Tiristors són tecles electròniques d'alimentació que no estan totalment controlades. Sovint, als llibres tècnics podeu veure un altre nom per a aquest dispositiu: un tiristor d'una sola operació. En altres paraules, sota la influència d'un senyal de control, es transfereix a un estat: conductor. Més concretament, inclou un circuit. Per apagar-lo, cal crear condicions especials que assegurin que el corrent continu del circuit baixi a zero.
Característiques dels tiristors
Les claus de tiristor condueixen el corrent elèctric només en la direcció cap endavant i, en estat tancat, poden suportar no només la tensió cap endavant, sinó també la inversa. L'estructura del tiristor és de quatre capes, hi ha tres sortides:
- Ànode (indicat per la lletra A).
- Càtode (lletra C o K).
- Elèctrode de control (U o G).
Els tiristors tenen tota una família de característiques de corrent-tensió, es poden utilitzar per jutjar l'estat de l'element. Els tiristors són tecles electròniques molt potents, són capaços de commutar circuits en els quals la tensió pot arribar als 5000 volts i la intensitat del corrent - 5000 amperes (mentre que la freqüència no supera els 1000 Hz).
Funcionament del tiristorCircuits de corrent continu
Un tiristor convencional s'activa aplicant un pols de corrent a la sortida de control. A més, ha de ser positiu (respecte al càtode). La durada del procés transitori depèn de la naturalesa de la càrrega (inductiva, activa), l'amplitud i la velocitat d'augment del circuit de control de pols de corrent, la temperatura del cristall semiconductor, així com el corrent i la tensió aplicats als tiristors. disponible al circuit. Les característiques del circuit depenen directament del tipus d'element semiconductor utilitzat.
En el circuit en què es troba el tiristor, l'aparició d'una taxa elevada d'augment de tensió és inacceptable. És a dir, aquest valor en què l'element s'encén espontàniament (encara que no hi hagi cap senyal al circuit de control). Però al mateix temps, el senyal de control ha de tenir un pendent molt elevat.
Formes de desactivar
Es poden distingir dos tipus de commutació de tiristors:
- Natural.
- Forçat.
I ara amb més detall sobre cada espècie. Natural es produeix quan el tiristor funciona en un circuit de corrent altern. A més, aquest canvi es produeix quan el corrent baixa a zero. Però implementar la commutació forçada pot ser de moltes maneres diferents. Quin control de tiristor triar depèn del dissenyador del circuit, però val la pena parlar de cada tipus per separat.
La forma més característica de commutació forçada és connectar-seun condensador que es va carregar prèviament mitjançant un botó (clau). El circuit LC està inclòs al circuit de control del tiristor. Aquest circuit conté un condensador completament carregat. Durant el procés transitori, el corrent fluctua al circuit de càrrega.
Mètodes de canvi forçat
Hi ha altres tipus de canvis forçats. Sovint s'utilitza un circuit que utilitza un condensador de commutació amb polaritat inversa. Per exemple, aquest condensador es pot connectar al circuit mitjançant algun tipus de tiristor auxiliar. En aquest cas, es produirà una descàrrega al tiristor principal (de treball). Això conduirà al fet que al condensador, el corrent dirigit cap al corrent continu del tiristor principal ajudarà a reduir el corrent del circuit fins a zero. Per tant, el tiristor s'apagarà. Això passa perquè el dispositiu tiristor té les seves pròpies característiques que només són característiques per a ell.
També hi ha esquemes en què les cadenes LC estan connectades. Es donen d' alta (i amb fluctuacions). Al principi, el corrent de descàrrega flueix cap al treballador i, després d'igualitzar els seus valors, el tiristor s'apaga. Després d'això, des de la cadena oscil·latòria, el corrent flueix a través del tiristor cap a un díode semiconductor. En aquest cas, mentre flueix el corrent, s'aplica una determinada tensió al tiristor. És mòdul igual a la caiguda de tensió a través del díode.
Funcionament de tiristors en circuits de CA
Si el tiristor està inclòs al circuit de CA, és possibleoperacions:
- Encendre o apagar un circuit elèctric amb una càrrega actiu-resistiva o resistiva.
- Canvia el valor mitjà i efectiu del corrent que travessa la càrrega, gràcies a la possibilitat d'ajustar el moment del senyal de control.
Les tecles de tiristor tenen una característica: condueixen el corrent només en una direcció. Per tant, si necessiteu utilitzar-los en circuits de CA, heu d'utilitzar una connexió adossada. Els valors de corrent efectiu i mitjà poden canviar a causa del fet que el moment en què s'aplica el senyal als tiristors és diferent. En aquest cas, la potència del tiristor ha de complir els requisits mínims.
Mètode de control de fase
En el mètode de control de fase de tipus forçat, la càrrega s'ajusta canviant els angles entre les fases. La commutació artificial es pot dur a terme mitjançant circuits especials, o cal utilitzar tiristors totalment controlats (bloquejables). Sobre la seva base, per regla general, es fa un carregador de tiristors, que us permet ajustar la força actual en funció del nivell de càrrega de la bateria.
