Тиристор в цепи переменного тока: принцип работы, ВАХ, для чего нужен, схема управления, виды, обозначение

Содержание

Тиристор в цепи переменного тока

При включении тиристора в цепь переменного тока возможно осуществление следующих операций:

— включение и отключение электрической цепи с активной и активно-реактивной нагрузкой;

— изменение среднего и действующего значений тока через нагрузку за счёт того, что имеется возможность регулировать момент подачи сигнала управления.

Так как тиристорный ключ способен проводить электрический ток только в одном направлении, то для использования тиристоров на переменном токе применяется их встречно-параллельное включение (рис. 6.10,а).

Рис. 6.10. Встречно-параллельное включение тиристоров (а) и

форма тока при активной нагрузке (б)

Среднее и действующее значения тока варьируются за счёт изменения момента подачи на тиристоры VS1 и VS2 открывающих сигналов, т.е. за счёт изменения угла и (рис. 6.10,б). Значения этого угла для тиристоров VS1 и VS2 при регулировании изменяется одновременно при помощи системы управления. Угол называется углом управления или углом отпирания тиристора.

Наиболее широкое применение в силовых электронных аппаратах получили фазовое (рис. 6.11,а,б) и широтно-импульсное управление тиристорами (рис. 6.11,в).

Рис. 6.11. Вид напряжения на нагрузке при:

а) – фазовом управлении тиристором; б) – фазовом управлении тиристором с принудительной коммутацией; в) – широтно-импульсном управлении тиристором

При фазовом методе управления тиристором с принудительной коммутацией регулирование тока нагрузки возможно как за счёт изменения угла , так и угла . Искусственная коммутация ( ) осуществляется с помощью специальных узлов или при использовании полностью управляемых (запираемых) тиристоров.

При широтно-импульсном управлении (широтно-импульсной модуляции – ШИМ) в течение времени Т_откр на тиристоры подан управляющий сигнал, они открыты и к нагрузке приложено напряжение U_н . В течение времени Т_закруправляющий сигнал отсутствует и тиристоры находятся в непроводящем состоянии. Действующее значение тока в нагрузке

где I_н.м.– ток нагрузки при Т_закр= 0.

Кривая тока в нагрузке при фазовом управлении тиристорами несинусоидальна, что вызывает искажение формы напряжения питающей сети и нарушения в работе потребителей, чувствительных к высокочастотным помехам – возникает так называемая электромагнитная несовместимость.

Тиристоры: принцип работы, проверка и характеристики

Как проверить тиристор, если вы полный чайник? Итак, обо всем по порядку.

Принцип работы тиристора

Принцип работы тиристора основан на принципе работы электромагнитного реле. Реле – это электромеханическое изделие, а тиристор – чисто электрическое. Давайте же рассмотрим принцип работы тиристора, а иначе как мы его тогда сможем проверить? Думаю, все катались на лифте ;-).

Нажимая кнопку на какой-нибудь этаж, электродвигатель лифта начинает свое движение, тянет трос с кабиной с вами и соседкой тетей Валей килограммов под двести и вы перемещаетесь с этажа на этаж.

Как же так с помощью малюсенькой кнопочки мы подняли кабину с тетей Валей на борту?

В этом примере и основан принцип работы тиристора. Управляя маленьким напряжением кнопочки мы управляем большим напряжением… разве это не чудо? Да еще и в тиристоре нет никаких клацающих контактов, как в реле. Значит, там нечему выгорать и при нормальном режиме работы такой тиристор прослужит вам, можно сказать, бесконечно.

Параметры тиристоров

Давайте разберемся с некоторыми важными параметрами тиристоров. Не зная эти параметры, мы не догоним принцип проверки тиристора. Итак:

1) Uy – отпирающее постоянное напряжение управления– наименьшее постоянное напряжение на управляющем электроде, вызывающее переключение тиристора из закрытого состояния в открытое.

Короче говоря простым языком, минимальное напряжение на управляющем электроде, которое открывает тиристора и электрический ток начинает спокойно себе течь через два оставшихся вывода – анод и катод тиристора.

Это и есть минимальное напряжение открытия тиристора.

2) Uобр max – обратное напряжение, которое может выдержать тиристор, когда, грубо говоря, плюс подают на катод, а минус – на анод.

3) Iос ср – среднее значение тока, которое может протекать через тиристор в прямом направлении без вреда для его здоровья.

Остальные параметры не столь критичны для начинающих радиолюбителей. Познакомиться с ними можете в любом справочнике.

Как проверить тиристор КУ202Н

Ну и наконец-то переходим к самому важному – проверке тиристора. Будем проверять самый ходовый и знаменитый советский тиристор – КУ202Н.

А вот и его цоколевка

Для проверки тиристора нам понадобится лампочка, три проводка и блок питания с постоянным током. На блоке питания выставляем напряжение загорания лампочки. Привязываем и припаиваем проводки к каждому выводу тиристора.

На анод подаем “плюс” от блока питания, на катод через лампочку “минус”.

Теперь же нам надо подать относительно анода напряжение на Управляющий Электрод (УЭ). Для такого вида тиристора Uy – отпирающее постоянное напряжение управления больше чем 0,2 Вольта. Берем полуторавольтовую батарейку и подаем напряжение на УЭ. Вуаля! Лампочка зажглась!

также можно использовать щупы мультиметра в режиме прозвонки, на щупах напряжение тоже больше 0,2 Вольта
Убираем батарейку или щупы, лампочка должна продолжать гореть.

Мы открыли тиристор с помощью подачи на УЭ импульса напряжения. Все элементарно и просто! Чтобы тиристор опять закрылся, нам надо или разорвать цепь, ну то есть отключить лампочку или убрать щупы, или же подать на мгновение обратное напряжение.

Как проверить тиристор мультиметром

Можно также проверить тиристор с помощью мультиметра. Для этого собираем его по этой схемке:

Так как на щупах мультиметра в режиме прозвонки имеется напряжение, то подаем его на УЭ. Для этого замыкаем между собой анод и УЭ и сопротивление через Анод-Катод тиристора резко падает. На мультике мы видим 112 милливольт падение напряжения. Это значит, что он открылся.

После отпускания мультиметр снова показывает бесконечно большое сопротивление.

Почему же тиристор закрылся? Ведь лампочка в прошлом примере у нас горела? Все дело в том, что тиристор закрывается, когда ток удержания стает очень малым. В мультиметре ток через щупы очень малый, поэтому и тиристор закрылся без напряжения УЭ.

Есть также схема отличного прибора для проверки тиристора, ее можно глянуть в этой статье.
Также советую глянуть видео от ЧипДипа про проверку тиристора и ток удержания:

Источник: https://www.RusElectronic.com/kak-proverit-tiristor/

Тиристор: принцип действия, обозначение, основные характеристики и применение

История изобретения

Изобретение тиристора стало возможным после открытия полупроводников и исследования их свойств. После обнаружения в 1600 году английским физиком Уильямом Гилбертом электричества многие инженеры и ученые посвятили себя изучению этого явления. Выдающими людьми, изучающими электромагнетизм в разное время, были: Эрстед, Ампер, Вольт, Фарадей, Максвелл, Кюри, Яблочков. Благодаря их исследованиям и теоретическим догадкам было установлено, что все окружающие твёрдые тела можно разделить на три группы:

проводники — вещества, обладающие большим количеством свободных носителей зарядов и способные практически без потерь проводить электрический ток;
диэлектрики — физические тела, плохо проводящие ток;
полупроводники — материалы, у которых в кристаллической решётке концентрация подвижных зарядов намного ниже, чем количество атомов.

Типичным признаком полупроводников является зависимость их проводимости от изменения температуры или другого внешнего воздействия, например, света, электромагнитного поля.

В 60-х годах полученные исследования позволили создать чипы, которые содержали несколько объединённых транзисторов. Начали создаваться компании и заводы, выпускающие серийно электронные компоненты.

В процессе изучения свойств полупроводников было установлено, что структура монокристаллов, то есть тел, имеющих непрерывную кристаллическую решётку, может иметь три и более p-n переходов.

В зависимости от уровня напряжения, подаваемого на один из них, изменялись состояния других.

Изучая монокристаллы полупроводников, учёные компании Белла выявили их технические характеристики. В дальнейшем её инженеры смогли создать прибор, имеющий третий вывод. С помощью его и происходило управление процессом прохождения тока через весь элемент. Через некоторое время в Дженерал Электроникс анонсировали устройство, получившее название «триак» (thyristor).

Суть устройства

Термин «тиристор» произошёл из-за слияния двух слов: греческого hýra — дверь или вход и английского resistor — сопротивляющийся. Этим названием было названо полупроводниковое устройство, изготавливаемое на основе монокристалла полупроводникового вещества и обладающего тремя и более p-n переходами. При работе этот прибор может иметь два устойчивых положения:

закрытое — соответствующее низкой проводимости;
открытое — неоказывающее сопротивление прохождению тока.

Принятие элементом одного из устойчивых состояний происходит быстро, но не мгновенно. Чтобы сменить одно на другое, используется напряжение. Когда оно есть, тиристор находится в открытом состоянии, а когда нет — закрывается.

Для этого используется специальный дополнительный вывод. Поэтому прибор имеет три выхода и по виду похож на транзистор.

При этом их принцип действия схож, только в отличие от транзистора тиристор либо полностью пропускает ток, либо препятствует его прохождению.

Принцип работы

В результате получится, что крайние зоны будут являться эмиттерными переходами, а средние — коллекторными. Область базы же первого элемента будет совпадать с коллектором второго и наоборот. Исходя из этого коллекторный ток транзисторов, одновременно будет являться и базовым.

Так и в тиристоре. Через переходы анода и катода инжектируются неосновные заряды, приводящие к снижению сопротивления управляющего электрода. При приложении прямого напряжения, то есть к катоду — минусовой потенциал, а к аноду — плюсовой, через прибор начинает протекать небольшой ток. Это состояние соответствует закрытому положению.

