Тиристор используется в цепях переменного тока для: принцип действия, конструкции, типы и способы включения

что это? Отвечаем на вопрос. Принцип работы и характеристики тиристоров

Тиристоры – это силовые электронные ключи, управляемые не полностью. Нередко в технических книгах можно увидеть еще одно название этого прибора – однооперационный тиристор. Другими словами, под воздействием управляющего сигнала он переводится в одно состояние – проводящее. Если конкретизировать, то он включает цепь. Чтобы она выключалась, необходимо создать специальные условия, которые обеспечивают падение прямого тока в цепи до нулевого значения.

Особенности тиристоров

Тиристорные ключи проводят электрический ток только в прямом направлении, причем в закрытом состоянии он выдерживает не только прямое, но и обратное напряжение. Структура тиристора четырехслойная, имеется три вывода:

1. Анод (обозначается буквой А).
2. Катод (буквой С или К).
3. Управляющий электрод (У или G).

У тиристоров есть целое семейство вольт-амперных характеристик, по ним можно судить о состоянии элемента. Тиристоры – это очень мощные электронные ключи, они способны проводить коммутацию цепей, в которых напряжение может достигать 5000 вольт, а сила тока – 5000 ампер (при этом частота не превышает 1000 Гц).

Работа тиристора в цепях постоянного тока

Обычный тиристор включается путем подачи токового импульса на управляющий вывод. Причем он должен быть положительным (по отношению к катоду). Длительность переходного процесса зависит от характера нагрузки (индуктивная, активная), амплитуды и скорости нарастания в цепи управления импульса тока, температуры кристалла полупроводника, а также приложенного тока и напряжения на имеющиеся в схеме тиристоры. Характеристики схемы напрямую зависят от вида используемого полупроводникового элемента.

В той цепи, в которой находится тиристор, недопустимо возникновение большой скорости нарастания напряжения. А именно такого значения, при котором происходит самопроизвольное включение элемента (даже если нет сигнала в цепи управления). Но одновременно с этим у сигнала управления должна быть очень высокая крутизна характеристики.

Способы выключения

Можно выделить два типа коммутации тиристоров:

1. Естественная.
2. Принудительная.

А теперь более подробно о каждом виде. Естественная возникает тогда, когда тиристор работает в цепи переменного тока. Причем происходит эта коммутация тогда, когда ток падает до нулевого значения. А вот осуществить принудительную коммутацию можно большим количеством различных способов. Какое управление тиристором выбрать, решать разработчику схемы, но стоит поговорить о каждом типе отдельно.

Самым характерным способом принудительной коммутации является подключение конденсатора, который был заранее заряжен при помощи кнопки (ключа). LC-цепь включается в схему управления тиристором. Эта цепочка и содержит заряженный полностью конденсатор. При переходном процессе в нагрузочной цепи происходят колебания тока.

Способы принудительной коммутации

Существует еще несколько типов принудительной коммутации. Нередко применяют схему, в которой используется коммутирующий конденсатор, имеющий обратную полярность. Например, этот конденсатор может включаться в цепь при помощи какого-либо вспомогательного тиристора. При этом произойдет разряд на основной (рабочий) тиристор. Это приведет к тому, что у конденсатора ток, направленный навстречу прямому току основного тиристора, будет способствовать снижению тока в цепи вплоть до нуля. Следовательно, произойдет выключение тиристора. Это случается по той причине, что устройство тиристора имеет свои особенности, характерные только для него.

Существуют также схемы, в которых подключаются LC-цепочки. Они разряжаются (причем с колебаниями). В самом начале ток разряда течет навстречу рабочему, а после уравнивания их значений происходит выключение тиристора. После из колебательной цепочки ток перетекает через тиристор в полупроводниковый диод. При этом, покуда течет ток, к тиристору прикладывается некоторое напряжение. Оно по модулю равно падению напряжения на диоде.

Работа тиристора в цепях переменного тока

Если тиристор включить в цепь переменного тока, можно осуществить такие операции:

1. Включить или отключить электрическую цепь с активно-резистивной или активной нагрузкой.
2. Изменить среднее и действующее значение тока, который проходит через нагрузку, благодаря возможности регулировать момент подачи сигнала управления.

У тиристорных ключей имеется одна особенность – они проводят ток только в одном направлении. Следовательно, если необходимо использовать их в цепях переменного тока, приходится применять встречно-параллельное включение. Действующие и средние значения тока могут изменяться из-за того, что момент подачи сигнала на тиристоры различный. При этом мощность тиристора должна соответствовать минимальным требованиям.

Фазовый метод управления

При фазовом методе управления с коммутацией принудительного типа происходит регулировка нагрузки благодаря изменению углов между фазами. Искусственную коммутацию можно осуществить при помощи специальных цепей, либо же необходимо использовать полностью управляемые (запираемые) тиристоры. На их основе, как правило, изготавливают устройство зарядное на тиристоре, которое позволяет регулировать силу тока в зависимости от уровня зарядки аккумуляторной батареи.

Широтно-импульсное управление

Называют еще его ШИМ-модуляцией. Во время открытия тиристоров подается сигнал управления. Переходы открыты, а на нагрузке имеется некоторое напряжение. Во время закрытия (в течение всего переходного процесса) не подается сигнал управления, следовательно, тиристоры не проводят ток. При осуществлении фазового управления токовая кривая не синусоидальна, происходит изменение формы сигнала напряжения питания. Следовательно, происходит также нарушение работы потребителей, которые чувствительны к высокочастотным помехам (появляется несовместимость). Несложную конструкцию имеет регулятор на тиристоре, который без проблем позволит изменить необходимую величину. И не нужно применять массивные ЛАТРы.

Тиристоры запираемые

Тиристоры – это очень мощные электронные ключи, используются для коммутации высоких напряжений и токов. Но есть у них один огромный недостаток – управление неполное. А если конкретнее, то это проявляется тем, что для отключения тиристора нужно создавать условия, при котором прямой ток будет снижаться до нуля.

Именно эта особенность накладывает некоторые ограничения на использование тиристоров, а также усложняет схемы на их основе. Чтобы избавиться от такого рода недостатков, были разработаны специальные конструкции тиристоров, которые запираются сигналом по одному электроду управления. Их называют двухоперационными, или запираемыми, тиристорами.

Конструкция запираемого тиристора

Четырехслойная структура р-п-р-п у тиристоров имеет свои особенности. Они придают им отличия от обычных тиристоров. Речь сейчас идет о полной управляемости элемента. Вольт-амперная характеристика (статическая) при прямом направлении такая же, как и у простых тиристоров. Вот только прямой ток тиристор может пропускать куда больший по значению. Но функции блокировки больших обратных напряжений у запираемых тиристоров не предусмотрено. Поэтому необходимо соединять его встречно-параллельно с полупроводниковым диодом.

Характерная особенность запираемого тиристора – это значительное падение прямых напряжений. Чтобы произвести отключение, следует осуществить подачу на управляющий вывод мощного импульса тока (отрицательного, в соотношении 1:5 к прямому значению тока). Но только длительность импульса должна быть как можно меньшей – 10… 100 мкс. Запираемые тиристоры обладают более низким значением предельного напряжения и тока, нежели обычные. Разница составляет примерно 25-30 %.

Виды тиристоров

Выше были рассмотрены запираемые, но существует еще немало типов полупроводниковых тиристоров, о которых также стоит упомянуть. В самых различных конструкциях (зарядные устройства, переключатели, регуляторы мощности) используются определенные типы тиристоров. Где-то требуется, чтобы управление проводилось путем подачи потока света, значит, используется оптотиристор. Его особенность заключается в том, что в цепи управления используется кристалл полупроводника, чувствительный к свету. Параметры тиристоров различны, у всех свои особенности, характерные только для них. Поэтому нужно хотя бы в общих чертах представлять, какие виды этих полупроводников существуют и где они могут применяться. Итак, вот весь список и основные особенности каждого типа:

1. Диод-тиристор. Эквивалент этого элемента – тиристор, к которому подключен встречно-параллельно полупроводниковый диод.
2. Динистор (диодный тиристор). Он может переходить в состояние полной проводимости, если превышается определенный уровень напряжения.
3. Симистор (симметричный тиристор). Его эквивалент – два тиристора, включенных встречно-параллельно.
4. Тиристор инверторный быстродействующий отличается высокой скоростью коммутации (5… 50 мкс).
5. Тиристоры с управлением полевым транзистором. Часто можно встретить конструкции на основе МОП-транзисторов.
6. Оптические тиристоры, которые управляются потоками света.

Осуществление защиты элемента

Тиристоры – это приборы, которые критичны к скоростям нарастания прямого тока и прямого напряжения. Для них, как и для полупроводниковых диодов, характерно такое явление, как протекание обратных токов восстановления, которое очень быстро и резко падает до нулевого значения, усугубляя этим вероятность возникновения перенапряжения. Это перенапряжение является следствием того, что резко прекращается ток во всех элементах схемы, которые имеют индуктивность (даже сверхмалые индуктивности, характерные для монтажа – провода, дорожки платы). Для осуществления защиты необходимо использовать разнообразные схемы, позволяющие в динамических режимах работы защититься от высоких напряжений и токов.

Как правило, индуктивное сопротивление источника напряжения, который входит в цепь работающего тиристора, имеет такое значение, что его более чем достаточно для того, чтобы в дальнейшем не включать в схему некоторую дополнительную индуктивность. По этой причине в практике чаще используется цепочка формирования траектории переключения, которая значительно снижает скорость и уровень перенапряжения в схеме при отключении тиристора. Емкостно-резистивные цепочки наиболее часто используются для этих целей. Они включаются с тиристором параллельно. Имеется довольно много видов схемотехнических модификаций таких цепей, а также методик их расчетов, параметров для работы тиристоров в различных режимах и условиях. А вот цепь формирования траектории переключения запираемого тиристора будет такая же, как и у транзисторов.

Тиристоры. Определение, Назначение. Классификации.

Тиристоры

1. Определение, назначение и классификации

Тиристор – полупроводниковый прибор, имеющий три и более p-n-перехода, используемый для электронного переключения. Особенность – то, что его ВАХ имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Материал – кремний. Применяется тиристор в качестве электронного ключа и используется для регулирования мощностью. Регулирование заключается как во включении и отключении мощности нагрузки, так и для изменения величины этой мощности.

В зависимости от числа выводов могут быть:

1) динистор (тиристор без токоуправления),

2) тринистор (тиристор с токоуправлением).

Каждый из этих тиристоров может быть симметричным (симистор) и несимметричным.

2. Транзисторы без токоуправления (динисторы)

Динистор имеет четырехслойную структуру, три p–

n перехода и два вывода: анод и катод.

 

 

 

 

 

При U>0 к П1 и П3 прикладывается прямое напряжение и они открыты, а к переходу П2 – прикладывается обратное – он закрыт. Ток через тиристор мал и определяется обратным током перехода П2.

Если увеличить E, то первоначально ток тиристора изменяется незначительно, но потом решающую роль начинает играть ударная ионизация. Происходит пробой перехода П2. Напряжение на тиристоре, соответствующее этому переходу называется напряжением переключения . Обратный переход начинает резко возрастать, а значит возрастает и ток. С ростом тока растет и падение напряжения , вследствие чего напряжение на тиристоре резко падает, достигая некоторого значения. В дальнейшем при росте тока под действием источника напряжения на тиристоре возрастает незначительно. Переход тиристора из состояния, когда ток через него почти не протекает (закрытое состояние) в состояние, когда ток резко возрастает (открытое состояние) происходит быстро и соответствующий ему процесс является неустойчивым.

ВАХ, описывающая работу тиристора:

I – тиристор закрыт (откл)

II – переход из закрытого в открытое состояния

III – тиристор открыт (вкл)

В исходное тиристор можно вернуть, отключив источник, то есть сделав напряжение равным нулю.

При противоположной полярности источника несимметричный динистор тока не пропускает.

3. Тринистор. Тиристор с токоуправлением

Тринистор имеет четырехслойную структуру, три p-n-перехода и три вывода: анод, катод, управляющий электрод. Управляющий электрод может подключаться к любому из средних слоев.

 

 

 

 

 

УЭ – управляющий электрод (управление по катоду).

Управляющий электрод предназначен для того, чтобы изменить напряжение тиристоров . При подаче управляющего тока к переходу П3 прикладывается дополнительно прямое напряжение. Ток управления добавляется к току перехода П3, а следовательно, и к току перехода П2.

Общий ток тиристора возрастает, и он переключается при меньших значениях напряжений. Изменяя величину токоуправления можно изменить напряжение переключения тиристора.

 

 

 

 

В системах управления часто используются тиристорные приводы. В этом случае тиристоры открываются по сигналу управления, который представляется в виде коротко временного импульса тока. Этим импульсом тиристор открывается, а изменение напряжения включения тиристора производится за счет изменения времени управляющего импульса. То есть управление тиристором производится не величиной тока, а временем его поступления.

Такие системы регулирования называются системами импульсно-фазового управления (СИФУ).

4. Симисторы

Симистор – тиристор, который переключается из закрытого состояния в открытое как в прямом, таки в обратном направлении. Он имеет симметричную ВАХ и применяется для переключения в цепях переменного тока. Структура симистора достаточно сложная, например, симметричный динистор имеет 5 слоев и 4 перехода, симметричный тиристор – 6 и более слоев и более 5 переходов.

ВАХ симметричного динистора:

 

Тест по предмету “Электроника и микропроцессорная техника”

Экзаменационный тест

Дисциплина “Электроника и микропроцессорная техника”

для специальности 190623 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог

Допишите пропущенное слово или словосочетание:

Вопрос № 1

– наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и методах создания электронных приборов и устройств для преобразования электромагнитной энергии для приёма, передачи, обработки и хранения информации.

Выберите правильный ответ:

Вопрос № 2

Триггером называют устройство:

А) с двумя устойчивыми состояниями

Б) с одним устойчивым состоянием

В) с тремя устойчивыми состояниями

Г) без устойчивых состояний

Вопрос № 3

Коэффициент усиления по напряжению транзисторного каскада определяется по формуле:

А)

Б)

В)

Г)

Вопрос № 4

Полупроводниковый диод применяется в устройствах электроники для цепей…

А) усиления напряжения

Б) выпрямления переменного напряжения

В) стабилизации напряжения

Г) регулирования напряжения

Вопрос № 5

Тиристор используется в цепях переменного тока для …

А) усиления тока

Б) усиления напряжения

В) регулирования выпрямленного напряжения

Г) изменения фазы напряжения

Вопрос № 6

Выходы триггера имеют название:

А) инвертирующий и неинвертирующий

Б) положительный и отрицательный

В) прямой и обратный

Г) прямой и инвертный

Вопрос № 7

Коэффициент усиления транзисторного каскада по току:

А)

Б)

В) К_I = U_вх / U_вых

Г) К_I = I_вых / I_вх

Вопрос № 8

Положительная обратная связь используется в…

А) выпрямителях

Б) генераторах

В) усилителях

Г) стабилизаторах

Вопрос № 9

Напряжение между входами операционного усилителя

А) равно 0

Б) равно U_пит

В) больше 0

Г) Равно U_{о. с.}

Вопрос № 10

Коэффициент усиления инвертирующего операционного усилителя с обратной связью:

А) К=R_oc/R_вх

Б) К=(R_вх+R_oc)/ R_oc

В) К=R_вх/R_oc

Г) К= R_вх/(R_вх+R_oc)

Вопрос № 11

Отрицательная обратная связь в усилителях используется с целью…

А) повышения стабильности усилителя

Б) повышения коэффициента усилителя

В) повышения размеров усилителя

Г) снижения напряжения питания

Вопрос № 12

Основная характеристика резистора:

А) индуктивность L

Б) сопротивление R

В) ёмкость С

Г) индукция В

Вопрос № 13

Полупроводниковый диод имеет структуру…

А) p-n-p

Б) n-p-n

В) p-n

Г) p-n-p-n

Вопрос № 14

Электроды полупроводникового диода имеют название:

А) катод, управляющий электрод

Б) база, эмиттер

В) катод, анод

Г) база 1, база 2

Вопрос № 15

Электроды полупроводникового транзистора имеют название:

