabul qilinganda, u faqat yoqilgan holatga o'tishi mumkin. Qurilmani o'chirish uchun odam qo'shimcha harakatlarni amalga oshirishi kerak, bu esa kuchlanish darajasining nolga tushishiga olib keladi.

Ushbu qurilmaning ishlashi kuchli elektr maydonidan foydalanishga asoslangan. Uni bir holatdan ikkinchi holatga o'tkazish uchun ma'lum signallarni uzatuvchi boshqaruv texnologiyasi qo'llaniladi. Bunday holda, tiristor orqali oqim faqat bir yo'nalishda harakatlanishi mumkin. O'chirilganida, bu qurilma oldinga va teskari kuchlanishga bardosh berish qobiliyatiga ega.

Tiristorni yoqish va o'chirish usullari

Ushbu turdagi standart qurilmaning ish holatiga o'tish ma'lum bir kutuplulukta oqim kuchlanish pulsini olish orqali amalga oshiriladi. Yoqish tezligi va undan keyin qanday ishlashi haqida, quyidagi omillar ta'sir qiladi:

Tiristorni o'chirish bir necha usul bilan amalga oshirilishi mumkin:

1. Tabiiy o'chirish. Texnik adabiyotlarda tabiiy o'tish kabi narsa ham mavjud - bu tabiiy o'chirishga o'xshaydi.
2. Majburiy o'chirish (majburiy almashtirish).

Ushbu qurilmaning tabiiy o'chirilishi o'zgaruvchan tok bilan kontaktlarning zanglashiga olib ishlaganda, oqim darajasi nolga tushganda sodir bo'ladi.

Majburiy o'chirish juda ko'p turli xil usullarni o'z ichiga oladi. Ulardan eng keng tarqalgani quyidagi usuldir.

Lotin harfi C bilan belgilangan kondansatör kalitga ulangan. U belgilanishi kerak S. Bunday holda, kondansatkichni yopishdan oldin zaryad qilish kerak.

Tiristorlarning asosiy turlari

Hozirgi vaqtda bir-biridan farq qiladigan juda ko'p tiristorlar mavjud texnik xususiyatlar- ish tezligi, boshqarish usullari va jarayonlari, o'tkazuvchanlik holatida oqim yo'nalishlari va boshqalar.

Eng keng tarqalgan turlari

1. Tiristorli diod. Bunday qurilma yoqilgan rejimda anti-parallel diyotga ega bo'lgan qurilmaga o'xshaydi.
2. Diodli tiristor. Boshqa ism - dinistor. Ushbu qurilmaning o'ziga xos xususiyati shundaki, o'tkazish rejimiga o'tish joriy darajadan oshib ketgan paytda sodir bo'ladi.
3. Qulflanadigan tiristor.
4. Simmetrik. U triak deb ham ataladi. Ushbu qurilmaning dizayni ish rejimida orqaga qarab diodli ikkita qurilmaga o'xshaydi.
5. Yuqori tezlikli yoki inverter. Ushbu turdagi qurilmalar rekord qisqa vaqt ichida - 5 dan 50 mikrosekundgacha ishlamaydigan holatga o'tish qobiliyatiga ega.
6. Optotiristor. Uning ishi yorug'lik oqimi yordamida amalga oshiriladi.
7. Tiristor etakchi elektrod orqali dala nazorati ostida.

Himoyani ta'minlash

Tiristorlar muhim bo'lgan qurilmalar ro'yxatiga kiritilgan tezligining o'zgarishiga ta'sir qiladi to'g'ridan-to'g'ri oqim kuchayishi. Diodlar ham, tiristorlar ham teskari tiklanish oqimining oqimi bilan tavsiflanadi. Uning tezligining keskin o'zgarishi va nolga tushishi haddan tashqari kuchlanish xavfini oshiradi.

Bundan tashqari, ushbu qurilmani loyihalashda ortiqcha kuchlanish tizimning turli qismlarida, masalan, kichik o'rnatish indüktanslarida kuchlanishning to'liq yo'qolishi tufayli yuzaga kelishi mumkin.

