Tyristorët janë çelësa elektronikë të fuqisë që nuk kontrollohen plotësisht. Shpesh në librat teknikë mund të shihni një emër tjetër për këtë pajisje - një tiristor me një funksionim të vetëm. Me fjalë të tjera, nën ndikimin e një sinjali kontrolli, ai transferohet në një gjendje - përcjellëse. Më konkretisht, ai përfshin një qark. Për ta fikur, është e nevojshme të krijohen kushte të veçanta që sigurojnë që rryma direkte në qark të bjerë në zero.
Veçoritë e tiristorëve
Çelësat e tiristorit përcjellin rrymë elektrike vetëm në drejtimin përpara, dhe në gjendje të mbyllur mund të përballojë jo vetëm tensionin përpara, por edhe të kundërt. Struktura e tiristorit është me katër shtresa, ka tre dalje:
- Anodë (e shënuar me shkronjën A).
- Katodë (shkronja C ose K).
- Elektrodë kontrolli (U ose G).
Tyristorët kanë një familje të tërë karakteristikash të tensionit aktual, ato mund të përdoren për të gjykuar gjendjen e elementit. Tiristorët janë çelësa elektronikë shumë të fuqishëm, ata janë të aftë të ndërrojnë qarqe në të cilat voltazhi mund të arrijë 5000 volt dhe forca aktuale - 5000 amper (ndërsa frekuenca nuk i kalon 1000 Hz).
Operacioni i Tiristorit nëQarqet DC
Një tiristor konvencional ndizet duke aplikuar një impuls aktual në daljen e kontrollit. Për më tepër, duhet të jetë pozitiv (në lidhje me katodën). Kohëzgjatja e procesit kalimtar varet nga natyra e ngarkesës (induktiv, aktiv), amplituda dhe shkalla e rritjes në qarkun e kontrollit të pulsit aktual, temperatura e kristalit gjysmëpërçues, si dhe rryma dhe tensioni i aplikuar në tiristorë. në dispozicion në qark. Karakteristikat e qarkut varen drejtpërdrejt nga lloji i elementit gjysmëpërçues të përdorur.
Në qarkun në të cilin ndodhet tiristori, shfaqja e një shpejtësie të lartë të rritjes së tensionit është e papranueshme. Gjegjësisht, një vlerë e tillë në të cilën elementi ndizet spontanisht (edhe nëse nuk ka sinjal në qarkun e kontrollit). Por në të njëjtën kohë, sinjali i kontrollit duhet të ketë një pjerrësi shumë të lartë.
Mënyra për ta fikur
Mund të dallohen dy lloje të ndërrimit të tiristorit:
- Natyrore.
- I detyruar.
Dhe tani më në detaje për secilën specie. Natyrore ndodh kur tiristori vepron në një qark të rrymës alternative. Për më tepër, ky ndërrim ndodh kur rryma bie në zero. Por për të zbatuar ndërrimin e detyruar mund të ketë një numër të madh mënyrash të ndryshme. Cilin kontroll tiristor të zgjedhë varet nga projektuesi i qarkut, por ia vlen të flasim për secilin lloj veç e veç.
Mënyra më karakteristike e ndërrimit të detyruar është lidhjanjë kondensator që ishte para-karikuar duke përdorur një buton (çelës). Qarku LC përfshihet në qarkun e kontrollit të tiristorit. Ky qark përmban një kondensator të ngarkuar plotësisht. Gjatë procesit kalimtar, rryma luhatet në qarkun e ngarkesës.
Metodat e ndërrimit të detyruar
Ekzistojnë disa lloje të tjera të ndërrimit të detyruar. Shpesh përdoret një qark që përdor një kondensator komutues me polaritet të kundërt. Për shembull, ky kondensator mund të lidhet me qark duke përdorur një lloj tiristori ndihmës. Në këtë rast, një shkarkim do të ndodhë në tiristorin kryesor (punues). Kjo do të çojë në faktin se në kondensator, rryma e drejtuar drejt rrymës direkte të tiristorit kryesor do të ndihmojë në uljen e rrymës në qark në zero. Prandaj, tiristori do të fiket. Kjo ndodh për arsye se pajisja tiristor ka karakteristikat e veta që janë karakteristike vetëm për të.