А) коллектор, база, эмиттер

Б) анод, катод, управляющий электрод

В) сток, исток, затвор

Г) анод, сетка, катод

Вопрос № 16

Коэффициент усиления по напряжению эмиттерного повторителя:

А) К_U=∞

Б) К_U=0

В) К_U>1

Г) К_U<1

Вопрос № 17

Триггером называют устройство…

А) с двумя устойчивыми состояниями

Б) с одним устойчивым состоянием

В) с тремя устойчивыми состояниями

Г) без устойчивых состояний

Вопрос № 18

Выходы триггера имеют название:

А) пoложительный и отрицательный

Б) прямой и инвертный

В) прямой и обратный

Г) инвертирующий и неинвертирующий

Вопрос № 19

Триггер имеет количество выходов:

А) 2

Б) 1

В) 3

Г) 4

Вопрос № 20

Для стабилизации рабочей точки усилительного каскада используют:

А) увеличение сопротивления нагрузки

Б) повышение напряжения питания

В) введение отрицательной обратной связи по постоянному току

Вопрос № 21

Операционный усилитель имеет:

А) два выхода и два входа

Б) один вход и два выхода

В) два входа и один выход

Г) один вход и два выхода

Вопрос № 22

Логические интегральные микросхемы используют для построения:

А) цифровых устройств

Б) усилителей напряжений

В) выпрямителей

Г) генераторов

Вопрос № 23

Блокинг-генератор – это устройство для формирования:

А) постоянного напряжения

Б) синусоидального напряжения

В) линейно-изменяющегося напряжения

Г) коротких импульсов

Вопрос № 24

Триггер со счетным входом переключается при…

А) поступлении на вход следующего импульса

Б) изменении полярности входного импульса

В) изменении амплитуды входного импульса

Г) изменении питающего напряжения

Вопрос № 25

Отрицательная обратная связь в усилителях используется с целью:

А) повышения размеров усилителя

Б) повышения коэффициента усилителя

В) повышения стабильности усилителя

Г) снижения напряжения питания

Вопрос № 26

p-n переход образуется при контакте:

А) металл-металл

Б) полупроводник-полупроводник

В) металл-полупроводник

Г) металл-диэлектрик

Вопрос № 27

При работе транзистора в ключевом режиме ток коллектора равен нулю:

А) режим насыщения

Б) режим отсечки

В) в активном режиме

Г) режим А

Вопрос № 28

Устройство, предназначенное для обработки или передачи данных:

А) системная плата

Б) контроллер

В) микропроцессор

Г) ОЗУ

Вопрос № 29

Процессор, функционирующий с сокращенным набором команд:

А) CISC

Б) RISC

В) MISC

Г) VLIW

Вопрос № 30

Такт работы процессора – это…

А) период времени, за который осуществляется выполнение команды исходной программы в машинном виде; состоит из нескольких тактов

Б) устройство, предназначенное для временного хранения данных ограниченного размера

В) комплекс команд, поддерживающий работу системы

Г) промежуток времени между соседними импульсами (tick of the internal clock) генератора тактовых импульсов

Вопрос № 31

Процессор, обеспечивающий параллельное выполнение операций над массивами данных, векторами, характеризуется специальной архитектурой, построенной на группе параллельно работающих процессорных элементов – это…

А) векторный процессор

Б) матричный процессор

В) суперскалярный процессор

Г) скалярный процессор

Вопрос № 32

К основным параметрам МП не относится:

А) тактовая частота

Б) внутренняя разрядность данных

В) пропускная способность

Г) адресуемая память

Вопрос № 33

Основное исполнительное устройство в процессоре – это…

А) ядро

Б) буфер адреса переходов

В) предсказатель переходов

Г) шина

Вопрос № 34

Количество бит, которые МП может обрабатывать одновременно – это…

А) внешняя разрядность данных

Б) тактовая частота

В) внутренняя разрядность данных

Г) степень интеграции микросхемы

Вопрос № 35

Упрощенный вариант РII для дешевых компьютеров – это…

А) Pentium P55

Б) Celeron

В) Cyrix

Г) AMD

Вопрос № 36

Pentium является…

А) суперскалярным процессором Intel

Б) матричным процессором

В) векторным процессором AMD

Г) скалярным процессором Intel

Вопрос № 37

Технология обработки данных в процессоре, обеспечивающая более эффективную работу процессора за счет манипулирования данными, а не простого исполнения списка команд – это…

А) технология 3DNow!

Б) технология Hyper-Threading

В) спекулятивное выполнение

Г) динамическое исполнение

Вопрос № 38

На выходе транзисторного мультивибратора формируются:

А) прямоугольные импульсы

Б) синусоидальное напряжение

В) треугольные импульсы

Г) выпрямленное напряжение

Вопрос № 39

Основная характеристика дросселя:

А) индуктивность L

Б) сопротивление R

В) ёмкость С

Г) частота f

Вопрос № 40

Выходы триггера имеют название:

А) положительный и отрицательный

Б) прямой и инвертный

В) прямой и обратный

Г) инвертирующий и неинвертирующий

Вопрос № 41

Для стабилизации рабочей точки усилительного каскада используют:

А) увеличение сопротивления нагрузки

Б) повышение напряжения питания

В) введение отрицательной обратной связи по постоянному току

Вопрос № 42

Релаксационным называют генератор …

А) экспоненциальных импульсов

Б) синусоидального напряжения

В) постоянного напряжения

Г) линейно изменяющегося напряжения

Вопрос № 43

Амплитудно-частотной характеристикой усилителя называют зависимость…

А) выходной мощности от частоты входного сигнала

Б) входного сопротивления от частоты входного сигнала

В) выходного сопротивления от частоты входного сигнала

Г) коэффициента усиления от частоты входного сигнала

Вопрос № 44

Входной ток операционного усилителя:

А) I_вх<0

Б) I_вх= I_вых

В) I_вх=0

Вопрос № 45

Статический коэффициент передачи тока базы биполярного транзистора:

А)

Б)

В)

Г)

Вопрос № 46

Основная характеристика конденсатора:

А) Емкость С

Б) Индуктивность L

В) Сопротивление R

Г) ЭДС E

Вопрос № 47

Триггер со счетным входом переключается при…

А) изменении амплитуды входного импульса

Б) изменении полярности входного импульса

В) поступлении на вход следующего импульса

Г) изменении питающего напряжения

Вопрос № 48

Отрицательная обратная связь в усилителе . ..

А) снижает искажения

Б) поворачивает усиливаемый сигнал по фазе на 30 °

В) повышает КПД

Г) повышает коэффициент усиления

Вопрос № 49

Обозначение резистора 5К7 означает величину в …

А) 5700 ом

Б) 5 килоом 700 ом

В) все ответы верные

Вопрос № 50

Обозначение резистора 1МЗ означает величину в …

А) одну и три десятых микрогенри

Б) один миллион триста тысяч ом

В) все ответы неверные

Вопрос № 51

Обозначение на конденсаторе 40,0 означает величину емкости в …

А) 40 миллионов микрофарад

Б) 40 тысяч микрофарад

В) 40 микрофарад

Г) все ответы неверные

Вопрос № 52

Полупроводники по проводимости находятся . ..

А) наполовину выше диэлектриков

Б) наполовину выше проводников

В) между диэлектриком и проводником

Г) наполовину ниже диэлектриков

Вопрос № 53

К недостаткам полупроводниковых приборов относится…

А) ограниченный температурный режим

Б) работа не с основными носителями

В) необходимость низкого напряжения

Г) необходимость вакуума

Вопрос № 54

К полупроводникам р-типа относится …

А) кристалл обладающий избытком концентрации электронов

Б) полупроводник с избытком концентрации дырок

В) рекомбинированный переход

Г) кристаллическая решетка с избытком электронов

Вопрос № 55

Основное свойство полупроводникового диода:

А) преобразовать постоянный ток в пульсирующий

Б) пропускать ток в обратном направлении

В) преобразовать постоянный ток в переменный

Г) не пропускать постоянный ток

Вопрос № 56

Недостаток полевых транзисторов заключается в . . .

А) изоляции затвора

Б) низком быстродействии

В) отсутствии эмиттера

Г) отсутствии базы

Вопрос № 57

Какой из диодов изготавливают из полупроводниковых материалов с высокой концентрацией примесей?

А) Фотодиод

Б) Светодиод

В) Туннельный диод

Г) Варикап

Вопрос № 58

Основными параметрами выпрямительных полупроводниковых диодов является ..

А) способность работать в мостиковой схеме

Б) максимальная температура перехода

В) площадь радиатора и рабочая температура

Г) максимально допустимое обратное напряжение и прямой ток

Вопрос № 59

Электронно-дырочный переход это:

А) n-n – переход

Б) р-р – переход

В) p-n – переход

Вопрос № 60

При обратном включении диода внешнее электрическое поле и диффузионное поле в p-n-переходе совпадают по направлению?

А) Нет

Б) Да

Вопрос № 61

Какую структуру имеет транзистор?

А) n-p-n;

Б) n-p-n-p;

В) n-p;

Г) p-n-p-n

Вопрос № 62

Какой вид тока на выходе диода, если он включен в электрическую цепь переменного тока?

А) переменный непрерывный

Б) переменный пульсирующий

В) постоянный

Г) синусоидальный

Вопрос № 63

Какую структуру имеет тиристор?

А) p-n-p-n

Б) n-p-n

В) n-n-p-p

Г) p-p-n-n

Вопрос № 64

Открытое состояние тиристора сохраняется, если сигнал на управляющей электроде отсутствует?

А) Нет

Б) Да

Вопрос № 65

Какой режим работы транзистора необходимо обеспечить, если его использовать в логических схемах?

А) Ключевой

Б) Усилительный

В) Плавный

Г) Никакой

Вопрос № 66

Какой режим работы транзистора необходимо обеспечить, если его использовать в схемах усиления сигнала?

А) Никакой

Б) Ключевой

В) Плавный

Вопрос № 67

Сколько выводов имеет тиристор?

А) Четыре

Б) Один

В) Два

Г) Три

Вопрос № 68

Сколько выводов имеет транзистор?

А) Три

Б) Один

В) Два

Г) Четыре

Вопрос № 69

По какой схеме можно определить полный состав элементов и связей между ними, какого-либо устройства автоматики?

А) Принципиальная схема

Б) Функциональная схема

В) Алгоритмическая схема

Г) Структурная схема

Вопрос № 70

Какую функцию выполняет диодный мост в источниках питания?

А) Сглаживание

Б) Стабилизация

В) Выпрямление

Г) Понижение

Вопрос № 71

Какой элемент необходимо использовать в источниках питания для сглаживания пульсации выходного напряжения?

А) Стабилитрон

Б) Диод

В) Трансформатор

Г) Конденсатор

Вопрос № 72

Какую функцию выполняет стабилитрон в источниках питания?

А) Стабилизация

Б) Сглаживание

В) Выпрямление

Г) Понижение

Вопрос № 73

Компенсационный стабилизатор в источниках питания является системой по отклонению?

А) Нет

Б) Да

Вопрос № 74

Какой из логических элементов выполняет функцию дизъюнкция?

А) ИЛИ

Б) НЕ

В) И

Г) И-НЕ

Вопрос № 75

Какой элемент выполняет логическую функцию конъюнкция?

А) И-НЕ

Б) НЕ

В) ИЛИ

Г) И

Вопрос № 76

Какой прибор обозначен ?

А) Точечный диод

Б) СВЧ-диод

В) Выпрямительный диод

Г) Биполярный транзистор p-n-p

Вопрос № 77

Какой прибор обозначен?

А) МДП транзистор с индуцированным n-каналом

Б) Фотодиод

В) Фотоэлемент

Г) Светодиод

Вопрос № 78

Какой фотоприбор состоит из химически чистого полупроводника?

А) Фоторезистор

Б) Фотоэлемент

В) Фотодиод

Г) Фотоэлектронный умножитель

Вопрос № 79

Какой фотоприбор наиболее точно оценит силу света?

А) Фоторезистор

Б) Фотоэлемент

В) Фотодиод

Г) Фототранзистор

Вопрос № 80

Какой слой в биполярном транзисторе имеет наименьшую толщину?

А) Эмиттер

Б) База

В) Коллектор

Г) Все слои одинаковы

Вопрос № 81

Напряжение между входами операционного усилителя…

А) равно 0

Б) больше 0

В) меньше 0

Вопрос № 82

Амплитудно-частотной характеристикой усилителя называют зависимость…

А) выходного сопротивления от частоты входного сигнала

Б) входного сопротивления от частоты входного сигнала

В) коэффициента усиления от частоты входного сигнала

Г) выходной мощности от частоты входного сигнала

Вопрос № 83

Операционный усилитель работает с входными сигналами…

А) напряжения

Б) температурными

В) токовыми

Г) шумовыми

Вопрос № 84

Какую функцию выполняет диод в выпрямительных схемах?

А) Вентиля

Б) Фильтра

В) Смесителя

Вопрос № 85

Сопротивление резистора (постоянного сопротивления) измеряется в . ..

А) амперах

Б) миллиамперах

В) микрофарадах

Г) килоомах

Вопрос № 86

Индуктивность катушки измеряется в …

А) милливольтах

Б) микрофарадах

В) амперах

Г) миллигенри

Вопрос № 87

Полупроводниковые приборы боятся …

А) увеличения температуры выше 70° С

Б) низкого напряжения питания

В) увеличения сопротивления нагрузки

Г) вибрации

Вопрос № 88

Амплитудная модуляция это …

А) изменение фазы сигнала с помощью модулируемого сигнала

Б) изменение амплитуды сигнала с помощью модулируемого сигнала

В) изменение амплитуды с помощью частоты сигнала

Г) изменение частоты с помощью амплитуды сигнала

Вопрос № 89

Какие диоды относятся к большой мощности?

А) Ток ≤ 10 А

Б) Ток < 10 А

В) Ток > 10 А

Вопрос № 90

Какой логический элемент с пассивным выходом?

А) Транзисторно-диодный

Б) Транзисторный

В) Диодный

Вопрос № 91

Какой элемент относится к фотоэлектрическому приемнику излучения?

А) Светодиод

Б) Фоторезистор

Вопрос № 92

Единица измерения индуктивности:

А) Генри

Б) Ом

Вопрос № 93

Единица измерения электрического сопротивления:

А) Ампер

Б) Генри

В) Фарад

Г) Ом

Вопрос № 94

Закон Ома:

А) I=UR

Б) U=I/r

В) R=I/R

Г) U=IR

Вопрос № 95

Входной ток операционного усилителя:

А) I_вх<0

Б) I_вх= I_вых

В) I_вх=0

Г) I_вх= I_вых

Вопрос № 96

Примеси, атомы которых отдают электроны называются…

А) акцепторами

Б) электронной примесью

В) донорами

Г) дырочной примесью

Вопрос № 97

Область в полевом транзисторе, через которую проходит поток основных носителей заряда, т. е. выходной ток, называется…

А) истоком

Б) каналом

В) стоком

Г) коллектором

Вопрос № 98

Входы операционного усилителя имеют название:

А) инвертирующий и неинвертирующий;

Б) прямой и обратный;

В) прямой и инвертный;

Г) положительный и отрицательный

Вопрос № 99

Выходы триггера имеют название:

А) инвертирующий и неинвертирующий

Б) пoложительный и отрицательный:

В) прямой и обратный

Г) прямой и инвертный

Вопрос № 100

Для стабилизации рабочей точки усилительного каскада используют:

А) повышение напряжения питания

Б) введение отрицательной обратной связи по постоянному току

В) увеличение сопротивления нагрузки

Эталоны правильных ответов:

№ вопроса

ответ

№ вопроса

ответ

№ вопроса

ответ

№ вопроса

ответ

1

Электроника

26

Б

51

В

76

В

2

А

27

Б

52

В

77

Б

3

Б

28

В

53

А

78

А

4

Б

29

Б

54

Б

79

Б

5

В

30

Г

55

В

80

Б

6

Г

31

А

56

Г

81

А

7

Г

32

В

57

А

82

В

8

Б

33

А

58

Г

83

В

9

А

34

В

59

В

84

А

10

А

35

Б

60

Б

85

Г

11

А

36

А

61

А

86

Г

12

Б

37

Г

62

Б

87

А

13

В

38

А

63

А

88

Б

14

В

39

А

64

Б

89

В

15

А

40

Б

65

А

90

В

16

Г

41

В

66

В

91

Б

17

А

42

А

67

Г

92

А

18

Б

43

Г

68

А

93

Г

19

А

44

В

69

Б

94

Г

20

В

45

Б

70

В

95

В

21

В

46

А

71

Г

96

В

22

А

47

В

72

А

97

Б

23

Г

48

А

73

Б

98

А

24

А

49

В

74

А

99

Г

25

В

50

Б

75

Г

100

Б

Критерии оценки:

Система оценивания – пятибалльная.