Yuqoridagi sabablarga ko'ra, aksariyat hollarda ushbu qurilmalarning ishonchli himoyasini ta'minlash uchun turli xil CFTP sxemalari qo'llaniladi. Ushbu sxemalar dinamik rejimda bo'lganda, qurilmani qabul qilinishi mumkin bo'lmagan kuchlanish qiymatlari paydo bo'lishidan himoya qilishga yordam beradi.

Ishonchli himoya vositasi ham varistordan foydalanish. Ushbu qurilma induktiv yukning chiqish nuqtalariga ulangan.

Eng umumiy shaklda tiristor kabi qurilmadan foydalanish mumkin quyidagi guruhlarga ajratiladi:

Tiristor cheklovlari

Ushbu qurilmaning har qanday turi bilan ishlaganda, siz ba'zi xavfsizlik choralariga rioya qilishingiz va ba'zi zarur cheklovlarni bilishingiz kerak.

Misol uchun, triak kabi qurilma turini ishlatishda induktiv yuk bo'lsa. Bunday vaziyatda cheklovlar ikkita asosiy element - uning anodlari va ish oqimi o'rtasidagi kuchlanish darajasining o'zgarish tezligi bilan bog'liq. Oqim va ortiqcha yuk ta'sirini cheklash RC sxemasi ishlatiladi.

Tiristorlar

I. Maqsad

Tiristorlar uch (yoki undan ko'p) bo'lgan yarim o'tkazgichli qurilmalardir. r-p-elektr toklarini almashtirish sxemalarida elektron kalit sifatida foydalanish uchun mo'ljallangan o'tishlar. Ular elektr zanjirlarini almashtiradilar, kuchlanishni tartibga soladilar va to'g'ridan-to'g'ri oqimni o'zgaruvchan tokka aylantiradilar. Dizayni va ishlash printsipi bo'yicha u yarimo'tkazgichli diodaga juda o'xshaydi, lekin undan farqli o'laroq, tiristor boshqariladi.

Trinistor ta'sirining "asosiy" tabiati uni elektr zanjirlarini almashtirish uchun ishlatishga imkon beradi, bu erda ilgari faqat elektromagnit o'rni bu maqsadda xizmat qilgan. Mexanik yopiq kontaktli elektromagnit relelarga qaraganda yarimo'tkazgichli kalitlar engilroq, ixchamroq va ishlashda ko'p marta ishonchli. Bunday relelardan farqli o'laroq, ular juda yuqori tezlikda - sekundiga yuzlab va minglab marta, agar kerak bo'lsa - undan ham tezroq almashadilar. SCRlar zamonaviy elektr aloqa uskunalarida, yuqori tezlikdagi masofadan boshqarish tizimlarida, kompyuterlarda va energiya qurilmalarida qo'llaniladi.

II. Tasniflash

Dizayn xususiyatlari va xususiyatlariga ko'ra, tiristorlar diod va triodga bo'linadi. IN diod Tiristorlar ajralib turadi:

qarama-qarshi yo'nalishda qulflanadigan tiristorlar;

qarama-qarshi yo'nalishda o'tkazuvchan;

simmetrik.

Triod Tiristorlar quyidagilarga bo'linadi:

anod yoki katod boshqaruvi bilan teskari yo'nalishda qulflanadi;

anod yoki katodda boshqaruv bilan qarama-qarshi yo'nalishda o'tkazish;

nosimmetrik (ikki tomonlama).

Eng keng tarqalgan dinistorlar ikkita terminalli tiristorlar va tiristorlar - uchta terminalli qurilmalar. Bundan tashqari, o'chirilgan tiristorlar guruhi ajralib turadi.

Eng oddiy teskari burilishli diodli tiristorlar odatda kremniydan tayyorlanadi va to'rtta o'zgaruvchan tiristorni o'z ichiga oladi. R- Va P- maydoni (2.2-rasm). Mintaqa R 1 tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim deyiladi anod , mintaqa P 2 – katod ; mintaqa P 1 , R 2 – asoslar .