Повышение напряжения приводит к инжекции носителей в управляемый переход. В итоге, с одной стороны, увеличивается его сопротивление из-за обеднения основными носителями, так как переход получается включённым в обратном направлении, а с другой — обогащение, связанное с поступлением в его область новых зарядов.

При достижении напряжением определённого значения эти два явления уравновешиваются, и даже возрастание на небольшую величину напряжения приводит к возникновению лавинообразного процесса отпирания тиристора. Это состояние напоминает режим насыщения транзистора. Сопротивление перехода становится минимальным, а величина тока определяется нагрузочным сопротивлением.

Характеристики и параметры

Тиристор — это прибор, одновременно совмещающий в себе три функции: выпрямителя, выключателя и усилителя. Основные свойства, характеризующие прибор можно представить в виде следующих пунктов:

тиристор по подобию диода пропускает ток только в одном направлении, то есть работает как выпрямитель;
прибор переключается из одного состояния в другое при помощи напряжения;
величина тока, необходимая для переключения тиристора, составляет порядка нескольких миллиампер, при этом он может пропускать через себя десятки ампер;
изменяя время приложенного сигнала к управляющему выводу, можно регулировать среднее значение тока, протекающего через нагрузку, другими словами — управлять мощностью.

Главной же функцией, описывающей работу прибора, является вольт-амперная характеристика (ВАХ). Представляет она из себя плоскую систему координат по оси Y, на которой откладывается ток нагрузки, а по оси X — напряжение на управляющем электроде. По виду нелинейности соответствия этих двух величин ВАХ относится к S-типу устройств.

На характеристике используются буквенные обозначения, соответствующие ключевым точкам в работе тиристора. Так, координата (Vbo; IL) соответствует моменту включения, а точка с координатами (Vн; Iн) — открытому состоянию. Зона, лежащая на отрезке с координатами (Vbo; IL) и (Vн; Iн) считается переходной, то есть неустойчивой.

Тиристорный прибор, кроме ВАХ, характеризуется рядом параметров:

Наибольшее постоянное обратное напряжение — значение, при превышении которого наступает пробой перехода.
Напряжение включения — величина сигнала, при достижении которой происходит отпирание элемента.
Допустимый ток — максимальное значение, которое может через себя пропустить радиоприбор без изменения своих характеристик.
Ток удержания — это ток, текущий через анод и провоцирующий запирание элемента.
Падение напряжения — показывает величину энергии, которая рассеивается на приборе (0,5 -1 В).
Максимальна мощность — определяется допустимым током и максимально возможным напряжением, приложенным к управляемым выводам, то есть характером нагрузки.
Время отключения — промежуток времени, за который тиристор полностью закроется. Составляет микросекунды.
Отпирающий постоянный ток управления — обозначает значение, которое необходимо для поддержания устройства в открытом состоянии (анод-катод). Обычно составляет порядка 100 мА.

Конструкция прибора

Эмиттерные переходы выполняются по сплавной технологии, а коллекторные — методом диффузии. Используется также и планарная технология. Концентрация примесей в эмиттерных областях делается значительно большей, чем в базовых. При этом самым толстым слоем является центральный. Эти два фактора — толщина и низкая концентрация — позволяют прибору выдерживать довольно большое обратное напряжение (порядка сотен вольт). Анод прибора соединяется с корпусом изделия, что в итоге положительно сказывается на отводе тепла.

Немного другую конструкцию имеют асимметричные тиристоры. В их конструкции катод соединяется с n+ и p зоной, а анод с p+ и n областью. Такие соединения называются анодным или катодным коротким замыканием. Их использование приводит к появлению дополнительного сопротивления межу переходами. Такое подключение уменьшает переходные процессы и время жизни основных носителей.

В простейшую конструкцию тиристора входит основание, соединённое с полупроводниковым кристаллом и являющееся анодом, вывода катода и управляющего электрода. Сверху кристалл накрывается изолятором и крышкой, способствующей защите прибора от механических повреждений и одновременно служащей теплоотводом.

Маркировка радиодетали

Согласно системе, указанной в ГОСТ 10862–72, для обозначения тиристора используется буквенно-цифровой код, состоящий из четырёх символов.

Первый элемент кода указывает на вид материала, из которого сделано устройство. Например, Г — германий, К — кремний, А — арсенид галлия. Второй обозначает принадлежность устройства — Н-динистор, У-триак.

Третий элемент характеризует функциональность, возможности и номер партии.

Так, числа с 101 до 199 обозначают диодные и незапираемые триодные тиристоры малой мощности, а интервал от 401 до 499 — триодные запираемые тиристоры средней мощности. Последняя буква указывает на тип устройства.

Но после 1989 года была принята новая система обозначений. Поэтому тиристоры, выпускаемые с начала 1989 года, маркировались уже согласно ГОСТ 20859.1.89. В основе этого обозначения используется многозначный код, состоящий из следующих элементов:

На первом месте стоит буква, указывающая тип устройства. Например, ТО — оптотиристор, ТЗ — тиристор запираемый и так далее.
На втором — буква, определяющая тип цепи, в которой может работать тиристор (Ч — высокочастотная, Б — быстродействующая, И — импульсная).
Третья цифра — обозначает порядковый номер.
Четвёртый знак — характеризует габариты корпуса прибора.
Пятый — конструктивное исполнение.
Шестой — допустимый ток.
Седьмой — полярность. Так, буква Х указывает на то, что катод соединён с корпусом.
Восьмой — класс устройства, соответствующий импульсной разности потенциалов для закрытого состояния.
Последующие цифры образуют сочетание классификационных параметров.

На схемах и в литературе тиристор подписывается латинскими буквами VS. Графически же изображается наподобие диода, то есть равностороннего треугольника с вертикальной полосой у его вершины.

Через середину основания и вершину проходит линия, символизирующая электрическую цепь.

Но в отличие от диода у тиристора от нижней стороны треугольника дополнительно отводится прямая линия, обозначающая управляющий электрод (У).

Классификация и различия

Выпускаемые тиристоры различаются не только по тому, как выглядят, и своим характеристикам, но и по виду проводимости, а также количеству выводов. Существует довольно большое их количество, но при этом их можно классифицировать по следующим признакам:

Способу управления. Разделяют на приборы, управление которыми происходит путём подачи импульса напряжения на анод-катод (динисторы) или тока на управляющей вывод (тринисторы). В свою очередь, последние можно разделить на управляющиеся по аноду или катоду. А также существует ещё один тип приборов, управляемый квантами света (оптотиристор).
Типом обратной проводимости. Существует три вида: проводящие, непроводящие, симметричные (симисторы) — проводящие ток в обоих своих направлениях.
Быстродействию. Существуют как сверхбыстрые приборы, так и обыкновенные.

Существенных отличий между динистором и тринистором нет. Но если в первом отпирание происходит при достижении определённого значения напряжения, то во втором это напряжение может быть совсем несущественным, а переключение происходит из-за подачи импульса определённого значения на дополнительный электрод.

Переключение состояний классических тиристоров происходит снижением величины тока либо в случае динистора изменением полярности. Запирающий же тип отличается тем, что через дополнительный вывод понадобится пропустить ток обратной полярности. Поэтому, пропуская через такой тиристор переменный ток, его работа будет соответствовать импульсному режиму.

Применение электронных переключателей

Характеристики приборов способствуют их применению в различных электротехнических областях. Такой элемент, как тиристор нужен там, где возникает необходимость управлять мощной нагрузкой. Поэтому основным назначением устройства считается коммутация нагрузки путём использования малых токов.

Например, устройства могут применяться в гирлянде с бегущими огнями, импульсных генераторах тока, выпрямительных узлах.

Их используют в схемах преобразования постоянного тока в токи промышленного значения, при этом они могут изменять и частоту сигнала. Они применяются при управлении асинхронным двигателем, в системе индукционного нагрева.

На тиристорах создаются источники питания повышенной частоты для автономного потребления различными устройствами.

Преобразователи на этом элементе в несколько раз превосходят по технико-экономическим показателям конструкции, выполненные на ионных приборах. Их стоимость и масса меньше, а скорость срабатывания в несколько раз выше.

Использование тиристоров позволяет автоматизировать многие процессы, например, оптотиристором управляют открытием ширмы в театре, а симистором регулируют плавно мощность паяльников или источников освещения. А также с помощью них можно создавать датчики, регистрирующие появление света, тока или напряжения.

Важной особенность элементов является то, что они пропускают через себя высокочастотный и низкочастотный сигнал. Поэтому, собрав мостовую схему из этих устройств, можно сконструировать «трансформатор», например, для сварочного аппарата.

Схема включения

Зачем нужны тиристоры, можно понять, разобравшись в их принципе работы. Для этого есть смысл рассмотреть включение элемента в простейшей схеме. Тиристор в ней используется как электронный ключ.

К аноду тиристора подсоединяется лампочка L, служащая нагрузочным сопротивлением. К ней через кнопку К2 подключается положительная клемма источника питания GB, а его минус подводится к катоду полупроводникового элемента. Подача тока на управляющий электрод выполняется через ограничительный резистор R и кнопку K1.

При замыкании переключателя К2 к аноду и катоду полупроводника будет приложено напряжение, соответствующее величине ЭДС источника питания. При этом прибор будет заперт, ток через него не потечёт, а лампочка не загорится. Чтобы в цепи VS – L появился ток, понадобится отпереть тиристор.

Делается это путём замыкания первого выключателя К1. В этом случае ток от блока питания через К2, К1, R поступит на управляющий электрод тиристора. Элемент изменит своё состояние на открытое, и через него начнёт протекать ток, поступающий с батареи GB. Итогом будет загоревшая лампочка.

Дальнейшее нажатие кнопки K1 никоим образом не будет влиять на состояние схемы. Для того чтобы потушить лампочку, понадобится разорвать цепь кнопкой K2 или отсоединить источник питания. Но при этом тиристор может закрыться и при снижении напряжения на аноде до определённой величины, определяемой параметрами тиристора.