Критерии определения оценки:

Оценка «5» (отлично) ставится, если обучающийся ответил правильно на 90%- 100% (90-100) вопросов;

Оценка «4» (хорошо) ставится, если обучающийся ответил правильно на 70- 89 % (70-89) вопросов;

Оценка «3» (удовлетворительно) ставится, если обучающийся ответил правильно на 50 % – 69 % (50-69) вопросов.

Оценка «2» (неудовлетворительно) ставится, если обучающийся ответил правильно менее чем на 50 % (49-и менее) вопросов.

Глава 24. Тиристоры . Введение в электронику

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:

• Перечислить типы тиристоров.

• Описать, как работают в цепи кремниевый управляемый вентиль (КУВ), двунаправленный триодный тиристор (ТРИАК) и двунаправленный диодный тиристор (ДИАК).

• Перечислить цепи, в которых применяются различные типы тиристоров.

• Перечислить корпуса, используемые для тиристоров различных типов.

• Проверить тиристоры с помощью омметра.

Тиристоры — это обширный класс полупроводниковых приборов, используемых для электронного переключения. Они являются полупроводниковыми устройствами с двумя устойчивыми состояниями, имеющие три или более переходов. Тиристоры охвачены внутренней положительной обратной связью, позволяющей получить увеличение амплитуды выходного сигнала путем подачи части выходного напряжения на вход.

Тиристоры широко используются для регулирования мощностью постоянного и переменного тока. Они используются для включения и выключения мощности, подаваемой в нагрузку, а также для регулирования величиной этой мощности, например для управления освещенностью или скоростью вращения двигателя.

24-1. КРЕМНИЕВЫЕ УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЕНТИЛИ

Кремниевые управляемые вентили являются хорошо известным типом тиристоров и обычно называются КУВ. Они имеют три вывода (анод, катод и управляющий электрод) и используются, главным образом, как переключатели. КУВ по существу являются выпрямителями, так как они управляют током только в одном направлении. Преимущество КУВ перед мощными транзисторами в том, что они могут управлять большими токами во внешней цепи с помощью небольшого управляющего сигнала. КУВ пропускает ток после прекращения действия управляющего сигнала. Если величина тока падает до нуля, КУВ закрывается, и необходимо подать новый управляющий сигнал для возвращения его в открытое состояние. Мощному транзистору требуется для управления током такой же величины управляющий сигнал в десять раз больший, чем необходим КУВ.

КУВ — это твердотельное устройство, изготовленное из кремния диффузионным или диффузионно-сплавным методом (см. главу 20) и состоящее из четырех полупроводниковых слоев n-типа и р-типа, расположенных поочередно. На рис. 24-1 показана упрощенная схема КУВ. Четыре слоя прилегают друг к другу, образуя три р-n-перехода. Выводы подсоединены только к трем слоям и образуют анод, катод и управляющий электрод.

Рис. 24-1. Упрощенная схема КУВ.

На рис. 24-2 показаны четыре слоя, разделенные на два трехслойных устройства. Это транзисторы типа р-n-р и n-р-n, соединенные между собой так, чтобы образовать пару с положительной обратной связью.

Рис. 24-2. Эквивалентная схема КУВ.

На рис. 24-3 показано схематическое изображение этих транзисторов: анод должен иметь положительный потенциал по отношению к катоду, а управляющий электрод — оставаться свободным, n-р-n транзистор не пропускает ток, поскольку на его эмиттерный переход не подано напряжение прямого смещения (обеспечиваемое коллектором р-n-р транзистора или управляющим сигналом). А поскольку n-p-n транзистор не пропускает ток, р-n-р транзистор также заперт (так как коллектор n-р-n транзистора обеспечивает смещение на базе р-n-р транзистора). При этих условиях ток не течет от катода к аноду.

Рис. 24-3. Схематическое представление эквивалентной схемы КУВ.

Если на управляющий электрод подать положительное напряжение по отношению к катоду, эмиттерный переход n-р-n транзистора будет смещен в прямом направлении, и n-р-n транзистор откроется, потечет ток базы р-n-р транзистора и откроет его. Коллекторный ток р-n-р транзистора является током базы n-р-n транзистора. Оба транзистора будут поддерживать друг друга в проводящем состоянии, позволяя току течь непрерывно от катода к аноду. Процесс будет происходить даже в том случае, если управляющее напряжение приложено на короткий момент времени.

Кратковременная подача управляющего напряжения переключает цепь в проводящее состояние, и она продолжает работать при отключенном управляющем напряжении. Ток анода ограничен только внешней цепью. Для переключения КУВ в непроводящее состояние необходимо уменьшить напряжение анод-катод до нуля. Это обеспечит запирание обоих транзисторов, и они останутся запертыми до тех пор, пока опять не будет подано управляющее напряжение.

КУВ включается положительным управляющим напряжением и выключается уменьшением напряжения анод-катод до нуля. Когда КУВ включен и проводит ток от катода к аноду, его проводимость в прямом направлении достаточно велика. Если изменить полярность напряжения катод-анод, через цепь, проводимость которой резко уменьшится, будет течь только маленький ток утечки.

На рис. 24-4 показано схематическое обозначение КУВ. Оно представляет собой обозначение диода, к которому подсоединен управляющий электрод. Выводы обычно обозначаются буквами К (катод), А (анод) и У (управляющий электрод).

Рис. 24-4. Схематическое обозначение КУВ.

На рис. 24-5 показаны несколько корпусов КУВ.

Рис. 24-5. Наиболее распространенные корпуса КУВ.

Правильно смещенный КУВ показан на рис. 24-6.

Рис. 24-6. Правильно смещенный КУВ.

Переключатель используется для подачи и снятия управляющего напряжения. Резистор R_C используется для ограничения тока управляющего электрода. Напряжение между анодом и катодом обеспечивается источником переменного напряжения. Последовательно включенный резистор (R_L) используется для ограничения тока анод-катод во включенном состоянии. Без резистора R_L через КУВ может течь слишком большой ток, способный повредить его.

КУВ используются, главным образом, для управления подачей мощности постоянного и переменного тока на различные типы нагрузок, а также в качестве переключателей для включения и выключения цепей. Они также могут быть использованы для плавной регулировки мощности, подаваемой на нагрузку. При использовании КУВ, малый ток управляющего электрода может управлять большим током нагрузки.

Когда КУВ используется в цепи постоянного тока, не существует простого метода его выключения без снятия напряжения с нагрузки. Эту проблему можно решить путем подсоединения выключателя параллельно КУВ (рис. 24-7).

Рис. 24-7. Выключение питания в цепи постоянного тока.

Когда переключатель S₂ включен, он закорачивает КУВ. Это уменьшает напряжение между анодом и катодом до нуля, прямой ток падает, и КУВ выключается.

Когда КУВ используется в цепи переменного тока, он проводит ток только в течение половины каждого периода переменного тока, когда потенциал анода положителен по отношению к катоду. Когда управляющий ток приложен к электроду постоянно, КУВ проводит постоянно. Если управляющий ток электрода отсутствует в течение половины периода, КУВ выключается и остается выключенным до тех пор, пока на управляющий электрод ток не будет подан снова. Необходимо отметить, что при этом на нагрузку подается только половина мощности. КУВ можно использовать для управления током в течение обоих полупериодов каждого цикла, если выпрямить переменный управляющий ток перед подачей на КУВ.

На рис. 24-8 показана простая однополупериодная регулирующая цепь. Цепь обеспечивает фазовый сдвиг напряжения, подаваемого на анод, на угол от нуля до 90 градусов. Диод D₁ блокирует подачу на управляющий электрод напряжения обратной полярности в течение отрицательного полупериода напряжения, приложенного к аноду.

Рис. 24-8. Однополупериодная цепь управления.

24-1. Вопросы

1. Почему для переключения лучше использовать КУВ, чем транзистор?

2. Опишите, как устроен КУВ.

3. Объясните, как работает КУВ.

4. Нарисуйте схематическое обозначение КУВ и обозначьте его электроды.

5. Для чего применяется КУВ?

24-2. ТРИАКИ

Триак — это двунаправленный триодный тиристор[3]. Триаки имеют такие же переключательные характеристики как и КУВ, но проводят переменный ток в обоих направлениях. Триак эквивалентен двум КУВ, включенным встречно-параллельно (рис. 24-9).

Рис. 24-9. Эквивалентная схема триака.

Так как триак может управлять током, текущим в любом направлении, он широко используется для управления подачей переменного тока на различные типы нагрузок.

Триак включается подачей тока на управляющий электрод и выключается уменьшением рабочего тока до величины, меньшей уровня удержания его в проводящем состоянии, рассчитан на пропускание прямого и обратного тока.

На рис. 24–10 показана упрощенная схема триака.

Рис. 24–10. Упрощенная схема конструкции триака.

Триак является четырехслойным устройством типа n-р-n-р, соединенным параллельно с устройством типа р-n-р-n, и рассчитанным на управление током, текущим через управляющий электрод. Выводы входа и выхода обозначаются МТ1 и МТ2. Эти выводы соединены с р-n-переходами на противоположных концах устройства. Вывод МТ1 представляет собой опорную точку, относительно которой измеряется напряжение и ток на управляющем электроде. Управляющий электрод (У) соединен с р-n-переходом на том же конце устройства, что и МТ1. От вывода МТ1 до вывода МТ2 сигнал должен пройти через последовательность слоев n-р-n-р или р-n-р-n.

Схематическое обозначение триака показано на рис. 24–11. Устройство состоит из двух диодов, включенных встречно-параллельно, и управляющего электрода. Выводы имеют обозначения МТ1, МТ2 и У (управляющий электрод). Некоторые корпуса триаков показаны на рис. 24–12.

Рис. 24–11. Схематическое обозначение триака.

Рис. 24–12. Наиболее распространенные типы корпусов триаков.

Триак может быть использован в качестве переключателя переменного тока (рис. 24–13) или для управления величиной мощности переменного тока, подаваемой в нагрузку (рис. 24–14).

Рис. 24–13. Переключатель переменного тока на основе триака.

Рис. 24–14. Цепь управления переменным током на основе триака.

Триаки передают в нагрузку полную мощность. При использовании триака для регулировки величины мощности, подаваемой в нагрузку, необходимо специальное запускающее устройство для обеспечения его работы в течение заданного промежутка времени. Запускающее устройство необходимо потому, что триак имеет не одинаковую чувствительность к токам управляющего электрода, текущим в противоположных направлениях.

Триаки обладают недостатками по сравнению с КУВ: они способны управлять токами не более 25 ампер, тогда как КУВ могут управлять токами до 1400 ампер. Максимально допустимое напряжение для триаков — 500 вольт, а для КУВ — 2600 вольт. Триаки рассчитаны на работу при низких частотах (от 50 до 400 герц), тогда как КУВ могут работать на частотах до 30000 герц. Триаки также имеют трудности при переключении мощности на индуктивной нагрузке.

24-2. Вопросы

1. Чем отличается триак от КУВ?

2. Опишите конструкцию триака.

3. Нарисуйте схематическое обозначение триака и обозначьте его выводы.

4. Где применяется триак?

5. Сравните преимущества и недостатки триаков и КУВ.

24-3. ДВУНАПРАВЛЕННЫЕ ДИОДНЫЕ ТИРИСТОРЫ

Двунаправленные симметричные диодные тиристоры (или двунаправленные запускающие диоды) используются в цепях с триаками, так как триаки имеют несимметричные запускающие характеристики, то есть, они имеют не одинаковую чувствительность к токам управляющего электрода, текущим в противоположных направлениях. Диак наиболее часто используется в качестве запускающего устройства.

Диак сконструирован так же, как и транзистор. Он имеет три слоя с чередующимися типами проводимости (рис. 24–15). Разница в конструкции состоит в том, что концентрация легирующих примесей у обоих переходов диака одинакова. Выводы подсоединены только к внешним слоям. Поскольку диаки имеют только два вывода, они выпускаются в таких же корпусах, что и диоды.

Рис. 24–15. Упрощенная схема диака.

Поскольку оба перехода легированы одинаково, диак влияет на ток, независимо от его направления. Один переход смещается в прямом направлении, а другой — в обратном. Обратно смещенный переход управляет током, текущим через диак. Работа диака аналогична работе двух диодов, включенных встречно-последовательно (рис. 24–16).

Рис. 24–16. Эквивалентная схема диака.

Диак остается закрытым до тех пор, пока приложенное в любом направлении напряжение не станет достаточным для того, чтобы пробить обратно смещенный переход. Это напряжение называется напряжением включения, и при этом напряжении диак включается и начинает проводить ток, который повышается до значения, ограниченного последовательно включенным резистором.

Схематическое обозначение диака показано на рис. 24–17. Оно аналогично обозначению триака. Разница лишь в том, что диак не имеет управляющего электрода.

Рис. 24–17. Схематическое обозначение диака.

Диаки чаще всего используются в качестве запускающего устройства для триаков. Каждый раз, когда диак включается, он позволяет току течь через управляющий электрод триака, тем самым включая триак. Диак используется вместе с триаком для обеспечения двухполупериодного управления сигналами переменного тока.

На рис. 24–18 показана двухполупериодная схема с фазовым управлением. Переменный резистор R₁ и конденсатор C₁ образуют фазосдвигающую цепь. Когда напряжение на конденсаторе C₁ достигает напряжения включения диака, он частично разряжается через диак и управляющий электрод триака. Этот разряд создает импульс, переключающий триак в проводящее состояние. Такая цепь полезна при управлении мощностью ламп, нагревателей и скоростью небольших электродвигателей.

Рис. 24–18. Двухполупериодная схема с фазовым управлением.

24-3. Вопросы

1. В каких цепях используются диаки?

2. Опишите конструкцию диака.

3. Объясните, как работает диак в цепи.

4. Нарисуйте схематическое обозначение диака.

5. Нарисуйте двухполупериодную схему с фазовым управлением, использующую диак и триак.

24-4. ПРОВЕРКА ТИРИСТОРОВ

Как и другие полупроводниковые устройства, тиристоры могут выходить из строя. Их можно проверить с помощью тестирующего оборудования или омметра. При использовании тестирующего оборудования для проверки тиристоров обратитесь к инструкции по эксплуатации прибора.

Омметр способен выявить большинство дефектных тиристоров, но не может обнаружить неисправности при работе в предельных режимах, а также использоваться при измерениях в чувствительных к напряжению устройствах.

Однако он может дать достаточную информацию о состоянии тиристора.

Проверка КУВ с помощью омметра

1. Определите полярность выводов омметра. Белый вывод является положительным, а черный — отрицательным.

2. Подсоедините выводы омметра — положительный к катоду, а отрицательный к аноду. Сопротивление должно превышать 1 МОм.

3. Поменяйте выводы местами — отрицательный к катоду, а положительный к аноду. Сопротивление опять должно превышать 1 МОм.

4. Оставив выводы омметра подсоединенными, как в п. З, соедините управляющий электрод с анодом. Сопротивление должно упасть до величины, меньшей 1 МОм.

5. Удалите соединение между управляющим электродом и анодом. Если используется низкоомная шкала омметра, то сопротивление должно оставаться низким. Если используется высокоомная шкала омметра, сопротивление должно вернуться к прежнему значению, превышающему 1 МОм. На высокоомных шкалах омметр не обеспечивает достаточного тока, чтобы удержать включенное состояние КУВ при удалении соединения.

6. Отсоедините выводы омметра от КУВ и повторите тест.

Так как некоторые омметры не дают однозначного результата на шаге 5, достаточно и шага 4.

Проверка триаков с помощью омметра

1. Определите полярность выводов омметра.

2. Соедините положительный вывод омметра с выводом МТ1, а отрицательный с выводом МТ2. Сопротивление должно быть высоким.

3. Оставив выводы омметра подсоединенными, как в п. 2, соедините управляющий электрод с МТ1. Сопротивление должно упасть.