2.2-rasm. Tiristor tuzilishi.

III. Ishlash printsipi

Agar anodga R 1 kuchlanish manbasining ortiqcha qismini va katodga ulang P 2 - minus, keyin o'tishlar P 1 Va P 3 ochiq bo'ladi, va o'tish P 2 - yopiq. U kollektor birikmasi deb ataladi.

Kollektordan beri r-p- birlashma teskari yo'nalishda bo'ladi, keyin ma'lum bir kuchlanish qiymatiga qadar qo'llaniladigan deyarli hamma narsa unga tushadi. Bunday tuzilmani osongina shaklda ko'rsatilganidek, bir-biriga bog'langan turli elektr o'tkazuvchanlikdagi ikkita tranzistorlar shaklida ifodalash mumkin. 2.3, a, b.

a) b)

Guruch. 2.3. Tiristorning (b) ikki tranzistorli ekvivalentining tuzilishi (a) va sxemasi.

O'chirish oqimi kollektor birikma oqimi bilan aniqlanadi P 2 . Bu, albatta, teshiklarning oqimiga bog'liq
tranzistorning emitentidan r-p-R- elektronlarning turi va oqimi
tranzistorning emitentidan P-R-P- turi, shuningdek teskari oqimdan r-p- o'tish.

O'tishlardan beri P 1 Va P 3 oldinga yo'nalishda siljiydi, undan zaryad tashuvchilar tayanch hududga kiritiladi: mintaqadan teshiklar R 1 , elektronlar - mintaqadan P 2 . Bu zaryad tashuvchilar, bazalar mintaqalarida tarqaladi P 1 , R 2 , kollektor birikmasiga yaqinlashadi va uning maydoni orqali tashlanadi r-p- o'tish. dan AOK qilingan teshiklar R 1 -mintaqalar va elektronlar P 2 o'tish joyi bo'ylab harakatlanadi P 2 qarama-qarshi yo'nalishlarda, umumiy oqim hosil qiladi I.

Tashqi kuchlanishning past qiymatlarida ularning barchasi deyarli kollektor birikmasiga tushadi P 2 . Shuning uchun, o'tishlarga P 1 , P 3 past qarshilikka ega, kichik potentsial farq qo'llaniladi va zaryad tashuvchilarning in'ektsiyasi kichikdir. Bunday holda, oqim I kichik va birlashma orqali teskari oqimga teng P 2. Tashqi kuchlanish kuchayishi bilan, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimi dastlab biroz o'zgaradi. O'tish kengligi oshishi bilan kuchlanishning yanada oshishi bilan P 2 , zarba ionlashuvi natijasida hosil bo'lgan zaryad tashuvchilar tobora muhim rol o'ynay boshlaydi. Muayyan kuchlanishda zaryad tashuvchilar shu qadar tezlashadiki, ular mintaqadagi atomlar bilan to'qnashganda r-p-o'tishlar ularni ionlashtiradi va zaryad tashuvchilarning ko'payishiga olib keladi.

Bu holatda hosil bo'lgan teshiklar, elektr maydonining ta'siri ostida, mintaqaga o'tadi R 2 , va elektronlar mintaqaga boradi P 1 . Birlashma orqali oqim P 2 kuchayadi va uning qarshiligi va undagi kuchlanish pasayishi kamayadi. Bu birikmalarga qo'llaniladigan kuchlanishning oshishiga olib keladi P 1 , P 3 , va ular orqali in'ektsiyaning ko'payishi, bu kollektor oqimining yanada oshishiga va in'ektsiya oqimlarining oshishiga olib keladi. Jarayon ko'chki va o'tish qarshiligi kabi davom etadi P 2 kichik bo'ladi.