Таким образом, тиристор — это полупроводниковый элемент, использующийся в схемах как электронный ключ. Это возможно благодаря свойствам p-n переходов.

При этом, осуществляя коммутацию больших токов, сам прибор имеет небольшие габариты, а его корпус может выдерживать значительную тепловую мощность.

Но всё же для предотвращения его повреждения тепловым пробоем часто совместно с элементом используется теплоотвод, представляющий собой, в зависимости от мощности нагрузки, простую алюминиевую пластинку или массивного вида радиатор.

Источник: https://rusenergetics.ru/ustroistvo/tiristor

Тиристор: принцип работы, проверка, особенности и характеристики :

В переключательных схемах часто используется тиристор, принцип работы которого напоминает электронный ключ. Он представляет собой полупроводниковый прибор, имеющий три или несколько взаимодействующих выпрямляющих переходов. Однако тиристор не способен перейти в состояние закрытого типа, поэтому его называют ключом, который является не полностью управляемым.

Устройство и виды полупроводниковых приборов

Прежде чем рассматривать принцип работы тиристоров в цепях, необходимо разобраться с тем, как они устроены, какие виды существуют.

Состоят они из четырех последовательно соединенных слоев, которые имеют разный тип проводимости. С внешней стороны есть контакты – анод и катод.

Приборы могут обладать двумя управляющими электродами, прикрепленными к внутренним слоям. Изменения состояния удается добиться за счет подачи сигнала непосредственно на проводник.

Различают два основных вида тиристоров:

Динисторы представляют собой диодные полупроводниковые приборы. В данном случае открывание осуществляется посредством подачи высокого напряжения между контактами.
Тринисторы

Как из тиристоров сделать симистор — Moy-Instrument.Ru

Тиристоры нашли широкое применение в полупроводниковых устройствах и преобразователях. Различные источники питания, частотные преобразователи, регуляторы, возбудительные устройства для синхронных двигателей и много других устройств строились на тиристорах, а в последнее время их вытесняют преобразователи на транзисторах. Основной задачей для тиристора является включение нагрузки в момент подачи управляющего сигнала. В этой статье мы рассмотрим, как управлять тиристорами и симисторами.

Определение

Тиристор (тринистор) — это полупроводниковый полууправляемый ключ. Полууправляемый — значит, что вы можете только включать тиристор, отключается он только при прерывании тока в цепи или если приложить к нему обратное напряжение.

Он, подобно диоду, проводит ток только в одном направлении. То есть для включения в цепь переменного тока для управления двумя полуволнами нужно два тиристора, для каждой по одному, хотя не всегда. Тиристор состоит из 4 областей полупроводника (p-n-p-n).

Другой подобный прибор называется симистор — двунаправленный тиристор. Его основным отличием является то, что ток он может проводить в обе стороны. Фактически он представляет собой два тиристора соединённых параллельно навстречу друг другу.

Основные характеристики

Как и любых других электронных компонентов у тиристоров есть ряд характеристик:

Падение напряжения при максимальном токе анода (VT или Uос).

Прямое напряжение в закрытом состоянии (VD(RM) или Uзс).

Обратное напряжение (VR(PM) или Uобр).

Прямой ток (IT или Iпр) – это максимальный ток в открытом состоянии.

Максимально допустимый прямой ток (ITSM) — это максимальный пиковый ток в открытом состоянии.

Обратный ток (IR) — ток при определенном обратном напряжении.

Постоянный ток в закрытом состоянии при определенном прямом напряжении (ID или Iзс).

Постоянное отпирающее напряжение управления (VGT или UУ).

Ток управления (IGT).

Максимальный ток управления электрода IGM.

Максимально допустимая рассеиваемая мощность на управляющем электроде (PG или Pу)

Принцип работы

Когда на тиристор подают напряжение он не проводит ток. Есть два способа включит его – подать напряжение между анодом и катодом достаточное для открытия, тогда его работа ничем не будет отличаться от динистора.

Другой способ – это подать кратковременный импульс на управляющий электрод. Ток открытия тиристора лежит в пределах 70-160 мА, хотя на практике эта величина, как и напряжение которое нужно приложить к тиристору зависит от конкретной модели и экземпляра полупроводникового прибора и даже от условий, в которых он работает, таких, например, как температура окружающей среды.

Кроме управляющего тока, есть такой параметр как ток удержания — это минимальный ток анода для удержания тиристора в открытом состоянии.

После открытия тиристора управляющий сигнал можно отключать, тиристор будет открыт до тех пор, пока через него протекает прямой ток и подано напряжение. То есть в цепи переменного тиристор будет открыт в течении той полуволны напряжение которой смещает тиристор в прямом направлении. Когда напряжение устремится к нулю, снизится и ток. Когда ток в цепи упадет ниже величины тока удержания тиристора — он закроется (выключится).

Полярность управляющего напряжения должна совпадать с полярностью напряжения между анодом и катодом, что вы наблюдаете на осциллограммах выше.

Управление симистором аналогично хоть и имеет некоторые особенности. Для управления симистором в цепи переменного тока нужно два импульса управляющего напряжения — на каждую полуволну синусоиды соответственно.

После подачи управляющего импульса в первой полуволне (условно положительной) синусоидального напряжения ток через симистор будет протекать до начала второй полуволны, после чего он закроется, как и обычный тиристор. После этого нужно подать еще один управляющий импульс для открытия симистора на отрицательной полуволне. Это наглядно проиллюстрировано на следующих осциллограммах.

Полярность управляющего напряжения должна соответствовать полярности приложенного напряжения между анодом и катодом. Из-за этого возникают проблемы при управлении симисторами с помощью цифровых логических схем или от выходов микроконтроллера. Но это легко решается путем установки симисторного драйвера, о чем мы поговорим позже.

Распространенные схемы управления тиристорами или симисторами

Самой распространенной схемой является симисторный или тиристорный регулятор.

Здесь тиристор открывается после того как на конденсаторе будет достаточная величина для его открытия. Момент открытия регулируется с помощью потенциометра или переменного резистора. Чем больше его сопротивление — тем медленнее заряжается конденсатор. Резистор R2 ограничивает ток через управляющий электрод.

Эта схема регулирует оба полупериода, то есть вы получаете полную регулировку мощности почти от 0% и почти до 100%. Это удалось достичь, установив регулятор в диодном мосте, таким образом регулируется одна из полуволн.

Упрощенная схема изображена ниже, здесь регулируется лишь половина периода, вторая полуволна проходит без изменения через диод VD1. Принцип работы аналогичен.

Симисторный регулятор без диодного моста позволяет управлять двумя полуволнами.

По принципу действия почти аналогична предыдущим, но построена на симисторе с её помощью регулируются уже обе полуволны. Отличия заключаются в том, что здесь импульс управления подаётся с помощью двунаправленного динистора DB3, после того как конденсатор зарядится до нужного напряжения, обычно это 28-36 Вольт. Скорость зарядки также регулируется переменным резистором или потенциометром. Такая схема реализована в большинстве бытовых диммеров.

Такие схемы регулировки напряжения называется СИФУ — система импульсного фазового управления.

На рисунке выше изображен вариант управления симистором с помощью микроконтроллера, на примере популярной платформы Arduino. Симисторный драйвер состоит из оптосимистора и светодиода. Так как в выходной цепи драйвера установлен оптосимистор на управляющий электрод всегда подаётся напряжение нужной полярности, но здесь есть некоторые нюансы.

Дело в том, что для регулировки напряжения с помощью симистора или тиристора нужно подавать управляющий сигнал в определенный момент времени, так чтобы срез фазы происходил до нужной величины. Если наугад стрелять управляющими импульсами — схема работать конечно будет, но регулировок добиться не выйдет, поэтому нужно определять момент перехода полуволны через ноль.

Так как для нас не имеет значения полярность полуволны в настоящий момент времени — достаточно просто отслеживать момент перехода через ноль. Такой узел в схеме называют детектор нуля или нуль-детектор, а в англоязычных источниках «zero crossing detector circuit» или ZCD. Вариант такой схемы с детектором перехода через ноль на транзисторной оптопаре выглядит следующим образом:

Оптодрайверов для управления симисторами есть множество, типовые – это линейка MOC304x, MOC305x, MOC306X, произведенные компанией Motorola и другими. Более того – эти драйверы обеспечивают гальваническую развязку, что убережет ваш микроконтроллер в случае пробоя полупроводникового ключа, что вполне возможно и вероятно. Также это повысит безопасность работы с цепями управления, полностью разделив цепь на «силовую» и «оперативную».

Заключение

Мы рассказали базовые сведения о тиристорах и симисторах, а также управлении ими в цепях с «переменкой». Стоит отметить, что мы не затрагивали тему запираемых тиристоров, если вас интересует этот вопрос – пишите комментарии и мы рассмотрим их подробнее. Также не были рассмотрены нюансы использования и управления тиристорами в силовых индуктивных цепях. Для управления «постоянкой» лучше использовать транзисторы, поскольку в этом случае вы решаете, когда ключ откроется, а когда он закроется, повинуясь управляющему сигналу…

Как из тиристоров сделать симистор

Профиль
Группа: Старики
Сообщений: 716
Пользователь №: 19159
На форуме с: 24.12.2010

Имеет предупреждений:
(0%)

Для коммутации первичной обмотки сварочного тр-ра для контактной сварки возникла необходимость замены симистора ТС-160 на два тиристора 2Т142-80-9-44В2, включённых встречно-параллельно (лежат без дела несколько штук)
Как осуществить управление двумя тиристорами, чтобы не было ложных срабатываний?
Рассматриваю вариант с двумя вторичными обмотками и диодными мостами для управления тиристорами.
Какие варианты используете, уважаемые владельцы контактных сварок, для коммутации первичной обмотки?

