Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

22 Ключи на тиристорах – СтудИзба

4.7 Ключи на тиристорах

Тиристоры составляют наиболее широкий класс полупроводниковых приборов с отрицательным сопротивлением и предназначены в основном для коммутации токов и напряжений в сильноточных схемах. Большое число типов тиристоров с разнообразными характеристиками определяют многообразие ключевых и коммутирующих схем на их основе, тем не менее, общее свойство этих приборов – S-образная вольтамперная характеристика – позволяет обобщенно подходить к анализу статических и динамических свойств тиристорных ключей.

Для обеспечения работы ключа в двух устойчивых режимах его нагрузочная прямая должна пересекать вольт-амперную характеристику в трех точках (/, 2, 3) (рис. ???)) из которых положения 1 и 3 являются устойчивыми. Если при отсутствии входного сигнала приложенное к тиристору прямое напряжение не превышает UВКЛ, то ключ находится в закрытом состоянии. Однако с приближением напряжения на тиристоре к величине, равной UВКЛ, закрытое состояние оказывается неустойчивым. Более того, некоторые образцы тиристоров могут самопроизвольно отпираться при выдержке под напряжением, значительно меньшем UВКЛ, что проявляется особенно сильно с увеличением, температуры. Поэтому закрытое состояние тиристора характеризуется лишь частью напряжения UВКЛ, т. е. максимально допустимым прямым напряжением UПР.МАКС, находясь под которым прибор должен оставаться закрытым в течение всего срока службы.

Для трехэлектродных тиристоров значение UПР.МАКС можно увеличить, если зашунтировать управляющий переход или подать на него отрицательное смещение, что вызывает протекание в цепи управляющего электрода запирающего тока IУ.ОБР, причем в случае шунтирования управляющего перехода ток IУ.ОБР является частью тока анода, ответвляющейся в цепь шунта.

Сопротивление тиристорного ключа в закрытом состоянии определяется током утечки в прямом направлении IУТ, измеренным при напряжении UПР. МАКС и максимально допустимой температуре, и током IК0 центрального перехода П2. Это позволяет использовать в качестве эквивалентной схемы тиристора в закрытом состоянии сопротивление, величина которого равна RОБР, и источник тока IК0 .

Сопротивление ключа в открытом состоянии определяется остаточным напряжением UОБР, измеренным при протекании максимального прямого тока IПР.МАХ, который задается исходя из максимально допустимой мощности рассеивания на тиристоре РМАХ. Это позволяет заменить открытый тиристор эквивалентным сопротивлением RПР. величина которого равна RПР = UОСТ/ IПР.МАХ и источником напряжения UОСТ.

Переключение тиристора из закрытого состояния в открытое должно осуществляться подачей отпирающего импульса в цепь управления для трехэлектродных приборов – триодных (ТТ) и запираемых (ЗТ) тиристоров или в цепь анод-катод для диодных тиристоров (ДТ). Между амплитудой импульса UВКЛ.ИМП, переключающего ДТ в открытое состояние, которую в соответствии со справочными обозначениями, принятыми для диодных тиристоров, будем обозначать UПУСК, и статическим значением UВКЛ не существует корреляционного соответствия. Амплитуда UПУСК в основном зависит от длительности фронта импульса отпирающего напряжения на аноде тиристора tФ, емкости участка анод-катод закрытого диодного тиристора CДТ CП2 где CП2 – емкость центрального р-n перехода, а следовательно, и от внутреннего сопротивления генератора отпирающих импульсов RВН.

Для отпирания импульсного ключа, выполненного на трехэлектродном приборе (ТТ или ЗТ), и запирания ключа на ЗТ необходимо обеспечить протекание определенного импульса тока в цепи управления тиристора. Амплитуда этого импульса, прежде всего, зависит от его длительности, а при запирании – и от величины прямого тока анода IПР, протекающего через открытый тиристор.

Рекомендуемые файлы

Одним из основных параметров, характеризующих процесс отпирания трехэлектродных тиристоров, является импульсный ток спрямления IСПР, под которым следует понимать минимальную амплитуду положительного импульса тока управления заданной длительности, переключающего тиристор в открытое состояние при определенном напряжении на аноде.

Поскольку импульсный ток управления IУ.ОБР запирающий тиристор, зависит от тока анода IПР, то управляемость запираемого тиристора характеризуется импульсным коэффициентом запирания BЗАП = IПР/IЗАП (при IУ.ОБР = IЗАП тиристор запирается).

Длительность процесса отпирания характеризуется временем задержки tЗ (ток анода возрастает до 0,1 IПР) и временем установления прямого сопротивления tУСТ (ток анода изменяется от 0, IПР до 0,9 IПР), которые в сумме составляют время включения tВКЛ, а длительность процесса запирания характеризуется временем запаздывания tЗП(ток анода уменьшается до 0,9 IПР) и временем спада tСП (ток анода изменяется от 0,9 IПР до 0,1 IПР), которые в сумме составляют время запирания tЗАП.

Время переключения тиристорного ключа, несмотря на действие сильной внутренней положительной обратной связи составляет существенно большую величину, чем аналогичный параметр у транзисторных ключей. Это объясняется режимом глубокого насыщения p-n-p-n – структуры и связанным с ним накоплением и рассасыванием большого объемного заряда. Из-за этого время включения тиристора составляет единицы микросекунд, а выключения – десятки и сотни микросекунд, уменьшаясь у высокочастотных тиристоров и тиристоров, прямой ток которых существенно меньше максимально допустимого.

Заметим, что при активно-индуктивном характере нагрузки тиристорного ключа нарастание прямого тока определяется не только и не столько инерционностью самого прибора, сколько постоянной времени нагрузки. Для таких ключей длительность управляющих импульсов выбирается не только по минимально заданным справочным данным, но и в зависимости от постоянной времени нагрузки, учитывая, что в течении длительности импульса управления прямой ток должен успеть превысить величину IВЫКЛ.

 К числу параметров, характеризующих отпирание тиристорного ключа, следует отнести и максимально допустимую скорость нарастания анодного тока (dIПР/dt)MAX. Ограничение скорости (dIПР/dt) сверху обусловлено влиянием неодномерных явлений на процесс отпирания тиристора и оказывается особенно сильным в режимах, когда амплитуда импульса прямого тока IПР.ИМП >> IПР.МАХ. Значения (dIПР/dt) иIПР.ИМП.МАХ. зависят от длительности импульсов прямого тока и частоты их следования.

Построение и расчет цепей отпирания, выключения и запирания тиристорных ключей являются первоочередными задачами, которые приходится решать при проектировании тиристорных устройств. При этом под выключением тиристоров понимается их выключение пo анодной цепи, а под запиранием – выключение по цепи управляющего электрода.

Анализ цепей отпирания. Цепь отпирания должна обеспечить включение от импульса сигнала управления, защиту тиристора от отпирающего импульса помехи и запас по минимально допустимому режиму входной цепи прибора. Эти требования необходимо удовлетворить в заданном диапазоне внешних, например, температурных, воздействий для любого тиристора выбранного типа.

Для обеспечения гарантированного включения тиристора и исключения его срабатывания от сигнала помехи UПОМ необходимо удовлетворить неравенства

                                                               (4.7.1)

                                                       (4.7.2)

 где UПОМ.У и IПОМ.У – допустимые значения напряжения и тока помехи, действующей в управляющей цепи.

В случае индуктивного характера нагрузки (рис. 4.7.1-а) длительность импульса управления необходимо увеличить до значения

                                

где IПР – установившееся значение тока нагрузки; – постоянна» времени цепи нагрузки; τН = LН/RН; tВКЛ – длительность импульса управления при чисто активной нагрузке.

Для уменьшения длительности управляющих импульсов индуктивную нагрузку целесообразно шунтировать активным сопротивлением или последовательной RС-цепью (рис. 4.7.1-б и -в), параметры которых для схемы рис. 4.7.1, а выбираются из условия

                                    

а для схемы рис. 4.7.1.

                      ;

Применение резистивно-емкостного шунта уменьшает потери мощности по сравнению с чисто резистивным шунтом, однако при

                               


 в схеме могут возникнуть колебательные процессы.Основные схемы цепей отпирания ключей на тиристорах показаны на рис. 4.7.2. Включение диода в управляющую цепь тиристора (рис. 4.7.2, –а и –б) исключает протекание обратного тока через управляющий переход, что не допускается для обычных триодных тиристоров, а включение RШ повышает устойчивость тиристоров против самопроизвольного включения В схеме (рис. 4.7.2-б) роль сопротивления шунта играет малое по постоянному току сопротивление выходной обмотки трансформатора. Включение разделительной емкости CР в схеме рис. 4.7.2-в позволяет сформировать управляющий импульс с формой, близкой к оптимальной, т. е. крутым и большим по амплитуде передним фронтом и экспоненциально убывающей вершиной.

Схемы цепей отпирания ключей на диодных тиристорах приведены на рис. 4.7.2 г-е. При подаче короткого импульса положительной (рис 4.7.2-г) или отрицательной (рис. 4.7.2-д) полярности в цепи анод – катод тиристора через емкость центрального перехода CП2 = CSпротекает ток, который обеспечивает накопление в базах S заряда QВКЛ, необходимого для отпирания прибора. Диод D1 увеличивает входное сопротивление схемы. Для отпирания S в схеме рис. 4.7.2-д должны выполняться неравенства

                          и

а в схеме рис. 4.7.2 –г и д – неравенства

                             и

где tФ.МАХ – максимальная длительность фронта входного импульса CSемкость тиристора.

Анализ цепей выключения. Для выключения тиристора по аноду необходимо уменьшить протекающий через тиристор ток до величины меньшей IВЫКЛ.MIN, на время большее tВЫКЛ. В цепях постоянного тока эта задача решается с помощью транзисторного ключа или коммутирующих реактивных элементов

Схемы выключения тиристорного ключа с последовательным и параллельным транзисторами показаны на рис. 4.7.3 –а и –б. Последовательный

транзистор, запираясь оложительным импульсом, прерывает протекание тока через тиристор на время tИ > tВЫКЛ. Дополнительное подключение Е0 повышает надежность выключения, компенсируя ток IК0 закрытого транзистора, и способствует повышению скорости рассасывания объемного заряда и, тем самым, уменьшает время выключения тиристора.

В схеме с параллельным транзистором при его отпирании основная часть анодного тока тиристора ответвляется через транзистор, прямой ток тиристора уменьшается ниже IВЫКЛ.MIN и тиристор запирается. Для повышения надежности запирания последовательно с тиристором можно включить диод D, который увеличивает остаточное напряжение и сопротивление шунтируемой транзистором цепи и тем самым уменьшает протекающий в ней при открытом транзисторе ток.

Поскольку в тиристорных ключах с транзисторными схемами выключения рассасывание накопленного в структуре заряда происходит только за счет процессов рекомбинации, то время выключения тиристоров затягивается, а амплитуды коммутируемых токов и напряжений, определяемые характеристиками транзисторов, ограничивают область применения тиристорных ключей. Такие схемы выключения применяются только для маломощных тиристоров.


Более широко в импульсной технике используются схемы выключения с помощью заряженного конденсатора и вспомогательного тиристора. Суть работы этих схем выключения заключается в том, что предварительно заряженный конденсатор с помощью вспомогательного тиристора подключается к основному тиристору таким образом, что ток его разряда направлен навстречу прямому току основного тиристора, что обеспечивает его форсированное запирание. Коммутирующий конденсатор С может быть подключен с помощью вспомогательного тиристора S2 параллельно основному тиристору S1 (рис. 4.7.4 –а-в), параллельно нагрузке (рис. 4.7.5 -г и д) или к соединенным последовательно тиристору S1 и нагрузке (рис. 4.7.4-е). Соответственно различают параллельную (рис. 4.7.4, а-д) и последовательную (рис. 4.7.4 -е) коммутации.


Параметры коммутирующей емкости С и дросселя L рассчитывают исходя из условия, при котором на основном тиристоре за время перезаряда конденсатора до нуля сохраняется обратное напряжение течение отрезка времени длительностью не меньше tВЫКЛ. Заряд конденсаторов С обеспечивается специальной зарядной цепью, которая на рис. 4.7.4-б-е не показана.

Для формирования мощных коротких импульсов используется выключение тиристоров с помощью последовательного LC-контура. Основное преимущество способа заключается в простоте коммутирующих цепей (рис. 4.7.5), не содержащих вспомогательных тиристоров и зарядных цепей. Для выключения тиристора с помощью LC-контура ударного возбуждения при R < Е/ IВЫКЛ прежде всего необходимо, чтобы конденсатор разряжался (рис. 4.7.5- а и б) или заряжался (рис. 4.7.6-в) по колебательному закону и при этом выполнялось условие

                                       

где I1 – значение первого отрицательного экстремума переменной составляющей тока, протекающего через индуктивность контура; R1сопротивление, учитывающее омическое сопротивление катушки и нагрузки.

В схеме рис. 4.7.5 -а после отпирания тиристора S и изменения направления тока, протекающего через индуктивность контура, открывается диод D. К тиристору в течение времени ∆t (пока открыт диод D и ток контура С – R1 – L – D превышает ток, равный E/(R+R1)) прикладывается обратное напряжение. Значения L и С можно рассчитать по формулам

                              

Коммутирующая цепь рис. 4.7.5-а позволяет построить схемы формирователей импульсов длительностью tИ > tВЫКЛ. Для формирования мощных коротких импульсов длительностью tИ < tВЫКЛ можно использовать схемы рис. 4.7.5-б и в. В этой схеме коммутационный ток контура протекает через тиристор S в запирающем направлении, что форсирует процесс его запирания.

Анализ цепей запирания. Существует два вида цепей запирания ключей на запираемых тиристорах: с накопителем и без накопителей энергии.

Цепи с накопителем энергии представлены на рис. 4.7.6. В этих схемах включение (рис. 4.7.6 -а) или отключение (рис. 4.7.6 -б) ключа SA приводит к разряду энергии, накопленной в конденсаторе или индуктивности, в направлении, запирающем тиристор S. Схемы включения тиристора для простоты не показаны. Параметры элементов запирающей цепи выбираются из условия:

                            

                     

для схемы рис. 4.7.6 -б

                            ;

                                 

Цепи запирания, не содержащие накопителей энергии, благодаря простоте, малым размерам и массе, а также высокому быстродействию могут наиболее успешно использоваться при построении тиристорных ключей на запираемых тиристорах.

Принцип запирания S без накопителей энергии показан на рис. 4.7.7-а. Запирание тиристора S, включенного ранее положительным импульсом через диод D при разомкнутом ключе SA, осуществляется замыканием ключа SA. При этом через управляющую цепь протекает обратный ток IУ.ОБР, величина которого, согласно упрощенной эквивалентной схеме (рис.


4.7.7-б), равна

Люди также интересуются этой лекцией: 7 Субъекты авторского права.

                                   

Если соблюдается условие IУ.ОБР ≥ IПР/BЗАП то тиристор закрывается. Минимальная величина RН, при которой можно использовать этот метод, имеет место при RБ = 0 и может быть найдена из соотношения

                                 (4.7.3)

В качестве ключа SA можно использовать маломощные транзистор или тиристор (рис. 4.7.8).


В отсутствии запирающего сигнала UЗАП транзистор T и тиристор S2 заперты, а тиристор S1 может быть включен сигналом UОТП . При поступлении сигнала UЗАП ключ в запирающей цепи открывается, пропуская через себя ток запирания S1. В схеме 4.7.8 -в, где используется разделенная нагрузка, величина сопротивления RН2 может быть выбрана из условия (4.7.3) при RН = RН2.

Тиристор – принцип работы, устройство и схема управления. Тиристоры

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 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 которое позволяет регулировать 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

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 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, 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.

Тиристор – электронный компонент, изготовленный на основе полупроводниковых материалов, может состоять из трёх или более p-n-переходов и имеет два устойчивых состояния: закрытое (низкая проводимость), открытое (высокая проводимость).

Это сухая формулировка, которая для тех, кто только начинает

осваивать электротехник у, абсолютно ни о чём не говорит. Давайте разберём принцип работы этого электронного компонента для обычных людей, так сказать, для чайников, и где его можно применить. По сути, это электронный аналог выключателей, которыми вы каждый день пользуетес

Есть много типов этих элементов, обладающие различными характеристиками и имеющие различные области применения. Рассмотрим обычный однооперационный тиристор.

Способ обозначения на схемах показан на рисунке 1.

Электронный элемент имеет следующие выводы:

  • анод положительный вывод;
  • катод отрицательный вывод;
  • управляющий электрод G.

Принцип действия тиристора

Основное применение этого типа элементов это создание на их основе силовых тиристорных ключей для коммутации больших токов и их регулирования. Включение выполняется сигналом, переданным на управляющий электрод. При этом элемент является не полностью управляемым, и для его закрытия необходимо применение дополнительных мер, которые обеспечат падение величины напряжения до нуля.

Если говорить, как работает тиристор простым языком, то он, по аналогии с диодом, может проводить ток только в одном направлении, поэтому при его подключении нужно соблюдать правильную полярность . При подаче напряжения к аноду и катоду этот элемент будет оставаться закрытым до момента, когда на управляющий электрод будет подан соответствующий электрический сигнал. Теперь, независимо от наличия или отсутствия управляющего сигнала, он не изменит своего состояния и останется открытым.

Условия закрытия тиристора:

  1. Снять сигнал с управляющего электрода;
  2. Снизить до нуля напряжение на катоде и аноде.

Для сетей переменного тока выполнение этих условий не вызывает особых трудностей. Синусоидальное напряжение, изменяясь от одного амплитудного значения до другого, снижается до нулевой величины, и если в этот момент управляющего сигнала нет, то тиристор закроется.

В случае использования тиристоров в схемах постоянного тока для принудительной коммутации (закрытия тиристора) используют ряд способов, наиболее распространённым является использование конденсатора, который был предварительно заряжен. Цепь с конденсатором подключается к схеме управления тиристором. При подключении конденсатора в цепь произойдёт разряд на тиристор, ток разряда конденсатора будет направлен встречно прямому току тиристора, что приведёт к уменьшению тока в цепи до нулевого значения и тиристор закроется.