4. Удалите соединение управляющего электрода с МТ1. Сопротивление должно остаться низким. Омметр может не обеспечить достаточного тока для удержания триака в открытом состоянии, если управляющий электрод требует большого тока.

5. Отсоедините выводы омметра и соедините их так, как указано в п. 2. Сопротивление опять должно быть высоким.

6. Соедините управляющий электрод с МТ2. Сопротивление должно упасть.

7. Удалите соединение управляющего электрода с МТ2. Сопротивление должно остаться низким.

8. Отсоедините выводы омметра и поменяйте их местами — отрицательный вывод соедините с МТ1, а положительный — с МТ2. Сопротивление должно быть высоким.

9. Соедините управляющий электрод с МТ1. Сопротивление должно упасть.

10. Удалите соединение управляющего электрода с МТ1. Сопротивление должно остаться низким.

11. Отсоедините выводы омметра и снова подсоедините их в такой же конфигурации. Сопротивление опять должно быть высоким.

12. Соедините управляющий электрод с МТ2. Сопротивление должно упасть.

13. Удалите соединение управляющего электрода с МТ2. Сопротивление должно остаться низким.

14. Отсоедините выводы омметра и снова подсоедините их. Сопротивление должно быть высоким.

Проверка диаков с помощью омметра

При проверке диаков с помощью омметра низкое сопротивление в любом направлении указывает на то, что устройство не открыто (неисправно), однако это не свидетельствует о том, что устройство закорочено. Дальнейшая проверка диака требует специальной цепи для проверки напряжения на его выводах (рис. 24–19).

Рис. 24–19.Динамическая проверка диака.

24-4. Вопросы

1. Опишите установку переключателей и показания прибора при проверке КУВ с помощью прибора для проверки транзисторов. (Руководствуйтесь инструкцией по эксплуатации).

2. Опишите установку переключателей и показания прибора при проверке триака с помощью прибора для проверки транзисторов. (Руководствуйтесь инструкцией по эксплуатации).

3. Опишите процедуру проверки КУВ с помощью омметра.

4. Опишите процедуру проверки триака с помощью омметра.

5. Опишите процедуру проверки диака с помощью омметра.

РЕЗЮМЕ

• К тиристорам относятся КУВ (кремниевые управляемые вентили), триаки и диаки.

• КУВ управляют током, текущим в одном направлении, с помощью положительного сигнала на управляющем электроде.

• КУВ запираются при уменьшении напряжения анод-катод до нуля.

• КУВ могут быть использованы для управления током в цепях постоянного и переменного тока.

• Схематическим обозначением КУВ является:

• Триаки — это двунаправленные триодные тиристоры.

• Триаки могут управлять током, текущим в любом направлении, с помощью либо положительного, либо отрицательного сигнала на управляющем электроде.

• Схематическим обозначением триака является:

• КУВ могут управлять токами до 1400 ампер, а триаки — только до 25 ампер.

• КУВ имеют предельные напряжения до 2600 вольт, а триаки — только до 500 вольт.

• КУВ могут работать на частотах до 30000 герц, а триаки — на частотах до 400 герц.

• Поскольку триаки имеют несимметричные запускающие характеристики, для их запуска требуются диаки.

• Диаки — это двунаправленные запускающие диоды.

• Схематическим обозначением диака является:

 

• Диаки используются главным образом, как запускающие устройства для триаков.

• Тиристоры могут быть проверены с помощью специальных приборов для проверки транзисторов или с помощью омметров.

Глава 24. САМОПРОВЕРКА

1. В чем различие между диодом и КУВ?

2. Как влияет приложенное к аноду напряжение на ток, протекающий через открытый КУВ?

3. Как влияет сопротивление нагрузки на ток, текущий через КУВ?

4. Опишите процесс проверки КУВ.

5. Почему диак используется в цепи управляющего электрода триака?

6. Поясните принцип действия сглажывающего дросселя в цепи нагрузки выпрямителя

6. Поясните принцип действия сглажывающего дросселя в цепи нагрузки выпрямителя.

Катушку индуктивности, используемую для подавления помех, для сглаживания пульсаций тока, для накопления энергии в магнитном поле катушки или сердечника, для развязки частей схемы друг от друга по высокой частоте – называют дросселем или реактором (от нем. drosseln — ограничивать, глушить).

Таким образом, главное назначение дросселя в электрической схеме — задержать на себе ток определенного частотного диапазона или накапливать энергию за определенный период времени в магнитном поле.

Напряжение на катушке

Физически ток в катушке не может измениться мгновенно, на это требуется конечное время, – данное положение прямо следует из Правила Ленца. Если бы ток через катушку мог изменяться мгновенно, то на катушке при этом возникало бы бесконечное напряжение. Самоиндукция катушки при изменении тока сама формирует напряжение — ЭДС самоиндукции. Таким образом, дроссель задерживает ток.

Если необходимо подавить переменный компонент тока в цепи (а помехи или пульсации — это как раз пример переменной составляющей), то в такую цепь устанавливают дроссель — катушку индуктивности, обладающую для тока частоты помех значительным индуктивным сопротивлением. Пульсации в сети существенно снизятся, если на пути установлен дроссель. Таким же образом можно развязать или изолировать друг от друга сигналы различной частоты, действующие в цепи.

Индуктивное сопротивление

В радиотехнике, в электротехнике, в СВЧ-технике, – используются высокочастотные токи от единиц герц до гигагерц. Низкие частоты в пределах 20 кГц относятся к звуковым частотам, затем следует ультразвуковой диапазон – до 100 кГц, наконец диапазон ВЧ и СВЧ — выше 100 кГц, единицы, десятки и сотни МГц.

Низкочастотный дроссель похож с виду на железный трансформатор, с тем лишь отличием, что обмотка на нем всего одна. Катушка навита на сердечник из трансформаторной стали, пластины которого изолированы между собой дабы снизить вихревые токи. Такая катушка обладает высокой индуктивностью (более 1 Гн), она оказывает значительное противодействие любому изменению тока в электрической цепи, где она установлена: если ток резко стал убывать — катушка его поддерживает, если ток начал резко возрастать — катушка станет его ограничивать, не даст резко нарасти.

Дроссель

Одна из широчайших сфер применения дросселей — это высокочастотные схемы. Многослойные или однослойные катушки навиваются на ферритовые или стальные сердечники, либо используются совсем без ферромагнитных сердечников — просто пластмассовый каркас или только проволока. Если схема работает на волнах среднего и длинного диапазона, то возможно часто встретить секционную намотку.

Дроссель с ферромагнитным сердечником имеет меньшие габариты, чем дроссель без сердечника той же индуктивности. Для работы на высоких частотах используют сердечники ферритовые или из магнитодиэлектрических составов, отличающихся малой собственной емкостью. Такие дроссели способны работать в довольно широком диапазоне частот.

основной параметр дросселя — индуктивность, как и у любой катушки. Единица измерения данного параметра — генри, а обозначение – Гн. Следующий параметр — электрическое сопротивление (на постоянном токе), оно измеряется в омах (Ом).

Затем идут такие характеристики, как допустимое напряжение, номинальный подмагничивающий ток, и конечно добротность, – крайне важный параметр, особенно для колебательных контуров. Различные типы дросселей находят сегодня самое широкое применение для решения самых разнообразных инженерных задач.

Применение дросселей

Итак, по назначению электрические дроссели подразделяются на:

Дроссели переменного тока, работающие во вторичных импульсных источниках питания

Дроссели переменного тока, работающие во вторичных импульсных источниках питания. Катушка накапливает энергию первичного источника питания в своем магнитном поле, затем отдает ее в нагрузку. Обратноходовые преобразователи, бустеры — в них используются дроссели, причем иногда с несколькими обмотками, как у трансформаторов. Аналогичным образом работает магнитный балласт люминесцентной лампы, служащий для ее розжига и поддержания номинального тока.

Дроссели для пуска двигателей – ограничители пусковых и тормозных токов. Это эффективнее, чем рассеивать мощность в форме тепла на резисторах. Для электроприводов мощностью до 30 кВт такой дроссель по внешнему виду напоминает трехфазный трансформатор (в трехфазных цепях используются трехфазные дроссели).

Дроссели насыщения

Дроссели насыщения, применяемые в стабилизаторах напряжения, и феррорезонансных преобразователях (трансформатор частично превращается в дроссель), а также в магнитных усилителях, где сердечник подмагничивается с целью изменения индуктивного сопротивления цепи.

Сглаживающие дроссели, применяемые в фильтрах для устранения пульсаций выпрямленного тока. Источники питания со сглаживающими дросселями были очень популярны в период расцвета ламповых усилителей из-за отсутствия конденсаторов с очень большой емкостью. Для сглаживания пульсаций после выпрямителя должны были использоваться именно дроссели.

18. Что такое критический выпрямитель тока и какие параметры выпрямителя и нагрузки определяют его величину

В реальных условиях выпрямители практически не работают на чисто активную нагрузку, так как для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения между схемой выпрямления и нагрузкой включаются сглаживающие фильтры, содержащие индуктивности и емкости. В некоторых случаях и сама нагрузка содержит элементы с емкостью, индуктивностью и внешней ЭДС. Наличие индуктивных и емкостных элементов или встречной ЭДС в цепи нагрузки оказывает существенное влияние на работу выпрямителя. Кроме того, внутренние активные и индуктивные сопротивления всех элементов выпрямителя (вентилей, трансформатора), а также дестабилизирующие фак­торы (несинусоидальность питающих напряжений и их асимметрия) оказывают большое влияние на процессы, протекающие в выпрямителях.

Работой выпрямителя на нагрузку с емкостной реак­цией называется такой режим, при котором параллельно нагрузке включен конденсатор, что имеет место при исполь­зовании конденсатора в качестве первого элемента сглажи­вающего фильтра. На рисунке 7.1, а приведена однофазная однополупериодная схема выпрямления, работающая на на­грузку емкостного характера; на рисунке 7.1,б — графики напряжений и токов в схеме. Для упрощения анализа работы схемы допустим, что процесс заряда и разряда конденса­тора С является установившимся, т. е. к моменту t0 (рисунок 7.1,б, верхний график), напряжение на конденсаторе С имеет значение, равное uС0.

В интервале времени t0 – t1 катод диода (точка К схе­мы) обладает более высоким потенциалом, чем анод, по­тенциал которого определяется значением напряжения u2 (рисунок 7.1,б, график показан пунктиром), следовательно, диод закрыт, а конденсатор С разряжается через сопро­тивление нагрузки RH, при этом ток нагрузки i0 равен то­ку разряда конденсатора iP, напряжение на конденсаторе uC уменьшается по экспоненциальному за­кону, и скорость разряда зависит от постоянной времени цепи разряда конденсатора:

С момента t1 диод открывается и будет открыт до момента t2, поскольку в. интервале времени t1 – t2 напряже­ние t2, определяющее потенциал анода диода, оказывает­ся больше потенциала катода (точка K), который опреде­ляется напряжением u2 (рисунок 7.1,б, верхний график). Через открытый таким образом диод протекает ток iVD, который одновременно заряжает конденсатор и питает со­противление нагрузки, т. е.

iVD= i0+iЗ

где iЗ – ток заряда конденсатора С.

Напряжение на конденсаторе uC увеличивается (по экспоненциальному закону), причем скорость нарастания зависит от постоянной времени заряда конденсатора:

где = rДИН + rТР – внутреннее динамическое сопротив­ление фазы выпрямителя, в котором rДИН — динамическое сопротивление диода; rТР — сопротивление обмоток трансформатора, приведенное к фазе вторичной обмотки.

Затем в интервале времени t2 –t3 диод вновь закрыва­ется и схема работает так же, как и в интервале t0 – t1, т. е. конденсатор С опять разряжается через сопротивление на­грузки, поддерживая при этом в ней ток i0 прежнего на­правления.

График напряжения u0 в соответствии со схемой вклю­чения конденсатора С и нагрузки RH (рисунок 7.1, а) повторя­ет график напряжения на конденсаторе uC, причем если , где Т – период изменения напряженияu2, то напряжение u0 не уменьшается до нуля, а имеет конечное (минимальное) значение (рисунок 7.1,б).

График выпрямленного тока i0 повторяет график u0, среднее значение выпрямленного тока I0 и среднее значе­ние выпрямленного напряжения U0 связаны соотношением I0= U0/RH Из графика iVD видно, что в схеме по отношению к току диода проявляется отсекающее действие конденсатора С, причем время работы диода tИ и угол отсечки уменьшаются при уменьшении постоянной заряда конден­сатораи при увеличении постоянной разряда конденса­тора. Поскольку во время заряда конденсатора С по дио­ду протекает токiVD = i0 + iЗ, то соответствен­но увеличивается амплитуда тока диода IПР. И.П. и действую­щее значение тока вторичной обмотки трансформатора I2, что, в свою очередь, приводит к увеличению мощности об­моток трансформатора. Таким образом, использование обмоток трансформатора при емкостном характере нагруз­ки значительно хуже, чем при активной нагрузке.

Как видно из графика u0 (uC), для того чтобы выпрямленное напряжение на нагрузке имело бы меньшие пульсации, постоянная времени разряда = СRH должна быть возможно больше. Поэтому выпрямители с емкостным характером нагрузки применяются в маломощных выпрямительных устройствах, работающих с небольшими токами нагрузки и большими RH.

Обратное напряжение на вентиле uОБР (рисунок 7.1,б, ни­жний график) приложено к электродам закрытого диода в интервалах времени t0 – t1, t2 – t3 и складывается из напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора u2 и напряжения на зажимах конденсатора uC, его максимальное значение определяется выражением UОБР = U2m+UC MAX. Если емкость конденсатора достаточно велика, что соответствует большому значению =CRH и минимальным пульсациям, то напряжение на зажимах конденсатора меняется незначительно и близко к амплитудному значению U2m, т.е. UC MAX U2m. Тогда

UОБР. И. П.=2U2m

Таким образом, обратное напряжение в данной схеме примерно в 2 раза больше, чем в однополупериодной схеме, работающей на активную нагрузку.

Двухполупериодная схема. Работа двухполупериодной схемы выпрямления (рисунок 7.2) сводится к поочередному заряду конденсатора токами, протекающими через диоды VD1 и VD2, и разряду его на нагрузку RH. При одинаковых значениях сопротивления нагрузки RH и емкости конден­сатора С выпрямленное напряжение двухполупериодного выпрямителя u0 имеет меньшие пульсации, чем при однополупериодном выпрямлении. Обратное напряжение на диоде, как и при работе этого выпрямителя на активную нагрузку, определяется напряжением всей вторичной об­мотки трансформатора:

UОБР. И. П.=U’2m+U”2m=2U2m

Рисунок 7.2 – Двухполупериодная схема выпрямления с емкостной нагруз­кой (а), диаграммы напряжений и токов в схеме (б)

К недостаткам выпрямителей, работающих на нагрузку с емкостной реакцией, относятся:

большая амплитуда тока диода IПР.И.П;

увеличение габаритной мощности трансформатора;

3) значительное обратное напряжение на диоде UОБР. И. П.;

4) резко выраженная зависимость значения выпрямлен­ного напряжения от тока нагрузки (это зависимость может быть ослаблена увеличением емкости конденсатора).