Присоединённое изображение (нажмите для увеличения)

Победитель голосования «Самый полезный участник 2012г.&quot

Профиль
Группа: Старики
Сообщений: 3723
Пользователь №: 121
На форуме с: 10.10.2004

Имеет предупреждений:
(0%)

Отвечу сразу, не надо «заморачиваться» тиристорами, симисторами, ИМХО пускатель в первичке контатной сварки САМОЕ ТО.

Почему так пишу, я на этом деле «собаку сьел», ну штук 30 а может 40 изготовил и продал за пределами своего города. А дело было в году 1980 ом, когда потребовалась сварка моего авто копейки, поехал я в Тольятти, благо всего то 480 км, купил жестянку, познакомился волею случая со спецами , и с позволения их скопировал ее. До сих пор она в деле, и кроме прямого назначения использую оную для откручивания «не отручивающихся» гаек.

Делается это легко: зачистить две грани гайки, взять сварочные клещи, нажать кнопку пускателя, и ждать, пока гайка не станет «красной». Ну и после не столь нехитрой процедуры, быстро откручиваем все, что не могли до этого.

Вдогонку, прочитав «вумную» книжку по применению контактной сварки для усадки металла, и кто хоть раз рихтовал свое авто, или не свое, то сразу поймет, что бывают «хлопуны», и бороться с ними ОХ КАК НЕЛЕГКО! Всем, кто применяет автоген, китайские горелки, ПОЗОР!

Как»усадку» делать, не могу прям так сразу обьяснить, тема отдельного разговора.

З.Ы. Прошу прощения за многословие.

З.З.Ы. Вес 12 кг., клещи, т.е. нет отдельного трансформатора.

Симистор

Симметричный тиристор

Если проанализировать путь развития полупроводниковой электроники, то почти сразу становится понятно, что все полупроводниковые приборы созданы на переходах или слоях (n-p, p-n).

Простейший полупроводниковый диод имеет один переход (p-n) и два слоя.

У биполярного транзистора два перехода и три слоя (n-p-n, p-n-p). А что будет, если добавить ещё один слой?

Тогда мы получим четырёхслойный полупроводниковый прибор, который называется тиристор. Два тиристора включенные встречно-параллельно и есть симистор, то есть симметричный тиристор.

В англоязычной технической литературе можно встретить название ТРИАК (TRIAC – triode for alternating current).

Вот таким образом симистор изображается на принципиальных схемах.

У симистора три электрода (вывода). Один из них управляющий. Обозначается он буквой G (от англ. слова gate – «затвор»). Два остальных – это силовые электроды (T1 и T2). На схемах они могут обозначаться и буквой A (A1 и A2).

А это эквивалентная схема симистора выполненного на двух тиристорах.

Следует отметить, что симистор управляется несколько по-другому, нежели эквивалентная тиристорная схема.

Симистор достаточно редкое явление в семье полупроводниковых приборов. По той простой причине, что изобретён и запатентован он был в СССР, а не в США или Европе. К сожалению, чаще бывает наоборот.

Как работает симистор?

Если у тиристора есть конкретные анод и катод, то электроды симистора так охарактеризовать нельзя, поскольку каждый электрод является и анодом, и катодом одновременно. Поэтому в отличие от тиристора, который проводит ток только в одном направлении, симистор способен проводить ток в двух направлениях. Именно поэтому симистор прекрасно работает в сетях переменного тока.

Очень простой схемой, характеризующей принцип работы и область применения симистора, может служить электронный регулятор мощности. В качестве нагрузки можно использовать что угодно: лампу накаливания, паяльник или электровентилятор.

Симисторный регулятор мощности

После подключения устройства к сети на один из электродов симистора подаётся переменное напряжение. На электрод, который является управляющим, с диодного моста подаётся отрицательное управляющее напряжение. При превышении порога включения симистор откроется, и ток пойдёт в нагрузку. В тот момент, когда напряжение на входе симистора п

Способы запирания тиристоров — КиберПедия

Как уже сказано, для выключения тиристора нужно каким-либо способом снизить его прямой ток до нуля на некоторый промежуток времени, определенный временем рассасывания неосновных носителей. Это в основном и отличает тиристор – прибор с частичной, неполной управляемостью от, например, транзистора – полностью управляемого прибора, который можно и включить и выключить по цепи управления.

Выключение проводящего ток тиристора можно осуществлять различными способами. Проще всего выключать тиристор, если он работает в цепи переменного тока. Тогда под действием переменного напряжения питающей сети ток тиристора сам снижается до нуля и происходит его выключение (коммутация). Такой способ коммутации получил название естественной и широко применяется в силовых преобразовательных устройствах переменного тока. Сложнее обстоит дело в цепях постоянного тока. Там необходимы специальные устройства, обеспечивающие принудительное выключение тиристора в нужный момент времени. Такие устройства называют узлами искусственной (принудительной) коммутации. В основе построения коммутационных узлов лежат следующие способы:

1. Введение в цепь тиристора колебательных LC-контуров – последовательных или параллельных (рис. 7.6, а, б). Тиристор закрывается в момент перехода через нуль тока в колебательном контуре. Время включенного состояния коммутируемого тиристора определяется параметрами схемы искусственной коммутации и может быть изменено только изменением этих элементов, что сложно. Поэтому такой способ используется сравнительно редко и только в устройствах с т.н. частотно-импульсной модуляцией, когда длительность интервала проводимости тиристора постоянна, а регулируется частота их следования.

Выключение тиристора путем изменения полярности напряжения между катодом и анодом. Для этого используют предварительно заряженный конденсатор, который в нужный момент времени подключают между анодом и катодом тиристора в запирающей полярности (рис. 7.6, в) путем замыкания ключа К.

Описанными способами удается придать тиристору свойства полностью управляемого вентиля, но схема сильно усложняется.

Разновидности тиристоров.

На основе обычных тиристоров созданы различные их разновидности, имеющие более узкое назначение. Наибольшее применение в практике нашли симметричные тиристоры, запираемые тиристоры и оптотиристоры. Их УГО показаны на рис. 7.7.

Симметричные тиристоры или короче симисторы (англ. аббревиатура TRIAC) представляют собой соединение структуры двух встречно включенных тиристоров в одном приборе с общим электродом управления. Если подать на управляющий электрод отпирающий сигнал, симистор включается при любой полярности напряжения, приложенного между силовыми электродами. Эти приборы используются для включения-отключения нагрузки и для фазового управления в цепях переменного тока.

Запираемый тиристор (ЗТ) (GTO – Gate turn off thyristor) – тиристор, который может быть заперт путем подачи на управляющий электрод импульса тока отрицательной полярности. Структура ЗТ, как и у обычного тиристора – четырехслойная с тремя силовыми выводами. Однако конструктивное исполнение отличается. Для увеличения поверхности протекания тока от управляющего электрода к катоду при одновременном сокращении путей его протекания катод выполнен в виде большого числа концентрических окружностей, имеющих общий контакт с управляющим электродом. При таком катоде быстрый рост запирающего тока управляющего электрода приводит к быстрому уменьшению тока катода и выключению ЗТ. Необходимый для запирания отрицательный ток управляющего электрода составляет примерно 30 % от максимально допустимого значения запираемого тока. Однако энергия выключения мала, так как импульс очень короткий (10 – 100 мкс).

В настоящее время созданы запираемые тиристоры с максимальными значениями напряжения до 6 кВ и тока до 6 кА.

Оптоуправляемый тиристор (оптотиристор) включается воздействием потока оптического излучения на ПП-структуру, что вызывает генерацию дополнительных носителей в облучаемой области и эквивалентно току управления. Пояснить конструкцию.

Защита СПП

Защита при токовых перегрузках в аварийных режимах

Способность выдерживать перегрузки и перенапряжения у СПП гораздо меньше, чем у электромеханических устройств. В силовой цепи в случае короткого замыкания сверхтоки могут достигать десятков и даже сотен тысяч ампер. Однако СПП могут выдерживать импульсы токов только в несколько тысяч ампер. Поэтому необходимо решать проблему защиты как самих СПП, так и аппаратуры в целом.

Защита СПП должна безопасно прерывать возможные сверхтоки за очень короткое время и ограничивать тепловую энергию ( òi²dt ), пропускаемую к устройству во время отключения цепи. Для этого полный òi²dt устройства защиты должен быть меньше, чем òi²dt, который может выдержать полупроводник.

Для защиты СПП при токовых перегрузках в аварийных режимах обычно используют специальные быстродействующие предохранители с плавкой вставкой или жидкометаллические предохранители.

Быстродействующие предохранители имеют специальную конструкцию, обеспечивающую более быстрое плавление вставки, нежели у обычных предохранителей такого же номинала.

В жидкометаллическом предохранителе в качестве плавкого элемента применяется жидкий металл (галлий, сплав галлий/индий/ олово и др.). При срабатывании металл из жидкого состояния переходит в парообразное. Возникающее при этом в патроне давление через специальный шток воздействует на расцепитель автоматического выключателя, который и осуществляет отключение электрической цепи. Сразу же после этого пары металла вновь переходят в жидкое состояние (через 0,5 – 2 мс) и предохранитель готов к повторному срабатыванию.

Сверхток может возникнуть не только при коротком замыкании во внешней цепи. Случайный выход за пределы безопасного диапазона может повредить СПП. Чаще всего при этом возникает короткое замыкание. Сверхток короткого замыкания приводит к расплавлению проводников и к взрыву СПП. Это может вывести из строя окружающие компоненты и вызвать пожар в оборудовании. Поэтому рекомендуется включать быстродействующие предохранители в последовательно с каждым СПП. Даже если предохранитель не успеет защитить от сгорания сам СПП, то он предотвратит дальнейшие разрушения и ограничит энергию, выделившуюся в процессе неисправности.

Помимо сверхтоков, необходимо защищать СПП от выходе за пределы ОБР в динамических режимах работы при помощи снабберов.

