Що таке тиристор: принцип роботи, способи вмикання і вимикання
Тиристор — це напівпровідниковий ключ, конструкція якого є чотири шари. Вони мають здатність переходити з одного стану в інший — із закритого у відкрите і навпаки.
Інформація, представлена ??в даній статті, допоможе дати вичерпну відповідь на питання про цей апарат.
Принцип функціонування тиристора
У спеціалізованій літературі цей прилад також носить назву одноопераційних тиристора. Це назва обумовлена ??тим, що пристрій є не повністю керованим. Іншими словами, при отриманні сигналу від керуючого об’єкта він може тільки перейти в режим включеного стану. Для того щоб вимкнути прилад, людині доведеться скористатися додатковими функціями, які і приведуть до падіння рівня напруги до нульової позначки.
Робота цього приладу грунтується на використанні силового електричного поля. Для його перемикання з одного стану в інший застосовується технологія управління, передає певні сигнали. При цьому струм по тиристору може рухатися тільки в одному напрямку. У вимкненому стані цей прилад має здатність витримувати як прямий, так і зворотна напруга.
Способи включення і виключення тиристора
Перехід в робочий стан стандартного цього типу апарату здійснює шляхом повчання імпульсу токового напруги в певній полярності. На швидкість включення і на те, як він згодом буде працювати, впливають такі чинники:
-
Характер навантаження. Навантаження в цьому випадку може бути індуктивною, активної і ін.
- Швидкість збільшення імпульсу управління.
- Амплітуда збільшення імпульсу управління.
- Температура середовища тиристора.
- Величина струму навантаження.
- Рівень прикладеної напруги.
Вимкнення тиристора може бути здійснено деякими способами:
- Природне вимикання. У технічній літературі також зустрічається таке поняття, як природна комутація — воно аналогічно природному виключення.
- Примусове виключення (примусова комутація).
Природне вимикання цього апарату здійснюється в процесі його функціонування в ланцюгах з змінним струмом, коли відбувається зниження рівня струму до нульової позначки.
Примусове виключення включає в себе велику кількість найрізноманітніших способів. Найпоширенішим з них є наступний метод.
Конденсатор, що позначається латинською літерою C, з’єднується з ключем. Він повинен позначатися маркеровке S. При цьому конденсатор перед замиканням повинен бути заряджений.
Основні типи тиристорів
В даний час існує чимала кількість тиристорів, які розрізняються між собою своїми технічними характеристиками — швидкістю функціонування, способами і процесами управління, напрямками струму при знаходженні в провідному стані і ін.
Найбільш поширені типи
- Тиристор-діод. Такий прилад аналогічний пристрою, який має зустрічно-паралельний діод у включеному режимі.
- Доданий тиристор. Інша назва — динистор. Відмінною характеристикою цього пристрою є те, що перехід в який проводить режим здійснюється в момент, коли рівень струму перевищено.
- Тиристор, що замикається.
- Симетричний. Він також носить назву симистора. Конструкція цього приладу аналогічна двом пристроям із зустрічно-паралельним діодами при знаходженні в режимі роботи.
- Швидкодіючий або побутовий. Цей тип пристрою має здатність переходити в неробочий стан за рекордно короткий час — від 5 до 50 мікросекунд.
- Оптотиристор. Його робота здійснюється за допомогою світлового потоку.
- Тиристор під польовим управлінням по ведучому електроду.
забезпечення захисту
Тиристори входять до переліку приладів, які критично впливають на зміну швидкості збільшення прямого струму. Як і для діодів, так і для тиристорів характерний процес протікання зворотного струму відновлення. Різка зміна його швидкості і падіння до нульової позначки призводить до підвищеного ризику виникнення перенапруги.
Крім того, перенапруження в конструкції цього приладу може виникати внаслідок повного зникнення напруги в різноманітних складових частинах системи, наприклад, в малих індуктивностях монтажу.
За вищезгаданих причин в переважній більшості випадків для забезпечення надійного захисту цих приладів застосовують різноманітні схеми ЦФТП. Дані схеми при знаходженні в динамічному режимі допомагають захищати пристрій від виникнення неприпустимих значень напруги.
Надійним засобом захисту також є застосування варистора. Це пристрій підключається до місць виведення індуктивного навантаження.
застосування тиристорів
У найзагальнішому вигляді застосування такого приладу, як тиристор, можна розділити на наступні групи:
-
Силові ключі. Вони являють собою перемикачі змінного напруги. Одним з головних чинників, який привів до широкої затребуваності даних приладів, став низький рівень споживаної потужності в процесі функціонування. Потужність схильна до розсіюванню в частинах перемикання. У вимкненому стані втрати потужності практично дорівнюють нулю — це відбувається завдяки тому, що рівень напруги в даній ситуації дорівнює нулю. При знаходженні у відкритому стані тиристор втрачає деяку кількість потужності. Однак дані втрати абсолютно незначні.
- Порогові пристрої. Застосування в даних пристроях тиристора забезпечується завдяки наявності властивості пропускати струм тільки при певному значенні напруги. Найбільш часто дані типи приладів застосовуються в фазових регуляторах, а також релаксаційних генераторах.
- Підключення постійного струму. У даній групі використовуються замикають типи апаратів. Вони необхідні для переривання напруги в ланцюзі або ж для включення і виключення приладу.
- Експериментальні пристрої. Їх застосування в даній області обумовлено властивістю володіти негативним опором при знаходженні в перехідному режимі.
обмеження тиристора
При роботі з будь-яким типом цього приладу слід дотримуватися певних правил техніки безпеки, а також пам’ятати про деякі необхідні обмеження.
Наприклад, у випадку з індуктивним навантаженням при функціонуванні такого різновиду приладу, як симистор. У даній ситуації обмеження стосуються швидкості зміни рівня напруги між двома основними елементами — його анодами і робочим струмом. Для обмеження впливу струму і перевантаження застосовується RC-ланцюжок.
