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:

1. Характер навантаження. Навантаження в цьому випадку може бути індуктивною, активної і ін.
2. Швидкість збільшення імпульсу управління.
3. Амплітуда збільшення імпульсу управління.
4. Температура середовища тиристора.
5. Величина струму навантаження.
6. Рівень прикладеної напруги.

Вимкнення тиристора може бути здійснено деякими способами:

1. Природне вимикання. У технічній літературі також зустрічається таке поняття, як природна комутація — воно аналогічно природному виключення.
2. 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

1. Тиристор-діод. Такий прилад аналогічний пристрою, який має зустрічно-паралельний діод у включеному режимі.
2. Доданий тиристор. Інша назва — динистор. Відмінною характеристикою цього пристрою є те, що перехід в який проводить режим здійснюється в момент, коли рівень струму перевищено.
3. Тиристор, що замикається.
4. Симетричний. Він також носить назву симистора. Конструкція цього приладу аналогічна двом пристроям із зустрічно-паралельним діодами при знаходженні в режимі роботи.
5. Швидкодіючий або побутовий. Цей тип пристрою має здатність переходити в неробочий стан за рекордно короткий час — від 5 до 50 мікросекунд.
6. Оптотиристор. Його робота здійснюється за допомогою світлового потоку.
7. 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:

1. 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.
2. 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.
3. Підключення постійного струму. У даній групі використовуються замикають типи апаратів. Вони необхідні для переривання напруги в ланцюзі або ж для включення і виключення приладу.
4. 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.