Ka edhe skema në të cilat lidhen zinxhirët LC. Janë të shkarkuara (dhe me luhatje). Në fillim, rryma e shkarkimit rrjedh drejt punëtorit dhe pas barazimit të vlerave të tyre, tiristori fiket. Pas kësaj, nga zinxhiri oscilues, rryma rrjedh përmes tiristorit në një diodë gjysmëpërçuese. Në këtë rast, ndërsa rryma rrjedh, një tension i caktuar aplikohet në tiristor. Është modul i barabartë me rënien e tensionit në diodë.
Funksionimi i tiristorit në qarqet AC
Nëse tiristori përfshihet në qarkun AC, është e mundur të kryhet njëoperacionet:
- Ndiz ose fik një qark elektrik me një ngarkesë aktive-rezistente ose rezistente.
- Ndrysho vlerën mesatare dhe efektive të rrymës që kalon përmes ngarkesës, falë aftësisë për të rregulluar momentin e sinjalit të kontrollit.
Çelësat e tiristorit kanë një veçori - ata përcjellin rrymën vetëm në një drejtim. Prandaj, nëse keni nevojë t'i përdorni ato në qarqet AC, duhet të përdorni lidhjen back-to-back. Vlerat e rrymës efektive dhe mesatare mund të ndryshojnë për faktin se momenti kur sinjali aplikohet te tiristorët është i ndryshëm. Në këtë rast, fuqia e tiristorit duhet të plotësojë kërkesat minimale.
Metoda e kontrollit fazor
Në metodën e kontrollit të fazës së tipit të detyruar, ngarkesa rregullohet duke ndryshuar këndet ndërmjet fazave. Ndërrimi artificial mund të kryhet duke përdorur qarqe speciale, ose është e nevojshme të përdorni tiristorë plotësisht të kontrolluar (të kyçur). Në bazë të tyre, si rregull, bëhet një karikues tiristor, i cili ju lejon të rregulloni fuqinë aktuale në varësi të nivelit të ngarkimit të baterisë.
Kontrolli i gjerësisë së pulsit
Ata e quajnë gjithashtu modulim PWM. Gjatë hapjes së tiristorëve jepet një sinjal kontrolli. Kryqëzimet janë të hapura dhe ka një farë tensioni në të gjithë ngarkesën. Gjatë mbylljes (gjatë gjithë procesit kalimtar) nuk aplikohet asnjë sinjal kontrolli, prandaj tiristorët nuk përçojnë rrymë. Gjatë zbatimitKurba e rrymës së kontrollit të fazës nuk është sinusoidale, ka një ndryshim në formën e valës së tensionit të furnizimit. Rrjedhimisht, ka edhe shkelje të punës së konsumatorëve që janë të ndjeshëm ndaj ndërhyrjeve me frekuencë të lartë (shfaqet papajtueshmëri). Një rregullator tiristor ka një dizajn të thjeshtë, i cili do t'ju lejojë të ndryshoni vlerën e kërkuar pa asnjë problem. Dhe nuk keni nevojë të përdorni LATR masive.
Tyristors që mbyllen
Tyristorët janë çelësa elektronikë shumë të fuqishëm që përdoren për të ndërruar tensione dhe rryma të larta. Por ata kanë një pengesë të madhe - menaxhimi është i paplotë. Më konkretisht, kjo manifestohet me faktin se për të fikur tiristorin, është e nevojshme të krijohen kushte në të cilat rryma direkte do të ulet në zero.
Është kjo veçori që vendos disa kufizime në përdorimin e tiristorëve dhe gjithashtu ndërlikon qarqet e bazuara në to. Për të hequr qafe mangësi të tilla, u zhvilluan modele speciale të tiristorëve, të cilët mbyllen nga një sinjal përgjatë një elektrode kontrolli. Ata quhen tiristorë me funksion të dyfishtë ose të kyçshëm.
Dizajni i tiristorit që mbyllet
Struktura me katër shtresa p-p-p-p e tiristorëve ka karakteristikat e veta. Ata i bëjnë ata të ndryshëm nga tiristorët konvencionalë. Tani po flasim për kontrollueshmërinë e plotë të elementit. Karakteristika e tensionit të rrymës (statike) në drejtimin përpara është e njëjtë me atë të tiristorëve të thjeshtë. Kjo është vetëm një tiristor i rrymës së drejtpërdrejtë mund të kalojë një vlerë shumë më të madhe. Porfunksioni i bllokimit të tensioneve të mëdha të kundërta për tiristorët e kyçur nuk ofrohet. Prandaj, është e nevojshme ta lidhni atë krah për krah me një diodë gjysmëpërçuese.