Защита транзисторов

Биполярные транзисторы весьма чувствительны к перенапряжениям и к кратковременным перегрузкам по току. Поэтому необходимо использовать схемы ЦФТП, формирующие необходимые траектории как при включении, так и выключении (рис. 7.8, а).

В отличие от биполярных МОП-транзисторы менее подвержены пробою. Обычно ограничиваются RС-цепью,подключенной параллельно транзистору (рис. 7.8, б).

Защита тиристоров

Тиристоры являются приборами, критичными к скоростям нарастания тока в открытом состоянии (di/dt) и напряжения в закрытом состоянии (du/dt).

При включении тиристора в первый момент времени возникает проводящий канал небольшого сечения между анодом и катодом, и только через некоторое время проводящей становится вся полупроводниковая структура. При высоких значениях di/dt возникает неравномерная плотность тока в сечении полупроводника. В области с максимальной плотностью тока возникает локальный перегрев с последующим повреждением структуры. Основной причиной высоких значений di/dt является малое значение индуктивности в контуре, содержащем источник напряжения и включенный прибор.

Для снижения значения di/dt обычно включают последовательно с тиристором реактор с индуктивностью, ограничивающей скорость нарастания тока. В ряде случаев оказывается целесообразным включать насыщающиеся реакторы, которые до наступления момента насыщения ограничивают ток тиристора. После завершения процесса включения тиристора реактор насыщается, его реактивное сопротивление резко уменьшается и происходит дальнейший рост тока до установившегося значения. Применение насыщающегося реактора позволяет защитить тиристор от высоких скоростей изменения тока di/dt на первом этапе включения, когда это наиболее опасно.

Впрочем, в большинстве случаев внутреннее индуктивное сопротивление источников напряжения, входящих в цепь включаемого тиристора, оказывается достаточным, чтобы не вводить дополнительные индуктивности.

Большая величина du/dt вызывает перезаряд барьерных емкостей. Вследствие этого в тиристоре возникает емкостной ток, которые может вызвать ложное включение тиристора [четвертая причина включения]. Для защиты тиристора от высоких значений du/dt обычно используют демпфирующую RС-цепь (см. рис. 7.8, б). Эта же цепь защищает тиристор от импульсных перенапряжений.

Что такое тиристор и как он работает – симисторы и их применение схемы

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.

Способы и схемы управления тиристором или симистором

Определение

Основные характеристики

Как и любых других электронных компонентов у тиристоров есть ряд характеристик:

Падение напряжения при максимальном токе анода (VT или Uос).
Прямое напряжение в закрытом состоянии (VD(RM) или Uзс).
Обратное напряжение (VR(PM) или Uобр).
Прямой ток (IT или Iпр) – это максимальный ток в открытом состоянии.
Максимально допустимый прямой ток (ITSM) — это максимальный пиковый ток в открытом состоянии.
Обратный ток (IR) — ток при определенном обратном напряжении.
Постоянный ток в закрытом состоянии при определенном прямом напряжении (ID или Iзс).
Постоянное отпирающее напряжение управления (VGT или UУ).
Ток управления (IGT).
Максимальный ток управления электрода IGM.
Максимально допустимая рассеиваемая мощность на управляющем электроде (PG или Pу)

Принцип работы

Распространенные схемы управления тиристорами или симисторами

Самой распространенной схемой является симисторный или тиристорный регулятор.

Симисторный регулятор без диодного моста позволяет управлять двумя полуволнами.

Интересно:

Такие схемы регулировки напряжения называется СИФУ — система импульсного фазового управления.

Заключение

Алексей Бартош

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 электротехнику, 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:

Снять сигнал с управляющего электрода;
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:

Максимально допустимый прямой ток — наибольшая возможная величина тока открытого элемента;
Максимально допустимый обратный ток — ток при максимальном обратном напряжении;
Прямое напряжение — падение величины напряжения при максимальном токе;
Обратное напряжение — наибольшая допустимая величина напряжения в закрытом состоянии;
Напряжение включения — наименьшее напряжение при котором сохраняется работоспособность электронного устройства;
Минимальный и максимальный ток управляющего электрода;
Максимально допустимая рассеиваемая мощность.

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.

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.

♦Динистор и тиристор в цепях постоянного тока.

♦ Как мы уже выяснили – тиристор, это полупроводниковый прибор, обладающий свойствами электрического вентиля. Тиристор с двумя выводами (А — анод, К — катод), это динистор. Тиристор с тремя выводами (А – анод, К – катод, Уэ – управляющий электрод), это тринистор, или в обиходе его называют просто тиристор.

♦ С помощью управляющего электрода (при определенных условиях) можно изменять электрическое состояние тиристора, то есть переводить его из состояния «выключено» в состояние «включено».
Тиристор открывается в случае, если приложенное напряжение между анодом и катодом превысит величину U = Uпр, то есть величину напряжения пробоя тиристора;
Тиристор можно открыть и при напряжении меньше, чем Uпр между анодом и катодом (U < Uпр), если подать импульс напряжения положительной полярности между упр

принцип работы и что это такое?

Открытие свойств переходов полупроводников по праву можно назвать одним из важнейших в ХХ веке. В результате появились первые полупроводниковые приборы — диоды и транзисторы. А также схемы, в которых они нашли применение. Одной из таких схем является соединение двух биполярных транзисторов противоположных типов — p-n-p c n-p-n. Эта схема показана далее на изображении (б). Она иллюстрирует, что такое тиристор и принцип его действия. В ней присутствует положительная обратная связь. В результате каждый транзистор увеличивает усилительные свойства другого транзистора.

Транзисторный эквивалент

При этом любое изменение проводимости транзисторов в любом направлении лавинообразно нарастает и завершается одним из граничных состояний. Они либо заперты, либо отперты. Этот эффект называется триггерным. А по мере развития микроэлектроники оба транзистора объединили в 1958 году на одной подложке, обобщив одноименные переходы. В результате появился новый полупроводниковый прибор, названный тиристором. На взаимодействии двух транзисторов и зиждется принцип работы тиристора. В результате объединения переходов у него такое же количество выводов, как и у транзистора (а).

Структура тиристора и его транзисторная эквивалентная схема

На схеме управляющий электрод — это база транзистора структуры n-p-n. Именно ток базы транзистора изменяет проводимость между его коллектором и эмиттером. Но управление может быть выполнено также и по базе p-n-p транзистора. Таково устройство тиристора. Выбор управляющего электрода определяют его особенности, в том числе выполняемые задачи. Например, в некоторых из них вообще не используются какие-либо управляющие сигналы. Поэтому, зачем же использовать управляющие электроды…

Динистор

Это задачи, где применяются двухэлектродные разновидности тиристоров — динисторы. В них присутствуют резисторы, соединенные с эмиттером и базой каждого транзистора. Далее на схеме это R1 и R3. Для каждого электронного прибора есть ограничения по величине приложенного напряжения. Поэтому до некоторой его величины упомянутые резисторы удерживают каждый из транзисторов в запертом состоянии. Но при дальнейшем увеличении напряжения через переходы коллектор–эмиттер появляются токи утечки.

Они подхватываются положительной обратной связью, и оба транзистора, то есть динистор, отпираются. Для желающих поэкспериментировать далее показано изображение со схемой и номиналами компонентов. Можно ее собрать и проверить рабочие свойства. Обратим внимание на резистор R2, отличающийся подбором нужного номинала. Он дополняет эффект утечки и, соответственно, напряжение срабатывания. Следовательно, динистор — это тиристор, принцип работы которого определен величиной питающего напряжения. Если оно относительно велико, он включится. Естественно интересно также узнать, как же его выключить.

Динистор и его эквивалентная схема

Трудности выключения

С выключением тиристоров дело обстояло, как говорится, туго. По этой причине довольно длительное время виды тиристоров ограничивались только двумя выше упомянутыми структурами. До середины девяностых годов ХХ века применяются тиристоры только этих двух типов. Дело в том, что выключение тиристора может произойти лишь при запирании одного из транзисторов. Причем на определенное время. Оно определено скоростью исчезновения зарядов соответствующих отпертому переходу. Наиболее надежный способ «прибить» эти заряды — полностью отключить ток, протекающий через тиристор.

Большинство из них так и работают. Не на постоянном токе, а на выпрямленном, соответствующем напряжению без фильтрации. Оно изменяется от нуля до амплитудного значения, а затем вновь уменьшается до нуля. И так далее, соответственно частоте переменного напряжения, которое выпрямляется. В заданный момент между нулевыми значениями напряжения на управляющий электрод поступает сигнал, и тиристор отпирается. А при переходе напряжения через ноль вновь запирается.

Чтобы выключить его на постоянном напряжении и токе, при котором значение нуля отсутствует, необходим шунт, действующий определенное время. В простейшем варианте это либо кнопка, присоединенная к аноду и катоду, либо соединенная последовательно. Если прибор отперт, на нем присутствует остаточное напряжение. Нажатием кнопки оно обнуляется, и ток через него прекращается. Но если кнопка не содержит специального приспособления, и ее контакты разомкнутся, тиристор непременно снова включится.

Схемы выключения динистора

Этим приспособлением должен быть конденсатор, подключаемый параллельно тиристору. Он ограничивает скорость нарастания напряжения на приборе. Этот параметр вызывает набольшее сожаление при использовании этих полупроводниковых приборов, поскольку понижается рабочая частота, с которой тиристор способен коммутировать нагрузку, и, соответственно, коммутируемая мощность. Происходит это явление из-за внутренних емкостей, характерных для каждой из моделей этих полупроводниковых приборов.

Конструкция любого полупроводникового прибора неизбежно образует группу конденсаторов. Чем быстрее нарастает напряжение, тем больше токи, их заряжающие. Причем они возникают во всех электродах. Если такой ток в управляющем электроде превысит некоторое пороговое значение, тиристор включится. Поэтому для всех моделей приводится параметр dU/dt.

Способ выключения тиристоров

Выключение тиристора, как результат перехода питающего напряжения через ноль, называется естественным. Остальные варианты выключения называются принудительными или искусственными.