14. Что такое угол управления и как его определить

Угол управления вентилями а и угол коммутации обусловливают сдвиг тока первой гармоники по отношению к питающему напряжению.  [1]

Угол управления а считать равнум нулю при Aj 2 0, когда напряжение Utt имеет наибольшее значение.  [2]

Угол управления а зависит от того, какой исходный режим принят за расчетный при форсировании возбуждения. Согласно § 2 работы [1], потолочное напряжение должно достигаться при снижении напряжения на входе АРВ на 5 % при кратности форсирования до 3 отн.  [3]

Определить угол управления если СЛ110 В, Rdl285 Ом, Pd12 85 кВт Определить средние и действующие значения токов тиристоров и диодов, а также среднее к действующее значения тока вентильной обмотки трансформатора.  [4]

Определить угол управления, если к аноду тиратрона подводится синусоидальное напряжение с амплитудным значением 100 В и частотой 50 Гц.  [5]

Отсчитывается угол управления в этом случае в прямом направлении, согласном со временем.  [6]

7 Напряжения и токи обмоток ротора и статора турбогенератора 220 МВт в процессе форсирования возбуждения при работе машины в сети.  [7]

Это существенно ограничивает угол управления в инверторном режиме и снижает его эффективность.  [8]

В инверторном режиме угол управления тиристорного преобразователя ( ТП) обычно называют углом опережения управления, отсчитывают его от момента естественного закрывания вентиля ( о.  [9]

10 Управляемый преобразователь со схемой 1Ф1Н2П ( задача 2 14.  [10]

Решение В ннверторном режиме угол управления а90, а проводимость непрерывная благодаря большой индуктивности сглаживающего реактора.  [11]

При увеличении этого сигнала угол управления тиристорами а уменьшается, подаваемое на двигатель напряжение увеличивается, и наоборот. Важно отметить, что при снижении скорости двигателя в цепи ротора увеличиваются потери мощности ( потери скольжения), которые вызывают дополнительный нагрев двигателя, снижая экономичность работы электропривода. Для облегчения теплового режима двигателя при его работе на пониженных скоростях в цепь ротора двигателя включен Добавочный резистор Д 2, наличие которого позволяет также расширить диапазон регулирования скорости.  [12]

Система управления регулятора-стабилизатора напряжения ( компенсатора реактивной мощности.  [13]

Для этого необходимо регулировать угол управления ар тиристорами компенсатора.  [14]

Будем считать далее, что угол управления изменяется в пределах 180, что означает равенство углов управления а и насыщения фу.  [15]

29. Какие способы управления тиристорами вы знаете.

В настоящее время тиристоры находят широкое применение в различных устройствах автоматического контроля, сигнализации и управления. Тиристор представляет собой управляемый полупроводниковый диод, которому свойственны два устойчивых состояния: открытое, когда прямое сопротивление тиристора весьма мало и ток в его цепи зависит в основном от напряжения источника питания и сопротивления нагрузки, и закрытое, когда его прямое сопротивление велико и ток составляет единицы миллиампер.

Если увеличивать прямое напряжение на закрытом тиристоре при токе управляющего электрода, равном нулю, то при достижении величины Uвкл тиристор откроется. Такое переключение тиростора называют переключением по аноду. Работа тиристора при этом аналогична работе неуправляемого полупроводникового четырехслойного диода — динистора.

Наличие управляющего электрода позволяет открывать тиристор при анодном напряжении, меньшем Uвкл. Для этого необходимо по цепи управляющий электрод — катод пропустить ток управления Iу. Минимальный ток управления, необходимый для открывания тиристора, называется током спрямления Iспр. Ток спрямления сильно зависит от температуры. В справочниках он указывается при определенном анодном напряжении. Если за время действия тока управления анодный ток превысит значение тока выключения Iвыкл, то тиристор останется открытым и по окончании действия тока управления; если же этого не произойдет, то тиристор снова закроется.

При отрицательном напряжении на аноде тиристора подача напряжения на его управляющий электрод не допускается. Недопустимо также на управляющем электроде отрицательное (относительно катода) напряжение, при котором обратный ток управляющего электрода превышает несколько миллиампер.

Открытый тиристор можно перевести в закрытое состояние, только снизив его анодный ток до величины, меньшей Iвыкл. В устройствах постоянного тока для этой цели используются специальные гасящие цепочки, а в цепи переменного тока тиристор закрывается самостоятельно в момент перехода величины анодного тока через нуль.

Это является причиной наиболее широкого применения тиристоров в цепях переменного тока. Все рассматриваемые ниже схемы имеют отношение только к тиристорам, включенным в цепь переменного тока.

Для обеспечения надежной работы тиристора источник управляющего напряжения должен удовлетворять определенным требованиям. На рис. 2 показана эквивалентная схема источника управляющего напряжения, а на рис. 3 — график, с помощью которого можно определить требования к его нагрузочной прямой.

эквивалентная схема источника управляющего напряжения тиристора. график, с помощью которого можно определить требования к его нагрузочной прямой.

На графике линии А и Б ограничивают зону разброса входных вольтамперных характеристик тиристора, представляющих собой зависимости напряжения на управляющем электроде Uу от тока этого электрода Iу при разомкнутой анодной цепи. Прямая В определяет минимальное напряжение Uу, при котором открывается любой тиристор данного типа при минимальной температуре. Прямая Г определяет минимальный ток Iу, достаточный для открывания любого тиристора данного типа при минимальной температуре. Каждый конкретный тиристор открывается в определенной точке своей входной характеристики. Заштрихованная зона является геометрическим местом таких точек для всех тиристоров данного типа, удовлетворяющих техническим условиям. Прямые Д и Е определяют максимально допустимые значения напряжения Uу и тока Iу соответственно, а кривая К — максимально допустимое значение мощности, рассеиваемой на управляющем электроде. Нагрузочная прямая Л источника управляющего сигнала проведена через точки, определяющие напряжение холостого хода источника Еу.хх и его ток короткого замыкания Iу.кз= Eу.хх/Rвнутр, где Rвнутр— внутреннее сопротивление источника. Точка S пересечения нагрузочной прямой Л с входной характеристикой (кривая М) выбранного тиристора должна находиться в области, лежащей между заштрихованной зоной и линиями А, Д, К, Е и Б.

Эта область носит название предпочтительной области открывания. Горизонтальная прямая Н определяет наибольшее напряжение на управляющем переходе, при котором не открывается ни один тиристор данного типа при максимально допустимой температуре. Таким образом, эта величина, составляющая десятые доли вольта, определяет максимально допустимую амплитуду напряжения помехи в цепи управления тиристором.

После открывания тиристора цепь управления не влияет на его состояние, поэтому управление тиристором может осуществляться импульсами небольшой длительности (десятки или сотни микросекунд), что позволяет упростить схемы управления и снизить мощность, рассеиваемую на управляющем электроде. Длительность импульса, однако, должна быть достаточной для нарастания анодного тока до величины, превышающей ток выключения Iвыкл при различном характере нагрузки и режиме работы тиристора.

Сравнительная простота устройств управления при работе тиристоров в цепях переменного тока обусловила широкое применение этих приборов в качестве регулирующих элементов в устройствах стабилизации и регулирования напряжения. Среднее значение напряжения на нагрузке при этом регулируют изменением момента подачи (то есть фазы) управляющего сигнала относительно начала полупериода питающего напряжения. Частота следования управляющих импульсов в таких схемах должна быть синхронизирована с частотой сети.

Существует несколько методов управления тиристорами, из которых следует отметить амплитудный, фазовый и фазо-импульсный.

Амплитудный метод управления заключается в том, что на управляющий электрод тиристора подают положительное напряжение, изменяющееся по величине. Тиристор открывается в тот момент, когда это напряжение становится достаточным для протекания через управляющий переход тока спрямления. Изменяя напряжение на управляющем электроде, можно изменять момент открывания тиристора. Простейшая схема регулятора напряжения, построенная по этому принципу, приведена на рис. 4.

Простейшая схема регулятора напряжения на тиристоре.

В качестве управляющего напряжения здесь используется часть анодного напряжения тиристора, то есть напряжения положительного полупериода сети. Резистором R2 изменяют момент открывания тиристора Д1 и, следовательно, среднее значение напряжения на нагрузке. При полностью введенном резисторе R2 напряжение на нагрузке минимально. Диод Д2 защищает управляющий переход тиристора от обратного напряжения. Следует обратить внимание на то, что цепь управления подключена не непосредственно к сети, а параллельно тиристору. Сделано это для того, чтобы открытый тиристор шунтировал цепь управления, не допуская бесполезного рассеивания мощности на ее элементах.

Основными недостатками рассматриваемого устройства являются сильная зависимость напряжения на нагрузке от температуры и необходимость индивидуального подбора резисторов для каждого экземпляра тиристора. Первое объясняется температурной зависимостью тока спрямления тиристоров, второе — большим разбросом их входных характеристик. Кроме того, устройство способно регулировать момент открывания тиристора только в течение первой половины положительного полупериода напряжения сети.

Управляющее устройство, схема которого приведена на рис. 5, позволяет расширить диапазон регулирования до 180°, а включение тиристора в диагональ выпрямительного моста — регулировать напряжение на нагрузке в течение обоих полупериодов напряжения сети.

Конденсатор С1 заряжается через резисторы R1 и R2 до напряжения, при котором через управляющий переход тиристора протекает ток, равный току спрямления. При этом тиристор открывается, пропуская ток через нагрузку. Благодаря наличию конденсатора напряжение на нагрузке меньше зависит от колебаний температуры, но тем не менее и этому устройству присущи те же недостатки.

При фазовом методе управления тиристорами с помощью фазовращательного моста изменяют фазу управляющего напряжения относительно напряжения на аноде тиристора. На рис. 6 приведена схема однополупериодного регулятора напряжения, в котором изменение напряжения на нагрузке осуществляется резистором R2, включенным в одно из плеч моста, с диагонали которого напряжение поступает на управляющий переход тиристора.

схема однополупериодного регулятора напряжения на тиристоре. Фазо-импульсный метод управления тиристором

Напряжение на каждой половине обмотки III управления должно быть приблизительно 10 в. Остальные параметры трансформатора определяются напряжением и мощностью нагрузки. Основным недостатком фазового метода управления является малая крутизна управляющего напряжения, из-за чего стабильность момента открывания тиристора получается невысокой.

Фазо-импульсный метод управления тиристорами отличается от предыдущего тем, что с целью повышения точности и стабильности момента открывания тиристора на его управляющий электрод подают импульс напряжения с крутым фронтом. Этот метод получил в настоящее время наибольшее распространение. Схемы, реализующие этот метод, отличаются большим разнообразием.

Как и любое другое устройство фазо-импульсного управления, оно состоит из фазосдвигающего устройства ФСУ и генератора импульсов ГИ. Фазосдвигающее устройство, в свою очередь, содержит входное устройство ВУ, воспринимающее напряжение управления Uу, генератор переменного (по величине) напряжения ГПН и сравнивающее устройство СУ. В качестве названных элементов могут быть использованы самые различные устройства.

Устройство состоит из генератора пилообразного напряжения с транзисторным коммутатором (Т1), триггера Шмитта (Т2, Т3) и выходного ключевого усилителя (Т4). Под действием напряжения, снимаемого с синхронизирующей обмотки III трансформатора Тр1, транзистор Т1 закрыт. При этом конденсатор С1 заряжается через резисторы R3 и R4. Напряжение на конденсаторе возрастает по экспоненциальной кривой, начальный участок которой с некоторым приближением можно считать прямолинейным.

При этом транзистор Т2 закрыт, а Т3 открыт. Ток эмиттера транзистора Т3 создает на резисторе R6 падение напряжения, которое определяет уровень срабатывания триггера Шмитта. Сумма напряжений на резисторе R6 и открытом транзисторе Т3 меньше, чем напряжение на стабилитроне Д10, поэтому транзистор Т4 закрыт. Когда напряжение на конденсаторе С1 достигает уровня срабатывания триггера Шмитта, транзистор Т2 открывается, а Т3 закрывается. Транзистор T4 при этом открывается и на резисторе R10 появляется импульс напряжения, открывающий тиристор Д5. В конце каждого полупериода напряжения сети транзистор T1 открывается током, протекающим через резистор R2. Конденсатор С1 при этом разряжается практически до нуля и устройство управления возвращается в исходное состояние. Тиристор закрывается в момент перехода амплитуды анодного тока через нуль. С началом следующего полупериода цикл работы устройства повторяется.

Изменяя сопротивление резистора R3, можно изменять ток заряда конденсатора С1, то есть скорость нарастания напряжения на нем, а значит, и момечт появления открывающего тиристор импульса. Заменив резистор R3 транзистором, можно автоматически регулировать напряжение на нагрузке. Таким образом, в этом устройстве использован первый из названных выше способов сдвига фазы управляющих импульсов.

В этом случае конденсатор С1 заряжается через постоянный резистор R4 и скорость нарастания пилообразного напряжения во всех случаях одинакова. Но при открывании транзистора T1 конденсатор разряжается не до нуля, как в предыдущем устройстве, а до напряжения управления Uу.

Следовательно, и заряд конденсатора в очередном цикле начнется с этого уровня. Изменяя напряжение Uу, регулируют момент открывания тиристора. Диод Д11 отключает источник напряжения управления от конденсатора во время его заряда.

Выходной каскад на транзисторе T4 обеспечивает необходимое усиление по току. Используя в качестве нагрузки импульсный трансформатор, можно одновременно управлять несколькими тиристорами.

В рассматриваемых устройствах управления к управляющему переходу тиристора напряжение приложено в течение отрезка времени от момента равенства постоянного и пилообразного напряжений до окончания полупериода напряжения сети, то есть до момента разряда конденсатора C1. Уменьшить длительность управляющего импульса можно включением дифференцирующей цепочки на входе усилителя тока, выполненного на транзисторе

Частота следования импульсов в пачке определяется параметрами генератора импульсов. Число-импульсный метод управления обеспечивает надежное открывание тиристора при любом характере нагрузки и позволяет уменьшить мощность, рассеиваемую на управляющем переходе тиристора. Кроме этого, если на выходе устройства включен импульсный трансформатор, возможно уменьшить его размеры и упростить конструкцию.

В качестве узла сравнения и генератора импульсов здесь применен балансный диодно-регенеративный компаратор, состоящий из схемы сравнения на диодах Д10, Д11 и собственно блокинг-генератора, собранного на транзисторе Т2. Диоды Д10, Д11 управляют работой цепи обратной связи блокинг-генератора.

Как и в предыдущих случаях, при закрытом транзисторе Т1 начинается заряд конденсатора С1 через резистор R3. Диод Д11 открыт напряжением Uу, а диод Д10 закрыт. Таким образом, цепь обмотки IIa положительной обратной связи блокинг-генератора разомкнута, а цепь обмотки IIб отрицательной обратной связи замкнута и транзистор Т2 закрыт. Когда напряжение на конденсаторе С1 достигнет напряжения Uу, диод Д11 закроется, а Д10 откроется. Цепь положительной обратной связи окажется замкнутой, и блокинг-генератор начнет вырабатывать импульсы, которые с обмотки I трансформатора Тр2 будут поступать на управляющий переход тиристора. Генерация импульсов будет продолжаться до конца полупериода напряжения сети, когда откроется транзистор T1 и конденсатор С1 разрядится. Диод Д10 при этом закроется, а Д11 откроется, блокинг-процесс прекратится, и устройство вернется в исходное состояние. Изменяя напряжение управления Uу, можно изменять момент начала генерации относительно начала полупериода и, следовательно, момент открывания тиристора. Таким образом, в данном случае используется третий способ сдвига фазы управляющих импульсов.

Применение балансной схемы узла сравнения обеспечивает температурную стабильность его работы. Кремниевые диоды Д10 и Д11 с малым обратным током позволяют получить высокое входное сопротивление сравнивающего узла (около 1 Мом). Поэтому он не оказывает практически никакого влияния на процесс заряда конденсатора С1. Чувствительность узла весьма высока и составляет несколько милливольт. Резисторы R6, R8, R9 и конденсатор С3 определяют температурную стабильность рабочей точки транзистора Т2. Резистор R7 служит для ограничения коллекторного тока этого транзистора и улучшения формы импульса блокинг-генератора. Диод Д13 ограничивает выброс напряжения на коллекторной обмотке III трансформатора Тр2, возникающий при закрывании транзистора. Импульсный трансформатор Тр2 можно выполнить на ферритовом кольце 1000НН типоразмера К15Х6Х4,5. Обмотки I и III содержат по 75, а обмотки II а и II б — по 50 витков провода ПЭВ-2 0,1.

Недостатком этого устройства управления является сравнительно низкая частота следования импульсов (примерно 2 кгц при длительности импульса 15 мксек). Увеличить частоту можно, например, уменьшив сопротивление резистора R4, через который разряжается конденсатор С2, но при этом несколько ухудшается температурная стабильность чувствительности сравнивающего узла.

Число-импульсный метод управления тиристорами можно использовать и в рассмотренных выше устройствах, поскольку при определенном выборе номиналов элементов триггер Шмитта при напряжении на конденсаторе С1, превышающем уровень срабатывания триггера, генерирует не одиночный импульс, а последовательность импульсов. Их длительность и частота следования определяются параметрами и режимом триггера. Такое устройство получило название «мультивибратор с разрядным триггером».