Можно подумать, что применение тиристоров неоправданно, не проще ли использовать обычный ключ? Огромным плюсом тиристора является то, что он позволяет коммутировать огромные токи в цепи анода-катода при помощи ничтожно малого управляющего сигнала, поданного в цепь управления. При этом не возникает искрения, что немаловажно для надёжности и безопасности всей схемы.

Схема включения

Схема управления может выглядеть по-разному, но в простейшем случае схема включения тиристорного ключа имеет вид, показанный на рисунке 2.

К аноду присоединена лампочка L, а к ней выключателем К2 подключается плюсовая клемма источника питания G. B. Катод соединяется с минусом питания.

После подачи питания выключателем К2 к аноду и катоду будет приложено напряжение батареи, но тиристор остаётся закрытым, лампочка не светится. Для того чтобы включить лампу, необходимо нажать на кнопку К1, сигнал через сопротивление R будет подан на управляющий электрод, тиристорный ключ изменит своё состояние на открытое, и лампочка загорится. Сопротивление ограничивает ток, подаваемый на управляющий электрод. Повторное нажатие на кнопку К1 никакого влияния на состояние схемы не оказывает.

Для закрытия электронного ключа нужно отключить схему от источника питания выключателем К2. Этот тип электронных компонентов закроется, и в случае снижения напряжения питания на аноде до определённой величины, которая зависит от его характеристик. Вот так можно описать, как работает тиристор для чайников.

Характеристики

К основным характеристикам можно отнести следующие:

Рассматриваемые элементы, кроме электронных ключей, часто применяются в регуляторах мощности, которые позволяют изменять подводимую к нагрузке мощность за счёт изменения среднего и действующего значений переменного тока. Величина тока регулируется изменением момента подачи на тиристор открывающего сигнала (за счёт варьирования угла открывания). Углом открытия (регулирования) называется время от начала полупериода до момента открытия тиристора.

Типы данных электронных компонентов

Существует немало различных типов тиристоров, но наиболее распространены, помимо тех что мы рассмотрели выше, следующие:

  • динистор элемент, коммутация которого происходит при достижении определённого значения величины напряжения, приложенного между анодом и катодом;
  • симистор;
  • оптотиристор, коммутация которого осуществляется световым сигналом.

Симисторы

Хотелось бы более подробно остановиться на симисторах. Как говорилось ранее, тиристоры могут проводить ток только в одном направлении, поэтому при установке их в цепи переменного тока, такая схема регулирует один полупериод сетевого напряжения. Для регулирования обоих полупериодов необходимо установить встречно-параллельно ещё один тиристор либо применить специальные схемы с использованием мощных диодов или диодных мостов. Все это усложняет схему, делает её громоздкой и ненадёжной.

Вот для таких случаев и был изобретён симистор. Поговорим о нем и о принципе работы для чайников.

Главное отличие симисторов от рассмотренных выше элементов заключается в способности пропускать ток в обоих направлениях. По сути, это два тиристора с общим управлением, подключённые встречно-параллельно (рисунок. 3 А).

Условное графическое обозначение этого электронного компонента показано на Рис. 3 В. Следует заметить, что называть силовые выводы анодом и катодом будет не корректно, так как ток может проводиться в любом направлении, поэтому их обозначают Т1 и Т2. Управляющий электрод обозначается G. Для того чтобы открыть симистор, необходимо подать управляющий сигнал на соответствующий вывод. Условия для перехода симистора из одного состояния в другое и обратно в сетях переменного тока не отличаются от способов управления, рассмотренных выше.

Применяется этот тип электронных компонентов в производственной сфере, бытовых устройствах и электроинструментах для плавного регулирования тока. Это управление электродвигателями, нагревательными элементами, зарядными устройствами.

В завершение хотелось бы сказать, что и тиристоры и симисторы, коммутируя значительные токи, обладают весьма скромными размерами, при этом на их корпусе выделяется значительная тепловая мощность. Проще говоря, они сильно греются, поэтому для защиты элементов от перегрева и теплового пробоя используют теплоотвод, который в простейшем случае представляет собой алюминиевый радиатор.

Тиристоры

I. Назначение

Тиристорами называются полупроводниковые приборы с тремя (и более) р-п -переходами, предназначенными для использования в качестве электронных ключей в схемах переключения электрических токов. Они переключают электрические цепи, регулируют напряжение, преобразуют постоянный ток в переменный. По устройству и принципу работы он очень похож на полупроводниковый диод, но в отличие от него тиристор управляемый.

“Ключевой” характер действия тринистора позволяет использовать его для переключения электрических цепей там, где для этой цели до этого служили только электромагнитные реле. Полупроводниковые переключатели легче, компактнее и во много раз надежнее в работе, чем электромагнитные реле с механически замыкаемыми контактами. В отличие от таких реле они производят переключение с очень большой скоростью – сотни и тысячи раз в секунду, а если нужно – еще быстрее. Тринисторы используют в современной аппаратуре электрической связи, в быстродействующих системах дистанционного управления, в вычислительных машинах и в энергетических устройствах.

II. Классификация

В зависимости от конструктивных особенностей и свойств тиристоры делят на диодные и триодные. В диодных тиристорах различают:

    тиристоры, запираемые в обратном направлении;

    проводящие в обратном направлении;

    симметричные.

Триодные тиристоры подразделяют:

    на запираемые в обратном направлении с управлением по аноду или катоду;

    проводящие в обратном направлении с управлением по аноду или катоду;

Наиболее распространены динисторы – тиристоры с двумя выводами и тринисторы – приборы с тремя выводами. Кроме того, различают группу включаемых тиристоров.

Простейшие диодные тиристоры, запираемые в обратном направлении, обычно изготовляются из кремния и содержат четыре чередующихся р- и п- области (рис.2.2). Область р 1 , в которую попадает ток из внешней цепи, называют анодом , область п 2 – катодом ; области п 1 , р 2 – базами .

Рис.2.2. Структура тиристора .

III. Принцип действия

Если к аноду р 1 подключить плюс источника напряжения, а к катоду п 2 – минус, то переходы П 1 и П 3 окажутся открытыми, а переход П 2 – закрытым. Его называют коллекторным переходом.

Так как коллекторный р-п -переход смещен в обратном направлении, то до определенного значения напряжения почти все приложенное падает на нем. Такая структура легко может быть представлена в виде двух транзисторов разной электропроводности, соединенных между собой так, как показано на рис. 2.3, а,б.

а) б)

Рис. 2.3. Структура (а) и схема двухтранзисторного эквивалента тиристора (б).

Ток цепи определяется током коллекторного перехода П 2 . Он однозначно зависит от потока дырок
из эмиттера транзисторар-п р – типа и потока электронов
из эмиттера транзистора п р п – типа, а также от обратного тока р-п -перехода.

Так как переходы П 1 и П 3 смещены в прямом направлении, из них в области баз инжектируются носители заряда: дырки из области р 1 , электроны – из области п 2 . Эти носители заряда, диффундируя в областях баз п 1 , р 2 , приближаются к коллекторному переходу и его полем перебрасываются через р-п -переход. Дырки, инжектированные из р 1 -области, и электроны из п 2 движутся через переход П 2 в противоположных направлениях, создавая общий ток I .

При малых значениях внешнего напряжения все оно практически падает на коллекторном переходе П 2 . Поэтому к переходам П 1 3 , имеющим малое сопротивление, приложена малая разность потенциалов и инжекция носителей заряда невелика. В этом случае ток I мал и равен обратному току через переход П . При увеличении внешнего напряжения ток в цепи сначала меняется незначительно. При дальнейшем возрастании напряжения, по мере увеличения ширины перехода П 2 , все большую роль начинают играть носители заряда, образовавшиеся вследствие ударной ионизации. При определенном напряжении носители заряда ускоряются настолько, что при столкновении с атомами в области р-п -перехода ионизируют их, вызывая лавинное размножение носителей заряда.

Образовавшиеся при этом дырки под влиянием электрического поля переходят в область р 2 , а электроны – в область п 1 . Ток через переход П 2 увеличивается, а его сопротивление и падение напряжения на нем уменьшаются. Это приводит к повышению напряжения, приложенного к переходам П 1 , П 3 , и увеличению инжекции через них, что вызывает дальнейший рост коллекторного тока и увеличение токов инжекции. Процесс протекает лавинообразно и сопротивление перехода П 2 становится малым.

Носители заряда, появившиеся в областях вследствие инжекции и лавинного размножения, приводят к уменьшению сопротивления всех областей тиристора, и падение напряжения на приборе становится незначительным. На ВАХ этому процессу соответствует участок 2 с отрицательным дифференциальным сопротивлением (рис.2.4). После переключения ВАХ аналогична ветви характеристики диода, смещенного в прямом направлении (участок 3). Участок 1 соответствует закрытому состоянию тиристора.

Выключение тиристора осуществляется за счет уменьшения напряжения внешнего источника до значения, при котором ток
меньше(участок 3).

Рис. 2.4. Вольтамперная характеристика динистора

Если параллельно с тиристором включить диод, который открывается при обратном напряжении, то получится тиристор, проводящий в обратном направлении.

Триодные тиристоры (рис. 2.5,а ) отличаются от диодных тем, что одна из баз имеет внешний вывод, который называют управляющим электродом .

Рис. 2.5. Триодный тиристор:

Изменяя ток можно менять напряжение, при котором происходит переключение тиристора, и тем самым управлять моментом его включения.

Для того, чтобы запереть тиристор, нужно либо уменьшить рабочий ток до значения
путем понижения питающего напряжения до значения, либо задать в цепи управляющего электрода импульс тока противоположной полярности.

Процесс включения и выключения тиристора поясняет рис.2.5,в . Если к нему через резистор R приложено напряжение U 1 и ток в цепи управляющего электрода равен нулю, то тиристор заперт. Рабочая точка находится в положении а . Пи увеличении тока управляющего электрода рабочая точка перемещается по линии нагрузки 1. Когда ток управляющего электрода достигнет значения I y 1 , тиристор включится, и рабочая точка его переместится в точку b . Для выключения (I y = 0) необходимо уменьшить напряжение питания до значения
. При этом рабочая точка изb 1 перейдет в а 2 и при восстановлении напряжения – в точку а .

Выключить тиристор можно также путем подачи на управляющий электрод напряжения противоположной полярности и создания в его цепи противоположно направленного тока.

Недостатком такого включения является большое значение обратного тока управляющего электрода, которое приближается к значению коммутируемого тока тиристора. Отношение амплитуды тока тиристора к амплитуде импульса выключающего тока управляющего электрода называется коэффициентом запирания :
. Он характеризует эффективность включения тиристора с помощью управляющего электрода. В ряде разработок

Тиристоры с повышенным коэффициентом запирания часто называют выключаемыми или запираемыми .

IV. Основные параметры тиристоров


Обозначения тиристоров в соответствии с ГОСТ 10862 – 72 состоят из шести элементов. Первый элемент – буква К, указывающая исходный материал полупроводника; второй – буква Н для диодных тиристоров и У для триодных; третий – цифра, определяющая назначение прибора; четвертый и пятый – порядковый номер разработки; шестой – буква, определяющая технологию изготовления, например КУ201А, КН102И и т.д.

Тиристоры — это разновидность полупроводниковых приборов. Они предназначены для регулирования и коммутации больших токов. Тиристор позволяет коммутировать электрическую цепь при подаче на него управляющего сигнала. Это делает его похожим на транзистор.

Как правило, тиристор имеет три вывода, один из которых управляющий, а два других образуют путь для протекания тока. Как мы знаем, транзистор открывается пропорционально величине управляющего тока. Чем он больше, тем больше открывается транзистор, и наоборот. А у тиристора все устроено иначе. Он открывается полностью, скачкообразно. И что самое интересное, не закрывается даже при отсутствии управляющего сигнала.

Принцип действия

Рассмотрим работу тиристора по следующей простой схеме.

К аноду тиристора подключается лампочка или светодиод, а к ней подсоединяется плюсовой вывод источника питания через выключатель К2. Катод тиристора подключен к минусу питания. После включения цепи на тиристор подается напряжение, однако светодиод не горит.

Если нажать на кнопку К1, ток через резистор поступит на управляющий электрод, и светодиод начал светиться. Часто на схемах его обозначают буквой «G», что обозначает gate, или по-русски затвор (управляющий вывод).

Резистор ограничивает ток управляющего вывода. Минимальный ток срабатывания данного рассматриваемого тиристора составляет 1 мА, а максимально допустимый ток 15 мА. С учетом этого в нашей схеме подобран резистор сопротивлением 1 кОм.

Если снова нажать на кнопку К1, то это не повлияет на тиристор, и ничего не произойдет. Чтобы перевести тиристор в закрытое состояние, нужно отключить питание выключателем К2. Если же снова подать питание, то тиристор вернется в исходное состояние.

Этот полупроводниковый прибор, по сути, представляет собой электронный ключ с фиксацией. Переход в закрытое состояние происходит и тогда, когда напряжение питания на аноде уменьшается до определенного минимума, примерно 0,7 вольта.

Особенности устройства

Фиксация включенного состояния происходит благодаря особенности внутреннего устройства тиристора. Примерная схема выглядит таким образом:

Обычно он представляется в виде двух транзисторов разной структуры, связанных между собой. Опытным путем можно проверить, как работают транзисторы, подключенные по такой схеме. Однако, имеются отличия в вольтамперной характеристике. И еще нужно учитывать, что приборы изначально спроектированы так, чтобы выдерживать большие токи и напряжения. На корпусе большинства таких приборов имеется металлический отвод, на который можно закрепить радиатор для рассеивания тепловой энергии.

Тиристоры выполняются в различных корпусах. Маломощные приборы не имеют теплового отвода. Распространенные отечественные тиристоры выглядят следующим образом. Они имеют массивный металлический корпус и выдерживают большие токи.

Основные параметры тиристоров
  • Максимально допустимый прямой ток . Это максимальное значение тока открытого тиристора. У мощных приборов оно достигает сотен ампер.
  • Максимально допустимый обратный ток .
  • Прямое напряжение . Это падение напряжения при максимальном токе.
  • Обратное напряжение . Это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии, при котором тиристор может работать без нарушения его работоспособности.
  • Напряжение включения . Это минимальное напряжение, приложенное к аноду. Здесь имеется ввиду минимальное напряжение, при котором вообще возможна работа тиристора.
  • Минимальный ток управляющего электрода . Он необходим для включения тиристора.
  • Максимально допустимый ток управления .
  • Максимально допустимая рассеиваемая мощность .
Динамический параметр

Время перехода тиристора из закрытого состояния в открытое при поступлении сигнала.

Виды тиристоров

Различают несколько разновидностей тиристоров. Рассмотрим их классификацию.

По способу управления разделяют на:

  • Диодные тиристоры, или по-другому динисторы. Они открываются импульсом высокого напряжения, которое подается на катод и анод.
  • Триодные тиристоры, или тринисторы. Они открываются током управления электродом.

Триодные тиристоры в свою очередь разделяются:

  • Управление катодом – напряжение, образующее ток управления, поступает на электрод управления и катод.
  • Управление анодом – управляющее напряжение подходит на электрод и анод.

Запирание тиристора производится:

  • Уменьшением анодного тока – катод меньше тока удержания.
  • Подачей напряжения запирания на электрод управления.

По обратной проводимости тиристоры делятся:

  • Обратно-проводящие – имеют малое обратное напряжение.
  • Обратно-непроводящие – обратное напряжение равно наибольшему прямому напряжению в закрытом виде.
  • С ненормируемым обратным значением напряжения – изготовители не определяют значение этой величины. Такие приборы применяются в местах, где обратное напряжение исключено.
  • Симистор – пропускает токи в двух направлениях.

Используя симисторы, нужно знать, что они действуют условно симметрично. Основная часть симисторов открывается, когда на электрод управления поступает положительное напряжение по сравнению с катодом, а на аноде может быть любая полярность. Но если на анод приходит отрицательное напряжение, а на электрод управления положительное, то симисторы не открываются, и могут выйти из строя.

По быстродействию разделяют по времени отпирания (включения) и времени запирания (отключения).

Разделение тиристоров по мощности

При действии тиристора в режиме ключа наибольшая мощность коммутируемой нагрузки определяется напряжением на тиристоре в открытом виде при наибольшем токе и наибольшей рассеиваемой мощности.

Действующая величина тока на нагрузку не должна быть выше наибольшей рассеиваемой мощности, разделенной на напряжение в открытом виде.

Простая сигнализация на основе тиристора

На основе тиристора можно сделать простую сигнализацию, которая будет реагировать на свет, издавая звук с помощью пьезоизлучателя. На управляющий вывод тиристора подается ток через фоторезистор и подстроечный резистор. Свет, попадая на фоторезистор, уменьшает его сопротивление. И на управляющий вывод тиристора начинает поступать отпирающий ток, достаточный для его открывания. После этого включается пищалка.

Подстроечный резистор предназначен для того, чтобы настроить чувствительность устройства, то есть, порог срабатывания при облучении светом. Самое интересное, что даже при отсутствии света тиристор продолжает оставаться в открытом состоянии, и сигнализирование не прекращается.

Если напротив светочувствительного элемента установить световой луч так, чтобы он светил немного ниже окошечка, то получится простейший датчик дыма. Дым, попадая между источником и приемником света, будет рассеивать свет, что вызовет запуск сигнализации. Для этого устройства обязательно нужен корпус, для того, чтобы на приемник света не поступал свет от солнца или искусственных источников света.

Открыть тиристор можно и другим способом. Для этого достаточно кратковременно подать небольшое напряжение между управляющим выводом и катодом.

Регулятор мощности на тиристоре

Теперь рассмотрим использование тиристора по прямому назначению. Рассмотрим схему простого тиристорного регулятора мощности, который будет работать от сети переменного тока напряжением 220 вольт. Схема простая и содержит всего пять деталей.

  • Полупроводниковый диод VD.
  • Переменный резистор R1.
  • Постоянный резистор R2.
  • Конденсатор С.
  • Тиристор VS.

Их рекомендованные номинальные значения показаны на схеме. В качестве диода можно использовать КД209, тиристор КУ103В или мощнее. Резисторы желательно использовать мощностью не менее 2 ватт, конденсатор электролитический на напряжение не менее 50 вольт.