Многообразие модельного ряда

Эти варианты выключения усложняют тиристорные коммутаторы и уменьшают их надежность. Но развитие тиристорного разнообразия получилось очень плодотворным.

В наше время освоено промышленное производство большого числа разновидностей тиристоров. Область их применения — не только мощные силовые цепи (в которых работают запираемый и диод-тиристор, симистор), но и цепи управления (динистор, оптотиристор). Тиристор на схеме изображается, как показано далее.

Типы тиристоров
Внешний вид тиристоров
Обозначения тиристоров

Среди них есть модели, у которых рабочие напряжения и токи самые большие среди всех полупроводниковых приборов. Поскольку промышленное электроснабжение немыслимо без трансформаторов, роль тиристоров в его дальнейшем развитии является основополагающей. Запираемые высокочастотные модели в инверторах обеспечивают формирование переменного напряжения. При этом его величина может достигать 10 кВ с частотой 10 килогерц при сил

Тиристоры переменного тока по лучшей цене — Выгодные предложения на тиристоры переменного тока от глобальных продавцов тиристоров переменного тока

Отличные новости !!! Вы выбрали тиристор переменного тока. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот высококлассный тиристор переменного тока в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели тиристор переменного тока на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в тиристорах переменного тока и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести тиристор переменного тока по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Купить тиристор переменного тока онлайн — Купите тиристор переменного тока со скидкой на AliExpress

Отличные новости !!! Вы выбрали тиристор переменного тока.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот высококлассный тиристор переменного тока в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели тиристор переменного тока на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в тиристорах переменного тока и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести тиристор переменного тока по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Выпрямитель с кремниевым управлением

SCR »Примечания по электронике

Тиристоры из кремния Управляемые выпрямители, тиристоры представляют собой полупроводниковые устройства, которые могут действовать как электронные переключатели, иногда управляющие цепями с высоким уровнем напряжения и тока.

Triac, Diac, SCR Учебное пособие Включает:
Основы тиристоров
Конструкция тиристорного устройства
Работа тиристора
Затвор отключающий тиристор, ГТО
Характеристики тиристора
Что такое симистор
Технические характеристики симистора
Обзор Diac

Тиристоры или кремниевые выпрямители (SCR), как их иногда называют, могут показаться необычными электронными компонентами во многих отношениях, но они особенно полезны для управления силовыми цепями.

Таким образом, эти электронные компоненты используются во многих приложениях управления мощностью, часто в тех случаях, когда уровни тока и напряжения относительно высоки. Тиристоры также могут использоваться в приложениях с низким энергопотреблением, включая управление освещением, а также для защиты источников питания и многих других приложений. Тиристоры просты в использовании и дешевы, что делает их идеальным вариантом для многих схем.

Идея тиристора не нова. Идея устройства была впервые выдвинута в 1950 году Уильямом Шокли, одним из изобретателей транзистора.Хотя некоторые более поздние исследования устройства были предприняты другими несколькими годами позже, они стали доступны только в начале 1960-х годов. После появления тиристоров они вскоре стали популярными для электронных схем переключения и питания.

Сильноточный тиристор / SCR

Что такое тиристор?

Тиристор можно рассматривать как довольно необычную форму электронного компонента, поскольку он состоит из четырех слоев кремния с различными легировками, а не из трех слоев обычных биполярных транзисторов.

В то время как обычные биполярные транзисторы могут иметь структуру pnp или npn с электродами, называемыми коллектором, базой и эмиттером, тиристор имеет структуру pnpn с внешними слоями с их электродами, называемыми анодом (n-типа) и катодом (p -тип). Управляющий вывод SCR называется затвором, и он подключен к слою p-типа, который примыкает к катодному слою.

Базовая структура тиристора / SCR

Тиристоры обычно изготавливаются из кремния, хотя теоретически могут использоваться и другие типы полупроводников.Первая причина использования кремния для тиисторов заключается в том, что кремний является идеальным выбором из-за его общих свойств. Он способен выдерживать напряжение и токи, необходимые для приложений большой мощности. Кроме того, он обладает хорошими тепловыми свойствами. Вторая важная причина заключается в том, что кремниевая технология хорошо зарекомендовала себя и широко используется для различных полупроводниковых устройств. В результате производители полупроводников могут очень дешево и легко использовать их для своих электронных компонентов.

Применение тиристоров

Тиристоры, или кремниевые выпрямители, тиристоры используются во многих областях электроники, где они находят применение во множестве различных приложений.Некоторые из наиболее распространенных приложений для них описаны ниже:

Регулятор мощности переменного тока (включая фонари, двигатели и т. Д.).
Электронная коммутация переменного тока.
Лом для защиты от перенапряжения для источников питания.
Элементы управления в контроллерах, срабатывающих по углу фазы.
В фотовспышках, где они действуют как электронный выключатель, разряжая накопленное напряжение через фотовспышку, а затем отключают его в нужное время.

Тиристоры способны переключать высокие напряжения и выдерживать обратные напряжения, что делает их идеальными для приложений электронного переключения, особенно в сценариях переменного тока.

Открытие тиристора

Идея тиристора была впервые описана Шокли в 1950 году. Он упоминался как биполярный транзистор с p-n крючком-коллектором. Механизм операции был дополнительно проанализирован в 1952 году Эберсом.

Затем в 1956 году Молл исследовал механизм переключения тиристора.Разработка продолжалась, и об устройстве стало больше известно, так что первые кремниевые выпрямители стали доступны в начале 1960-х годов, когда они начали приобретать значительный уровень популярности для переключения мощности.

Когда GE выпустила свои устройства, они использовали термин кремниевый управляемый выпрямитель, или SCR, потому что он работал только в одном направлении и был управляемым. Они использовали название SCR как торговую марку для своей продукции.

Как работает тиристор?

Принцип работы тиристора отличается от работы других устройств.Обычно через устройство не протекает ток. Однако, если к устройству подключен источник питания, и на затвор подается небольшой ток, устройство будет «срабатывать» и проводить. Он будет оставаться в проводящем состоянии до тех пор, пока не будет отключен источник питания.

Чтобы увидеть, как работает тиристор, стоит взглянуть на эквивалентную схему тиристора. Для пояснения схему тиристора можно рассматривать как два встречных транзистора. Первый транзистор с эмиттером, подключенным к катоду тиристора, является транзистором NPN, тогда как второй транзистор с эмиттером, подключенным к аноду тиристора, SCR является транзистором PNP.Затвор подключен к базе транзистора NPN, как показано ниже.

Эквивалентная схема тиристора

Когда на тиристор подается напряжение, ток не течет, потому что ни один из транзисторов не проводит ток. Однако если на затвор будет подано напряжение, это вызовет протекание тока в базе, и это приведет к включению TR2. Когда TR2 включен, это опускает базу TR1, вызывая включение этого транзистора, и, в свою очередь, проталкивает ток через базу TR2, что означает, что устройство останется включенным, даже если напряжение затвора будет снято.

Обозначения и основные сведения о тиристорах

Тиристорный или кремниевый управляемый выпрямитель, SCR — это полупроводниковое устройство, обладающее рядом необычных характеристик. Он имеет три вывода: анод, катод и затвор, отражающий термоэлектронный клапан / вакуумную трубку. Как и следовало ожидать, затвор является управляющим выводом, в то время как основной ток протекает между анодом и катодом.

Как можно понять из обозначения схемы, показанной ниже, это устройство является «односторонним устройством», отсюда и название GE — кремниевый управляемый выпрямитель.Поэтому, когда устройство используется с переменным током, оно будет работать не более половины цикла.

В работе тиристор или тиристор изначально не работают. Требуется определенный уровень тока, чтобы течь в ворота, чтобы «выстрелить». После срабатывания тиристор будет оставаться в проводящем состоянии до тех пор, пока напряжение на аноде и катоде не будет снято — это, очевидно, происходит в конце полупериода, в течение которого тиристор проводит. Следующий полупериод будет заблокирован в результате действия выпрямителя.Затем потребуется ток в цепи затвора, чтобы снова запустить SCR. Таким образом, тиристор можно использовать как электронный переключатель.

Обозначение кремниевого управляемого выпрямителя, тиристора или тиристора, используемого в принципиальных схемах или схемах, направлено на то, чтобы подчеркнуть характеристики выпрямителя, а также показать управляющий вентиль. В результате символ тиристора представляет собой традиционный символ диода с входом управляющего затвора рядом с переходом.

Символ схемы тиристора или тиристора

Примечание по схемам и конструкции тиристоров:

Тиристоры или тиристоры имеют характеристику, заключающуюся в том, что, когда затвор получает ток срабатывания, он запускает тиристор, позволяя току течь до тех пор, пока не будет снято напряжение между анодом и катодом.Это позволяет тиристору переключать высокие напряжения и токи, хотя это только более половины цикла. Цепи могут приглушать свет, управлять двигателями и вообще переключать высокие напряжения и токи.

Подробнее о Схемы и конструкция тиристоров

Характеристики тиристора

Чтобы выбрать правильное тиристорное устройство для любой схемы, необходимо изучить спецификации и убедиться, что устройство имеет правильные характеристики для предполагаемой схемы или применения.

Тиристоры — довольно уникальные компоненты, и их характеристики и параметры таблицы отличаются от других более широко используемых электронных компонентов, таких как биполярные транзисторы и полевые транзисторы JFET, полевые МОП-транзисторы и т. Д.

Другие типы тиристоров или SCR

Существует несколько типов тиристоров — это варианты базового компонента, но они предлагают разные возможности, которые могут использоваться в различных случаях и могут быть полезны для определенных схем.