В заключение следует отметить, что значительное схемное упрощение устройств управления тиристорами при сохранении высоких качественных показателей может быть достигнуто с помощью однопереходных транзисторов.

Поделитесь с Вашими друзьями:

тиристоров в цепях переменного тока

• Изучив этот раздел, вы сможете:
• Описать методы управления мощностью переменного тока с помощью тиристоров
• • Полуволновое и полноволновое управление
• • Базовое резистивное управление.
• • Фазовое регулирование.
• • Контроль уровня.
• • Импульсный запуск.
• • Синхронное переключение или переключение через ноль.
• Общие сведения о работе схемы для различных методов срабатывания тринистора.
• Описать методы безопасной изоляции устройств среднего и высокого напряжения.

Базовое резистивное управление

Тиристоры обычно используются в схемах управления мощностью переменного тока, таких как диммеры освещения, регуляторы скорости двигателя переменного тока, нагреватели и т. Д., Где сетевое (линейное) напряжение используется для нагрузок в много ватт или часто киловатт.Целью управления переменным током является запуск SCR на части в течение каждого цикла переменного тока, чтобы ток нагрузки через SCR отключался на часть цикла переменного тока, таким образом ограничивая средний ток, протекающий через SCR, и, следовательно, среднюю передаваемую мощность. к нагрузке.

Рис. 6.2.1 Базовая схема резистивного управления

Самый простой способ достижения этого проиллюстрирован на рис. 6.2.1, где тиристор включается путем подачи синусоидальной волны низкого напряжения (полученной от входа переменного тока простой цепью резисторов, содержащей переменный потенциометр) на вывод затвора. SCR.Обратите внимание, что поскольку волна на входе затвора получается из переменного тока, протекающего через тиристор, она будет состоять только из выпрямленных полуволновых импульсов. Эффект этой входной волны заключается в том, что SCR будет включаться только тогда, когда форма волны затвора достигает потенциала срабатывания SCR, что происходит на полпути в течение каждого положительного полупериода волны переменного тока. После включения тиристора он продолжает проводить до тех пор, пока волна переменного тока не упадет до чуть выше нуля вольт, когда ток, протекающий между анодом и катодом, упадет до значения, меньшего, чем пороговое значение “ тока удержания ” (показано в тиристорном модуле 6.0 рис. 6.0.3). Затем тиристор остается в непроводящем состоянии в течение отрицательного полупериода волны переменного тока, поскольку теперь он смещен в обратном направлении (в режиме обратной блокировки) в течение оставшейся части цикла переменного тока. Когда начинается следующий положительный полупериод, тиристор остается в непроводящем состоянии до тех пор, пока сигнал запуска на выводе затвора снова не достигнет своего пускового потенциала.

Рис. 6.2.2 Активное срабатывание SCR

Время или фазовый угол, при котором будет срабатывать SCR, можно изменять, изменяя амплитуду сигнала затвора.Как видно из анимации на рис. 6.2.2. чем меньше амплитуда стробирующего сигнала, тем позже включается тиристор. Таким образом, изменение амплитуды сигнала триггера контролирует время включения SCR. Однако обратите внимание, что, поскольку тиристор в основном представляет собой выпрямительный диод, он проводит только половину цикла переменного тока, поэтому один тиристор может выдавать только 50% доступной мощности переменного тока. Кроме того, при использовании этой очень простой формы управления током, протекающим через тиристор, можно управлять только в течение половины положительного полупериода, то есть четверти полного цикла переменного тока.Можно видеть, что как только время включения достигает пика амплитуды волны переменного тока, его нельзя регулировать дальше, так как пиковая амплитуда сигнала запуска больше не будет достигать потенциала срабатывания затвора SCR и поэтому не будет запускать SCR после эта точка.

Рис. 6.2.3 Управление переменным током с помощью резисторов

Рис. 6.2.3 Видео недоступно в формате для печати

Из анимации и видео на рис. 6.2.3 также видно, что при использовании простого резистивного метода управление не очень линейное; первоначально ток через SCR изменяется только на относительно небольшую величину, но есть более быстрое изменение непосредственно перед прекращением проводимости.Внимательно посмотрите на вставку с изображением лампы на видео; он начинает заметно тускнеть только тогда, когда время переключения приближается к пиковому значению волны переменного тока.

Рис. 6.2.4 Методы управления полноволновым тиристором

Полноволновое управление SCR

Базовая операция SCR, описанная выше, может быть значительно улучшена с помощью некоторых простых модификаций. Возможно, самым большим недостатком простого резистивного управления является то, что диапазон регулировки может охватывать только 25% всей волны переменного тока.Это происходит из-за того, что диод SCR проводит только во время положительной половины волны переменного тока. Чтобы обеспечить проводимость во время отрицательной идущей половины волны переменного тока, переменный ток можно выпрямить с помощью двухполупериодного выпрямителя, как показано на рис. 6.2.4 (a). Поскольку обе половины волны переменного тока теперь будут положительными, диапазон регулировки теперь увеличен почти до 50%. Альтернативой является использование второго SCR, соединенного встречно-параллельно, как показано на рис. 6.2.4 (b), чтобы один SCR работал во время положительных полупериодов, а другой SCR – во время отрицательных полупериодов.Однако такое параллельное расположение тиристоров также можно получить, просто используя один симистор вместо двух тиристоров.

Рис. 6.2.5 Демонстрационная схема управления фазой SCR

Контроль фазы SCR

Для достижения практически 100% -ного контроля волны переменного тока при регулировке фазы просто заменяется один из резисторов в резистивной цепи управления на конденсатор. Теперь это преобразует цепь резисторов в переменный фильтр нижних частот, который будет сдвигать фазу волны переменного тока, подаваемой на затвор.Подробности о том, как работает фильтр нижних частот, можно найти здесь, но в основном значения C и R выбраны таким образом, чтобы регулировка R1 обеспечивала сдвиг фазы от 0 ° до почти 90 °. Чтобы быть эффективным, изменение R1 должно привести к существенному изменению поведения устройства нагрузки (в данном случае лампы на 12 В, 100 мА). Однако, помимо сдвига фазы сигнала затвора, RC-фильтр также будет изменять амплитуду формы сигнала затвора, поэтому амплитуда сигнала затвора также должна поддерживаться выше пускового потенциала выбранного типа SCR для переключения иметь место.Из этих условий видно, что расчет подходящих значений для R и C для обеспечения надлежащего управления зависит как от фазы, так и от амплитуды, поэтому может быть довольно сложным. Поэтому, скорее всего, также потребуются некоторые практические эксперименты со значениями R и C.

Рис. 6.2.6 Управление фазой SCR

Рис. 6.2.6 Видео недоступно в формате для печати

Видео на рис. 6.2.6 показывает рабочую схему с использованием значений компонентов, показанных на рис.6.2.5. Наблюдая за яркостью лампы вместе с изменяющейся формой сигнала, показанной на вставленном изображении, можно увидеть, что использование фазового управления действительно дает значительно лучший контроль почти на всех 180 ° каждого полупериода по сравнению с простым резистивным управлением.

Контроль уровня SCR

Рис. 6.2.7 Контроль уровня SCR

Другой способ включения SCR в соответствующей части цикла переменного тока – подать напряжение постоянного тока на затвор в течение времени, которое требуется для проведения SCR.Следовательно, постоянный ток, приложенный к затвору, будет импульсом переменной ширины, имеющим уровень напряжения, достаточный для того, чтобы заставить тиристор проводить. Эти импульсы должны быть синхронизированы с выпрямленной волной переменного тока, чтобы они всегда начинались и заканчивались в правильное время относительно формы волны переменного тока.

Анимация на рис. 6.2.7 иллюстрирует основной метод запуска SCR с использованием управления уровнем. SCR запускается (включается) на период в течение каждого полупериода выпрямленного переменного тока напряжением V _g , приложенным к затвору SCR.SCR отключается в конце каждого полупериода, когда напряжение на SCR падает почти до нуля, что также совпадает с окончанием триггерного импульса V _g . Импульсы постоянного тока могут быть сгенерированы в цифровом виде, с использованием выхода компьютера или дискретной компонентной схемы, такой как показанная ниже на рис. 6.2.8, в которой используется моностабильный таймер 555. Эта схема предлагает простой и недорогой метод демонстрации работы тиристора с использованием только низких напряжений. Используются два блока питания, заштрихованная область на рис.6.2.8 – это демонстрационный источник питания переменного тока, описанный в модуле SCR 6.0, который изолирует демонстрационную схему от сети (линии). На контрольную секцию цепи должно подаваться постоянное напряжение от 5 В до 12 В. Это может быть либо отдельный источник питания постоянного тока (например, «настенная бородавка»), либо специальный регулируемый источник питания IC, либо батарея. Секция управления схемы (черная) также изолирована от секции переменного тока (красная) двумя оптопарами, IC1 и IC3. Поскольку эта схема уже изолирована от сетевого напряжения с помощью T1, казалось бы, нет необходимости использовать второй метод изоляции в IC1, однако основная функция IC1 в данном случае не изоляция, а действие как детектор перехода через ноль.

Рис. 6.2.8 Цепь запуска уровня SCR

Рис. 6.2.9 Формы сигналов запуска уровня SCR

Демонстрационная схема запуска уровня

Схема на рис. 6.2.8 включает тиристор в момент времени, выбранный настройкой VR1, в течение каждого положительного полупериода переменного тока от низковольтного источника питания (форма сигнала A). SCR снова отключается, когда выпрямленное переменное напряжение падает почти до нуля в конце каждого полупериода. Схема управления основана на микросхеме таймера 555, работающей в моностабильном режиме, и двух оптопарах 4N25.

Помимо изоляции цепи 555 от входящего переменного тока, IC1 (4N25) выдает синхронизирующий импульс (форма сигнала B на рис. 6.2.9). Это достигается за счет смещения IC1 в режиме общего коллектора, так что его выходной транзистор проводит большую часть входного двухполупериодного переменного тока, создавая высокое (5 В) напряжение на выводе 4, но отключается, когда волна переменного тока приближается к 0 В, создавая выход 0 В. на выводе 4 микросхемы IC1. Эти импульсы используются для запуска моностабильного модуля 555 (IC2) в начале каждого полупериода.

Каждый раз, когда срабатывает IC2, его выход на выводе 3 становится высоким в течение времени, установленного постоянной времени, создаваемой переменным резистором VR1 и конденсатором синхронизации C1.Обратите внимание, что VR1 также подключен параллельно резистору R4 на 27 кОм. Целью этого является достижение более точной постоянной времени, чем это возможно при использовании только предпочтительных значений VR1 и C1. Также можно было бы установить предварительно установленный резистор вместо R4, чтобы получить точную длительность пускового импульса высокого уровня, генерируемого IC2.

Рис. 6.2.10 Срабатывание по уровню SCR

Рис. 6.2.10 Видео недоступно в формате для печати

Обратите внимание, что запускающий импульс, создаваемый IC2 (форма сигнала C на рис.6.2.9) переходит в высокий уровень сразу после получения синхронизирующего импульса, который включает SCR в начале полупериода. Кроме того, когда импульс запуска возвращается на низкий уровень, это не отключит SCR, он будет продолжать работать до конца полупериода; это не то, что нужно. Однако форма сигнала C инвертируется под действием оптрона IC3, поскольку его выходной транзистор подключен в режиме общего эмиттера. Следовательно, SCR срабатывает в течение последнего периода полупериода выпрямленного переменного тока (форма сигнала D на рис.6.2.9). Обратите внимание, что форма волны D не похожа на обратную форму волны C, потому что, как только SCR запускается, вход затвора (вместе с анодом и катодом) следует форме выпрямленной волны переменного тока с момента запуска до момента, когда он достигает 0 В.

Обратите внимание, что схема запуска уровня, описанная здесь и показанная в работе на видео на рис. 6.2.10, не предназначена конкретно для представления практической схемы для управления высоким напряжением, а как демонстрационный образец, позволяющий изучить управление SCR. .Таким образом, этот модуль дает возможность более глубоко изучить режимы запуска SCR, используя низковольтный источник питания переменного тока, описанный в модуле SCR 6.0, и создавая схемы запуска на макетной плате. На практике, однако, есть некоторые недостатки срабатывания по уровню, которые можно преодолеть с помощью импульсного запуска.

Импульсный запуск SCR

Использование запуска по уровню, как описано выше, имеет недостаток, заключающийся в создании тока затвора в течение всего периода включения SCR.Это создает ненужный ток затвора и в приложениях с высокой мощностью может увеличить тепло, выделяемое на переходе 2 SCR, что, в свою очередь, может снизить долговременную надежность.

Модификация схемы, показанной на рис. 6.2.8, проиллюстрирована на рис. 6.2.11. Эта схема генерирует одиночный узкий импульс (длительностью около 4 мкс) для запуска SCR при выбранном угле включения, затем SCR продолжает проводить до тех пор, пока прямой ток не упадет до значения, меньшего, чем значение удерживающего тока около 0 В, что значительно снижает среднее значение затвора. Текущий.

Рис. 6.2.11 Цепь запуска импульса SCR

Как работает схема запуска импульса

Часть рис. 6.2.11, показанная бледно-серым цветом, работает так же, как уже было описано для рис. 6.2.8; Выход IC2 (моностабильный) состоит из положительных импульсов переменной ширины (форма сигнала A, показанная на рис. 6.2.12), где задний фронт каждого импульса определяет угол включения SCR. (Обратите внимание, что в схеме запуска уровня этот сигнал инвертируется перед подачей на затвор, так что задний фронт становится нарастающим фронтом для запуска SCR).На рис. 6.2.11 перед тем, как выходной сигнал IC2 будет инвертирован, он дифференцируется C3 и R5 для создания серии узких 4 мкс положительных и отрицательных импульсов, соответствующих нарастающим и спадающим фронтам сигнала A. Эти узкие импульсы подаются на общий коллектор (эмиттерный повторитель) задающего транзистора Tr1 через R6. Диод D2 на эмиттере Tr1 удаляет положительные импульсы (за исключением небольшого остатка из-за потенциала прямого перехода диода).

Рис. 6.2.12 Формы сигналов запуска импульса SCR

Отрицательные импульсы (форма волны B) на эмиттере Tr1 инвертируются импульсным трансформатором 1: 1 T2 путем соединения вторичной обмотки T2 в противофазе с первичной обмоткой T2 (обратите внимание на точки индикатора фазы рядом с первичной и вторичной обмотками), таким образом создавая положительные триггерные импульсы для SCR.Т2 также действует как изолятор между цепью управления постоянного тока низкого напряжения и тиристором переменного тока высокого напряжения. На рис. 6.2.12 форма волны C показывает форму волны катода SCR, причем быстрый нарастающий фронт соответствует времени запуска импульса, подаваемого на затвор через токоограничивающий резистор R8; это снижает ток, подаваемый каждым импульсом запуска, примерно до 100 мкА.

Цепи запуска по уровню и импульсного запуска обеспечивают надежный запуск и настройку почти на всех 360 ° волны переменного тока 50 Гц.Для работы на частоте 60 Гц может потребоваться некоторая корректировка постоянной времени моностабильности. Уровень напряжения питания постоянного тока не критичен, от 5 до 12 В.

Рис. 6.2.13 Кривые пересечения нуля SCR

Синхронное переключение (переход через нуль)

Однако проблема существует со всеми описанными выше методами управления. Форма выходного сигнала переменного тока, когда SCR включается в течение каждого положительного полупериода волны переменного тока, имеет очень быстрое время нарастания, поскольку ток через SCR внезапно переключается с нуля на мгновенное значение волны переменного тока.При использовании источника переменного тока 230 В это резкое изменение может составлять около 325 В (пиковое значение волны переменного тока). Форма волны также может быть острым треугольным всплеском, если SCR включается после достижения пикового значения волны. В любом случае форма волны переменного напряжения, создаваемая действием SCR, будет богата гармониками, которые могут вызвать серьезный уровень электромагнитных помех (ЭМИ), вызывая проблемы не только для других подключенных схем; Помехи могут также передаваться на другие расположенные поблизости электронные устройства в виде радиочастотных помех (r.е.и.), поскольку создаваемые гармоники могут распространяться в радиодиапазоны. Чтобы избежать этих проблем, можно использовать альтернативные методы контроля. Один из таких методов, называемый «синхронное переключение или переключение с переходом через нуль», заключается в том, чтобы разрешить тиристорам переключаться только тогда, когда форма сигнала сети равна нулю или очень близка к нему. Затем тиристор включается на определенное количество циклов, а затем снова выключается (когда напряжение переменного тока проходит через 0 В) еще на количество циклов. Затем можно изменить соотношение циклов включения и выключения, чтобы обеспечить изменение средней мощности, подаваемой на нагрузку.Рис. 6.2.13 иллюстрирует теоретический метод достижения нулевого переключения кроссовера. Практическая демонстрационная схема показана на рис. 6.2.14, а фактические формы сигналов, полученные из схемы, показаны на рис. 6.2.15.