Эта схема регулирует лишь один полупериод сетевого напряжения. Если представить, что мы из схемы убрали все элементы, кроме диода, то он будет пропускать только полуволну переменного тока, и на нагрузку, к примеру, на паяльник или лампу накаливания поступит лишь половина мощности.

Тиристор позволяет пропускать дополнительные, условно говоря, кусочки полупериода, срезанного диодом. При изменении положения переменного резистора R1 напряжение на выходе будет меняться.

К положительному выводу конденсатора включен управляющий вывод тиристора. Когда напряжение на конденсаторе возрастает до напряжения включения тиристора, он открывается и пропускает определенную часть положительного полупериода. Переменный резистор будет определять скорость зарядки конденсатора. А чем быстрее он зарядится, тем раньше откроется тиристор, и успеет до смены полярности пропустить часть положительного полупериода.

На конденсатор отрицательная полуволна не поступает, и напряжение на нем одной полярности, поэтому не страшно, что он имеет полярность. Схема позволяет изменять мощность от 50 до 100%. Для паяльника это в самый раз подходит.

Тиристор пропускает ток в одном направлении от анода к катоду. Но существуют разновидности, которые пропускают ток в обоих направлениях. Они называются симметричные тиристоры или симисторы. Они используются для управления нагрузкой в цепях переменного тока. Существует большое количество схем регуляторов мощности на их основе.

Появление четырехслойных p-n-p-n полупроводниковых элементов совершило настоящий прорыв в силовой электронике. Такие устройства получили название «тиристоров». Кремниевые управляемые вентили являются наиболее распространенным семейством тиристоров.

Данный вид полупроводниковых приборов имеет следующую структуру:

Как видим из структурной схемы тиристор имеет три вывода – катод, управляющий электрод и анод. Подключению к силовым цепям подлежат анод и катод, а управляющий электрод подключается к системе управления (слаботочные сети) для управляемого открытия тиристора.

На принципиальных схемах тиристор имеет такое обозначение:

Вольт-амперная характеристика показана ниже:

Давайте подробнее рассмотрим эту характеристику.

Обратная ветвь характеристики

В третьем квадранте характеристики диодов и тиристоров равны. Если к аноду приложить отрицательный потенциал относительно катода, то к J 1 и J 3 прикладывается обратное напряжение, а к J 2 — прямое, что вызовет протекание тока обратного (он очень мал, как правило несколько миллиампер). Когда же это напряжение увеличится до так называемого напряжения пробоя, произойдет лавинное нарастание тока между J 1 и J 3 . При этом, если данный ток не будет ограничен, то произойдет пробой перехода с последующим выходом из строя тиристора. При обратных же напряжениях, которые не превышают напряжения пробоя, тиристор будет вести себя как резистор с большим сопротивлением.

Зона низкой проводимости

В данной зоне все наоборот. Потенциал катода будет отрицательный по отношению к потенциалу анода. Поэтому к J 1 и J 3 будет приложено прямое, а к J 2 – обратное напряжение. Результатом чего станет весьма малый анодный ток.

Зона высокой проводимости

Если напряжение на участке анод – катод достигнет значения, так называемого напряжением переключения, то произойдет лавинный пробой перехода J 2 и тиристор будет переведен в состояние высокой проводимости. При этом U a снизится от нескольких сотен до 1 — 2 вольт. Оно будет зависеть от типа тиристора. В зоне высокой проводимости ток, протекающий через анод, будет зависеть от нагрузки внешней элемента, что дает возможность рассматривать его в этой зоне как замкнутый ключ.

Если пропустить ток через управляющий электрод, то напряжение включения тиристора уменьшится. Оно напрямую зависит от тока управляющего электрода и при достаточно большом его значении практически равно нулю. При выборе тиристора для работы в схеме, то его подбирают таким образом, чтоб напряжения обратное и прямое не превышали паспортных значений напряжений пробоя и переключения. Если эти условия выполнить трудно, или имеется большой разброс в параметрах элементов (например необходим тиристор на 6300 В, а его ближайшие значения 1200 В), то иногда применяют или включение элементов.

В нужный момент времени с помощью подачи импульса на управляющий электрод можно перевести тиристор с закрытого состояния в зону высокой проводимости. Ток УЭ, как правило, должен быть выше минимального тока открытия и он составляет порядка 20-200 мА.

Когда анодный ток достигнет определенного значения, при котором запирания тиристора невозможно (ток переключения), управляющий импульс может быть снят. Теперь тиристор сможет перейти обратно в закрытое состояние только при уменьшении тока ниже, чем ток удержания, или прикладыванием к нему напряжения обратной полярности.

Видео работы и графики переходных процессов

Схема нереверсивного ШИП с одним тиристорным ключом и цепями коммутации для питания электропривода постоянного тока

Содержание

  1. Схема нереверсивного ШИП с одним тиристорным ключом и цепями коммутации для питания электропривода постоянного тока……………….
  2. Расчет напряжения питания ШИП для заданной нагрузки…………………
  3. Расчет параметров узла принудительной параллельной двухступенчатой коммутации и выбор всех его элементов…………………………………….

3.1  Предварительный расчет и выбор тиристора VS1……………………..

3.2  Расчет емкости коммутирующего конденсатора……………………….

3.3  Расчет коммутирующей индуктивности………………………………..

3.4  Определение собственной частоты контура ………………………

3.5  Определение максимальной частоты работы ШИП……………………

3.6  Определение рабочей частоты ШИП……………………………………

3.7  Определение среднего значения тока через диод VD1…………………

3.8  Уточнение выбора тиристора VS1………………………………………

3.9  Выбор диода VD1…………………………………………………………

3.10    Расчет и выбор коммутирующего тиристора VS2…………………….

3.11    Расчет и выбор обратного диода VD0.…………………………………………………….

  1. Определение диапазона регулирования напряжения на нагрузке…………
  2. Построение временных диаграмм напряжений и токов отражающих работу узла искусственной коммутации…………………………………………….
  3. Расчет и построение внешних характеристик ШИП  при изменении тока нагрузки от 0 до 2ином………………………………………………………
  4. Расчет величины пульсации тока в нагрузке в режимах непрерывного и прерывистых токов. Построение диаграммы напряжений и токов в нагрузке для рассчитанных режимов…………………………………………………..
  5. Расчет и построение электромагнитной и механических характеристик ДПТ…………………………………………………………………………….

Литература…………………………………………………………………….

Задание

1. Изобразить схему нереверсивного ШИП с одним тиристорным ключом и цепями коммутации для питания электропривода постоянного тока.

2. Рассчитать напряжение питания ШИП (Ud) для заданной нагрузки, принимая γmax=0,92.

3. Рассчитать параметры узла принудительной параллельной двухступенчатой  коммутации и выбрать все его элементы.

4. Определить диапазон регулирования напряжения на нагрузке.

5. Построить временные диаграммы напряжений и токов (в цифрах), отражающих  работу узла искусственной коммутации при γ=0,4.

6. Рассчитать и построить внешние характеристики ШИП при: γ=0,3; γ=0,6; γ=0,8;  γ=0,92, при изменении тока нагрузки от 0 до 1.5∙Iн. Внутреннее сопротивление источника питания принять равным 15% от сопротивления нагрузки, которое  равно: Rн=Rя+Rдп.

7. Рассчитать величину пульсаций тока в нагрузке в режимах непрерывного и  прерывистого токов при γ=0,6. Для рассчитанных режимов построить диаграммы токов и напряжений в нагрузке.

8. Рассчитать и построить электромеханические и механические характеристики  ДПТ при: γ=0,3; γ=0,6; γ=0,8; γ=0,92.

Необходимые для расчёта данные в соответствии с вариантом задания свести в таблицу 1.

Таблица 1

варианта

Тип

двигателя

Pн,

кВт

Uном, B

η,  %

Rя, Ом

Rдп, Ом

Lя,  мГн

8

2ПН132М

7,0

220

83

0,226

0,166

4,6

1. Схема нереверсивного ШИП с одним тиристорным ключом и цепями коммутации для питания электропривода постоянного тока (рис.1).

Рис.1 Электрическая схема нереверсивного ШИП

2.   Расчет напряжения источника питания ШИП .

,

 В

где  В – прямое падение напряжения на тиристоре VS1;

- внутреннее сопротивление источника питания, определяемое по формуле:

.

 Ом

- номинальный ток нагрузки, определяемый по формуле

;

А

- максимальная скважность.

3. Расчет параметров узла принудительной параллельной двухступенчатой  коммутации и выбор его элементов

3.1. Предварительный расчёт и выбор рабочего тиристора VS1.

,

 А

.

 В

Тиристор VS1 выбираем исходя из нижеуказанных условий

А

В

Выбираем тиристор  и записываем его параметры в таблицу 2

В схеме ШИП необходимо использовать высокочастотные или быстродействующие тиристоры.

Таблица 2

Тип

тиристора

IVS1ос.ср.max, A

Iос., A

UVS1обр.п., B

tвыкл., мкс

tвкл., мкс

ТБ151-50-5

50

157

500

16…25

2

где           А

3.2. Расчёт ёмкости коммутирующего конденсатора Ск.

,

 Ф

где- номинальное значение ЭДС якоря ДПТ

.

 В

.

 В

Конденсатор выбираем исходя из условий

.

      .

Выбираем конденсатор(ы) (указать тип) с параметрами указанными  в таблице 3. Рекомендуется использовать неполярные конденсаторы следующих типов МБГО, КБГ-МП, К40У-5, БГТ и другие. Если необходимо соединяют несколько конденсаторов параллельно.

Таблица 3

Тип конденсатора

Сном, мкФ

Uном, B

Количество

МГБО

30

400

1

3.3. Расчёт коммутирующей индуктивности Lк.

.

 Гн

Выбираем дроссель с индуктивностью равной  3,14 мкГн.

3.4. Определяем собственную частоту колебаний контура LкСк.

;

 

Тогда

;

 Гц период колебаний контура LкСк

;

с

Время перезаряда конденсатора Ск

.

 c

3.5. Определяем максимальную частоту работы ШИП

 ,

Гц где

с,

.

3.6. Определяем рабочую частоту ШИП

 Гц, где   с.

3.7. среднее значение тока диода VD1.

;

 А.

3.8. Уточнение выбора тиристора VS1. Уточняем значение среднего тока тиристора VS1

;

А

Далее необходимо проверить выполнение условия 

3.9. Выбор диода VD1.

Выбранный диод должен удовлетворять трём условиям:

                   А,

             А,

 B, где

;

А.

После выбора диода (указать тип) сводим его параметры в таблицу 4.

В схеме ШИП необходимо использовать высокочастотные или быстродействующие диоды.

Таблица4

Тип диода

Iпр.ср.max, A

Iпр.и., A

Uобр.и.п., B

tвос.обр., мкс

2Д151-125-3

125

125

300

15

 А.

3.10. Рассчитываем и выбираем коммутирующий тиристор VS2, который должен удовлетворять следующим трём условиям:

            А,

       А

                                      В

где

А

 А.

где  определяется по следующей формуле

 с.

А

Параметры выбранного тиристора (указать тип)  заносим в таблицу 5.

Таблица 5

Тип

тиристора

IVS2ос.ср.max,

A

IVS2ос.,

A

UVS2обр.п.,

B

tвыкл., мкс

tвкл., мкс

ТЧ25-3

25

78

300

5

12..30

3.11. Выбор диода VD0. Выбранный диод должен удовлетворять трём условиям

                  А,

         А,

             В, где

 А.

.

 А

После выбора диода (указать тип) сводим его параметры в таблицу

Ключ на полевом транзисторе своими руками

Пожалуй, даже далёкий от электроники человек слышал, что существует такой элемент, как реле. Простейшее электромагнитное реле содержит в себе электромагнит, при подаче на который напряжения происходит замыкание двух других контактов. С помощью реле мы может коммутировать довольно мощную нагрузку, подавая или наоборот, снимая напряжение с управляющих контактов. Наибольшее распространение получили реле, управляющиеся от 12-ти вольт. Также встречаются реле на напряжение 3, 5, 24 вольта.

Однако коммутировать мощную нагрузку можно не только с помощью реле. В последнее время широкое распространение получили мощные полевые транзисторы. Одно из их главных предназначений – работа в ключевом режиме, т.е. транзистор либо закрыт, либо полностью открыт, когда сопротивление перехода Сток – Исток практически равно нулю. Открыть полевой транзистор можно подав напряжение на затвор относительно его истока. Сравнить работу ключа на полевом транзисторе можно с работой реле – подали напряжение на затвор, транзистор открылся, цепь замкнулась. Сняли напряжение с затвора – цепь разомкнулась, нагрузка обесточена.
При этом ключ на полевом транзисторе имеет перед реле некоторые преимущества, такие, как:
  • Большая долговечность. Довольно часто реле выходят из строя из-за наличия механически подвижных частей, транзистор же при правильных условиях эксплуатации имеет гораздо больший срок службы.
  • Экономичность. Обмотка реле потребляет ток, причём иногда весьма значительный. Затвор транзистора же потребляет ток только в момент подачи на него напряжения, затем он практически не потребляет тока.
  • Отсутствие щелчков при переключении.

Схема


Схема ключа на полевого транзистора представлена ниже:

Резистор R1 в ней является токоограничивающим, он нужен для того, чтобы уменьшить ток, потребляемый затвором в момент открытия, без него транзистор может выйти из строя. Номинал этого резистора можно спокойно изменять в широких пределах, от 10 до 100 Ом, это не скажется на работе схемы.
Резистор R2 подтягивает затвор к истоку, тем самым уравнивая их потенциалы тогда, когда на затвор не подаётся напряжение. Без него затвор останется «висеть в воздухе» и транзистор не сможет гарантированно закрыться. Номинал этого резистора также можно менять в широких пределах – от 1 до 10 кОм.
Транзистор Т1 – полевой N-канальный транзистор. Его нужно выбирать исходя из мощности, потребляемой нагрузкой и величины управляющего напряжения. Если оно меньше 7-ти вольт, следует взять так называемый «логический» полевой транзистор, который надёжно открывает от напряжения 3.3 – 5 вольт. Их можно найти на материнских платах компьютеров. Если управляющее напряжение лежит в пределах 7-15 вольт, можно взять «обычный» полевой транзистор, например, IRF630, IRF730, IRF540 или любые другие аналогичные. При этом следует обратить внимание на такую характеристику, как сопротивление открытого канала. Транзисторы не идеальны, и даже в открытом состоянии сопротивление перехода Сток – Исток не равно нулю. Чаще всего оно составляет сотые доли Ома, что совершенно не критично при коммутации нагрузки небольшой мощности, но весьма существенно при больших токах. Поэтому, чтобы снизить падение напряжения на транзисторе и, соответственно, уменьшить его нагрев, нужно выбирать транзистор с наименьшим сопротивлением открытого канала.
«N» на схеме – какая-либо нагрузка.
Недостатком ключа на транзисторе является то, что он может работать только в цепях постоянного тока, ведь ток идёт только от Стока к Истоку.

Изготовление ключа на полевом транзисторе


Собрать такую простую схему можно и навесным монтажом, но я решил изготовить миниатюрную печатную плату с помощью лазерно-утюжной технологии (ЛУТ). Порядок действий, следующий:
1) Вырезаем кусок текстолита, подходящий под размеры рисунка печатной платы, зачищаем его мелкой наждачной бумагой и обезжириваем спиртом или растворителем.

2) На специальной термотрансферной бумаге печатаем рисунок печатной платы. Можно использовать глянцевую бумагу из журналов или кальку. Плотность тонера на принтере следует выставить максимальную.

3) Переносим рисунок с бумаги на текстолит, используя утюг. При этом следует контролировать, чтобы бумажка с рисунком не смещалась относительно текстолита. Время нагрева зависит от температуры утюга и лежит в пределах 30 – 90 секунд.

4) В итоге на текстолите появляется рисунок дорожек в зеркальном отображении. Если тонер местами плохо прилип к будущей плате, можно подправить огрехи в помощью женского лака для ногтей.

5) Далее, кладём текстолит травиться. Существует множество способов изготовить раствор для травления, я пользуюсь смесью лимонной кислоты, соли и перекиси водорода.

После травления плата приобретает такой вид:

6) Затем необходимо удалить тонер с текстолита, проще всего это сделать с помощью жидкости для снятия лака для ногтей. Можно использовать ацетон и другие подобные растворители, я применил нефтяной сольвент.

7) Дело за малым – теперь осталось просверлить отверстия в нужных местах и залудить плату. После этого она приобретает такой вид:


Плата готова к запаиванию в неё деталей. Потребуются всего два резистора и транзистор.

На плате имеются два контакта для подачи на них управляющего напряжения, два контакта для подключения источника, питающего нагрузку, и два контакта для подключения самой нагрузки. Плата со впаянными деталями выглядит вот так:


В качестве нагрузки для проверки работы схемы я взял два мощных резистора по 100 Ом, включенных параллельно.

Использовать устройство я планирую в связке с датчиком влажности (плата на заднем плане). Именно с него на схему ключа поступает управляющее напряжение 12 вольт. Испытания показали, что транзисторный ключ прекрасно работает, подавая напряжение на нагрузку. Падение напряжение на транзисторе при этом составило 0,07 вольта, что в данном случае совсем не критично. Нагрева транзистора на наблюдается даже при постоянной работе схемы. Успешной сборки!