Control de l'amplada del pols
També l'anomenen modulació PWM. Durant l'obertura dels tiristors, es dóna un senyal de control. Les unions estan obertes i hi ha una mica de tensió a través de la càrrega. Durant el tancament (durant tot el procés transitori) no s'aplica cap senyal de control, per tant, els tiristors no condueixen el corrent. A l'hora d'implementarLa corba de corrent de control de fase no és sinusoïdal, hi ha un canvi en la forma d'ona de la tensió d'alimentació. En conseqüència, també hi ha una violació del treball dels consumidors sensibles a les interferències d' alta freqüència (apareix una incompatibilitat). Un regulador de tiristor té un disseny senzill, que us permetrà canviar el valor requerit sense cap problema. I no cal que utilitzeu LATR massius.
Tiristors bloquejables
Els tiristors són interruptors electrònics molt potents que s'utilitzen per canviar altes tensions i corrents. Però tenen un gran inconvenient: la gestió és incompleta. Més concretament, això es manifesta pel fet que per apagar el tiristor, cal crear condicions en què el corrent continu disminueixi a zero.
És aquesta característica la que imposa algunes restriccions a l'ús de tiristors i també complica els circuits basats en ells. Per eliminar aquestes deficiències, es van desenvolupar dissenys especials de tiristors, que estan bloquejats per un senyal al llarg d'un elèctrode de control. S'anomenen tiristors de doble operació o bloquejables.
Disseny de tiristor bloquejable
L'estructura p-p-p-p de quatre capes dels tiristors té les seves pròpies característiques. Els fan diferents dels tiristors convencionals. Ara estem parlant de la controlabilitat total de l'element. La característica de corrent-tensió (estàtica) en la direcció cap endavant és la mateixa que la dels tiristors simples. Això és només un tiristor de corrent continu que pot passar un valor molt més gran. Peròno es proporciona la funció de bloquejar grans voltatges inversos per a tiristors bloquejables. Per tant, cal connectar-lo esquena amb esquena amb un díode semiconductor.
Un tret característic d'un tiristor bloquejable és una caiguda significativa de les tensions directes. Per fer un apagat, s'ha d'aplicar un pols de corrent potent (negatiu, en una proporció d'1:5 al valor de corrent continu) a la sortida de control. Però només la durada del pols hauria de ser tan curta com sigui possible: 10 … 100 μs. Els tiristors bloquejables tenen una tensió i un corrent limitadors més baixos que els convencionals. La diferència és d'aproximadament un 25-30%.
Tipus de tiristors
Els que es poden bloquejar es van comentar anteriorment, però hi ha molts més tipus de tiristors semiconductors que també val la pena esmentar. Una gran varietat de dissenys (carregadors, interruptors, reguladors de potència) utilitzen certs tipus de tiristors. En algun lloc s'exigeix que el control es dugui a terme subministrant un corrent de llum, la qual cosa significa que s'utilitza un optotiristor. La seva particularitat rau en el fet que el circuit de control utilitza un cristall semiconductor sensible a la llum. Els paràmetres dels tiristors són diferents, tots tenen les seves pròpies característiques, característiques només per a ells. Per tant, cal, almenys en termes generals, entendre quins tipus d'aquests semiconductors existeixen i on es poden utilitzar. Així doncs, aquí teniu tota la llista i les característiques principals de cada tipus:
- Díode-tiristor. L'equivalent d'aquest element és un tiristor, al qual està connectat en antiparal·leldíode semiconductor.
- Dinistor (díode tiristor). Pot arribar a ser totalment conductor si es supera un cert nivell de tensió.
- Triac (tiristor simètric). El seu equivalent són dos tiristors connectats en antiparal·lel.
- El tiristor inversor d' alta velocitat té una velocitat de commutació alta (5… 50 µs).
- Tiristors controlats per transistor de camp. Sovint pots trobar dissenys basats en MOSFET.
- Tiristors òptics controlats per fluxos de llum.
Implementar la protecció dels elements
Els tiristors són dispositius crítics per a les velocitats de variació de corrent directe i tensió directa. Com els díodes semiconductors, es caracteritzen per un fenomen com el flux de corrents de recuperació inverses, que cauen molt ràpidament i bruscament a zero, agreujant així la probabilitat de sobretensió. Aquesta sobretensió és conseqüència del fet que el corrent s'atura bruscament en tots els elements del circuit que tenen inductància (fins i tot inductàncies molt baixes típiques per a la instal·lació: cables, pistes de la placa). Per implementar la protecció, cal utilitzar una varietat d'esquemes que us permetin protegir-vos de les altes tensions i corrents en els modes de funcionament dinàmics.
Com a regla general, la resistència inductiva de la font de tensió que entra al circuit d'un tiristor de treball té un valor tal que és més que suficient per no incloure cap tipus addicionalinductància. Per aquest motiu, a la pràctica, s'utilitza més sovint una cadena de formació de camins de commutació, que redueix significativament la velocitat i el nivell de sobretensió al circuit quan el tiristor està apagat. Els circuits capacitius-resistius s'utilitzen més habitualment per a aquest propòsit. Estan connectats amb el tiristor en paral·lel. Hi ha bastants tipus de modificacions de circuits d'aquests circuits, així com mètodes per al seu càlcul, paràmetres per al funcionament dels tiristors en diversos modes i condicions. Però el circuit per formar la trajectòria de commutació del tiristor bloquejable serà el mateix que el dels transistors.