Сигнал

A на рис. 6.2.15 показывает форму сигнала 18Vpp, 100 Гц, приложенную к цепи перехода через нуль от двухполупериодного выпрямленного источника питания переменного тока и мостового выпрямителя (заштриховано серым на рис. 6.2.14).

Форма сигнала B представляет собой серию импульсов 5 В, полученных от оптопары IC1.Поскольку транзистор оптопары включен в течение большей части положительного полупериода входа переменного тока, это делает эмиттер высоким, за исключением узкого импульса, поскольку эмиттер падает с 5 В до 0 В каждый раз, когда вход переменного тока падает до 0 В. Таким образом, эти импульсы синхронизируются с точкой нулевого напряжения формы сигнала A.

Однако, поскольку для запуска SCR необходимы положительные импульсы запуска, импульсы в точке B инвертируются с помощью Tr1 для создания сигнала C.

Форма сигнала D является выходным сигналом автономного нестабильного генератора 555 IC2, который генерирует прямоугольные импульсы с частотой повторения импульсов около 7 Гц и переменной скважностью, регулируемой VR1.Эта форма сигнала используется для управления соотношением времени включения и выключения SCR. Поскольку SCR будет высоким (включенным) в течение нескольких полупериодов 100 Гц, затем низким (выключенным) в течение нескольких полупериодов. Отношение метки к пространству прямоугольной волны, создаваемой IC2, регулируется VR1, чтобы обеспечить время включения примерно от 20% до 90% от периодического времени нестабильного выхода. Более подробно работа IC2 описана в Модуле 4.4 генераторов.

Выходы Tr1 (форма сигнала C) и IC2 (форма сигнала D) подаются на два входа логического элемента И (IC3).Выход IC3 переходит в логическую 1 только тогда, когда оба входа находятся на логической 1. Это создает серию узких положительных импульсов запуска (форма сигнала E) для запуска SCR только в начале этих полупериодов, когда форма сигнала D имеет высокий уровень. Создаваемые импульсы запуска подаются на Т2, изолирующий импульсный трансформатор 1: 1, через транзистор Tr2 драйвера эмиттерного повторителя. Вторичная обмотка Т2 подает триггерные импульсы на затвор тринистора через резистор ограничителя тока R11 и диод D3. Форма волны затвора (форма волны F) практически идентична форме волны выходного сигнала на катоде SCR, поскольку между затвором и катодом SCR существует лишь небольшая разница в напряжении.

Рис. 6.2.14 Цепь управления переходом через ноль SCR

* Примечание по безопасности: Как правило, резисторы 0,25 Вт подходят для этой конструкции, но если цепь работает в течение длительного времени без источника переменного тока, но при этом источник постоянного тока все еще включен, существует вероятность того, что R11 (47R 0,25 Вт) может перегреться. , поскольку в этих условиях он будет пропускать повышенный ток из-за сигнала E, являющегося версией нестабильного выхода с более высоким током (форма сигнала D). Чтобы избежать перегрева, R5 можно заменить версией с более высокой мощностью или, желательно, всегда отключать источники переменного и постоянного тока, когда цепь не работает!

Рис.6.2.15 Формы сигналов Рис. 6.2.14 Схема

Рис. 6.2.16 SCR Zero Crossing

Схема макетной платы

Работа цепи с нулевым переходом SCR

В этой демонстрационной схеме снова используется двухполупериодный выпрямленный источник переменного тока низкого напряжения (12 В, _RMS, ), описанный ранее и выделенный серым цветом на рис. 6.2.14.

Рис. 6.2.14. использует два разных метода изоляции и демонстрирует, как метод контроля перехода через нуль может быть реализован с использованием стандартных компонентов.Он не предназначен для представления какого-либо конкретного коммерчески доступного решения и не предназначен для представления наилучшего доступного метода. Целью схем управления затвором SCR, обсуждаемых в этом модуле, является предоставление полезных демонстраций широко используемых методов управления и среды низкого напряжения для соответствующих экспериментов. Их можно недорого построить на стандартном макете или на плате, как показано на рис. 6.2.16, в качестве полезных демонстраций или в качестве студенческих проектов. В этих проектах используются низкие напряжения, чтобы поддерживать более безопасную среду, но узнайте больше об электронике.org не заявляет и не предполагает, что какая-либо электронная схема является полностью безопасной, выбор построения и / или использования схем и методов, описанных на этом сайте, осуществляется исключительно на ваш страх и риск.

Видео на рис. 6.2.17 показывает эффект управления переходом через нуль при использовании для уменьшения яркости лампы. Обратите внимание на выраженное мерцание, возникающее при включении и выключении SCR на низких частотах, показывая, что это решение, устраняя одну проблему управления SCR (помехи), создает другую – низкую скорость переключения и связанное с этим мерцание.Однако, хотя это может быть проблемой для приложений освещения, это не проблема для приложений с медленно меняющимися значениями, такими как управление нагревом. Таким образом, переход через нуль может быть эффективным для контроля температуры за счет изменения средней мощности, подаваемой на нагревательный элемент. Кроме того, из-за отсутствия быстро изменяющихся скачков напряжения при управлении переходом через ноль он больше подходит для использования с индуктивными нагрузками, чем схемы управления, которые переключаются во время цикла переменного тока.

Рис.6.2.17 SCR Zero Crossing Control

Рис. 6.2.17 Видео недоступно

в формате для печати

[Решено] Управление тиристором, используемое для приложений переменного тока, использует следующий код

В основном существует пять различных методов включения тиристора:

Запуск ворот :

• Запуск затвора – это метод, при котором положительный ток затвора пропускается в SCR с прямым смещением, чтобы включить его.
Запуск
• Gate – это, по сути, самый надежный, простой и эффективный способ включения SCR.
• В этом методе положительное напряжение затвора между выводами затвора и катода применяется в смещенном в прямом направлении SCR, который устанавливает ток затвора от вывода затвора к катоду.

Для запуска затвора сигнал подается между затвором и катодом устройства. Для этого можно использовать три типа сигналов. Они либо постоянный ток. сигналы, импульсные сигналы или переменный ток. сигналы.

Запуск по постоянному току: В этом типе запуска d.c. Напряжение надлежащей величины и полярности прикладывается между затвором и катодом устройства таким образом, что затвор становится положительным по отношению к катоду. Когда приложенного напряжения достаточно для создания необходимого тока затвора, устройство начинает проводить.

Запуск затвора переменного тока: Источник переменного тока наиболее часто используется для сигнала затвора во всех приложениях управления тиристорами, принятыми для переменного тока. Приложения . Эта схема обеспечивает надлежащую изоляцию между цепями питания и управления.Регулировка угла открытия осуществляется очень удобно, изменяя фазовый угол управляющего сигнала.

Запуск импульсного строба: Это самый популярный метод запуска устройства. В этом методе привод затвора состоит из одиночного периодически появляющегося импульса или последовательности высокочастотных импульсов. Это известно как стробирование несущей частоты. Для изоляции используется импульсный трансформатор.

Запуск по прямому напряжению :

• Запуск по прямому напряжению происходит, когда прямое напряжение анод-катод увеличивается при разомкнутой цепи затвора.
• Это известно как сход лавины, во время которого выходит из строя середина соединения.
• При достаточном напряжении тиристор переходит во включенное состояние с низким падением напряжения и большим прямым током.

dv / dt Срабатывание :

• Запуск dv / dt – это метод, при котором тиристор включается путем изменения напряжения прямого смещения во времени.
• дв / дт само по себе означает скорость изменения напряжения w.время r.t.
• Напряжение может быть низким, но скорость его нарастания должна быть достаточно высокой для включения тиристора.

Срабатывание по температуре (термическое) :

• В режиме прямой блокировки тиристора или тиристора будет протекать обратный ток насыщения через средний переход перехода. Этот ток увеличит температуру перехода, что, в свою очередь, приведет к дальнейшему увеличению обратного тока утечки.
• Этот увеличенный ток утечки снова увеличит температуру перехода и, следовательно, еще больше увеличит обратный ток утечки.
• Этот процесс является кумулятивным и в конечном итоге приведет к исчезновению области истощения среднего перехода смещенного перевернутого перехода при некоторой температуре. При этой температуре SCR включается.

Световое срабатывание (излучение) :

• При запуске светом излучается импульс света подходящей длины волны, направляемый оптическими волокнами, чтобы включить SCR

Прямые и обратные характеристики SCR показаны на рисунке:

Управление промышленным двигателем

: SCR

---

ЦЕЛЕЙ:

• Обсудите работу SCR в цепи постоянного тока.
• Обсудите работу SCR в цепи переменного тока.
• Нарисуйте схематический символ SCR.
• Обсудите фазовый сдвиг.
• Проверить SCR омметром.
• Подключите тиристор в цепь.

РИС. 1 Узел PNPN.

РИС. 2 Схематический символ кремниевого выпрямителя.

Кремниевый выпрямитель (SCR) часто называют PNPN. переход, потому что он сделан путем соединения четырех слоев полупроводникового материала (ИНЖИР.1). Схематический символ SCR показан на фиг. 2. Обратите внимание, что символ SCR такой же, как и символ диода. за исключением того, что был добавлен поводок для ворот. Показаны стили корпуса для SCR. на фиг. 3.

SCR – член семейства устройств, известных как тиристоры. Тиристоры являются цифровыми устройствами в том смысле, что они имеют только два состояния: включено и выключено. В SCR используется, когда электронному устройству необходимо управлять большое количество мощности.Например, предположим, что SCR был подключен. в схеме, показанной на фиг. 4.

Когда SCR выключен, он упадет на полное напряжение цепи, и 200 вольт появятся на оде и катоде. Хотя SCR имеет падение напряжения 200 вольт, тока в цепи нет. В этом состоянии тиристор не должен рассеивать мощность (200 В _ 0 А _ 0 Вт). Когда кнопка нажата, SCR включается, производя падение напряжения на аноде и катоде около 1 В.Нагрузочный резистор ограничивает ток в цепи до 2 ампер:

200 В _ 2 А 100

Так как SCR теперь имеет падение напряжения 1 вольт и 2 ампера тока протекая через него, он должен рассеивать 2 Вт тепла (1 В _ 2 А _ 2 Вт). Обратите внимание, что хотя SCR рассеивает только 2 Вт мощности, он контроль мощности 400 Вт.

SCR в цепи постоянного тока Когда SCR подключен в цепи постоянного тока, как показано на фиг. 4, затвор включит SCR, но не включит SCR выключен.Чтобы включить анодно-катодную часть тринистора, затвор должен быть подключенным к той же полярности, что и анод. Как только ворота повернулись SCR включен, SCR будет оставаться включенным до тех пор, пока ток, протекающий через анодно-катодная секция опускается до достаточно низкого уровня, чтобы позволить устройству выключить. Величина тока, необходимая для того, чтобы тиристор оставался включенным, составляет называется удерживающим током.

РИС. 3 SCR показаны в разных стилях корпуса.

РИС.4 SCR включается воротами.

РИС. 5 Работа тиристора в цепи постоянного тока.

На ФИГ. 5, предположим, что резистор R1 установлен на максимальное значение. значение, а резистор R2 был отрегулирован до минимального значения или нулевого значения. Когда переключатель S1 замкнут, ток через анодно-катодную секцию не протекает тиристора, потому что резистор R1 предотвращает ток, необходимый для запускают устройство от протекания через секцию затвор-катод SCR.

Если значение резистора R1 медленно уменьшается, ток протекает через секция затвор-катод будет медленно увеличиваться. Когда ворота достигают При определенном уровне (предположим, 5 мА для этого SCR) SCR сработает или включится. Когда SCR срабатывает, ток будет проходить через анодно-катодную секцию. и падение напряжения на приборе будет около 1 вольт. Как только SCR включен, ворота не контролируют устройство. Это могло быть отключено от анода, не влияя на схему.Когда SCR срабатывает, анод-катод в секции происходит короткое замыкание, и ток ограничивается резистором R3.

Теперь предположим, что сопротивление резистора R2 медленно увеличивается. Когда сопротивление R2 медленно увеличивается, ток через анод-катодную секцию будет медленно уменьшаться. Предположим, что при протекании тока через анод-катод секция падает до 100 миллиампер, прибор внезапно выключается и текущий расход падает до 0.Для этого SCR требуется 5 миллиампер тока затвора. для включения и имеет значение удерживающего тока 100 миллиампер.

РИС. 6 SCR срабатывает, когда сигнал переменного тока достигает пикового значения.

РИС. 7 SCR срабатывает до того, как сигнал переменного тока достигнет пикового значения.

РИС. 8 SCR срабатывает раньше, чем на фиг. 7.

SCR в цепи переменного тока

SCR – это выпрямитель; когда он включен в цепь переменного тока, выход постоянный ток.Тиристор работает таким же образом в цепи переменного тока. как это происходит в цепи постоянного тока. Разница в работе вызвана Форма сигнала переменного тока возвращается к 0 в конце каждого полупериода. Когда AC форма волны падает до 0 в конце каждого полупериода, SCR выключается. Этот означает, что вентиль должен повторно запускать SCR для каждого цикла, который он должен провести. (Фиг.6).

Предположим, что переменный резистор, подключенный к затвору, отрегулирован. пропускать 5 миллиампер тока при подаче напряжения на анод достигает своего пикового значения.Когда SCR включается, ток начнет протекает через нагрузочный резистор, когда форма волны переменного тока является положительной. пик. Ток будет продолжать течь через нагрузку до тех пор, пока не уменьшится напряжение синусоидальной волны приводит к падению тока ниже удерживающего тока уровень 100 миллиампер. Когда ток через анодно-катодную секцию падает ниже 100 миллиампер, тиристор выключается, и весь ток прекращается.

SCR останется выключенным, когда форма волны переменного тока станет отрицательной. полупериод, потому что в течение этого полупериода SCR имеет обратное смещение и нельзя уволить.

Если сопротивление, включенное последовательно с затвором, уменьшается, ток 5 миллиампер будет достигнута прежде, чем форма волны переменного тока достигнет своего пика значение (фиг.7). Это заставит SCR сработать раньше в цикле. Поскольку SCR срабатывает раньше в цикле, ток может течь. через нагрузочный резистор в течение более длительного периода времени, что создает более высокое среднее падение напряжения на нагрузке. Если сопротивление ворот цепь снова сокращается, как показано на фиг.8, 5 миллиампер ток затвора, необходимый для запуска SCR, будет достигнут раньше, чем на фиг. 7. Ток начнет протекать через нагрузку раньше, чем раньше, что позволит снизить среднее напряжение на нагрузке.

Обратите внимание, что эта схема позволяет SCR контролировать только половину положительного форма волны. Последний раз SCR может быть запущен в цикле, когда форма волны переменного тока находится на 90 ° или пике. Если бы в качестве нагрузки для этой цепи использовалась лампа, она будет гореть наполовину при первом включении SCR.Этот контроль позволит лампе работать от половинной яркости до полной яркости, но он не мог работать на уровне менее половины яркости.

РИС. 9 Сдвиг фазы UJT для SCR. Ток затвора SCR обеспечивается разряжающий конденсатор при срабатывании UJT.

Фазовый сдвиг SCR

SCR может управлять всей положительной формой волны за счет использования фазы смещение. Как следует из этого термина, фазовый сдвиг означает сдвиг фазы одного по отношению к другому.В этом случае приложенное напряжение к затвору должны быть сдвинуты по фазе с напряжением, приложенным к анод. Хотя есть несколько методов, используемых для фазового сдвига SCR, охватить их все выходит за рамки данного текста. Основные принципы одинаковы для всех методов, поэтому рассматривается только один метод.

