Tyristor alebo kremíkom riadený usmerňovač Základy a charakteristiky výučby

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Spravidla ich používame veľa elektrické a elektronické komponenty pri navrhovaní elektronických projektov a všeobecných obvodov. Medzi tieto základné komponenty patria rezistory, tranzistory, kondenzátory, diódy, tlmivky, LED diódy, tyristory alebo kremíkom riadené usmerňovače, integrované obvody atď. Zoberme do úvahy usmerňovače, ktoré sú rozdelené do dvoch typov, ako napr nekontrolované usmerňovače (diódy) a riadené usmerňovače (tyristory). V skutočnosti veľa študentov inžinierstva a elektronických nadšencov túži poznať základy elektrických a elektronických komponentov. Ale tu v tomto článku poďme podrobne diskutovať o základných charakteristikách a charakteristikách usmerňovača riadeného tyristorom alebo kremíkom.

Usmerňovač riadený kremíkom

Tyristorom alebo kremíkom riadený usmerňovač je viacvrstvové polovodičové zariadenie a je obdobou tranzistora. Silikónom riadený usmerňovač sa skladá z troch koncoviek (anóda, katóda a hradlo) na rozdiel od usmerňovača s dvoma koncovými diódami (anóda a katóda). Diódy sa označujú ako nekontrolované usmerňovače, ktoré vedú (počas stavu predpätia bez akejkoľvek kontroly) vždy, keď je anódové napätie diódy väčšie ako katódové napätie.




Dióda a tyristor

Dióda a tyristor

Avšak kremíkom riadené usmerňovače nevedú činnosť, aj keď je anódové napätie väčšie ako katódové napätie, pokiaľ nie je aktivovaná hradlová svorka (tretia svorka). Poskytnutím spúšťacieho impulzu do terminálu brány teda môžeme riadiť činnosť (ON alebo OFF) tyristora. Tyristor sa preto nazýva aj ako riadený usmerňovač alebo kremíkom riadený usmerňovač.



Základy usmerňovača riadeného kremíkom

Na rozdiel od dvoch vrstiev (P-N) v dióde a troch vrstiev (P-N-P alebo N-P-N) v tranzistoroch, kremíkový riadený usmerňovač pozostáva zo štyroch vrstiev (P-N-P-N) s tromi Križovatky P-N ktoré sú spojené do série. Silikónom riadený usmerňovač alebo tyristor je znázornený symbolom, ako je znázornené na obrázku.

Usmerňovač riadený kremíkom

Usmerňovač riadený kremíkom

Silikónom riadený usmerňovač je tiež jednosmerné zariadenie, pretože vedie iba jedným smerom. Vhodným spustením je možné tyristor použiť ako spínač otvoreného obvodu a tiež ako usmerňovaciu diódu. Tyristor však nemožno použiť ako zosilňovač a je možné ho použiť iba na spínanie riadené spúšťacím impulzom hradlového terminálu.

Tyristor je možné vyrábať z rôznych materiálov, ako je kremík, karbid kremíka, arzenid gália, nitrid gália atď. Ale dobrá tepelná vodivosť, schopnosť vysokého prúdu, schopnosť vysokého napätia, ekonomické spracovanie kremíka spôsobili, že uprednostňuje v porovnaní s inými materiálmi na výrobu tyristorov, preto sa tiež nazývajú ako kremíkom riadené usmerňovače.


Funguje usmerňovač riadený kremíkom

Fungovanie tyristora možno pochopiť zvážením troch stavových režimov prevádzky kremíkom riadeného usmerňovača. Tri režimy činnosti tyristora sú nasledujúce:

  • Režim blokovania spätného chodu
  • Režim blokovania dopredu
  • Dopredný vodivý režim

Režim blokovania spätného chodu

Ak obrátime anódové a katódové zapojenie tyristorov, potom sú spodná a horná dióda spätne predpäté. Neexistuje teda žiadna vodivá cesta, takže nebude tiecť žiadny prúd. Preto sa nazýva režim reverzného blokovania.