Inyeksiya va ko'chkining ko'payishi tufayli joylarda paydo bo'ladigan zaryad tashuvchilar tiristorning barcha maydonlarining qarshiligining pasayishiga olib keladi va qurilmadagi kuchlanishning pasayishi ahamiyatsiz bo'ladi. Joriy kuchlanish xarakteristikasi bo'yicha bu jarayon salbiy differentsial qarshilik bilan 2-bo'limga to'g'ri keladi (2.4-rasm). Kommutatsiyadan so'ng, oqim kuchlanishining xarakteristikasi oldinga yo'nalishda egilgan diodaning xarakteristikasining filialiga o'xshaydi (3-bo'lim). 1-bo'lim tiristorning yopiq holatiga mos keladi.

Tiristor tashqi manbaning kuchlanishini oqim bo'lgan qiymatga kamaytirish orqali o'chiriladi
Ozroq (3-qism).

Guruch. 2.4. Dinistorning joriy kuchlanish xarakteristikasi

Agar siz diodni kuchlanish teskari bo'lganda ochiladigan tiristor bilan parallel ravishda ulasangiz, siz teskari yo'nalishda o'tkazadigan tiristorni olasiz.

Triodli tiristorlar (2.5-rasm, A) diodlardan farq qiladi, chunki tayanchlardan birining tashqi terminali bor, u deyiladi nazorat elektrodi .

Guruch. 2.5. Triodli tiristor:

Oqimni o'zgartirib, siz tiristor o'zgaruvchan kuchlanishni o'zgartirishingiz mumkin va shu bilan u yoqilgan vaqtni boshqarishingiz mumkin.

Tiristorni blokirovka qilish uchun siz ish oqimini qiymatga kamaytirishingiz kerak
ta'minot kuchlanishini qiymatga kamaytirish orqali , yoki nazorat elektrodi pallasida qarama-qarshi kutuplu oqim pulsini o'rnating.

Tiristorni yoqish va o'chirish jarayoni 2.5-rasmda tushuntirilgan, V. Agar unga qarshilik orqali ulangan bo'lsa R kuchlanish qo'llaniladi U 1 va nazorat elektrod pallasida oqim nolga teng, keyin tiristor qulflanadi. Ishlash nuqtasi joyida A. Tekshirish elektrodi oqimining oshishi bilan ish nuqtasi yuk chizig'i bo'ylab harakatlanadi 1. Boshqarish elektrodi oqimi qiymatga yetganda I y 1 , tiristor ochiladi va uning ish nuqtasi nuqtaga o'tadi b. O'chirish uchun ( I y= 0) ta'minot kuchlanishini qiymatga kamaytirish kerak
. Bunday holda, dan ish nuqtasi b 1 ga boradi A 2 va kuchlanish tiklanganda - nuqtaga A.

Bundan tashqari, nazorat elektrodiga qarama-qarshi polariteli kuchlanishni qo'llash va uning pallasida teskari yo'naltirilgan oqim yaratish orqali tiristorni o'chirib qo'yishingiz mumkin.

Ushbu ulanishning nochorligi tiristorning o'tish oqimining qiymatiga yaqinlashadigan nazorat elektrodining teskari oqimining katta qiymati hisoblanadi. Tiristor oqimining amplitudasining nazorat elektrodining kommutatsiya tokining impuls amplitudasiga nisbati deyiladi. blokirovka koeffitsienti :
. Bu nazorat elektrodi yordamida tiristorni yoqish samaradorligini tavsiflaydi. Bir qator ishlanmalarda

O'chirish nisbati yuqori bo'lgan tiristorlar ko'pincha chaqiriladi almashtiriladigan yoki qulflanishi mumkin.

IV. Tiristorlarning asosiy parametrlari

GOST 10862 - 72 ga muvofiq tiristorlarning belgilari oltita elementdan iborat. Birinchi element yarimo'tkazgichning manba materialini ko'rsatadigan K harfi; ikkinchisi - diodli tiristorlar uchun N harfi va triodlar uchun U; uchinchisi - qurilmaning maqsadini belgilaydigan raqam; to'rtinchi va beshinchi - ishlab chiqishning seriya raqami; oltinchi - ishlab chiqarish texnologiyasini belgilaydigan xat, masalan, KU201A, KN102I va boshqalar.