Një tipar karakteristik i një tiristori të kyçur është një rënie e konsiderueshme e tensioneve përpara. Për të bërë një mbyllje, një impuls i fuqishëm i rrymës (negativ, në një raport 1:5 me vlerën e rrymës direkte) duhet të aplikohet në daljen e kontrollit. Por vetëm kohëzgjatja e pulsit duhet të jetë sa më e shkurtër - 10 … 100 μs. Tiristorët e kyçur kanë një tension dhe rrymë kufizuese më të ulët se ato konvencionale. Diferenca është afërsisht 25-30%.
Llojet e tiristorëve
Ato që mbyllen u diskutuan më lart, por ka shumë lloje të tjera të tiristorëve gjysmëpërçues që gjithashtu vlen të përmenden. Një shumëllojshmëri e gjerë modelesh (ngarkues, çelsat, rregullatorët e fuqisë) përdorin lloje të caktuara të tiristorëve. Diku kërkohet që kontrolli të kryhet duke furnizuar një rrymë drite, që do të thotë se përdoret një optotiristor. E veçanta e tij qëndron në faktin se qarku i kontrollit përdor një kristal gjysmëpërçues që është i ndjeshëm ndaj dritës. Parametrat e tiristorëve janë të ndryshëm, të gjithë kanë karakteristikat e tyre, karakteristike vetëm për ta. Prandaj, është e nevojshme, të paktën në terma të përgjithshëm, të kuptojmë se cilat lloje të këtyre gjysmëpërçuesve ekzistojnë dhe ku mund të përdoren. Pra, këtu është e gjithë lista dhe veçoritë kryesore të secilit lloj:
- Diodë-tiristor. Ekuivalenti i këtij elementi është një tiristor, me të cilin është i lidhur në mënyrë antiparalelediodë gjysmëpërçuese.
- Dinistor (tiristor diodë). Mund të bëhet plotësisht përçues nëse tejkalohet një nivel i caktuar tensioni.
- Triac (tiristor simetrik). Ekuivalenti i tij është dy tiristorë të lidhur në mënyrë antiparalele.
- Tristori inverter me shpejtësi të lartë ka një shpejtësi të lartë ndërrimi (5… 50 µs).
- Tristorë të kontrolluar me transistor në terren. Shpesh mund të gjesh dizajne të bazuara në MOSFET.
- Tiristorët optikë të kontrolluar nga flukset e dritës.
Zbatoni mbrojtjen e elementit
Tiristorët janë pajisje që janë kritike për shpejtësinë e uljes së rrymës përpara dhe tensionit përpara. Ato, si diodat gjysmëpërçuese, karakterizohen nga një fenomen i tillë si rrjedha e rrymave të rikuperimit të kundërt, i cili shumë shpejt dhe ashpër bie në zero, duke përkeqësuar kështu mundësinë e mbitensionit. Ky mbitension është pasojë e faktit se rryma ndalon papritur në të gjithë elementët e qarkut që kanë induktivitet (madje edhe induktancat ultra të ulëta tipike për instalim - telat, gjurmët e bordit). Për të zbatuar mbrojtjen, është e nevojshme të përdorni një sërë skemash që ju lejojnë të mbroni veten nga tensionet dhe rrymat e larta në mënyrat dinamike të funksionimit.
Si rregull, rezistenca induktive e burimit të tensionit që hyn në qarkun e një tiristori pune ka një vlerë të tillë që është më se e mjaftueshme për të mos përfshirë disa shtesë.induktiviteti. Për këtë arsye, në praktikë, përdoret më shpesh një zinxhir i formimit të rrugës komutuese, i cili redukton ndjeshëm shpejtësinë dhe nivelin e mbitensionit në qark kur tiristori fiket. Qarqet kondensitive-rezistente përdoren më së shpeshti për këtë qëllim. Ata janë të lidhur paralelisht me tiristorin. Ekzistojnë mjaft lloje të modifikimeve të qarkut të qarqeve të tilla, si dhe metoda për llogaritjen e tyre, parametra për funksionimin e tiristorëve në mënyra dhe kushte të ndryshme. Por qarku për formimin e trajektores së ndërrimit të tiristorit të kyçur do të jetë i njëjtë me atë të transistorëve.