Скачать плату и схему:
plata.zip [4.93 Kb] (cкачиваний: 1358)

транзисторный ключ переменного тока – патент РФ 2047270

Применение: электротехника, коммутационная аппаратура переменного тока. Сущность: устройство содержит два транзистора разного типа проводимости, два диода, трансформатор питания, управляемый ключевой элемент с двусторонней проводимостью, включенные определенным образом. 1 ил. Рисунок 1

Формула изобретения

ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий первый транзистор n-p-n-типа проводимости, второй транзистор p-n-p-типа проводимости, эмиттеры которых подключены к общей шине, первый диод, катод которого соединен с коллектором первого транзистора, второй диод, анод которого соединен с коллектором второго транзистора, базы транзисторов объединены, первый вывод нагрузки подключен к объединенным аноду первого диода и катоду второго диода, трансформатор питания с первичной обмоткой, подключенной к входным выводам устройства для подключения к сети переменного тока, и вторичной обмоткой, имеющей промежуточный вывод и включенной между вторым выводом нагрузки и общей шиной, управляемый ключевой элемент с двусторонней проводимостью, отличающийся тем, что управляемый ключевой элемент с двусторонней проводимостью включен между промежуточным выводом вторичной обмотки трансформатора и объединенными базами транзисторов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к коммутационной аппаратуре переменного тока и может быть использовано при построении устройств, в составе которых необходим ключевой элемент переменного тока. Известен транзисторный ключ переменного тока [1, с. 33, рис. 2. 1 г. выполненный на двух параллельных ветвях последовательно и встречно включенных транзисторов и диодов. Схема управления таким ключом имеет два выхода, каждый из которых подключен к соответствующему транзистору, причем выходы имеют общий провод. В случае применения схемы управления с трансформаторным выходом из-за необходимости вывода средней (нулевой) точки вторичной обмотки трансформатора, приходится усложнять схему управления. Известен транзисторный ключ переменного тока [1, с. 33, рис. 2.1, д] выполненный на основе мостовой схемы выпрямления, в диагональ постоянного тока которой включен транзистор, работающий в режиме ключа. Схема управления для данного ключа проще, поскольку осуществляется управление только одним транзистором. Недостатком такого ключа является уменьшение выходной мощности из-за применения большего количества диодов и увеличения рассеиваемой мощности на транзисторе. Известен транзисторный ключ переменного тока [1, с. 33, рис. 2.1, в] содержащий два биполярных транзистора и два диода, включенных встречно-параллельно. В случае применения для управления ключом схемы с трансформаторным выходом трансформатор должен иметь две гальванически не связанные вторичные обмотки, каждая из которых подключена к соответствующему транзистору ключа, или необходимо применение двух трансформаторов. Недостатком известного устройства в случае применения схемы управления с трансформаторным выходом является ее усложнение, связанное с необходимостью применения выходного трансформатора с двумя гальванически не связанными между собой вторичными обмотками, каждая из которых подключена к соответствующему транзистору ключа, или применения двух трансформаторов. Наиболее близким к предлагаемому устройству является коммутатор переменного тока [2] содержащий первый транзистор n-p-n-типа проводимости, второй транзистор p-n-p-типа проводимости, эмиттеры которых подключены к общей шине, первый диод, катод которого соединен с коллектором первого транзистора, второй диод, анод которого соединен с коллектором второго транзистора, первый вывод нагрузки подключен к объединенным аноду первого диода и катоду второго диода, трансформатор питания с первичной и вторичной обмотками, резистор и ключ управления, который включен между объединенными базами первого и второго транзисторов и общей шиной, первичная обмотка трансформатора питания подключена к шинам питания, а вторичная обмотка включена между общей шиной и вторым выводом нагрузки, объединенные базы первого и второго транзисторов через резистор подключены к промежуточному выводу вторичной обмотки трансформатора питания. Недостатком такого устройства является сравнительно низкий КПД, что объясняется потерями мощности в резисторе цепи управления в режимах замкнутого и разомкнутого транзисторного ключа. Изобретение направлено на упрощение схемы управления транзисторным ключом переменного тока и повышение КПД устройства. Поставленная задача решена благодаря тому, что в известном устройстве исключен резистор и изменено соединение ключа управления с элементами устройства. Ключ управления включен между объединенными базами транзисторов и промежуточным выводом вторичной обмотки трансформатора. Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, выражается в помещении КПД устройства за счет существенного уменьшения потерь в схеме управления в режиме разомкнутого транзисторного ключа из-за прекращения протекания тока в базовых цепях транзисторов при размыкании ключа управления. Кроме того, упрощается устройство управления ключом путем исключения резистора в цепи управления, который принципиально необходим в схеме известного коммутатора переменного тока. На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства. Предлагаемое устройство содержит транзистор 1 n-p-n типа проводимости, транзистор 2 p-n-p типа проводимости, эмиттеры которых подключены к общей шине, диод 3, катод которого соединен с коллектором транзистора 1, диод 4, анод которого соединен с коллектором транзистора 2, нагрузку 5, трансформатор питания 6 с первичной 7 и вторичной 8 обмотками, ключ управления 9, включенный между объединенными базами транзисторов и промежуточным выводом вторичной обмотки 8 трансформатора. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При подключении устройства к сети переменного тока и разомкнутом ключе управления 9 ток через нагрузку не протекает (транзисторы закрыты), так как на переходах база эмиттер транзисторов создается напряжение, близкое к нулю. Ток от промежуточного вывода вторичной обмотки 8 трансформатора не протекает, так как ключ управления 9 разомкнут. При замыкании ключа управления ток от промежуточного вывода обмотки 8 через ключ 9 поступает в базу транзистора 1 (положительная полуволна) или в базу транзистора 2 (отрицательная полуволна). Этот ток попеременно открывает транзисторы 1 и 2 и через нагрузку 5 начинает протекать переменный ток. Положительная полуволна этого тока протекает через диод 3 и открытый транзистор 1, а отрицательная через диод 4 и открытый транзистор 2. Таким образом, в представленном транзисторном ключе переменного тока нет необходимости замыкания объединенных баз и эмиттеров между собой через ключ управления для обеспечения закрытого состояния транзисторов, как это сделано в известном устройстве (при этом вся мощность рассеивается на резисторе). Применение последовательно включенного ключа управления позволяет улучшить энергетические показатели схемы управления и всего устройства. 56. 1. Миловзоров В.П. Муcолин А.K. Диcкретные cтабилизаторы и формирователи напряжения. М. энергоатомиздат, 1986, c. 33. 2. Авторcкое cвидетельcтво СССР N 1499476, кл. HОЗK 17/68, 1987.

Транзисторный выключатель питания. Логические схемы на переключателях тока Переключение двух ламп 12в на транзисторах схема

При работе со сложными схемами полезным является использование различных технических хитростей, которые позволяют добиться поставленной цели малыми усилиями. Одной из них является создание транзисторных ключей. Чем они являются? Зачем их стоит создавать? Почему их ещё называют «электронные ключи»? Какие особенности данного процесса есть и на что следует обращать внимание?

На чем делаются транзисторные ключи

Они выполняются с использованием полевых или Первые дополнительно делятся на МДП и ключи, которые имеют управляющий р-n-переход. Среди биполярных различают не/насыщенные. Транзисторный ключ 12 Вольт сможет удовлетворить основные запросы со стороны радиолюбителя.

Статический режим работы

В нём проводится анализ закрытого и открытого состояния ключа. В первом на входе находится низкий уровень напряжения, который обозначает сигнал логического нуля. При таком режиме оба перехода находятся в обратном направлении (получается отсечка). А на коллекторный ток может повлиять только тепловой. В открытом состоянии на входе ключа находится высокий уровень напряжения, соответствующий сигналу логической единицы. Возможной является работа в двух режимах одновременно. Такое функционирование может быть в области насыщения или линейной области выходной характеристики. На них мы остановимся детальнее.

Насыщение ключа

В таких случаях переходы транзистора являются смещенными в прямом направлении. Поэтому, если изменится ток базы, то значение на коллекторе не поменяется. В кремниевых транзисторах для получения смещения необходимо примерно 0,8 В, тогда как для германиевых напряжение колеблется в рамках 0,2-0,4 В. А как вообще достигается насыщение ключа? Для этого увеличивается ток базы. Но всё имеет свои пределы, равно как и увеличение насыщения. Так, при достижении определённого значения тока, оно прекращает увеличиться. А зачем проводить насыщение ключа? Есть специальный коэффициент, что отображает положение дел. С его увеличением возрастает нагрузочная способность, которую имеют транзисторные ключи, дестабилизирующие факторы начинают влиять с меньшей силой, но происходит ухудшение быстродействия. Поэтому значение коэффициента насыщения выбирают из компромиссных соображений, ориентируясь по задаче, которую необходимо будет выполнить.

Недостатки ненасыщенного ключа

А что будет, если не было достигнуто оптимальное значение? Тогда появятся такие недостатки:

  1. Напряжение открытого ключа упадёт потеряет примерно до 0,5 В.
  2. Ухудшится помехоустойчивость. Это объясняется возросшим входным сопротивлением, что наблюдается в ключах, когда они в открытом состоянии. Поэтому помехи вроде скачков напряжения будут приводить и к изменению параметров транзисторов.
  3. Насыщенный ключ обладает значительной температурной стабильностью.

Как видите, данный процесс всё же лучше проводить, чтобы в конечном итоге получить более совершенное устройство.

Быстродействие

Для этого используются элементы связи. Так, если первый ключ на выходе имеет высокий уровень напряжения, то на входе второго происходит открытие и работает в заданном режиме. И наоборот. Такая цепь связи существенно влияет на переходные процессы, что возникают во время переключения и быстродействия ключей. Вот как работает транзисторный ключ. Наиболее распространёнными являются схемы, в которых взаимодействие совершается только между двумя транзисторами. Но это вовсе не значит, что это нельзя сделать устройством, в котором будет применяться три, четыре или даже большее число элементов. Но на практике такому сложно бывает найти применение, поэтому работа транзисторного ключа такого типа и не используется.

Что выбрать

С чем лучше работать? Давайте представим, что у нас есть простой транзисторный ключ, напряжение питания которого составляет 0,5 В. Тогда с использованием осциллографа можно будет зафиксировать все изменения. Если ток коллектора выставить в размере 0,5мА, то напряжение упадёт на 40 мВ (на базе будет примерно 0,8 В). По меркам задачи можно сказать, что это довольно значительное отклонение, которое накладывает ограничение на использование в целых рядах схем, к примеру, в коммутаторах Поэтому в них применяются специальные где есть управляющий р-n-переход. Их преимущества над биполярными собратьями такие:

  1. Незначительное значение остаточного напряжения на ключе в состоянии проводки.
  2. Высокое сопротивление и, как результат – малый ток, что протекает по закрытому элементу.
  3. Потребляется малая мощность, поэтому не нужен значительный источник управляющего напряжения.
  4. Можно коммутировать электрические сигналы низкого уровня, которые составляют единицы микровольт.

Транзисторный ключ реле – вот идеальное применение для полевых. Конечно, это сообщение здесь размещено исключительно для того, чтобы читатели имели представление об их применении. Немного знаний и смекалки – и возможностей реализаций, в которых есть транзисторные ключи, будет придумано великое множество.

Пример работы

Давайте рассмотрим более детально, как функционирует простой транзисторный ключ. Коммутируемый сигнал передаётся с одного входа и снимается с другого выхода. Чтобы запереть ключ, на затвор транзистора используют подачу напряжения, которое превышает значения истока и стока на величину, большую в 2-3 В. Но при этом следует соблюдать осторожность и не выходить за пределы допустимого диапазона. Когда ключ закрыт, то его сопротивление относительно большое – превышает 10 Ом. Такое значение получается благодаря тому, что дополнительно влияет ещё и ток обратного смещения p-n перехода. В этом же состоянии емкость между цепью переключаемого сигнала и управляющим электродом колеблется в диапазоне 3-30 пФ. А теперь откроем транзисторный ключ. Схема и практика покажут, что тогда напряжение управляющего электрода будет близиться к нулю, и сильно зависит от сопротивления нагрузки и коммутируемой характеристики напряжения. Это обусловлено целой системой взаимодействий затвора, стока и истока транзистора. Это создаёт определённые проблемы для работы в режиме прерывателя.

В качестве решения данной проблемы были разработаны различные схемы, которые обеспечивают стабилизацию напряжения, что протекает между каналом и затвором. Причем благодаря физическим свойствам в таком качестве может использоваться даже диод. Для этого его следует включить в прямое направление запирающего напряжения. Если будет создаваться необходимая ситуация, то диод закроется, а р-n-переход откроется. Чтобы при изменении коммутируемого напряжения он оставался открытым, и сопротивление его канала не менялось, между истоком и входом ключа можно включить высокоомный резистор. А наличие конденсатора значительно ускорит процесс перезарядки емкостей.

Расчет транзисторного ключа

Для понимания привожу пример расчета, можете подставить свои данные:

1) Коллектор-эмиттер – 45 В. Общая рассеиваемая мощность – 500 mw. Коллектор-эмиттер – 0,2 В. Граничная частота работы – 100 мГц. База-эмиттер – 0,9 В. Коллекторный ток – 100 мА. Статистический коэффициент передачи тока – 200.

2) Резистор для тока 60 мА: 5-1,35-0,2 = 3,45.

3) Номинал сопротивления коллектора: 3,45\0,06=57,5 Ом.

4) Для удобства берём номинал в 62 Ом: 3,45\62=0,0556 мА.

5) Считаем ток базы: 56\200=0,28 мА (0,00028 А).

6) Сколько будет на резисторе базы: 5 – 0,9 = 4,1В.

7) Определяем базы: 4,1\0,00028 = 14,642,9 Ом.

Заключение

И напоследок про название “электронные ключи”. Дело в том, что состояние меняется под действием тока. А что он собой представляет? Верно, совокупность электронных зарядов. От этого и происходит второе название. Вот в целом и все. Как видите, принцип работы и схема устройства транзисторных ключей не является чем-то сложным, поэтому разобраться в этом – дело посильное. Следует заметить, что даже автору данной статьи для освежения собственной памяти потребовалось немного попользоваться справочной литературой. Поэтому при возникновении вопросов к терминологии предлагаю вспомнить о наличии технических словарей и проводить поиск новой информации про транзисторные ключи именно там.

Сенсорный включатель – очень простая схема, которая состоит всего их двух транзисторов и нескольких радиоэлементов.

Сенсор – sensor – с англ. яз. – чувствительный или воспринимающий элемент. Данная схема позволяет подавать напряжение в нагрузку, прикоснувшись пальчиком к сенсору. В данном случае сенсором у нас будет проводок, идущий от базы . Итак, рассмотрим схемку:

Рабочее напряжение схемы 4-5 Вольт. Можно чуток и больше.

Схема ну очень простая. На мм макетной плате она будет выглядеть примерно вот так:


Желтый проводок от базы транзистора КТ315, который находится в воздухе, у нас будет сенсором.

Кто не помнит, где эмиттер, коллектор и база, ниже на фото показана цоколевка (расположение выводов) транзистора КТ361 (слева) и транзистора КТ315 (справа) . КТ361 и КТ315 различаются расположением буквы. У КТ361 эта буква находится посередине, а у КТ315 слева. Какая там буква – без разницы. В данном случае буква “Г” значит используются транзисторы КТ361Г и КТ315Г


В моем же случае я использовал транзисторы КТ315Б (ну что под руку попалось).

Вот видео работы этой схемы:

А что если с помощью такого сенсорного выключателя управлять мощной нагрузкой? Например, лампой накаливания на 220 Вольт? Просто вместо светодиода мы можем поставить ТТР.

В этой схеме я использовал Твердотельное реле (ТТР), хотя можно использовать и электромеханическое реле . При использовании электромеханического реле, не забываем параллельно катушке реле поставить защитный диод

Моя измененная схема на ТТР выглядит вот так:


А вот так она работает:

В интернете эта схема идет на трех транзисторах. Я ее немного упростил. Принцип работы схемы очень простой. При прикосновении пальчиком вывода базы транзистора VT2, на базу поступает синусоидальный сигнал с нашего тела. А откуда он берется? Наводки от сети 220 Вольт. Так вот, этих наводок вполне хватает, чтобы транзистор VT2 открылся, потом сигнал с VT2 поступает на базу VT1 и там усиливается еще больше. Мощности этого сигнала хватает, чтобы зажечь светодиод или подать управляющий сигнал на реле. Все гениально и просто!

» в мир современной электроники… Перед вами последняя часть данного курса.

Шаг 10: Светодиоды

Индикаторами, обычно называют светодиоды, которые являются настоящими незамеченными героями в мире электроники. Они формируют числа на электронных часах, передают информацию от дистанционных устройств, освещают приборные панели и оповещают пользователей о том, что используемые ими приборы включены. Если их собрать вместе, они смогут сформировать изображения на гигантском телевизионном экране или осветить светофор.

В основном светодиоды — простые крошечные лампочки, которые легко «монтируются» в электрическую схему. Но в отличие от обычных ламп накаливания, у них нет нити, которая может перегореть, а так же они не так греются, как лампы. Они излучают свет исключительно за счёт движения электронов в полупроводнике. Продолжительность жизни светодиода превосходит жизнь ламп накаливания на тысячи часов.

Светодиоды используются для освещения или для индикации.

Обычные светодиоды хороши в качестве индикаторов, поскольку они светят мягким и однородным светом, который хорошо видно под любым углом. У ярких светодиодов свет прямой и мощный, но вы не сможете увидеть их свечение под углом, потому что свет направлен только вперёд.

Светодиод — диод, на который оказывает влияние ток, а не напряжение. Он «питается» током в прямом направлении (плюс к минус, или анод к катоду) и начинает излучать свет при минимальном токе. Типичный красный светодиод потребляет от 10mA до 20mA. Если подать значение больше допустимого, светодиод просто сгорит.

Так как работа светодиода зависит от тока, и не зависит от напряжения, он не может быть подключён непосредственно к аккумулятору или источнику питания. Самый простой способ защитить светодиод от «убийственного» значения тока – это подключить его через резистор. Резистор снизит ток и приведёт его значение до приемлемого уровня.

Рассчитаем значение LED резистора по следующей формуле:

Значение Резистора LED, R = (напряжение питания — напряжение LED) / ток LED.

В нашем примере:

Возьмём, 9-вольтовую батарею (напряжение питания = 9 В). Напряжение для красного светодиода 2 В, ток – 20 мА.

Если у вас нет резистора с определенным значением, то выберите самое близкое стандартное сопротивление, которое немного больше рассчитанного. Если хотите увеличить время свечения, то можете выбрать более высокое значение резистора, чтобы уменьшить ток. Для 15mA , R = (9 — 2.0) / 15 мА = 466 Ом (используем более высокое стандартное значение = 470 Ом).

Шаг 11: Транзистор

Транзисторы можно рассматривать, как один из видов электронного переключателя.

