Thyristoren – was ist das? Das Funktionsprinzip und Eigenschaften von Thyristoren

Thyristoren – Elektronisches Leistungsschalter durch unvollständig gesteuert. Oft technische Bücher, können Sie einen anderen Namen für das Gerät sehen – einzweckmaschinen Thyristor. Mit anderen Worten, unter dem Einfluss eines Steuersignals, wird sie in einen Zustand übertragen – durch. Wenn spezifischere, enthält es eine Kette. Dass es ausgeschaltet wurde, ist es notwendig, spezielle Bedingungen zu schaffen, den Gleichstrom in der Schaltung auf Null fallen liefern.

Merkmale Thyristoren

Thyristors Schlüssel leiten Strom nur in der Vorwärtsrichtung, und es kann nicht nur direkt in der geschlossenen Position zu widerstehen, aber die Sperrspannung. Die Struktur des vierlagigen Thyristor gibt es drei Schlussfolgerungen:

1. Die Anode (bezeichnet durch den Buchstaben A).
2. Die Kathode (Buchstabe C oder K).
3. Die Gate-Elektrode (U oder G).

In Thyristoren eine ganze Familie von Strom-Spannungscharakteristik hat, können sie den Zustand des Elements zu beurteilen, verwendet werden. Thyristoren – ein sehr leistungsfähiger elektronischer Schlüssel, sie sind in der Lage die Spannung Kommutierschaltungen, in dem zur Durchführung von 5.000 Volt und Ampere erreichen kann – 5000 Ampere (bei dieser Frequenz nicht überschreitet 1000 Hz).

Arbeit Thyristoren in DC

Normal Thyristor wird durch Zuführen eines Stromimpulses an den Steueranschluß aktiviert. Darüber hinaus sollte es positiv (in Bezug auf die Kathode) sein. Die Dauer der transiente Last abhängigen Art (induktiv, aktiv), die Amplitude und die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromimpulses in der Steuerschaltung, die Temperatur des Halbleiterkristalls und die angelegte Spannung und Stromschaltung verfügbar Thyristoren. Eigenschaften Schaltung ist direkt abhängig von der Art des Halbleiterelements.

In dieser Schaltung, bei der der Thyristor, unakzeptabel hohe Auftrittsspannungsanstiegsgeschwindigkeit ist. Das heißt, ein solcher Wert, bei dem die spontane Schaltelement (selbst wenn kein Signal in den Regelkreis). Aber zur gleichen Zeit in dem Steuersignal muss sehr hohe Steigung sein.

Wege aus

Zwei Arten von Thyristoren Schalt sind:

1. Natural.
2. Erzwungene.

Und nun genauer über die einzelnen. Natürliche entsteht, wenn der Thyristor in einem Wechselstromkreis arbeitet. Und hat diese Kommutierung, wenn der Strom auf Null fällt. Aber die Zwangsschalt ausführen kann viele verschiedenen Arten sein. Welche Thyristorsteuerung einen Entwickler zu wählen, die Schaltung zu lösen, sollte aber separat über jede Art sprechen.

Die typischste Art und Weise ist, um den erzwungene Kommutierung-Kondensator zu verbinden, die durch die Verwendung einer Taste (Taste) im voraus geladen wurde. LC-Schaltung ist in der Thyristor-Steuerschaltung enthalten. Diese Kette enthält einen voll aufgeladenen Kondensator. Vorübergehende Schwankungen treten in dem aktuellen Lastkreis.

Methoden erzwungene Kommutierung

Es gibt mehrere Arten von erzwungenen Kommutierung. Häufig verwendete Schaltkreis, der einen Schaltkondensator verwendet eine umgekehrte Polarität aufweist. So kann beispielsweise der Kondensator in den Kreislauf mittels eines Hilfsthyristors geschaltet werden. Dadurch wird die Entlastung der primären (Arbeits-) Thyristors verursachen. Dies wird dazu führen, daß der Kondensatorstrom in Richtung des Gleichstrom Hauptthyristor geleitet wird, den Strom in der Schaltung auf Null reduzieren. Folglich wird es Thyristor sein. Dies geschieht aus dem Grund, dass der Thyristor-Gerät hat seine eigenen Eigenschaften, die ihm eindeutig sind.