Тиристор с обратной проводимостью, RCT: Хотя тиристоры обычно блокируют ток в обратном направлении, существует одна форма, называемая тиристором с обратной проводимостью, который имеет встроенный обратный диод для обеспечения проводимости в обратном направлении, хотя нет управления в этом направлении.
Внутри тиристора с обратной проводимостью, само устройство и диод не проводят одновременно. Это означает, что они не производят тепло одновременно. В результате они могут быть объединены и охлаждены вместе.
RCT может использоваться там, где в противном случае потребовался бы обратный диод или диод свободного хода. Тиристоры с обратной проводимостью часто используются в преобразователях частоты и инверторах.
Тиристор с управляемым затвором, GATT: GATT используется в случаях, когда требуется быстрое отключение.Чтобы помочь в этом процессе, иногда может применяться отрицательное напряжение затвора. Помимо снижения анодного катодного напряжения. Это обратное напряжение затвора помогает истощить неосновные носители, хранящиеся в базовой области n-типа, и гарантирует, что переход затвор-катод не будет смещен в прямом направлении.
Структура GATT аналогична структуре стандартного тиристора, за исключением того, что часто используются узкие катодные полоски, чтобы позволить затвору иметь больший контроль, поскольку он находится ближе к центру катода.
Тиристор отключения затвора, GTO: GTO иногда также называют выключателем затвора. Это устройство необычно для семейства тиристоров, потому что его можно выключить, просто приложив отрицательное напряжение к затвору — нет необходимости снимать напряжение с анода и катода. См. Дальнейшую страницу этой серии с более полным описанием GTO.
Асимметричный тиристор: Это устройство используется в цепях, где тиристор не воспринимает обратное напряжение и, следовательно, выпрямитель не требуется.В результате можно сделать второй переход, часто называемый J2 (см. Стр. О структуре устройства), можно сделать намного тоньше. Полученная в результате n-базовая область обеспечивает уменьшенное V _на, а также улучшенное время включения и выключения.

Тиристоры широко используются во многих областях электроники в качестве электронных переключателей. Тиристорные схемы могут использоваться во многих энергетических приложениях, поскольку эти электронные компоненты могут очень легко коммутировать большие токи.В дополнение к этому они очень дешевы и широко доступны.

Другие электронные компоненты:
Резисторы
Конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
FET
Типы памяти
Тиристор
Разъемы
Разъемы RF
Клапаны / трубки
Аккумуляторы
Переключатели
Реле

Вернуться в меню «Компоненты». . .

Тиристорный регулятор для систем обогрева переменного тока

Требования к управлению системами обогрева переменного тока

Простые системы питания переменного тока широко используются в промышленных системах отопления.Чтобы обеспечить должным образом регулируемую температуру для рассматриваемого процесса, подача энергии на нагревательный элемент должна включаться и выключаться для поддержания заданного уровня температуры, минимизируя пики и провалы. На самом базовом уровне это означает включение и отключение силовой цепи, но контролируемым образом. Это может быть выполнено механически, с помощью переключателя с ручным управлением, электромеханически с помощью контакторов или электронным способом с помощью тиристоров.

Переключение контакторов

Механические контакторы замыкаются, замыкая цепь при подаче управляющего напряжения, и размыкаются при снятии управляющего напряжения.Это относительно недорогое решение, но оно имеет некоторые недостатки. Из-за механического износа контактов срок службы устройства ограничен числом операций, а частота переключений ограничена временем механической работы. Механическое переключение происходит медленно, и это означает, что может пострадать контроль температуры, что приведет к более широким колебаниям между циклами включения и выключения. Это означает, что контакторы не идеально подходят для применения, требующего частых операций переключения для точного контроля температуры.Этот тип переключения также может создавать радиочастотные помехи (RFI), которые вызывают шум в линии и могут повлиять на другое оборудование.

Описание тиристоров

Тиристор — это полупроводниковое устройство, которое можно использовать для включения и выключения тока. Связанный с диодом, который пропускает ток только в одном направлении, тиристор вообще не будет пропускать ток, если управляющий сигнал не будет подан на соединение GATE устройства. Он продолжает пропускать ток до тех пор, пока не будет снят сигнал управления.Поскольку переменный ток имеет положительный и отрицательный аспекты, в полном цикле ток распространяется в обоих направлениях. Один тиристор будет пропускать ток только в прямом направлении:

Рис. 1. Одиночный тиристор и соответствующая форма сигнала переменного тока (2 цикла)

Для управления током в обоих направлениях используются два тиристора в обратно-параллельной конфигурации.

Рис. 2. Инверсно-параллельная конфигурация и соответствующая форма волны переменного тока (2 цикла)

Управляющие сигналы, подаваемые на GATE, или «запускающие» сигналы, синхронизируются для включения и выключения питания для обеспечения необходимой мощности. время контролировать температуру.Поскольку тиристоры переключаются электронным способом, нет движущихся частей, которые будут подвержены износу, а частота переключения может быть намного выше. Эта последняя характеристика позволяет гораздо более точно контролировать мощность, подаваемую на нагревательные системы, что приводит к меньшим отклонениям температуры.

Конфигурации управления мощностью тиристора

Одно- или трехфазные

Системы с низким энергопотреблением могут работать от однофазного источника переменного тока. Для этого потребуется одна обратно-параллельная пара тиристоров для переключения тока и управления выходом на нагреватель.Трехфазные источники питания для приложений с более высокой мощностью могут управляться двумя или тремя парами с обратной параллелью, в зависимости от конфигурации системы и используемых методов управления зажиганием.

Методы управления розжигом

Режимы розжига обычно определяются типом нагрузки (резистивная или индуктивная) и точностью требуемого контроля температуры. Индуктивные нагрузки используют фазовый импульс, который очень точен и может обеспечить плавный пуск, но может потребоваться экранирование радиочастотных помех для защиты любого чувствительного оборудования поблизости.Альтернативой контролю фазового угла является срабатывание кроссовера с нулевым переходом, которое можно использовать для резистивных нагрузок, где это необходимо, и которое не генерирует радиопомех. Сложность и стоимость схемы управления возрастает по мере того, как требования к энергосистеме возрастают от однофазной к многофазной и от перехода через нулевой уровень к более точному срабатыванию по углу фазы.

Тиристоры и контакторы

Использование тиристоров в режиме перехода через нуль вместо механических контакторов для резистивных нагрузок приводит к снижению затрат на техническое обслуживание, сокращению времени цикла и более точному управлению с повышенной температурной стабильностью.

Собираем все вместе — сборки тиристорных контроллеров

Для простых приложений HVAC компания Power Products предлагает стандартный набор контроллеров мощностью от 1,5 до 150 кВт. Там, где требуется более высокая мощность или для специализированных конфигураций с низким энергопотреблением, мы предлагаем широкий спектр масштабируемых одно- и трехфазных сборок, сочетающих тиристорные схемы, линейные предохранители, защиту от скачков напряжения, охлаждающие вентиляторы и опции для встроенных или внешних схем управления. Если у вас есть потребность в стандартном или индивидуальном тиристорном управлении, свяжитесь с нами, чтобы обсудить, чем мы можем помочь.

Тиристоры | Купить тиристоры с быстрой доставкой

Тиристоры | Купить тиристоры с быстрой доставкой | Компоненты RS

Тиристоры

Что такое тиристор?
Тиристор — это четырехслойное полупроводниковое устройство, также известное как кремниевый управляемый выпрямитель (SCR). Он похож на быстрый статический переключатель и хорошо подходит для управления большой мощностью, они также могут управлять скорость двигателей постоянного тока.
Тиристор обычно состоит из трех электродов: анода (положительный полюс), катода (отрицательный полюс) и затвора.(Также можно получить тиристоры с двумя или четырьмя выводами). Затвор является основным управляющим выводом, в то время как основной ток протекает между анодом и катодом.
Тиристор изготовлен из материалов типа N и P. Материал N-типа формируется путем легирования элемента электронами для увеличения количества электронов с отрицательным зарядом. Материал P-типа также получают путем легирования, хотя образующиеся электроны, несущие заряд, заряжаются положительно. Путем чередования слоев материала P- и N-типа образуется полупроводниковый тиристорный прибор.
Тиристоры используются для создания цепи фиксации. Тиристоры можно включить с помощью затвора. Затем он отключается, когда напряжение на аноде-катоде снова падает до нуля.
Типы тиристоров:
Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR). Основная цель SCR — функционировать как переключатель, который может включать или выключать небольшое или большое количество энергии.
Кремниевый управляемый переключатель (SCS) — Кремниевый управляемый переключатель (SCS) — это устройство, похожее на SCR, но оно предназначено для выключения при положительном напряжении / входе Импульс тока подается на дополнительный «анодный затвор»
Симистор — симистор получил свое название от триода для переменного тока. Симисторы похожи на тиристоры, но они проводят в обоих направлениях (двунаправленное устройство).Это означает, что он может переключать переменный и постоянный токи.
Четырехслойный диод — Четырехслойный диод имеет 2 контакта и похож на чувствительный к напряжению переключатель. Когда напряжение между двумя выводами превышает напряжение пробоя, он включается, в противном случае он выключается.
DiacDiac представляет собой смесь слов «диод» и «переключатель переменного тока», он похож на четырехслойный диод, но может проводить в обоих направлениях, что означает, что он может контактировать как с переменным, так и с постоянным током.
Тиристоры используются в таких устройствах, как регуляторы скорости двигателя, системы контроля давления, светорегуляторы и регуляторы уровня жидкости
Что такое тиристоры с фазовым управлением?
Тиристоры часто используются в качестве регулируемых по фазе токовых клапанов для преобразования переменного тока в постоянный и наоборот, работающих на низких частотах. В проводящем состоянии тиристоры имеют очень низкие потери, что делает их идеальными устройствами для эффективного управления очень высокими токами и энергиями. .

Наш веб-сайт использует файлы cookie и аналогичные технологии, чтобы предоставить вам лучший сервис при поиске или размещении заказа, в аналитических целях и для персонализации нашей рекламы для вас.
Вы можете изменить настройки файлов cookie, прочитав нашу политику в отношении файлов cookie. В противном случае мы будем считать, что вы согласны с использованием файлов cookie.