(Для справки: транзисторный переключатель гораздо быстрее, чем механический)

Есть два основных типа транзисторов: биполярный и МОП-транзистор (металл-оксид-полупроводник). Биполярные транзисторы в свою очередь делиться на: N-P-N и P-N-P структуры. Большинство схем использует N-P-N структуру. Транзисторы изготавливаются в различных формах, но все они имеют три вывода. База — является ведущей и отвечает за активацию транзистора. Коллектор – положительный вывод. Эмиттер – отрицательный вывод. (У каждого элемента выводы располагаются в определенном порядке).

Транзистор — миниатюрный электронный компонент, который может выполнять две функции. Он может быть усилителем или переключателем.

Когда он работает усилителем, то берёт небольшой ток (входной ток) и увеличивает его значение (выходной ток). Другими словами, это — токоусилитель (используется в слуховых аппаратах).

Кроме того, транзисторы могут выполнять роль переключателей. Небольшой электрический ток, протекающий через одну часть транзистора, может активировать другую его сторону. Так работают все микросхемы. Например, микросхема памяти содержит сотни миллионов или даже миллиардов транзисторов, каждый из которых может быть включен или выключен индивидуально. Так как каждый транзистор может быть в двух отличных режимах, то он может сохранить два различных числа, ноль и один. С миллиардами транзисторов чип может сохранить миллиарды нолей, и почти столько же обычных знаков.

Режимы функционирования

В отличие от резисторов работа которых основывается на линейном соотношении между напряжением и током, транзисторы — нелинейные устройства. У них есть четыре отличающихся режима работы.

(Когда говорят об электрическом токе, что идёт через транзистор), мы, обычно, имеем в виду ток, протекающий из коллектора к эмиттеру, транзистора с N-P-N структурой.

Насыщенность – транзистор действует, как перемычка. Ток свободно протекает от коллектора к эмиттеру.

Отсечение – транзистор действует, как прерыватель цепи. Токи от коллектора к эмиттеру не идут.

Активный – ток от коллектора к эмиттеру пропорционален току, протекающему к базе.

Обратно-активный – как и в активном, ток пропорционален току базы, но протекает в обратном направлении.

Введя транзистор в режим отсечки или насыщения, можно создать двойной эффект включения — выключения. Транзисторы-переключатели используются, чтобы включают микроконтроллеры, микропроцессоры и другие интегральные схемы.

Транзисторный выключатель (ТВ)

Давайте рассмотрим фундаментальную схему «ТВ» N-P-N структуры. Воспользуемся им, чтобы управлять мощным светодиодом.

В то время как обычный переключатель «врезался бы в линию», ТВ управляется напряжением, которое поступает на базу. Контакт ввода-вывода микроконтроллера, может быть запрограммирован, так чтобы пропускать высокий или низкий ток, тем самым включать или выключать цепь.

Когда напряжение базы больше, чем 0.6 В, транзистор начинает насыщаться, что похоже на короткое замыкание между коллектором и эмиттером. Когда напряжение меньше чем 0.6 В, транзистор находится в режиме отсечки – ток не проходит, это похоже на разомкнутую цепь между коллектором и эмиттером.

Такую схему подключения называют переключателем «низкой стороны». В качестве альтернативы, можем использовать транзистор PNP структуры для создания переключателя «высокой стороны».

Базовые резисторы

Вы заметили, что каждая из описанных схем использует последовательный резистор между вводом управления и базой транзистора. Не забывайте добавлять этот резистор! Транзистор без резистора на базе похож на светодиод без токоограничивающего резистора.

Вспомните, что, в некотором смысле, транзистор — просто пара соединенных диодов. Некоторые транзисторы могут быть рассчитаны только на максимум 10-100mA, что проходит через них. Если вы пропустите ток превышающий максимально допустимый, транзистор может взорваться.

Имя тип Vce Ic Вт ft
2N2222 NPN 40V 800mA 625mW 300MHz
BC548 NPN 30V 100mA 500mW 300MHz
2N3904 NPN 40V 200mA 625mW 270MHz
2N3906 PNP -40V -200mA 625mW 250MHz
BC557 PNP -45V -100mA 500mW 150MHz
TIP120 (power) NPN 60V 5A 65W

МОП — транзистор

МОП является другим типом транзистора, используемого для усиления или переключения электронных сигналов.

Основное преимущество МОП перед обычными транзисторами заключается в том, что он требует, малый ток для включения (меньше, чем 1mA) при выходе более высокого тока нагрузки (10 — 50А и больше).

У МОП чрезвычайно высокое входное сопротивление затвора с током, протекающим через канал между истоком и стоком под контролем напряжения на затворе. Из-за этого высокого входного сопротивления, МОП могут быть легко повреждены статическим электричеством.

МОП-ТРАНЗИСТОР идеален для использования в качестве электронных переключателей или в качестве усилителей с общим истоком, поскольку их потребляемая мощность очень небольшая.

Шаг 12: Стабилизаторы напряжения

Стабилизатор напряжения генерирует фиксированное выходное напряжение предварительно установленной величины, которое остаётся постоянным независимо от изменений величин входного напряжения и нагрузки. Есть два типа стабилизаторов напряжения:

  • Линейный;
  • Переменного напряжения.

Рассеиваемая мощность линейного регулятора прямо пропорциональна выходному току для напряжения ввода и вывода, таким образом, типичный КПД составляет 50% или ещё ниже. Используя оптимальные компоненты, стабилизатор переменного напряжения может достигнуть КПД 90%. Однако мощность помех на выходе от линейного регулятора намного ниже, чем у переменного с теми же выходными напряжениями и аналогичными характеристиками. Как правило, переменный может управлять более высокими текущими нагрузками, чем линейный стабилизатор.

Линейный стабилизатор есть не что иное, как делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах.

Существует два типа линейного стабилизатора:

Фиксированные

«Фиксированные» линейные стабилизаторы с тремя терминалами стабилизируют постоянные напряжения 3 В, 5 В, 6 В, 9 В, 12 В или 15 В, когда нагрузка составляет меньше чем 1.5 А. Ряд «78xx» (7805, 7812, и т.д.) регулирует положительные напряжения, в то время как «79xx» (7905, 7912, и т.д.) регулируют отрицательные напряжения. Часто, последние две цифры — выходное напряжение (например, 7805 — +5вольтовый стабилизатор, в то время как 7915 — −15 В стабилизатор).

Переменные

Такой тип генерирует фиксированное низкое номинальное напряжение между выходом и корректировочным терминалом (эквивалентный клемме заземления в фиксированном). Семейство устройств включает такие как LM723 (низкой мощности) и LM317 и L200 (средней мощности). Некоторые переменные доступны в сборках больше чем с тремя контактами, включая корпуса с двухрядным расположением выводов. Они предоставляют возможность скорректировать выходное напряжение при помощи внешних резисторов с известными значениями.

Серия (+1.25V) LM317 регулирует положительные напряжения, в то время как серия LM337 (−1.25V) регулирует отрицательные напряжения.

Применение линейных стабилизаторов

L7805 (Стабилизатор напряжения — 5 В): Это — основной стабилизатор напряжения, положительный регулятор с тремя терминалами с 5 В фиксированным выходным напряжением. Максимальный выходной ток до 1.5 А.

L7812 (Стабилизатор напряжения — 12 В): Это — основной стабилизатор напряжения, положительный регулятор с тремя терминалами с 12 В фиксированным выходным напряжением. Максимальный выходной ток до 1.5 А.

LM317 («Подстроечный»1.25 В к 37 В): — регулятор положительного напряжения с тремя терминалами, способный выдавать больше чем 1.5А, по диапазону выходного напряжения 1.25 В к 37 В. Он требует, наличия двух внешних резисторов, установленных на выходном напряжении.

Стабилизаторы переменного напряжения это устройства, предназначенные для поддержания постоянного значения напряжения, независимо от его колебания во входной цепи.

Повышающий стабилизатор

Это преобразователь постоянного тока с выходным напряжением, больше, чем его входное напряжение.

Типичный пример преобразователя повышения LM27313. Эта микросхема разработана для использования в системах низкой мощности, таких как камеры, мобильные телефоны и устройства GPS. Другой общий корректируемый преобразователь — LM2577.

Шаг 13: Интегральные схемы

Интегральная схема (ИC) (иногда называется микросхемой или микрочипом) – является полупроводниковой пластиной, на которой выполнены тысячи или миллионы крошечных резисторов, конденсаторов и транзисторов. ИC может функционировать как усилитель, осциллятор, таймер, счетчик, память компьютера или микропроцессор.

У линейных ИС есть вывод с плавной регулировкой (теоретически способный достичь бесконечного числа состояний), который зависит от уровня входного сигнала. Линейные ИС используются в качестве усилителей звуковой частоты (AF) и радиочастоты (RF). Операционный усилитель (операционный усилитель) является общим устройством в этих приложениях.

Цифровые ИС работают только на нескольких определённых уровнях или состояниях, а не по непрерывному диапазону амплитуд сигнала. Эти устройства используются в компьютерах, компьютерных сетях, модемах и частотомерах. Фундаментальные стандартные блоки цифровых ИС — логические элементы, которые работают с двоичными данными, т.е. сигналы, у которых есть только два различных состояния низкое (логика 0) и высокое (логика 1).

В зависимости от способа производства, интегральные схемы могут быть разделены на две группы: гибрид и монолитный.

Нумерация контактов (цоколёвка)

Каждая «ножка» микросхемы имеет свой определенный номер и ряд функций, которые она выполняет. На рисунке показана метка, благодаря которой можно определить первый контакт чипа.

Одна из основных характеристик корпуса — способ, которым он монтируются на печатную плату. Либо это выводные контакты либо поверхностный монтаж.

Спасибо за внимание!

В настоящее время в радиоэлектронной аппаратуре часто применяют электронные выключатели, в которых одной кнопкой можно осуществлять как ее включение, так и выключение. Сделать такой выключатель мощным, экономичным и малогабаритным можно, если применить полевой переключательный транзистор и цифровую КМОП микросхему.

Схема простого выключателя приведена на рис. 1. Транзистор VT1 выполняет функции электронного ключа, а триггер DD1 им управляет. Устройство постоянно подключено к источнику питания и потребляет небольшой ток – единицы или десятки микроампер.

Если на прямом выходе триггера высокий логический уровень, то транзистор закрыт, нагрузка обесточена. При замыкании контактов кнопки SB1 триггер переключится в противоположное состояние, на его выходе появится низкий логический уровень. Транзистор VT1 откроется, и напряжение поступит на нагрузку. В таком состоянии устройство будет находиться до тех пор, пока снова не окажутся замкнутыми контакты кнопки. Тогда транзистор закроется, нагрузка обесточится.

Указанный на схеме транзистор имеет сопротивление канала 0,11 Ом, а максимальный ток стока может достигать 18 А. Следует учитывать, что напряжение затвор-сток, при котором транзистор открывается, составляет 4…4,5 В. При напряжении питания 5…7 В ток нагрузки не должен превышать 5 А, в противном случае падение напряжения на транзисторе может превысить 1 В. Если напряжение питания больше, ток нагрузки может достигать 10… 12 А.

Когда ток нагрузки не превышает 4 А, транзистор можно использовать без теплоотвода. Если ток больше, необходим теплоотвод, либо следует применить транзистор с меньшим сопротивлением канала. Подобрать его нетрудно по справойной таблице, приведенной в статье “Мощные переключательные транзисторы фирмы International Rektifier” в “Радио”, 2001, №5, с. 45.

На такой выключатель можно возложить и другие функции, например, автоматическое отключение нагрузки при снижении или превышении питающим напряжением заранее установленного значения. В первом случае это может понадобиться при питании аппаратуры от аккумуляторной батареи, чтобы не допустить ее чрезмерного разряда, во втором – для защиты аппаратуры от завышенного напряжения.

Схема электронного выключателя с функцией отключения при снижении напряжения приведена на рис. 2. В него дополнительно введены транзистор VT2,стабилитрон,конденсатор и резисторы, один из которых – подстроенный (R4).

При нажатии на кнопку SB 1 полевой транзистор VT1 открывается, напряжение поступает на нагрузку. Из-за зарядки конденсатора С1 напряжение на коллекторе транзистора в начальный момент не превысит 0,7 В, т.е. будет иметь низкий логический уровень. Если напряжение на нагрузке станет больше установленного подстроечным резистором значения, на базу транзистора поступит напряжение, достаточное для его открывания. В этом случае на входе “S” триггера останется низкий логический уровень, а кнопкой можно включать и выключать питание нагрузки.

Как только напряжение снизится ниже установленного значения, напряжение на движке подстроечного резистора станет недостаточным для открывания транзистора VT2 – он закроется. При этом на коллекторе транзистора напряжение увеличится до высокого логического уровня, который поступит на вход “S” триггера. На выходе триггера появится также высокий уровень, что приведет к закрыванию полевого транзистора. Нагрузка обесточится. Нажатия на кнопку в этом случае приведут только к кратковременному подключению нагрузки и последующему ее отключению.

Для введения защиты от превышения питающего напряжения автомат следует дополнить транзистором VT3, стабилитроном VD2 и резисторами R5, R6. В этом случае устройство работает аналогично описанному выше, но при увеличении напряжения выше определенного значения транзистор VT3 откроется, что приведет к закрыванию VT2, появлению высокого уровня на входе “S” триггера и закрыванию полевого транзистора VT1.

Кроме указанных на схеме, в устройстве можно применить микросхему К561ТМ2, биполярные транзисторы КТ342А-КТ342В, КТ3102А-КТ3102Е, стабилитрон КС156Г. Постоянные резисторы – МЛТ, С2-33, Р1-4, подстроенные – СПЗ-3, СПЗ-19, конденсатор – К10 17, кнопка – любая малогабаритная с самовозвратом.

При использовании деталей для поверхностного монтажа (микросхема CD4013, биполярные транзисторы КТ3130А-9 – КТ3130Г-9, стабилитрон BZX84C4V7, постоянные резисторы P1-I2, конденсатор К10-17в) их можно разместить на печатной плате (рис. 3) из односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 20×20 мм. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 4.

Производители полупроводниковых приборов разрабатывают новые, более совершенные изделия, что дает возможность радиолюбителям, в свою очередь, создавать простые компактные устройства с улучшенными параметрами, недостижимыми всего лишь несколько лет назад. Один из примеров тому пред-ставлен в публикуемой ниже статье, в которой описан мощный электронный включатель-выключатель, способный во многих случаях потеснить своего электромагнитного конкурента.

На рис. 1 представлена схема одного из вариантов мощного электронного реле, предназначенного для коммутации тока нагрузки до 20 А при напряжении 5…20 В. Устройство собрано на базе мощного п-канального транзистора МДП АРМ2556NU), имеющего сопротивление канала не более 5,7 мОм при напряжении затвор-исток 10 В или не более 10 мОм при 4,5 В. Столь малое сопротивление открытого канала позволяет с помощью этого прибора коммутировать большой ток, причем установка транзистора на теплоотвод при невысокой частоте переключения (единицы – десятки килогерц) обычно не требуется. Устройство может быть использовано, например, как электронный включатель-выключатель выходного напряжения в мощном блоке питания, мощных источников света в аккумуляторных фонарях, низковольтных электродвигателей, тяговых электромагнитов и для множества других применений.
Использование в качестве основного коммутирующего элемента мощного транзистора МДП в сравнении с электромагнитным реле позволяет получить меньшее сопротивление “замкнутых контактов”, отсутствие их выгорания и искровых помех, более высокое быстродействие (при электронном управлении). Кроме того, такой электронный переключатель будет иметь меньшие габариты и массу, чем электромагнитные реле на ток 10…20 А, а также значительно меньший ток, потребляемый цепями управления.
Управлять электронным переключателем можно двумя малогабаритными кнопками без фиксации, например, герконовыми, мембранными или резиновыми с токопроводящим покрытием.