Es gibt auch Systeme, bei denen Ketten LC verbunden. Sie sind (und mit Variationen) entladen. Zu Beginn des Entladungsstroms in Richtung auf den Arbeiter fließt, und deren Werte nach der Einstellung ist Thyristor abgeschaltet. Nach Kette von oszillierenden Strom fließt durch den Thyristor in dem Halbleiterdiode. So, solange Strom fließt zum Thyristor sind Sie eine Spannung angelegt. Es Modulo dem Spannungsabfall über der Diode gleich.

Arbeits Thyristoren in Wechselstromkreisen

Wenn ein Thyristor in einem Wechselstromkreis enthalten ist, können solche Operationen durchgeführt werden:

1. Aktivieren oder Deaktivieren von elektrischer Schaltung mit aktivem-resistive oder Widerstandslast.
2. Ändern Mittelwert und Effektivstrom, der durch die Last strömt, mit der Fähigkeit, ein Versorgungssteuersignal zu steuern.

In Thyristor-Tasten gibt es ein Merkmal – sie führen nur in einer Richtung Strom. Wenn also in den Schaltungen , die zur Verwendung Wechselstrom notwendige Gegenparallelschaltung anzuwenden. Aktuelle und durchschnittliche Stromwerte können aufgrund der Tatsache, variieren, dass die Zeit des Signals an den verschiedenen Thyristoren. In diesem Fall muss der Thyristor-Leistungs die Mindestanforderungen erfüllen.

Die Phasensteuerungsverfahren

Wenn die Phasensteuerungsverfahren Typ mit erzwungener Umschaltung Lasteinstellung erfolgt durch die Winkel zwischen den Phasen ändert. Künstliche Umschaltung kann durch spezielle Schaltungen erfolgen, sonst müssen Sie ein vollständig verwaltete (abschließbar) Thyristoren verwenden. Auf ihrer Basis, hergestellt in der Regel Gerät Ladegerät Thyristor, die Sie anpassen kann Stärke des Stroms in Abhängigkeit von dem Ladezustand der Batterie.

Pulsbreite moduliertes Steuer

Es wird auch PWM-Modulation genannt. Während der Öffnung des Steuersignals an den Thyristoren zugeführt wird. Übergänge sind offen und hat eine Lastspannung. Während des Schließens wird (während der gesamten Übergangsprozess) ein Steuersignal zugeführt, damit Thyristoren leiten keinen Strom. Bei der Umsetzung ist es, die Phasensteuerstromkurve nicht sinusförmig, eine Änderung in der Spannungssignalform. Folglich wird es auch stören Verbraucher, die auf hochfrequente Störungen empfindlich sind (Unverträglichkeit erscheint). Einfaches Design hat einen Thyristor-Regler, die es erlauben, kein Problem, den gewünschten Wert zu ändern. Und es ist nicht notwendig, massiv Latro anzuwenden.

Thyristoren abschließbaren

Thyristoren – das ist ein sehr leistungsfähiger elektronischer Schalter zum Schalten hohe Spannungen und Ströme verwendet. Aber da haben sie einen großen Fehler – unvollständige Kontrolle. Und wenn gesagt, scheint es, dass der Thyristor auszuschalten ist notwendig, Bedingungen zu schaffen, unter denen der Gleichstrom auf Null reduziert werden.

Es ist dieses Merkmal für die Verwendung von Thyristoren einige Beschränkungen auferlegt, und erschwert die Schaltung basierend auf ihnen. Um werde diese Nachteile beseitigen, die spezielle Konstruktion der Thyristoren, wobei das Signal an eine Steuerelektrode gesperrt sind entwickelt worden. Sie heißen dvuhoperatsionnymi oder gesperrt, Thyristoren.

Entwerfen Abschließbare Thyristoren

Vierschichtstruktur von p-n-p-n-Thyristor vom hat seine eigenen Merkmale. Sie geben ihnen unterscheidet sich von herkömmlichen Thyristoren. Es geht nun an das gesamte Element der Kontrolle. Die Strom-Spannungskennlinie (statisch) für die Vorwärtsrichtung ist das gleiche wie die der gewöhnlichen Thyristoren. Hier sind nur ein Gleichstrom-Thyristor weit mehr von Wert übertragen kann. Aber blockiert hohe Sperrspannung Funktion in gesperrten Thyristoren ist nicht vorgesehen. Daher muss es mit in anti-parallel geschaltet werden die Halbleiterdiode.