Režim blokovania dopredu

Všeobecne platí, že bez spúšťacieho impulzu k terminálu hradla zostáva kremíkom riadený usmerňovač vypnutý, čo naznačuje, že v smere dopredu neprúdi žiadny prúd (z anódy na katódu). Je to tak preto, že sme spojili dve diódy (horná aj dolná dióda sú smerované dopredu) dohromady, aby sa vytvoril tyristor. Križovatka medzi týmito dvoma diódami je však spätne predpätá, čo eliminuje tok prúdu zhora nadol. Preto sa tento stav nazýva režim blokovania vpred. V tomto režime, aj keď má tyristor stav ako konvenčná dióda s predpätím vpred, nebude fungovať, pretože svorka hradla sa nespustí.

Forward dirigentský režim

V tomto režime dopredného vedenia je anódové napätie musí byť väčšie ako katódové napätie a tretia brána terminálu musí byť primerane spustená pre vedenie tyristora. Je to tak preto, že vždy, keď sa aktivuje terminál brány, bude viesť dolný tranzistor, ktorý spína horný tranzistor, a potom horný tranzistor spína dolný tranzistor, čím sa tranzistory navzájom aktivujú. Tento proces vnútornej pozitívnej spätnej väzby oboch tranzistorov sa opakuje, kým sa obidva úplne neaktivujú a potom nebude prúd prúdiť z anódy na katódu. Takže tento režim činnosti kremíkom riadeného usmerňovača sa nazýva režim dopredného vedenia.

Vlastnosti usmerňovača riadeného kremíkom

Vlastnosti usmerňovača riadeného kremíkom

Vlastnosti usmerňovača riadeného kremíkom

Obrázok zobrazuje charakteristiky usmerňovača riadeného kremíkom a tiež predstavuje činnosť tyristora v troch rôznych režimoch, ako je režim blokovania spätného chodu, režim blokovania dopredu a režim vedenia dopredu. The Charakteristika V-I tyristora tiež predstavuje reverzné blokovacie napätie, blokovacie napätie vpred, reverzné poruchové napätie, zadržiavací prúd, prerušovacie napätie atď., ako je znázornené na obrázku.

Aplikácie usmerňovača riadené kremíkom

Aplikácia kremíkom riadeného usmerňovača sa používa v obvodoch pracujúcich s veľkými prúdmi a napätiami ako napr systém elektrickej energie obvody s prúdom vyšším ako 1 kV alebo vyšším ako 100 A.

Tyristory sa špeciálne používajú na zníženie straty vnútorného výkonu v obvode. Silikónom riadené usmerňovače môžu byť použité na riadenie výkonu v obvode bez akýchkoľvek strát pomocou zapínania a vypínania tyristorov.

Na usmernenie sa používajú aj kremíkom riadené usmerňovače, t. J. Od striedavý prúd na jednosmerný . Typicky sa tyristory používajú v Prevodníky AC na AC (cyklokonvertory), čo je najbežnejšia aplikácia kremíkom riadeného usmerňovača.

Praktická aplikácia kremíkom riadeného usmerňovača

Cyklokonvertor na báze SCR od Edgefxkits.com

Cyklokonvertor na báze SCR od Edgefxkits.com

The Cyklokonvertor na báze SCR je praktické použitie kremíkom riadeného usmerňovača, pri ktorom sa rýchlosť jednofázového indukčného motora reguluje v troch krokoch. Indukčné motory sú stroje s konštantnou rýchlosťou a často sa používajú v rôznych aplikáciách, ako sú práčky, vodné čerpadlá atď. Tieto aplikácie vyžadujú rôzne rýchlosti motora, ktoré je možné dosiahnuť pomocou tejto techniky založenej na SCR.

Bloková schéma cyklokonvertora na báze SCR od Edgefxkits.com

Bloková schéma cyklokonvertora na báze SCR od Edgefxkits.com

Tyristorový cyklokonvertor sa používa na reguláciu rýchlosti indukčného motora v krokoch. V tomto projekte je dvojica prepínačov prepojená s mikrokontrolérom 8051 a používajú sa na výber požadovanej rýchlosti (F, F / 2 a F / 3) motora. Na základe stavu spínačov dodáva mikrokontrolér spúšťacie impulzy do kremíkom riadených usmerňovačov dvojitého mostíka. Otáčky indukčného motora sa teda riadia v troch krokoch na základe požiadavky.

Chcete navrhnúť projekty elektroniky na báze kremíkom riadených usmerňovačov? Potom vložte svoje nápady do sekcie komentárov nižšie, aby ste získali našu technickú pomoc pri navrhovaní vašich inžinierskych projektov.