На рис. 2 для сравнения габаритов показаны электромагнитное реле С71-2А-Р фирмы Omron, контакты которого рассчитаны на коммутацию тока 20 А, и макет электронного реле на
транзисторе МДП. Электронный узел даже при относительно просторном монтаже занимает вчетверо меньший объем (кнопки и светодиод смонтированы вне платы) и значительно легче.
При подаче напряжения на вход устройства, полевой транзистор VT2 остается закрытым, подключенная к выходу нагрузка – обесточенной, светодиод НL1 – выключенным. Чтобы подать напряжение на нагрузку, необходимо на короткое время нажать на кнопку SB1. Это приведет к открыванию транзистора VТ1 и вслед за ним транзистора VT2.
О поступившем к нагрузке напряжении проинформирует включившийся светодиод HL1. Конденсаторы СЗ и С4, а также С1, С2, С5, С6 устраняют воз-можное влияние на состояние транзисторов различных помех. Диоды VD2- VD5 предназначены для принудительного выключения устройства при снижении входного напряжения примерно до 3 В, что предохраняет полевой транзистор VT2 от перегревания.
Дело в том, что столь глубокое уменьшение напряжения затвор-исток транзистора \/Т2 резко увеличивает сопротивление канала и, как следствие, выделяемую в нем тепловую мощность, особенно при большом нагрузочном токе. Для того чтобы предохранить полевой транзистор от перегревания, предусмотрена цепь R5VD2-VD5, закрывающая оба транзистора.
Варистор RU1 и стабилитрон VD1 защищают сравнительно низковольтный полевой транзистор от всплесков напряжения, например, от ЭДС самоиндукции электродвигателя, подключенного к входу или выходу устройства, или, например, от случайного повреждения статическим электричеством при прикосновении к затвору транзистора \/Т2 отверткой (или другими металличе¬скими предметами).
Для выключения устройства достаточно кратковременного замыкания контактов кнопки SB2. Управлять состоянием транзистора VT2 можно не только мало-мощными миниатюрными кнопками, но и, например, двумя оптронами или маломощными герконовыми реле. Следует отметить, что в выключенном состоянии переключатель практически не потребляет энергии.
Экспериментальный образец устройства был смонтирован на монтажной плате размерами 46×27 мм из стеклотекстолита навесным монтажом. Сильноточные цепи выполнены короткими отрезками монтажного провода сечением не менее 1,2 мм.
Транзистор АРМ2556NU в миниатюрном корпусе Т0252 допускает максимальное напряжение сток-исток 25 В. При токе стока 40 А и напряжении затвор-исток 10 В или 20 А при напряжении затвор-исток 4,5 В типовое зна¬чение сопротивления открытого канала не превышает 4,5 и 7,5 мОм соответственно. Максимально допустимый постоянный ток стока транзистора при температуре корпуса 25 °С – 60 А.
Транзистор следует припаять к теплоотводу с полезной площадью поверхности не менее 7 см/2 на случай работы при пониженном напряжении питания с большим током нагрузки. При монтаже транзистора необходимо принимать меры по его защите от пробоя статическим электричеством.
Транзисторы АРМ2556NU, предназначенные для работы в понижающих импульсных стабилизаторах напряжения, сейчас широко используют в со-временных высокопроизводительных видеокартах и компьютерных системных платах. Заменить этот транзистор можно двумя соединенными параллельно миниатюрными, но имеющими вдвое большее сопротивление открытого канала транзисторами АРМ25101NU (8,5 МОм при U3-и = 10 В) или другими аналогичными, управляемыми низким напряжением затвор-исток. При ис-пользовании транзисторов с большим чем у АРМ25561NU, сопротивлением ка-нала для сохранения малого сопротивления переключательного элемента можно включить несколько однотипных полевых транзисторов, соединенных параллельно.
Транзистор 2SA733B заменим любым из серий 2SА733. 2SА992, SS9015, КТ3107, КТ6112. Вместо BZV55С15 подойдет стабилитрон 1N744А, TZМС-15, 2С215Ж, КС215ЖА, а вместо 1N148 – диод 1 N914 (или любые из серий КД522, КД521). Светодиод – любой общего применения, желательно с повышенной светоотдачей, например, из серий КИПД40, КИПД66. Для каждого конкретного напряжения на нагрузке следует подбирать резистор с тем, чтобы не превысить номинальный ток светодиода.
Оксидные конденсаторы – К50-68, К53-19 или импортные. Остальные – К10-17, К10-50. Варистор FNR-05K220 можно заменить любым маломощным на 18…22 В, например FNR-05K180.
Безошибочно собранное из исправных деталей устройство не требует на-лаживания.
В зависимости от конкретных особенностей применения предлагаемый для повторения коммутатор можно упростить или усовершенствовать. Например, если исключены всплески напряжения со стороны источника питания или подключенной нагрузки, можно обойтись без варистора RU1. Также можно отказаться от защитного стабилитрона VD1, если напряжение источника питания не превысит 15 В и исключены всякие прикосновения к выводу затвора транзистора VT2.
Если в цепь нагрузки ввести последовательно обмотку самодельного герконового реле, разомкнутые контакты которого подключены параллельно контактам кнопки SB2, то питание нагрузки будет автоматически отключаться при увеличении потребляемого ею тока выше заданного. Для изготовления такого реле на баллон геркона КЭМЗ надо намотать несколько витков толстого (диаметром 0,7…1,2 мм) обмоточного провода. Так, например, с катушкой из семи витков провода ПЭВ-2 0,68 реле сработает при токе около 5 А. Требуемое число витков для желаемого тока срабатывания защиты для конкретного экземпляра геркона определяют экспериментально.

Применение тиристоров в качестве ключей на переменном токе

На Рис. 10.5 показана схема однофазного ключа на двух тиристорах, включенных встречно-параллельно. В этой схеме каждый тиристор проводит свою половину периода напряжения питания, причем доля напряжения, поступающего на нагрузку, определяется моментом подачи сигнала управления. Угол от перехода напряжением питания нуля до момента подачи импульса включения на управляющий электрод соответствующего тиристора называется углом задержки включения, а. Ha Рис. 10.6 приведены графики напряжений и токов в этой схеме при различных значениях а и коэффициенте мощности нагрузки.

Такие ключи широко применяются в устройствах регулировки яркости ламп накаливания (диммерах), управления нагревателями, линиях отжига, регуляторах напряжения и во многих других областях. Эти ключи могут работать при плохом коэффициенте мощности нагрузки, при большом сдвиге фаз между напряжением и током. Даже при коэффициенте мощности, близком к нулю, для нагрузок с постоянным импедансом удается уменьшать реактивную потребляемую мощность до весьма малых значений. При использовании этих ключей в потребляемом токе возбуждается широкий спектр всех нечетных гармоник.

Рис. 10.5. Схема однофазного ключа на двухтиристорах

Рис. 10.6. Графики напряжений и токов в схеме однофазного ключа на двух тиристорах при разлтныхзпачениях а и коэффициенте мощности (КМ) нагрузки

Эти ключи могут быть использованы для плавного включения трансформаторов, исключающего пусковой бросок тока. Это особенно важно в случаях, когда трансформатор используется для питания выпрямителя с большой емкостной нагрузкой. Другое применение этих ключей — ограничение броска тока через холодную нить накала при включении ламп. Это позволяет существенно увеличить долговечность ламп накаливания, что особенно важно для ламп высокой мощности, используемых для освещения заливающим светом.

На Рис. 10.7 приведены схемы тиристорных ключей в трехфазных цепях. В схеме треугольника (на Рис. 10.7 слева) каждый ключ управляет напряжением на своей нагрузке. Эта схема применяется тогда, когда нагрузка может быть разделена на три независимые секции. Схема, приведенная на Рис. 10.7 справа, применяется намного чаще. В частности, она применяется для ограничения пускового броска тока в синхронных и асинхронных электродвигателях. В настоящее время тиристорные стартеры применяются при мощностях двигателей до 10000 л. с. при напряжении 13.8 кВ.

Ключи и нагрузки в схеме треугольника Ключи и нагрузки в схеме звезды

Рис. 10.7. Схемы трехфазных ключей

Формы токов и напряжений в трехфазных цепях с тиристорными ключами весьма сложны. На Рис. 10.8 и Рис. 10.9 приведены графики напряжений и токов для нагрузки с коэффициентом мощности 0.80 и фазовыми сдвигами 60 и 120° соответственно.

Рис. 10.8. Графики напряжений и тока одной фазы в схеме трехфазного ключа при угле задержки включения 60° и коэффициенте мощности 0.8

На Рис. 10.8 ток показан прерывистым, однако, если угол задержки включения будет немного меньше или коэффициент мощности ниже, ток станет непрерывным. При больших углах задержки включения (Рис. 10.9) ток оказывается прерывистым, да и напряжение заметно «подрезается».

Источник: Сукер К. Силовая электроника. Руководство разработчика. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI, 2008. — 252 c.: ил. (Серия «Силовая электроника»).

% PDF-1.2 % 10139 0 объект > эндобдж xref 10139 605 0000000016 00000 н. 0000012480 00000 п. 0000012671 00000 п. 0000012815 00000 п. 0000012850 00000 п. 0000012911 00000 п. 0000038018 00000 п. 0000038616 00000 п. 0000038689 00000 п. 0000038832 00000 п. 0000039024 00000 н. 0000039231 00000 п. 0000039446 00000 п. 0000039652 00000 п. 0000039867 00000 п. 0000040127 00000 п. 0000040404 00000 п. 0000040564 00000 п. 0000040770 00000 п. 0000040972 00000 п. 0000041159 00000 п. 0000041381 00000 п. 0000041584 00000 п. 0000041815 00000 п. 0000041944 00000 п. 0000042148 00000 п. 0000042361 00000 п. 0000042577 00000 п. 0000042853 00000 п. 0000043130 00000 н. 0000043263 00000 н. 0000043540 00000 п. 0000043673 00000 п. 0000043951 00000 п. 0000044099 00000 п. 0000044330 00000 п. 0000044519 00000 п. 0000044697 00000 п. 0000044921 00000 п. 0000045118 00000 п. 0000045333 00000 п. 0000045521 00000 п. 0000045720 00000 п. 0000045964 00000 п. 0000046100 00000 н. 0000046361 00000 п. 0000046575 00000 п. 0000046782 00000 п. 0000046990 00000 н. 0000047182 00000 п. 0000047445 00000 п. 0000047660 00000 п. 0000047893 00000 п. 0000048169 00000 н. 0000048445 00000 п. 0000048624 00000 н. 0000048802 00000 п. 0000048959 00000 н. 0000049102 00000 п. 0000049310 00000 п. 0000049524 00000 п. 0000049731 00000 п. 0000049963 00000 н. 0000050179 00000 п. 0000050392 00000 п. 0000050614 00000 п. 0000050845 00000 п. 0000051054 00000 п. 0000051333 00000 п. 0000051610 00000 п. 0000051820 00000 п. 0000052013 00000 н. 0000052207 00000 п. 0000052346 00000 п. 0000052553 00000 п. 0000052767 00000 п. 0000052954 00000 п. 0000053212 00000 п. 0000053425 00000 п. 0000053686 00000 п. 0000053963 00000 п. 0000054111 00000 п. 0000054239 00000 п. 0000054471 00000 п. 0000054616 00000 п. 0000054790 00000 п. 0000054950 00000 п. 0000055145 00000 п. 0000055378 00000 п. 0000055543 00000 п. 0000055776 00000 п. 0000055989 00000 п. 0000056204 00000 п. 0000056401 00000 п. 0000056596 00000 п. 0000056794 00000 п. 0000057005 00000 п. 0000057220 00000 п. 0000057434 00000 п. 0000057666 00000 п. 0000057870 00000 п. 0000058085 00000 п. 0000058242 00000 п. 0000058521 00000 п. 0000058715 00000 п. 0000058864 00000 п. 0000059077 00000 п. 0000059293 00000 п. 0000059508 00000 п. 0000059687 00000 п. 0000059965 00000 н. 0000060128 00000 п. 0000060276 00000 п. 0000060480 00000 п. 0000060695 00000 п. 0000060954 00000 п. 0000061140 00000 п. 0000061272 00000 п. 0000061480 00000 п. 0000061694 00000 п. 0000061955 00000 п. 0000062138 00000 п. 0000062268 00000 н. 0000062501 00000 п. 0000062760 00000 н. 0000062957 00000 п. 0000063190 00000 п. 0000063422 00000 п. 0000063653 00000 п. 0000063886 00000 п. 0000064070 00000 п. 0000064200 00000 н. 0000064416 00000 п. 0000064630 00000 н. 0000064890 00000 н. 0000065124 00000 п. 0000065312 00000 п. 0000065493 00000 п. 0000065669 00000 п. 0000065829 00000 п. 0000066106 00000 п. 0000066315 00000 п. 0000066412 00000 п. 0000066598 00000 п. 0000066764 00000 п. 0000067041 00000 п. 0000067275 00000 п. 0000067417 00000 п. 0000067630 00000 п. 0000067844 00000 п. 0000068106 00000 п. 0000068337 00000 п. 0000068552 00000 п. 0000068813 00000 п. 0000069016 00000 п. 0000069161 00000 п. 0000069398 00000 п. 0000069631 00000 п. 0000069838 00000 п. 0000070099 00000 н. 0000070314 00000 п. 0000070483 00000 п. 0000070649 00000 п. 0000070880 00000 п. 0000071093 00000 п. 0000071353 00000 п. 0000071585 00000 п. 0000071799 00000 п. 0000072012 00000 н. 0000072290 00000 п. 0000072506 00000 п. 0000072674 00000 п. 0000072838 00000 п. 0000073069 00000 п. 0000073300 00000 п. 0000073531 00000 п. 0000073764 00000 п. 0000073996 00000 п. 0000074207 00000 п. 0000074416 00000 п. 0000074631 00000 п. 0000074817 00000 п. 0000075028 00000 п. 0000075213 00000 п. 0000075475 00000 п. 0000075706 00000 п. 0000075907 00000 п. 0000076139 00000 п. 0000076401 00000 п. 0000076631 00000 п. 0000076773 00000 п. 0000077049 00000 п. 0000077227 00000 п. 0000077352 00000 п. 0000077478 00000 п. 0000077621 00000 п. 0000077852 00000 п. 0000078066 00000 п. 0000078280 00000 п. 0000078511 00000 п. 0000078744 00000 п. 0000078975 00000 п. 0000079207 00000 п. 0000079484 00000 п. 0000079716 00000 п. 0000079875 00000 п. 0000080042 00000 п. 0000080273 00000 п. 0000080504 00000 п. 0000080724 00000 п. 0000080939 00000 п. 0000081128 00000 п. 0000081331 00000 п. 0000081591 00000 п. 0000081837 00000 п. 0000082072 00000 п. 0000082213 00000 п. 0000082345 00000 п. 0000082523 00000 п. 0000082671 00000 п. 0000082855 00000 п. 0000083021 00000 п. 0000083239 00000 п. 0000083467 00000 п. 0000083618 00000 п. 0000083781 00000 п. 0000083932 00000 н. 0000084088 00000 п. 0000084249 00000 п. 0000084408 00000 п. 0000084561 00000 п. 0000084722 00000 п. 0000084880 00000 п. 0000085028 00000 п. 0000085203 00000 п. 0000085434 00000 п. 0000085664 00000 п. 0000085853 00000 п. 0000086047 00000 п. 0000086308 00000 п. 0000086521 00000 п. 0000086755 00000 п. 0000086904 00000 п. 0000087118 00000 п. 0000087379 00000 п. 0000087593 00000 п. 0000087871 00000 п. 0000088011 00000 п. 0000088126 00000 п. 0000088292 00000 п. 0000088526 00000 п. 0000088703 00000 п. 0000088915 00000 н. 0000089131 00000 п. 0000089390 00000 п. 0000089621 00000 п. 0000089809 00000 п. 00000