Хорошо, я понимаю

Wikizero — Тиристор

Тип твердотельного переключателя

Тиристор () — это твердотельное полупроводниковое устройство с четырьмя слоями чередующихся материалов P- и N-типа.Он действует исключительно как бистабильный переключатель, проводящий, когда затвор получает триггер тока, и продолжает проводить до тех пор, пока напряжение на устройстве не изменится на обратное, или пока напряжение не будет снято (другими способами). Есть две конструкции, различающиеся тем, что запускает проводящее состояние. В трехвыводном тиристоре небольшой ток на его выводе затвора управляет большим током на пути от анода к катоду. В двухвыводном тиристоре проводимость начинается, когда разность потенциалов между анодом и катодом достаточно велика (напряжение пробоя).

Некоторые источники определяют кремниевый выпрямитель (SCR) и тиристор как синонимы. ^[1] Другие источники определяют тиристоры как более изысканно сконструированные устройства, которые включают по крайней мере четыре слоя чередующейся подложки N-типа и P-типа.

Первые тиристорные устройства были выпущены в продажу в 1956 году. Поскольку тиристоры могут управлять относительно большой мощностью и напряжением с помощью небольшого устройства, они находят широкое применение в управлении электроэнергией, начиная от диммеров света и управления скоростью электродвигателя до высокой. -передача напряжения постоянного тока.Тиристоры могут использоваться в схемах переключения мощности, схемах замены реле, схемах инверторов, схемах генераторов, схемах датчиков уровня, схемах прерывателей, схемах диммирования света, схемах недорогих таймеров, логических схемах, схемах управления скоростью, фазовых схемы управления и т. д. Первоначально для отключения тиристоров требовалось только реверсирование тока, что затрудняло их применение для постоянного тока; более новые типы устройств можно включать и выключать с помощью управляющего сигнала. Последний известен как тиристор выключения затвора или тиристор GTO.Тиристор не является пропорциональным устройством, как транзистор. Другими словами, тиристор может быть только полностью включен или выключен, а транзистор может находиться между включенным и выключенным состояниями. Это делает тиристор не подходящим в качестве аналогового усилителя, но полезным в качестве переключателя.

Введение [править]

Тиристор представляет собой четырехслойное трехполюсное полупроводниковое устройство, каждый слой которого состоит из материала попеременно N-типа или P-типа, например P-N-P-N. Основные выводы, обозначенные как анод и катод, расположены на всех четырех слоях.Управляющий вывод, называемый затвором, прикреплен к материалу p-типа рядом с катодом. (Вариант, называемый SCS — кремниевый управляемый переключатель — выводит все четыре слоя на клеммы.) Работа тиристора может быть понята в терминах пары тесно связанных биполярных переходных транзисторов, расположенных так, чтобы вызывать самозакрывающееся действие:

Структура на физическом и электронном уровне и обозначение тиристора.

Тиристоры имеют три состояния:

Обратный режим блокировки — Напряжение прикладывается в направлении, которое может быть заблокировано диодом
Прямой режим блокировки — Напряжение прикладывается в направлении, которое заставит диод проводить, но тиристор не был запущен в режим проводимости.
Режим прямой проводимости — тиристор был переведен в режим проводимости и будет оставаться проводящим до тех пор, пока прямой ток не упадет ниже порогового значения, известного как «ток удержания».

Функция клеммы затвора [редактировать ]

Тиристор имеет три pn перехода (серийные обозначения J ₁, J ₂, J ₃ от анода).

Слойная схема тиристора.

Когда анод находится под положительным потенциалом V _AK относительно катода без приложения напряжения на затворе, переходы J ₁ и J ₃ смещены в прямом направлении, а переход J ₂ — в обратном. Поскольку J ₂ имеет обратное смещение, проводимость не происходит (состояние выключено). Теперь, если В _AK превышает напряжение пробоя В _BO тиристора, происходит лавинный пробой J ₂ и тиристор начинает проводить (включенное состояние).

Если на вывод затвора по отношению к катоду приложен положительный потенциал В _G, пробой перехода J ₂ происходит при более низком значении В _AK. Выбрав соответствующее значение V _G, тиристор можно быстро переключить во включенное состояние.

Как только произошел лавинный пробой, тиристор продолжает проводить, независимо от напряжения затвора, до тех пор, пока: (a) потенциал В _AK не будет снят или (b) ток через устройство (анод-катод) не станет равным. меньше, чем ток удержания, указанный производителем.Следовательно, V _G может быть импульсом напряжения, таким как выходное напряжение генератора релаксации UJT.

Импульсы затвора характеризуются напряжением запуска затвора ( В _GT) и током запуска затвора ( I _GT). Ток запуска затвора изменяется обратно пропорционально ширине импульса затвора, так что очевидно, что для запуска тиристора требуется минимальный заряд затвора.

Характеристики переключения [править]

В обычном тиристоре, после того как он был включен клеммой затвора, устройство остается заблокированным во включенном состоянии ( i.е. не нуждается в непрерывной подаче тока затвора, чтобы оставаться во включенном состоянии), при условии, что анодный ток превысил ток фиксации ( I _L). Пока анод остается смещенным положительно, его нельзя выключить, если ток не упадет ниже тока удержания ( I _H). В нормальных рабочих условиях ток фиксации всегда больше тока удержания. На приведенном выше рисунке I _L должен располагаться над I _H по оси Y, поскольку I _L > I _H .

Тиристор можно выключить, если внешняя цепь вызывает отрицательное смещение анода (метод, известный как естественная или линейная коммутация). В некоторых приложениях это делается путем переключения второго тиристора для разряда конденсатора на аноде первого тиристора. Этот метод называется принудительной коммутацией.

После того, как ток в тиристоре погаснет, должна пройти конечная временная задержка, прежде чем анод сможет снова получить положительное смещение. и удерживают тиристор в выключенном состоянии.Эта минимальная задержка называется временем коммутируемого выключения цепи ( t _Q). Попытка смещения анода в течение этого времени вызывает самозапуск тиристора оставшимися носителями заряда (дырками и электронами), которые еще не рекомбинировали.

Для приложений с частотами выше, чем у бытовой сети переменного тока (например, 50 Гц или 60 Гц), требуются тиристоры с более низкими значениями t _Q. Такие быстрые тиристоры могут быть изготовлены путем диффузии ионов тяжелых металлов, таких как золото или платина, которые действуют как центры комбинации зарядов, в кремний.Сегодня быстрые тиристоры чаще всего изготавливают путем облучения кремния электронами или протонами или путем ионной имплантации. Облучение более универсально, чем легирование тяжелыми металлами, поскольку оно позволяет тонко регулировать дозировку даже на довольно поздней стадии обработки кремния.

История [править]

Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) или тиристор, предложенный Уильямом Шокли в 1950 году и отстаивавшийся Моллом и другими в Bell Labs, был разработан в 1956 году инженерами-энергетиками General Electric (G.E.), возглавляемый Гордоном Холлом и коммерциализированный Фрэнком В. «Биллом» Гуцвиллером из G.

Тиристор в цепи переменного тока

Похожие статьи:

Тиристоры: принцип работы, проверка и характеристики

Принцип работы тиристора

Параметры тиристоров

Как проверить тиристор КУ202Н

Как проверить тиристор мультиметром

Тиристор: принцип действия, обозначение, основные характеристики и применение

История изобретения

Суть устройства

Принцип работы

Характеристики и параметры

Конструкция прибора

Маркировка радиодетали

Классификация и различия

Применение электронных переключателей

Схема включения

Тиристор: принцип работы, проверка, особенности и характеристики :

Устройство и виды полупроводниковых приборов

Как из тиристоров сделать симистор — Moy-Instrument.Ru

Как из тиристоров сделать симистор

Симистор

Симметричный тиристор

Как работает симистор?

Способы запирания тиристоров — КиберПедия

Что такое тиристор и как он работает – симисторы и их применение схемы

Принцип действия

Особенности устройства

Основные параметры тиристоров

Динамический параметр

Виды тиристоров

Различают несколько разновидностей тиристоров. Рассмотрим их классификацию.

По способу управления разделяют на:

Триодные тиристоры в свою очередь разделяются:

Запирание тиристора производится:

По обратной проводимости тиристоры делятся:

Разделение тиристоров по мощности

Простая сигнализация на основе тиристора

Регулятор мощности на тиристоре

Способы и схемы управления тиристором или симистором

Принцип действия тиристора

Схема включения

Характеристики

Симисторы

♦Динистор и тиристор в цепях постоянного тока.

принцип работы и что это такое?

Транзисторный эквивалент

Динистор

Трудности выключения

Многообразие модельного ряда

Тиристоры переменного тока по лучшей цене — Выгодные предложения на тиристоры переменного тока от глобальных продавцов тиристоров переменного тока

Купить тиристор переменного тока онлайн — Купите тиристор переменного тока со скидкой на AliExpress

SCR »Примечания по электронике

Что такое тиристор?

Применение тиристоров

Открытие тиристора

Как работает тиристор?

Обозначения и основные сведения о тиристорах

Примечание по схемам и конструкции тиристоров:

Характеристики тиристора

Другие типы тиристоров или SCR

Тиристорный регулятор для систем обогрева переменного тока

Требования к управлению системами обогрева переменного тока

Переключение контакторов

Описание тиристоров

Конфигурации управления мощностью тиристора

Собираем все вместе — сборки тиристорных контроллеров

Тиристоры | Купить тиристоры с быстрой доставкой

Тиристоры

Wikizero — Тиристор

Введение [править]

Функция клеммы затвора [редактировать ]

Характеристики переключения [править]

История [править]

alexxlab

Вам также может понравиться

Установка люминесцентных светильников: Подробная схема подключения люминесцентной лампы, устройство

Вольтметр что это: Высокоомный вольтметр

Электрический счетчик не работает что делать: Страница не найдена | Энциклопедия домашнего электрика

Добавить комментарий Отменить ответ