Для фазового сдвига тиристора схема затвора должна быть разблокирована или отключена. от анодной цепи. Схема, показанная на фиг.9 выполнят это. Трансформатор на 24 В с центральным отводом используется для изоляции затвора. цепь от анодной цепи. Диоды Dl и D2 используются для формирования двухдиодного тип двухполупериодного выпрямителя для работы в цепи UJT. Резистор R1 есть используется для определения частоты импульсов UJT путем управления временем заряда конденсатора С1. Резистор R2 служит для ограничения тока через эмиттер. UJT, если резистор R1 настроен на 0 Ом. Резистор R3 ограничивает ток через секцию base 1-base 2 при включении UJT.

Резистор R4 позволяет создавать скачки напряжения или импульсы на нем. когда UJT включается и разряжает конденсатор C1. Импульс, производимый разряд конденсатора С1 используется для срабатывания затвора тринистора.

Поскольку импульс UJT используется для запуска строба SCR, SCR может быть запущен в любое время независимо от приложенного напряжения к аноду. Это означает, что теперь SCR можно запускать как раньше, так и позже. в течение положительного полупериода по желанию, поскольку стробирующий импульс определяется по скорости заряда конденсатора С1.Напряжение на нагрузке теперь может можно отрегулировать от 0 до полного подаваемого напряжения.

Испытание SCR

SCR можно проверить с помощью омметра. Чтобы проверить SCR, подключите положительный вывод омметра к аноду и отрицательный вывод к катоду. Омметр должен показывать отсутствие обрыва. Коснитесь ворот SCR, чтобы анод.

Омметр должен показывать обрыв цепи через SCR. Когда ворота свинец удаляется с анода, проводимость может прекратиться или продолжаться в зависимости от от того, подает ли омметр достаточный ток, чтобы устройство выше текущего уровня владения.Если омметр показывает обрыв через SCR перед тем, как затвор коснется анода, SCR закорочен. Если омметр не покажет обрыв цепи через SCR после затвора был прикоснулся к аноду, SCR открыт.

ВИКТОРИНА

1. Что обозначают буквы SCR?

2. Если тиристор подключен к цепи переменного тока, будет ли выходное напряжение AC или DC?

3. Кратко объясните, как SCR работает при подключении к цепи постоянного тока.

4. Сколько слоев полупроводникового материала используется для создания SCR?

5. SCR являются членами семейства устройств, известных как тиристоры. Что такое тиристор?

6. Кратко объясните, почему тиристоры могут контролировать большие количества. власти.

7. Каково среднее падение напряжения на тиристоре во включенном состоянии?

8. Объясните, почему SCR должен быть сдвинут по фазе.

Дискретные тиристоры Power Semiconductors – Littelfuse

Тиристорные ограничители напряжения

для защиты цепей

A Тиристор – это любой полупроводниковый переключатель с бистабильным действием, зависящим от регенеративной обратной связи p-n-p-n.Тиристоры обычно представляют собой двух- или трехконтактные устройства для однонаправленных или двунаправленных схем.

Тиристоры могут иметь разные формы, но все они имеют определенные общие черты:

• Это твердотельные переключатели с нормально разомкнутыми цепями (очень высокий импеданс)
• Они способны выдерживать номинальное напряжение блокировки / выключенного состояния до момента срабатывания триггера во включенном состоянии
• При срабатывании триггера во включенном состоянии они становятся цепью тока с низким импедансом до тех пор, пока основной ток не остановится или не упадет ниже минимального уровня удержания.
• После срабатывания тиристора во включенном состоянии ток срабатывания триггера может быть отключен без выключения устройства

Тиристоры используются для управления прохождением электрических токов в приложениях, включая:

• Бытовая техника – освещение, отопление, контроль температуры, активация сигнализации, скорость вентилятора
• Электрические инструменты – для контролируемых действий, таких как скорость двигателя, событие сшивания, зарядка аккумулятора
• Наружное оборудование – оросители, зажигание от газового двигателя, электронные дисплеи, освещение площадей, спортивный инвентарь, физическая подготовка

Характеристики:

• Номинальное напряжение и сила тока
• Защита от однонаправленных и двунаправленных переходных напряжений
• Автоматически срабатывает “выключено” на заданные периоды времени
• Соответствует RoHS
• Переходы, пассивированные стеклом
• Высокое напряжение до 1000 В
• Высокая устойчивость к скачкам напряжения до 950

Тиристор

Описание продукта

Чувствительные симисторы

Чувствительные затворные симисторы

Littelfuse представляют собой двунаправленные кремниевые переключатели переменного тока, которые обеспечивают гарантированные уровни тока срабатывания затвора в квадрантах I, II, III и IV.Взаимодействие с микропроцессорами или другим оборудованием с запуском по однополярному затвору стало возможным благодаря чувствительным затворным симисторам. Могут быть указаны токи срабатывания затвора 3 мА, 5 мА, 10 мА или 20 мА.

Чувствительные затворные симисторы способны управлять токами нагрузки переменного тока от 0,8 А до 8 А (среднеквадратичное значение) и могут выдерживать рабочие напряжения от 400 В до 600 В.

Стандартные симисторы

Littelfuse – это двунаправленные переключатели переменного тока, способные управлять нагрузкой с нуля.От 8 до 35 А (среднеквадратичное значение) при IGT 10 мА, 25 мА и 50 мА в рабочих квадрантах I, II и III.

Симисторы

используются в двухполупериодных приложениях переменного тока для управления мощностью переменного тока либо посредством переключения полного цикла, либо посредством фазового управления током в нагрузочном элементе. Эти симисторы рассчитаны на блокировку напряжения в состоянии «ВЫКЛ.» От 400 В минимум с некоторыми изделиями, способными работать на 1000 В. Типичные области применения включают управление скоростью двигателя, управление нагревателем и лампой накаливания.

Quadrac

Устройства

Quadrac, первоначально разработанные Littelfuse, представляют собой симисторы и альтернативные симисторы с триггером DIAC, установленным внутри одного корпуса.Эти устройства экономят пользователю расходы и время сборки на покупку дискретного DIAC и сборку вместе с симистором со стробированием.

Quadrac предлагается с номинальной мощностью от 4 до 15 А и напряжением от 400 до 600 В.

Симисторы переменного тока

Альтернативный симистор специально разработан для приложений, требующих переключения высокоиндуктивных нагрузок. Конструкция этого специального чипа фактически обеспечивает ту же производительность, что и два тиристора (SCR), подключенных обратно параллельно (спина к спине).

Эта новая конструкция микросхемы обеспечивает эквивалент двух электрически разделенных структур SCR, обеспечивая улучшенные характеристики du / dt, сохраняя при этом преимущества однокристального устройства.

Littelfuse производит симисторы переменного тока от 6 А до 40 А с номинальным напряжением блокировки от 400 В до 1000 В. Симисторы переменного тока предлагаются в корпусах TO-220, TO-218 и TO-218X с изолированной и неизолированной версиями.

Чувствительные тиристоры

Чувствительные затворные тиристоры

Littelfuse – это выпрямители с кремниевым управлением, представляющие лучшие по конструкции, характеристикам и технологиям упаковки для приложений с низким и средним током.

Анодные токи от 0,8 А до 10 А (среднеквадратичное значение) могут контролироваться чувствительными тиристорами затвора с токами возбуждения затвора в диапазоне от 12 мкА до 500 мкА. Чувствительные тиристоры затвора идеально подходят для взаимодействия с интегральными схемами или в приложениях, где существуют требования к высокой токовой нагрузке и ограниченные возможности управления током затвора. Примеры включают цепи зажигания, средства управления двигателем и фиксацию постоянного тока для сигналов тревоги в детекторах дыма. Доступны тиристоры с чувствительным затвором с номинальным напряжением до 600 В.

SCR

Продукция

Littelfuse SCR представляет собой полуволновые выпрямители с кремниевым управлением, которые представляют собой новейшие разработки в области дизайна и производительности.

Допустимый ток нагрузки находится в диапазоне от 1 А до 70 А (среднеквадратичное значение), а напряжение от 400 В до 1000 В может быть определено для удовлетворения различных потребностей приложений.

Благодаря возможности однонаправленного переключения, тиристор используется в цепях, где требуются высокие импульсные токи или блокирующее действие. Его также можно использовать для цепей полуволнового типа, где требуется действие выпрямления, управляемое затвором. Применения включают ломы в источниках питания, вспышках камеры, детекторах дыма, средствах управления двигателем, зарядных устройствах и зажигании двигателя.

Доступны номинальные значения импульсного тока от 30 А в упаковке TO-92 до 950 А в упаковке TO-218X.

Выпрямители

Littelfuse производит выпрямители с среднеквадратичным значением от 15 А до 25 А с номинальным напряжением от 400 В до 1000 В. Благодаря электрически изолированному корпусу TO-220 эти выпрямители могут использоваться в схемах с общим анодом или общим катодом, используя только один тип элемента, что упрощает потребности в запасах.

DIAC

DIAC – это триггерные устройства, используемые в схемах управления фазой для подачи стробирующих импульсов на симистор или тиристор.Это двунаправленные кремниевые устройства с синхронизацией по напряжению, размещенные в стеклянных корпусах с осевыми выводами DO-35 и корпусах DO-214 для поверхностного монтажа.

Выбор напряжения DIAC от 27 В до 70 В обеспечивает синхронизацию импульсов запуска в положительной и отрицательной точках переключения, чтобы минимизировать постоянную составляющую в цепи нагрузки.

Некоторые приложения включают триггеры затвора для управления освещением, диммеры, цепи импульсов мощности, опорные напряжения в цепях питания переменного тока и триггеры симистора в регуляторах скорости двигателя.

SIDAC

SIDAC представляют собой уникальный набор тиристорных качеств. SIDAC – это двунаправленный переключатель, срабатывающий по напряжению. Некоторые характеристики этого устройства включают нормальную точку переключения от 95 В до 330 В, диапазон отрицательного сопротивления, характеристики фиксации при включении и низкое падение напряжения в открытом состоянии.

Возможность одноциклового импульсного тока до 20 А делает SIDAC идеальным продуктом для сброса заряженных конденсаторов через катушку индуктивности с целью генерации импульсов высокого напряжения.Приложения включают управление освещением, пускатели натриевых ламп высокого давления, генераторы мощности и источники питания высокого напряжения.

Все о тиристорах – Innova Enterprises

Что такое тиристоры?

Тиристор – это одно из нескольких управляемых полупроводниковых устройств, которые могут действовать как переключатель, выпрямитель или как регулятор напряжения.
Тиристор – твердотельный аналог тиратронной вакуумной лампы. Название «тиристор» – это сочетание двух слов – тиратрон и транзистор.Тиристор работает как транзистор. Он состоит из трех электродов: затвора, анода и катода. Затвор действует как управляющий электрод. Когда небольшой ток течет в затвор, он позволяет большему току течь от анода к катоду. Тиристор может быть переключен из состояния блокировки (высокое напряжение, низкий ток) в проводящее состояние (низкое напряжение, высокий ток) с помощью подходящего импульса затвора. Прямая проводимость блокируется до тех пор, пока на вывод затвора не будет подан внешний положительный импульс.Тиристор нельзя выключить от затвора.

Обычно два или более тиристора собираются в тиристорный модуль. Основание этого типа блока не является электрически активным, поэтому его можно установить непосредственно на радиатор преобразователя. Большие тиристорные блоки обычно бывают дисковыми для лучшего охлаждения.

Тиристор – Основы

Тиристор – это четырехслойный полупроводниковый прибор, состоящий из чередующихся материалов типа P и N (PNPN). Четыре уровня действуют как бистабильные переключатели.Пока напряжение на устройстве не изменилось (то есть они смещены в прямом направлении), тиристоры продолжают проводить электрический ток.
Наиболее распространенным типом тиристоров является кремниевый выпрямитель (SCR). Когда катод заряжен отрицательно относительно анода, ток не течет до тех пор, пока на затвор не будет подан импульс. Затем SCR начинает проводить и продолжает проводить до тех пор, пока напряжение между катодом и анодом не изменится на противоположное или не упадет ниже определенного порогового значения
.Используя этот тип тиристора, можно переключать или контролировать большие мощности с помощью небольшого пускового тока или напряжения.

Использование тиристоров

Чаще всего тиристоры используются в цепях переменного тока. В цепи переменного тока прямой ток падает до нуля в течение каждого цикла, поэтому всегда будет функция отключения. Однако это означает, что гейт необходимо запускать каждый цикл, чтобы снова включить его. Именно в относительной синхронизации этих двух функций тиристор играет наиболее важную роль, т.е.е. Контроль мощности.
Тиристоры также используются в регуляторах скорости двигателя, регуляторах освещенности, системах контроля давления и регуляторах уровня жидкости.

Сегодня тиристоры производятся и продаются в виде модулей вплоть до 570 А. Также доступны дискретные формы, такие как шпильки и диски, до тех пор, пока в отрасли не доминируют модули на 570 А.

Преимущества и недостатки тиристоров

Термин тиристор обозначает семейство полупроводниковых устройств и используется для управления мощностью в системах постоянного и переменного тока.Один из старейших методов этого семейства тиристоров называется кремниевым управляющим выпрямителем (SCR). В этой статье представлена ​​информация о некоторых преимуществах и недостатках тиристора, чтобы узнать о тиристоре более подробно.

Преимущества тиристора:

• Легко включить
• Может управлять мощностью переменного тока
• Он может переключать высокое напряжение, сильноточное устройство
• Стоимость очень низкая
• Управлять просто
• Его можно защитить с помощью использования
• Может выдерживать большое напряжение, мощность, а также ток
• Он намного меньше по габаритам по сравнению с трансформатором
• Схема срабатывания тринистора простая

Недостатки тиристора:

• Не может быть отрицательным
• Нельзя использовать более высокую частоту
• Непросто выключить
• В цепи переменного тока необходимо включать каждый цикл
• Ток затвора не может быть отрицательным
• Низкая скорость переключения

Дополнительная информация:

Термин тиристор обозначает семейство полупроводниковых устройств и используется для управления мощностью в системах постоянного и переменного тока.Один из старейших методов этого семейства тиристоров называется кремниевым управляющим выпрямителем (SCR). В этой статье представлена ​​информация о некоторых преимуществах и недостатках тиристора, чтобы узнать о тиристоре более подробно.

Преимущества тиристора:

• Легко включить
• Может управлять мощностью переменного тока
• Он может переключать высокое напряжение, сильноточное устройство
• Стоимость очень низкая
• Управлять просто
• Его можно защитить с помощью использования
• Может выдерживать большое напряжение, мощность, а также ток
• Он намного меньше по габаритам по сравнению с трансформатором
• Схема срабатывания тринистора простая

Недостатки тиристора:

• Не может быть отрицательным
• Нельзя использовать более высокую частоту
• Непросто выключить
• В цепи переменного тока необходимо включать каждый цикл
• Ток затвора не может быть отрицательным
• Низкая скорость переключения

Дополнительная информация:

% PDF-1.3 % 64 0 объект > эндобдж xref 64 68 0000000016 00000 н. 0000001725 00000 н. 0000001867 00000 н. 0000002006 00000 н. 0000002523 00000 н. 0000002754 00000 п. 0000002834 00000 п. 0000002958 00000 н. 0000003064 00000 н. 0000003170 00000 н. 0000003224 00000 н. 0000003331 00000 н. 0000003385 00000 п. 0000003536 00000 н. 0000003590 00000 н. 0000003687 00000 н. 0000003741 00000 н. 0000003829 00000 н. 0000003912 00000 н. 0000003966 00000 н. 0000004071 00000 н. 0000004125 00000 н. 0000004179 00000 п. 0000004283 00000 п. 0000004337 00000 н. 0000004471 00000 н. 0000004525 00000 н. 0000004578 00000 н. 0000004660 00000 н. 0000004762 00000 н. 0000004815 00000 н. 0000004868 00000 н. 0000004922 00000 н. 0000005004 00000 н. 0000005101 00000 п. 0000005154 00000 н. 0000005208 00000 н. 0000005409 00000 п. 0000005615 00000 н. 0000006302 00000 н. 0000006412 00000 н. 0000006628 00000 н. 0000006724 00000 н. 0000006940 00000 н.