00000 п. 00000 00000 п. 0000090532 00000 п. 0000090743 00000 п. 0000091023 00000 п. 0000091253 00000 п. 0000091468 00000 п. 0000091684 00000 п. 0000091962 00000 п. 0000092139 00000 п. 0000092313 00000 п. 0000092507 00000 п. 0000092698 00000 п. 0000092888 00000 п. 0000093148 00000 п. 0000093363 00000 п. 0000093595 00000 п. 0000093828 00000 п. 0000094061 00000 п. 0000094213 00000 п. 0000094435 00000 п. 0000094651 00000 п. 0000094865 00000 п. 0000095097 00000 п. 0000095329 00000 п. 0000095605 00000 п. 0000095838 00000 п. 0000096043 00000 п. 0000096199 00000 п. 0000096430 00000 н. 0000096662 00000 н. 0000096943 00000 п. 0000097147 00000 п. 0000097334 00000 п. 0000097518 00000 п. 0000097714 00000 п. 0000097929 00000 н. 0000098142 00000 п. 0000098403 00000 п. 0000098681 00000 п. 0000098858 00000 п. 0000099091 00000 п. 0000099289 00000 н. 0000099565 00000 н. 0000099700 00000 н. 0000099878 00000 н. 0000100093 00000 п. 0000100309 00000 н. 0000100523 00000 п 0000100756 00000 н. 0000100989 00000 н. 0000101222 00000 н. 0000101500 00000 н. 0000101730 00000 н. 0000101887 00000 н. 0000102092 00000 н. 0000102306 00000 н. 0000102481 00000 п. 0000102672 00000 н. 0000102884 00000 н. 0000103100 00000 н. 0000103332 00000 н. 0000103607 00000 н. 0000103837 00000 п. 0000103979 00000 п. 0000104255 00000 н. 0000104532 00000 н. 0000104730 00000 н. 0000104960 00000 н. 0000105121 00000 п. 0000105283 00000 п. 0000105558 00000 н. 0000105789 00000 н. 0000105953 00000 п. 0000106159 00000 н. 0000106371 00000 п. 0000106632 00000 н. 0000106862 00000 н. 0000107011 00000 п. 0000107290 00000 н. 0000107485 00000 н. 0000107681 00000 н. 0000107940 00000 п. 0000108154 00000 н. 0000108292 00000 н. 0000108491 00000 п. 0000108754 00000 н. 0000108966 00000 н. 0000109196 00000 п. 0000109426 00000 п. 0000109554 00000 п. 0000109750 00000 н. 0000110012 00000 н. 0000110225 00000 н. 0000110457 00000 н. 0000110686 00000 п. 0000110815 00000 н. 0000111076 00000 н. 0000111312 00000 н. 0000111543 00000 н. 0000111739 00000 н. 0000111970 00000 н. 0000112101 00000 п. 0000112292 00000 н. 0000112506 00000 н. 0000112694 00000 н. 0000112902 00000 н. 0000113161 00000 п. 0000113373 00000 н. 0000113539 00000 н. 0000113698 00000 н. 0000113873 00000 н. 0000114082 00000 н. 0000114296 00000 н. 0000114511 00000 н. 0000114743 00000 н. 0000115002 00000 н. 0000115216 00000 н. 0000115445 00000 н. 0000115624 00000 н. 0000115790 00000 н. 0000115991 00000 н. 0000116205 00000 н. 0000116417 00000 н. 0000116648 00000 н. 0000116925 00000 н. 0000117155 00000 н. 0000117311 00000 н. 0000117541 00000 н. 0000117802 00000 н. 0000118016 00000 н. 0000118293 00000 н. 0000118424 00000 н. 0000118557 00000 н. 0000118697 00000 н. 0000118837 00000 н. 0000118977 00000 н. 0000119117 00000 н. 0000119257 00000 н. 0000119397 00000 н. 0000119537 00000 н. 0000119677 00000 н. 0000119817 00000 н. 0000119957 00000 н. 0000120097 00000 н. 0000120237 00000 н. 0000120377 00000 н. 0000120517 00000 н. 0000120658 00000 н. 0000120799 00000 н. 0000120940 00000 н. 0000121081 00000 н. 0000121222 00000 н. 0000121363 00000 н. 0000121504 00000 н. 0000121645 00000 н. 0000121786 00000 н. 0000121927 00000 н. 0000122068 00000 н. 0000122209 00000 н. 0000122350 00000 н. 0000122491 00000 н. 0000122632 00000 н. 0000122773 00000 н. 0000122914 00000 н. 0000123055 00000 н. 0000123161 00000 н. 0000123265 00000 н. 0000123367 00000 н. 0000123470 00000 н. 0000123573 00000 н. 0000123676 00000 н. 0000123779 00000 п. 0000123882 00000 н. 0000123985 00000 н. 0000124088 00000 н. 0000124191 00000 н. 0000124294 00000 н. 0000124397 00000 н. 0000124500 00000 н. 0000124603 00000 н. 0000124706 00000 н. 0000124809 00000 н. 0000124912 00000 н. 0000125015 00000 н. 0000125119 00000 н. 0000125223 00000 н. 0000125327 00000 н. 0000125431 00000 н. 0000125535 00000 н. 0000125639 00000 п. 0000125743 00000 н. 0000125847 00000 н. 0000125951 00000 н. 0000126055 00000 н. 0000126159 00000 н. 0000126263 00000 н. 0000126367 00000 н. 0000126471 00000 н. 0000126575 00000 н. 0000126679 00000 н. 0000126783 00000 н. 0000126887 00000 н. 0000126991 00000 н. 0000127095 00000 п. 0000127199 00000 н. 0000127303 00000 н. 0000127407 00000 н. 0000127511 00000 н. 0000127615 00000 н. 0000127719 00000 н. 0000127823 00000 н. 0000127927 00000 н. 0000128031 00000 н. 0000128135 00000 н. 0000128239 00000 н. 0000128343 00000 н. 0000128447 00000 н. 0000128551 00000 н. 0000128655 00000 н. 0000128759 00000 н. 0000128863 00000 н. 0000128967 00000 н. 0000129071 00000 н. 0000129175 00000 н. 0000129279 00000 н. 0000129383 00000 н. 0000129487 00000 н. 0000129591 00000 н. 0000129695 00000 н. 0000129799 00000 н. 0000129903 00000 н. 0000130007 00000 н. 0000130111 00000 п. 0000130215 00000 н. 0000130319 00000 н. 0000130473 00000 н. 0000130666 00000 н. 0000130861 00000 н. 0000131055 00000 н. 0000131250 00000 н. 0000131463 00000 н. 0000131672 00000 н. 0000131870 00000 н. 0000132046 00000 н. 0000132227 00000 н. 0000132420 00000 н. 0000132635 00000 н. 0000132838 00000 н. 0000133050 00000 н. 0000133238 00000 н. 0000133466 00000 н. 0000133635 00000 н. 0000133840 00000 н. 0000134018 00000 н. 0000134210 00000 н. 0000134378 00000 п. 0000134577 00000 н. 0000134782 00000 н. 0000134997 00000 н. 0000135194 00000 н. 0000135361 00000 н. 0000135522 00000 н. 0000135704 00000 н. 0000135878 00000 н. 0000136052 00000 н. 0000136247 00000 н. 0000136425 00000 н. 0000136617 00000 н. 0000136780 00000 н. 0000136935 00000 н. 0000137129 00000 н. 0000137292 00000 н. 0000137459 00000 н. 0000137665 00000 н. 0000137837 00000 н. 0000138040 00000 н. 0000138253 00000 н. 0000139208 00000 н. 0000139262 00000 н. 0000139894 00000 н. 0000140084 00000 н. 0000140273 00000 н. 0000140666 00000 н. 0000140867 00000 н. 0000141048 00000 н. 0000141261 00000 н. 0000141467 00000 н. 0000141684 00000 н. 0000141854 00000 н. 0000142014 00000 н. 0000142193 00000 п. 0000142390 00000 н. 0000142587 00000 н. 0000142788 00000 н. 0000142996 00000 н. 0000143201 00000 н. 0000143396 00000 н. 0000143604 00000 н. 0000143628 00000 н. 0000143878 00000 н. 0000144127 00000 н. 0000144396 00000 н. 0000144608 00000 н. 0000144901 00000 н. 0000145163 00000 н. 0000145360 00000 н. 0000145531 00000 н. 0000145780 00000 н. 0000145834 00000 н. 0000145893 00000 н. 0000146069 00000 н. 0000146383 00000 п. 0000146555 00000 н. 0000146847 00000 н. 0000147036 00000 н. 0000147090 00000 н. 0000147284 00000 н. 0000147362 00000 н. 0000147528 00000 п. 0000147638 00000 п. 0000147859 00000 н. 0000148111 00000 п. 0000148322 00000 н. 0000148515 00000 н. 0000148784 00000 н. 0000149048 00000 н. 0000149417 00000 н. 0000149716 00000 н. 0000149927 00000 н. 0000150207 00000 н. 0000151079 00000 н. 0000151103 00000 н. 0000151559 00000 н. 0000151583 00000 н. 0000152036 00000 н. 0000152060 00000 н. 0000152608 00000 н. 0000152632 00000 н. 0000153123 00000 н. 0000153147 00000 н. 0000153633 00000 н. 0000153657 00000 н. 0000154201 00000 н. 0000154224 00000 н. 0000154305 00000 н. 0000012956 00000 п. 0000037992 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 10140 0 объект > эндобдж 10141 0 объект ху £ а?) / U (֎ ӯfR @ “Օ 3 rU ~ v) / P 65476 >> эндобдж 10142 0 объект [ 10143 0 руб. ] эндобдж 10143 0 объект > / F 10561 0 R >> эндобдж 10144 0 объект > эндобдж 10742 0 объект > транслировать s t ݕ! n VVY @ Ƚ [e6% | 1O (_a9 jiHAEg {_v $ & 謋; 0CdJWЇvWq @ ˚ ׬ f% D [`+ -% ɤf

Тиристорная максимальная токовая защита – Cypress Developer Community

Тиристор – это силовой полупроводниковый прибор.Его также можно назвать кремниевым выпрямителем. Тиристор имеет на один управляющий вентиль больше, чем выпрямительный диод, и управляется в одном направлении. Благодаря своей высокой эффективности, хорошим характеристикам управления, долгому сроку службы и небольшим размерам он получил широкое распространение. Технология применения тиристоров в основном предназначена для преобразования мощности и управления, которые можно условно разделить на следующие аспекты:

1 Управляемое выпрямление

Выпрямитель, состоящий из тиристоров, может не только преобразовывать переменный ток в постоянный, как выпрямительный диодный выпрямитель, но и также может удобно управлять выходным напряжением постоянного тока при неизменном напряжении переменного тока, которым можно управлять выпрямлением.

2 Регулировка переменного напряжения и мощности

Коммутационные характеристики тиристора заменяют устаревший контактный регулятор напряжения, индукционный регулятор напряжения и регулировку напряжения реактора точки насыщения. Тиристор используется для преобразования переменного тока в переменный переменный ток, который в основном используется для управления освещением, температурой, а также для регулирования напряжения и скорости двигателей переменного тока.

3 Регулировка прерывистого потока

Регулировка напряжения прерывателя представляет собой преобразование постоянного тока в переменный постоянный ток и широко используется в передаче регулирования скорости транспортных средств от вспомогательных источников энергии, таких как городские трамваи и электровозы.

4 Бесконтактный статический выключатель питания

Тиристоры используются в качестве компонентов переключения мощности вместо контакторов и реле для частой работы и высокочастотных ситуаций.

Широкое применение тиристоров принесло нам много удобства в производстве и эксплуатации. Ниже рассматривается максимальная токовая защита тиристоров. Когда компоненты тиристорного устройства выходят из строя или выходят из строя, инвертор циркулирующего тока выходит из строя в системе реверсивной передачи, и производственное оборудование передающего устройства перегружается, и механический отказ вызывает блокировку двигателя и т. Д., все это приведет к тому, что ток, протекающий через компонент выпрямителя, значительно превысит его нормальный рабочий ток. Токовая перегрузка тиристора намного хуже, чем у обычного электрооборудования, и перегрузка по току неизбежна, поэтому больше внимания следует уделять максимальной токовой защите тиристора. Задача защиты от перегрузки по току состоит в том, чтобы быстро устранить явление перегрузки по току до того, как компонент перегорит, если в цепи возникнет перегрузка по току. Существует четыре основных типа защиты тиристоров от перегрузки по току:

⑴ Чувствительная релейная защита от перегрузки по току

Реле может быть установлено в тормозе переменного или постоянного тока.Когда происходит перегрузка по току, он срабатывает и размыкает выключатель мощности трафика. Поскольку для срабатывания переключателя мощности реле максимального тока требуется около 0,2 с, он должен сотрудничать с мерами по ограничению чрезмерного значения тока короткого замыкания, в противном случае не будет слишком поздно защитить тиристор.

⑵ Ограничение тока и защита от сдвига фазы импульса

Трансформатор переменного тока формирует схему обнаружения переменного тока через выпрямительный мост для получения сигнала напряжения, который может отражать величину переменного тока для управления триггерной схемой тиристора .Когда выходная клемма выпрямителя перегружена и увеличивается постоянный ток, увеличивается и переменный ток. Выходное напряжение схемы обнаружения превышает определенное напряжение, что приводит к выходу из строя стабилитрона, и импульс запуска управляющего тиристора увеличивается, чтобы снизить выходное напряжение. Постоянный ток перегрузки уменьшается для достижения цели ограничения тока, а значение ограничения тока нагрузки можно регулировать с помощью потенциометра. При сильном перегрузке по току или коротком замыкании ток короткого замыкания быстро возрастает.В это время контроль ограничения тока может не сработать, и ток превысил допустимое значение. Чтобы как можно скорее устранить ток короткого замыкания при полностью управляемом выпрямлении большой индуктивной нагрузки, можно управлять пусковым импульсом тиристора таким образом, чтобы он быстро увеличивался за пределами диапазона фазового сдвига состояния выпрямления, и отрицательное напряжение появляется на выходной терминал мгновенно, и схема переходит в состояние инвертора, чтобы уменьшить ток повреждения. Он быстро спадает до нуля.

⑶ Защита от быстрого переключения постоянного тока

В случаях с большой емкостью, высокими требованиями и частыми короткими замыканиями, быстрый переключатель постоянного тока, установленный на стороне постоянного тока, может использоваться для защиты от перегрузки и короткого замыкания на стороне постоянного тока. Этот вид быстрого выключателя специально разработан, его время переключения составляет всего 0,2 мс, а общее время гашения дуги составляет всего 25 мс ~ 30 мс.

⑷ Быстродействующий предохранитель

Предохранитель – самый простой и самый эффективный элемент защиты.С целью уменьшения перегрузки по току тиристоров и компонентов кремниевого выпрямителя, быстродействующий предохранитель специально изготавливается под названием быстродействующий. Он обладает быстродействующими характеристиками и может достигать 5-кратного номинального тока при протекании. Когда время плавления составляет менее 0,02 с при нормальном токе короткого замыкания, это может гарантировать, что ток короткого замыкания будет быстро плавиться до того, как транзистор будет поврежден, что подходит для случаев защиты от короткого замыкания.

Короче говоря, защита от перегрузки по току основана на допустимой перегрузке по току тиристора, пытаясь ограничить пиковое значение тока короткого замыкания с помощью чувствительных мер защиты, чтобы продолжительность тока короткого замыкания была как можно короче. , чтобы защитить тиристор.

Схема реверсивного переключателя двигателя постоянного тока

Схема реверсивного переключателя двигателя постоянного тока

: Схема реверсивного переключателя двигателя постоянного тока

показана на рис. 5.34 (a). Полностью управляемый выпрямитель питает двигатель через реверсивный переключатель RS, который используется для реверсирования соединения якоря относительно выпрямителя. Полностью управляемый выпрямитель может работать в квадрантах I и IV. Реверс подключения якоря обеспечивает работу в квадранте III и II.

Схема реверсивного переключателя двигателя постоянного тока может состоять из контактора с релейным управлением с двумя нормально разомкнутыми и двумя нормально замкнутыми контактами, как показано на рис. 5.34 (b).

Когда медленная работа и частое техническое обслуживание, связанное с контактором, недопустимы, реверсивный переключатель реализуется с использованием четырех тиристоров, как показано на рис. 5.34 (c). При включенной паре тиристоров T F (и выключенной паре T R ) работа достигается в квадрантах I и IV, а при включенной паре T R (и выключении T F ) работа обеспечивается в квадрантах III и II. .В обеих конфигурациях RS переключение выполняется при нулевом токе, чтобы избежать скачков напряжения и снизить его номинал.

Реверс скорости (передача работы из квадранта I в III или из квадранта III в I) выполняется следующим образом:

Угол включения выпрямителя установлен на максимальное значение. Он работает как инвертор и снижает ток якоря до нуля. После обнаружения нулевого тока импульсы зажигания прекращаются. Предусмотрено время задержки от 2 до 10 мс, чтобы убедиться, что все тиристоры, которые были токопроводящими, полностью отключены.Такая длительная задержка (по сравнению с временем выключения тиристора, которое составляет несколько сотен микросекунд) требуется для устранения ошибок при измерении нулевого тока. Теперь соединение якоря меняется на противоположное, и запускаются импульсы зажигания с максимальным углом зажигания.

Регулятор тока непрерывно регулирует угол открытия так, чтобы тормозить двигатель при максимально допустимом токе от начальной до нулевой скорости, а затем ускоряет двигатель (снова при максимально допустимом токе) до желаемой скорости в обратном направлении.

Работа на максимальном токе при реверсе скорости обеспечивает торможение и ускорение при максимальном крутящем моменте двигателя, обеспечивая быстрое реверсирование.

Схемы приложений SCR

– Самодельные проекты схем

В этой статье мы познакомимся со многими интересными схемами приложений SCR, а также изучим основные особенности и свойства SCR, также называемого тиристорным устройством.

Что такое SCR или тиристор?

SCR – это аббревиатура от Silicon Controlled Rectifier, поскольку название предполагает, что это своего рода диод или выпрямляющий агент, проводимостью или работой которого можно управлять с помощью внешнего триггера.

Это означает, что это устройство будет включаться или выключаться в ответ на внешний слабый сигнал или напряжение, очень похоже на транзистор, но сильно отличается по своим техническим характеристикам.

SCR C106 распиновка

Глядя на рисунок, мы можем видеть, что SCR имеет три вывода, которые можно идентифицировать следующим образом:

Держа печатную сторону устройства, обращенную к нам,

  • Правый концевой вывод называется ” ворота”.
  • Центральный вывод – «Анод», а
  • Левый конец – «Катод»

Как подключить тиристор

Затвор – это вход триггера SCR и требует триггера постоянного тока с напряжением около 2 В, постоянный ток в идеале должен быть более 10 мА.Этот триггер применяется между затвором и землей схемы, то есть положительный полюс постоянного тока идет на затвор, а отрицательный – на землю.

Проводимость напряжения между анодом и катодом включается, когда применяется триггер затвора, и наоборот.

Крайний левый вывод или катод SCR всегда должен быть подключен к заземлению цепи запуска, то есть заземление цепи запуска должно быть сделано общим путем подключения к катоду SCR, иначе SCR никогда не будет реагировать на применяемые триггеры.

Нагрузка всегда подключается через анод, и напряжение питания переменного тока может потребоваться для активации нагрузки.

SCR особенно подходят для переключения нагрузок переменного тока или импульсных нагрузок постоянного тока. Чистые или чистые нагрузки постоянного тока не будут работать с тиристорами, поскольку постоянный ток вызовет эффект фиксации на тиристорах и не позволит выключиться даже после удаления триггера затвора.

Схемы приложений SCR

В этой части мы рассмотрим некоторые из популярных приложений SCR, которые представлены в виде статического переключателя, сети с фазовой регулировкой, зарядного устройства SCR, регулятора температуры и аварийного устройства с одним источником. -система освещения
.

Series-Static-Switch

Статический полуволновой последовательный коммутатор можно увидеть на следующем рисунке. Когда переключатель нажат, чтобы разрешить подачу питания, ток на затворе SCR становится активным во время положительного цикла входного сигнала, включая SCR.

Резистор R1 регулирует и ограничивает величину тока затвора.

Во включенном состоянии напряжение VF между анодом и катодом тринистора снижается до уровня проводимости RL.Это приводит к резкому снижению тока затвора и минимальным потерям в схеме затвора.

Во время отрицательного входного цикла SCR отключается, потому что анод становится более отрицательным, чем катод. Диод D1 защищает SCR от реверсирования тока затвора.

Правая часть изображения выше показывает результирующую форму сигнала для тока нагрузки и напряжения. Форма волны выглядит как полуволновая подача через нагрузку.

Замыкание переключателя позволяет пользователю достичь уровня проводимости ниже 180 градусов при фазовых сдвигах, происходящих во время положительного периода входного сигнала переменного тока.

Для достижения углов проводимости от 90 ° до 180 ° можно использовать следующую схему. Эта конструкция аналогична описанной выше, за исключением резистора, который здесь выполнен в виде переменного резистора, и исключен ручной переключатель.

Сеть, использующая R и R1, обеспечивает должным образом контролируемый ток затвора для SCR в течение положительного полупериода входного переменного тока.

При перемещении ползунка переменного резистора R1 на максимум или в самую нижнюю точку ток затвора может стать слишком слабым, чтобы достичь затвора SCR, и это никогда не позволит SCR включиться.

С другой стороны, когда он перемещается вверх, ток затвора будет медленно увеличиваться, пока не будет достигнута величина включения тиристора. Таким образом, используя переменный резистор, пользователь может установить уровень тока включения для SCR в любом месте между 0 ° и 90 °, как показано в правой части вышеприведенной диаграммы.

Для значения R1, если оно довольно низкое, приведет к быстрому срабатыванию SCR, что приведет к аналогичному результату, полученному на первом рисунке выше (проводимость 180 °).

Однако, если значение R1 больше, для срабатывания тиристора потребуется более высокое положительное входное напряжение. Эта ситуация не позволила бы нам расширить контроль над фазовым сдвигом на 90 °, так как в этот момент входной сигнал находится на самом высоком уровне.

Если SCR не может срабатывать на этом уровне или для более низких значений входных напряжений при положительном наклоне цикла переменного тока, реакция будет точно такой же для отрицательных наклонов входного цикла.

Технически этот тип работы тринистора называется полуволновым регулированием фазы с переменным сопротивлением.

Этот метод может эффективно использоваться в приложениях, требующих управления среднеквадратичным током или управления мощностью нагрузки.

Зарядное устройство с SCR

Еще одно очень популярное применение SCR – это контроллеры зарядного устройства.

Базовую конструкцию зарядного устройства на базе SCR можно увидеть на следующей диаграмме. Затененная часть будет нашей основной областью обсуждения.