Ein charakteristisches Merkmal des GTO-Thyristor – ein deutlicher Abfall in Vorwärtsspannungen. Um die Steuerung eines starken Stromimpuls (negativ, in einem Verhältnis von 1: 5 zu einem Gleichstromwert) zu trennen, sollte die Ablage ausgegeben werden. Aber nur sollte die Impulsbreite so klein wie möglich sein – 10 … 100 ms. Abschließbare Thyristoren hat einen niedrigeren Grenzwert des Stroms und die Spannung als konventionelles. Der Unterschied beträgt etwa 25-30%.

Arten von Thyristoren

Oben wurden als abschließbar, aber es gibt noch viele Arten von Halbleitern-Thyristoren, die auch erwähnenswert sind. In den unterschiedlichsten Konstruktionen (Ladegeräten, Schalter, Stromregler) verwenden, um bestimmte Typen von Thyristoren. Irgendwo erforderlich durch geführt zur Steuerung des Lichtstroms liefert, dann verwendet optotiristors. Seine Funktion besteht darin, dass der Halbleiterkristall in der Steuerschaltung verwendet wird, die lichtempfindlich ist. Parameter Thyristoren sind unterschiedlich, alle Funktionen, die für sie einzigartig sind. Daher ist es notwendig, zumindest in der allgemeinen Vorstellung davon, was Arten von Halbleitern gibt es und wo sie eingesetzt werden. So, hier ist die gesamte Liste und die wichtigsten Merkmale der einzelnen Typen:

1. Diode-Thyristor. Entspricht dieses Element – der Thyristor antiparallel Halbleiterdiode geschaltet.
2. Shockley-Diode (Diode Thyristor). Er kann in einen Zustand der vollständigen Leitung gehen, wenn sie einen bestimmten Spannungspegel überschreitet.
3. Triac (sym Thyristor). Equivalent – zwei enthalten Thyristoren antiparallel.
4. Thyristor-Wechselrichter schnell hohe Schaltgeschwindigkeit unterscheidet (5 … 50 ms).
5. Thyristoren steuern FET. Sie können oft die Konstruktion auf MOS-Transistoren auf Basis finden.
6. Optische Thyristoren, die den Fluss von Licht steuert.

Die Umsetzung des Sicherheitselements

Thyristoren – sind Geräte, die auf die Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung Vorwärtsstrom und vorwärts kritisch sind. Für sie wie für die Halbleiterdioden, durch das Phänomen der Strömung von Rückstrom aus, die sehr schnell und scharf auf Null abfällt, um diese Zugabe die Wahrscheinlichkeit von Überspannungsschutz. Diese Überspannung ist aufgrund der Tatsache, dass der Strom in allen Elementen der Schaltung schnell stoppt, die Induktivität aufweisen (sogar extrem niederinduktiv Charakteristik der Anordnung – die Drähte, Track-Karte). Zur Umsetzung des Schutzes notwendig, verschiedene Systeme zu verwenden, damit dynamische Modi Schutz gegen hohe Spannungen und Ströme.

Normalerweise wird die induktive Impedanz der Spannungsquelle, die in einer Thyristorschaltung Betriebs enthalten ist, hat einen solchen Wert, dass es mehr als genug ist, um sicherzustellen , keine weitere einige zusätzliche Schaltungsinduktivität umfassen. Aus diesem Grunde wird in der Praxis häufig verwendete Kettenbildung Pfadschalt die erheblich die Geschwindigkeit und das Maß an Schwankung in der Schaltung verringert wird, wenn der Thyristor ausgeschaltet ist. Kapazitive-Resistive-Kette am häufigsten für diese Zwecke verwendet. Sie verfügen über einen Thyristor parallel. Es gibt durchaus ein paar Arten von Schaltungsmodifikationen solcher Schaltungen, sowie Techniken für deren Berechnung, Parameter für den Betrieb von Thyristoren in verschiedenen Modi und Bedingungen. Aber die Kettenbildung Pfad Abschaltthyristor Schalten ist das gleiche wie die der Transistoren.