Работу вышеупомянутого зарядного устройства, управляемого SCR, можно понять с помощью следующего пояснения:

Входной пониженный переменный ток выпрямляется двухполупериодным через диоды D1, D2 и подается через выводы анода / катода SCR.Аккумулятор, который заряжается, можно увидеть последовательно с катодным выводом.

Когда аккумулятор находится в разряженном состоянии, его напряжение достаточно низкое, чтобы поддерживать SCR2 в выключенном состоянии. Из-за разомкнутого состояния SCR2 схема управления SCR1 ведет себя точно так же, как наш последовательный статический переключатель, описанный в предыдущих параграфах.

При соответствующем номинальном входном выпрямленном питании запускает SCR1 с током затвора, который регулируется R1.

Это мгновенно включает SCR, и аккумулятор начинает заряжаться через проводимость SCR анод / катод.

Вначале, из-за низкого уровня разряда батареи, VR будет иметь более низкий потенциал, установленный предустановкой R5 или делителем потенциала.

В этот момент уровень VR будет слишком низким для включения стабилитрона 11 В. В непроводящем состоянии стабилитрон будет почти как разомкнутая цепь, в результате чего тиристор 2 будет полностью отключен из-за практически нулевого тока затвора.

Кроме того, наличие C1 гарантирует, что SCR2 никогда не будет случайно включен из-за скачков или скачков напряжения.

По мере зарядки аккумулятора напряжение на его клеммах постепенно повышается, и в конечном итоге, когда оно достигает установленного значения полного заряда, VR становится достаточно, чтобы включить стабилитрон 11 В, а затем включить SCR2.

Как только SCR2 срабатывает, он эффективно генерирует короткое замыкание, соединяя оконечный вывод R2 с землей и активируя делитель потенциала, созданный сетью R1, R2 на затворе SCR1.

Активация делителя потенциала R1 / R2 на затворе SCR1 вызывает мгновенное падение тока затвора SCR1, заставляя его отключиться.

Это приводит к отключению питания аккумулятора, что предотвращает чрезмерный заряд аккумулятора.

После этого, если напряжение батареи имеет тенденцию падать ниже заданного значения, стабилитрон 11 В выключается, в результате чего SCR1 снова включается, чтобы повторить цикл зарядки.

Управление нагревателем переменного тока с использованием SCR

На приведенной выше диаграмме показано классическое приложение для управления нагревателем с использованием SCR.

Схема предназначена для включения и выключения 100-ваттного нагревателя в зависимости от переключения термостата.

Здесь используется ртутный стеклянный термостат, который, как предполагается, чрезвычайно чувствителен к изменениям уровня температуры вокруг него.

Если быть точным, он может определять даже изменение температуры на 0,1 ° C.

Однако, поскольку эти типы термостатов обычно рассчитаны на работу с очень небольшими значениями тока в диапазоне 1 мА или около того, и поэтому они не слишком популярны в схемах контроля температуры.

В обсуждаемом приложении управления нагревателем тиристор используется в качестве усилителя тока для усиления тока термостата.

Фактически, SCR не работает как традиционный усилитель, а скорее как датчик тока, который позволяет изменяющимся характеристикам термостата управлять переключением более высокого уровня тока SCR.

Мы видим, что питание на тиристор подается через нагреватель и полный мостовой выпрямитель, что позволяет подавать двухполупериодный выпрямленный постоянный ток для тиристора.

В течение периода, когда термостат находится в открытом состоянии, потенциал на конденсаторе емкостью 0,1 мкФ заряжается до уровня срабатывания потенциала затвора тиристора посредством импульсов, генерируемых каждым выпрямленным импульсом постоянного тока.

Постоянная времени для зарядки конденсатора определяется произведением RC-элементов.

Это позволяет SCR проводить во время этих импульсных запусков полупериода постоянного тока, позволяя току проходить через нагреватель и обеспечивать необходимый процесс нагрева.

По мере того, как нагреватель нагревается и его температура повышается в заданной точке, активируется токопроводящий термостат и возникает короткое замыкание на конденсаторе 0,1 мкФ. Это, в свою очередь, отключает SCR и отключает питание нагревателя, в результате чего его температура постепенно падает, пока она не упадет до уровня, при котором термостат снова отключится, и SCR сработает.

Аварийная лампа с использованием SCR

В следующем приложении SCR рассказывается о конструкции аварийной лампы с одним источником, в которой батарея 6 В поддерживается в заряженном состоянии, так что подключенную лампу можно беспрепятственно включать при сбое питания. бывает.

При наличии питания двухполупериодный выпрямленный источник постоянного тока с использованием D1, D2 достигает подключенной лампы 6 В.

C1 может заряжаться до уровня, который немного ниже разницы между пиковым значением постоянного тока полностью выпрямленного источника питания и напряжением на R2, что определяется входом источника питания и уровнем заряда батареи 6 В.

При любых обстоятельствах уровень потенциала катода SCR может быть выше, чем у его анода, а также напряжение между катодом и затвором остается отрицательным. Это гарантирует, что SCR остается в непроводящем состоянии.

Скорость зарядки подключенной батареи определяется R1 и включается диодом D1.

Зарядка поддерживается только до тех пор, пока анод D1 остается более положительным, чем его катод.

При наличии входного питания двухполупериодное выпрямление аварийной лампы сохраняет ее включенным.

Во время сбоя питания конденсатор C1 начинает разряжаться через D1, R1 и R3 до момента, когда катод SCR1 становится менее положительным, чем его катод.

Кроме того, тем временем переход R2, R3 становится положительным, что приводит к увеличению напряжения затвор-катод для SCR, включая его включение.

Теперь SCR срабатывает и позволяет батарее подключиться к лампе, мгновенно освещая ее через питание от батареи.

Лампа может оставаться включенной, как ни в чем не бывало.

Когда питание возвращается, конденсаторы C1 снова перезаряжаются, в результате чего тиристор выключается и отключает питание лампы от батареи, так что теперь лампа загорается через входной источник постоянного тока.

Различные приложения SCR, собранные с этого веб-сайта

Простая сигнализация дождя:

Вышеупомянутая схема сигнализации дождя может использоваться для включения нагрузки переменного тока, например лампы, автоматически складывающейся крышки или абажура.

Датчик изготавливается путем установки на металлические штифты, винты или аналогичный металл поверх пластикового корпуса.Провода из этих металлов подключаются к базе каскада запускающего транзистора.

Датчик – единственная часть цепи, которая находится на открытом воздухе и предназначена для обнаружения дождя.

Когда начинается дождь, капли воды перекрывают металл датчика.

Небольшое напряжение начинает течь через металлы датчика и достигает базы транзистора, транзистор немедленно проводит и подает требуемый ток затвора на тиристор.

SCR также реагирует и включает подключенную нагрузку переменного тока для открытия автоматической крышки или просто сигнал тревоги для исправления ситуации по желанию пользователя.

Охранная сигнализация SCR

В предыдущем разделе мы обсуждали особое свойство SCR, при котором он фиксируется в ответ на нагрузки постоянного тока.

Схема, описанная ниже, эффективно использует указанное выше свойство SCR для срабатывания сигнализации в ответ на возможную кражу.

Здесь сначала SCR удерживается в выключенном положении до тех пор, пока его затвор остается установленным или прикрученным с потенциалом земли, который является корпусом актива, который необходимо защитить.

Если попытка украсть актив осуществляется путем откручивания соответствующего болта, потенциал земли на SCR снимается, и транзистор активируется через соответствующий резистор, подключенный между его базой и плюсом.

SCR также мгновенно срабатывает, потому что теперь он получает напряжение на затворе от эмиттера транзистора и фиксирует сигнал тревоги подключенного постоянного тока.

Сигнализация остается включенной до тех пор, пока ее не выключит вручную, надеюсь, фактический владелец.

Simple Fence Charger, Energizer Circuit

SCR идеально подходят для создания цепей зарядных устройств для ограждений.Зарядные устройства Fence в первую очередь требуют ступени генератора высокого напряжения, где крайне необходимо устройство переключения с высоким уровнем напряжения, такое как SCR. Таким образом, тиристоры становятся особенно подходящими для таких приложений, где они используются для создания требуемых высоких напряжений дуги.

Цепь CDI для автомобилей:

Как объяснено в приведенной выше заявке, SCR также широко используются в автомобилях в их системах зажигания. В цепях зажигания емкостного разряда или системах CDI используются тиристоры для генерации переключения высокого напряжения, необходимого для процесса зажигания или для запуска зажигания транспортного средства.

Управление двигателем постоянного тока с помощью тиристора / тиристора

Тиристор – это четырехслойный полупроводниковый прибор, проводящий ток только в одном направлении. Он действует как бистабильный переключатель и срабатывает только тогда, когда затвор получает ток триггера. После срабатывания тиристора он остается в состоянии проводимости, пока мы не сбросим его вручную.

Цепи переключения тиристоров

могут использоваться для управления гораздо более крупными нагрузками, такими как лампы, двигатели или нагреватели и т. Д. В этом руководстве мы покажем, как управлять двигателем постоянного тока с помощью тиристора .Двигатель запустится, когда мы подадим импульс на его клемму затвора.

Требуемое оборудование

Ниже приведены необходимые элементы оборудования, необходимые для цепи управления двигателем постоянного тока :

[inaritcle_1]

Соединения

  1. Поместите тиристор на макетную плату и подключите клемму катода к GND.
  2. Подключите одну клемму двигателя постоянного тока к клемме анод тиристора, а другую клемму – к переключателю.
  3. Подключите вывод gate тиристора к резистору и кнопке, как показано на принципиальной схеме.
  4. Для проверки цепи подключите аккумулятор и замкните выключатель S1. Если вы хотите запустить двигатель, нажмите кнопку, а чтобы выключить двигатель, разомкните выключатель S1.

Рабочее пояснение

В этой схеме переключатель S1 используется для СБРОСА или выключения цепи. Когда переключатель S1 замкнут, двигатель не запустится, пока кнопка не будет нажата.Кнопка используется для запуска тиристора путем подачи импульса на вывод затвора тиристора. Как только на затвор будет подан импульс, тиристор начнет проводить, и двигатель включится.

Когда тиристор находится во включенном состоянии, единственный способ отключить тиристор – это отключить его от источника питания. Для этого мы будем использовать переключатель S1, который отключает питание схемы, и тиристор получает СБРОС или ВЫКЛЮЧЕНИЕ. Резистор R1 используется для обеспечения достаточного тока затвора для включения тиристора.А резистор R2 предотвратит ложное срабатывание тиристора, уменьшив чувствительность затвора.

Приложения

  • Тиристорные схемы можно использовать в диммерах.
  • Тиристоры также могут использоваться для управления скоростью двигателей.

Принципиальная схема

Контроль скорости двигателя

% PDF-1.4 % 1 0 объект > поток 2018-04-13T16: 21: 43-04: 00 Microsoft® Word 20132021-10-15T02: 12: 28-07: 002021-10-15T02: 12: 28-07: 00iText 4.2.0 от 1T3XTapplication / pdfuuid: f32cc1eb-2039-4568-a7ab-2b0540fc005fuuid: aa02a226-e3a8-4ae9-9e30-5919bcdcf767uuid: f32cc1eb-2039-4568-a7ab-2b0540fc005f

  • savedxmp.iid: 70D9F2BC0D6AE811B5E8875D16ADB4BD2018-06-07T10: 16: 27+ 05:30 Adobe Bridge CS6 (Windows) / метаданные
  • Moh. Хайрудин
  • Эфенди
  • Новита Пурватининсих
  • Венди Ираван
  • конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > поток xX͎7) H? P ڞ- ȩEs ^ %% rF٤- ٱ% ȏ}: Ib ~ Nu

    r $ G3: | + 0S] R ֻ EuB [ePzx? C8h) jNOZ> g |.; J’Z | 7} rs # Ck% ~ / W (֑%] 2 = i x4 “wLi’g2,5 [CgETH` / F ~ j, 4F! M ~ &` pv *

    Тиристор, DIAC и Символы TRIAC

    Символы тиристоров, симисторов и диаков

    Тиристор SCR

    SCR означает кремниевый управляемый выпрямитель – это 4-х слойное полупроводниковое устройство PNPN. Оно имеет три вывода: анод, катод и затвор. , Это однонаправленное устройство, но с входом управления затвором для срабатывания тринистора.Он начинает проводить проводимость, когда линейное напряжение увеличивается выше напряжения прямого пробоя или путем подачи тока на затвор.

    Тиристор SCS

    SCS означает переключатель с кремниевым управлением. Как и SCR, это устройство с 4 уровнями PNPN. Это также однонаправленное устройство, но, в отличие от SCR, оно имеет дополнительный затвор, называемый анодным затвором. Анодный затвор используется для остановки проводимости при приложении к нему положительного напряжения, в то время как катодный затвор используется для начала проводимости.

    Тиристор с обратной проводимостью, с катодным затвором

    Это обозначение тиристора с обратной проводимостью.это простой SCR с диодом, подключенным встречно параллельно для проведения обратного смещения. RCT также проводят в обратном направлении и используются в компактных конструкциях, где необходим обратный диод или при наличии индуктивных нагрузок. Катодный затвор используется для запуска тока в прямом направлении.

    Тиристор с обратной проводимостью, с анодным затвором

    Этот символ представляет собой тиристор с обратной проводимостью (RCT) с анодным затвором. Анодный затвор используется для остановки прохождения тока при достаточном токе.RCT используется для проводимости в обратном направлении, когда есть индуктивная нагрузка или есть необходимость в диодах с обратным ходом.

    Тиристор отключения затвора GTO с катодным затвором

    Тиристор отключения затвора – это тип тиристора, который может отключаться подачей отрицательного импульса напряжения через тот же затвор. В остальном условия включения такие же, как у обычного тиристора, но из-за его нефиксирующего характера вы должны поддерживать 1% его импульса включения, чтобы поддерживать его в состоянии проводимости.Катодный затвор GTO начинает проводить с положительным импульсом и выключается с отрицательным импульсом.

    Тиристор выключения затвора GTO с анодным затвором

    Это тиристор отключающего затвора, но с анодным затвором. Он также включается и выключается с помощью того же терминала ворот. Анодный затвор позволяет затвору останавливать проводимость, когда применяется положительный вход затвора, и начинает проводить проводимость, используя отрицательный вход затвора.

    Фото-тиристор LASCR

    Фото-тиристор или LASCR (кремниевый управляемый выпрямитель, активируемый светом) – это тип тиристора, который переходит в режим проводимости при воздействии света.Затвор, однако, работает как обычный SCR, но остается отключенным при использовании в фото-приложениях.

    BCT – двунаправленный тиристор с фазовым управлением

    BCT или двунаправленный тиристор с фазовым управлением состоит из двух тиристоров, соединенных в антипараллельной комбинации и интегрированных в один корпус. Он имеет две отдельные клеммы затвора, по одной на каждый тиристор. Нет анодных или катодных клемм, а есть только главные клеммы. Затвор управляет током, протекающим через отдельные тиристоры.

    FET-CTH (Тиристор, управляемый полевыми транзисторами)

    Тиристор, управляемый полевыми транзисторами, состоит из тиристора и полевого МОП-транзистора в одном корпусе. MOSFET используется для запуска SCR, но нет возможности отключения. МОП-транзистор обеспечивает гальваническую развязку между цепью запуска и линией переключения.

    MTO (MOS Turn-off Thyristor)

    MTO или MOSFET TurnOff-тиристор представляет собой модифицированную форму GTO и состоит из SCR и MOSFET.МОП-транзистор используется для остановки прохождения тока. MTO имеет два отдельных терминала затвора, т.е. затвор включения и затвор выключения. У GTO есть ограничение, он требует импульса высокого тока для своей функции выключения, в то время как MTO может отключаться, используя только уровень напряжения.

    ETO (Тиристор выключения эмиттера)

    Тиристор ETO или выключения эмиттера – это тиристор с быстрым переключением, сделанный из N & P-MOSFET и SCR. MOSFET подключается последовательно между затвором и катодом SCR.MOSFET дает возможность выключаться быстрее, удаляя остаточные несущие из SCR.

    IGCT Интегрированный тиристор с затворной коммутацией

    IGCT или Интегрированный тиристор с затворной коммутацией – это особый тип тиристора, который используется для коммутации высоких напряжений в промышленности. Он состоит из тиристора с коммутацией затвора (GCT) и многослойной печатной платы для схемы управления затвором. IGCT имеет возможность очень быстрого выключения, потому что он использует очень быстро нарастающий импульс тока для истощения всего заряда из своего каода.

    DIAC

    Название DIAC состоит из диодного переключателя переменного тока. это двунаправленный полупроводниковый прибор по аналогии с двумя диодами, соединенными в антипараллельной комбинации. Он может проводить ток в обоих направлениях, когда напряжение увеличивается от определенного предела напряжения пробоя. В основном они используются для запуска TRIAC путем последовательного подключения его к клемме затвора.

    TRIAC

    Название TRIAC состоит из триода для переменного тока.это модифицированная версия SCR, которая может проводить, а также управлять током в обоих направлениях. Вход затвора используется для запуска проводимости в каждом направлении. Он может переключать высокий переменный ток и напряжение. Они используются в диммерных приложениях, управлении скоростью двигателя и т. Д.

    SIDAC

    SIDAC (Кремниевый диод для переменного тока) – устройство, аналогичное DIAC, но оно имеет относительно высокое напряжение отключения и возможности управления током.Это двунаправленное полупроводниковое устройство, состоящее из 5 слоев, для работы с высокими напряжениями и токами. это, по сути, TRIAC без терминала затвора.

    Кремниевый двусторонний переключатель SBS

    Кремниевый двусторонний переключатель SBS или кремниевый двусторонний переключатель – это устройство запуска, используемое в качестве элемента запуска для TRIAC. Он имеет те же электрические свойства, что и DIAC, но имеет более низкое напряжение переключения. Он может вести в обоих направлениях.

    SUS Кремниевый односторонний переключатель

    SUS или кремниевый односторонний переключатель – это полупроводниковое устройство, которое используется в качестве пускового элемента.Они используются для запуска SCR.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *