Тиристор нь бүрэн удирдлагагүй цахилгааны электрон түлхүүр юм. Ихэнхдээ техникийн номнуудаас та энэ төхөөрөмжийн өөр нэрийг харж болно - нэг ажиллагаатай тиристор. Өөрөөр хэлбэл, хяналтын дохионы нөлөөн дор нэг төлөвт шилждэг - дамжуулдаг. Тодруулбал, энэ нь хэлхээг агуулдаг. Үүнийг унтраахын тулд хэлхээний шууд гүйдэл тэг болж буурах тусгай нөхцлийг бүрдүүлэх шаардлагатай.
Тиристорын онцлог
Тиристорын товчлуурууд нь цахилгаан гүйдлийг зөвхөн урагш чиглүүлдэг бөгөөд хаалттай төлөвт зөвхөн урагшаа төдийгүй урвуу хүчдэлийг тэсвэрлэх чадвартай. Тиристорын бүтэц нь дөрвөн давхаргатай, гурван гаралттай:
- Анод (А үсгээр тэмдэглэсэн).
- Катод (C эсвэл K үсэг).
- Хяналтын электрод (U эсвэл G).
Тиристорууд нь бүхэл бүтэн гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанартай байдаг тул тэдгээрийг элементийн төлөвийг шүүх боломжтой. Тиристорууд нь маш хүчирхэг электрон түлхүүрүүд бөгөөд тэдгээр нь хүчдэл нь 5000 вольт, гүйдлийн хүч нь 5000 ампер (давтамж нь 1000 Гц-ээс хэтрэхгүй) болох хэлхээг солих чадвартай.
Тиристорын ажиллагааDC хэлхээ
Удирдлагын гаралтад гүйдлийн импульс өгөх замаар ердийн тиристорыг асаана. Түүнээс гадна энэ нь эерэг байх ёстой (катодын хувьд). Түр зуурын үйл явцын үргэлжлэх хугацаа нь ачааллын шинж чанар (индуктив, идэвхтэй), гүйдлийн импульсийн хяналтын хэлхээний далайц ба өсөлтийн хурд, хагас дамжуулагч болорын температур, түүнчлэн тиристоруудад хэрэглэсэн гүйдэл ба хүчдэлээс хамаарна. хэлхээнд боломжтой. Хэлхээний шинж чанар нь ашигласан хагас дамжуулагч элементийн төрлөөс шууд хамаарна.
Тиристор байрладаг хэлхээнд хүчдэлийн өндөр өсөлтийг хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй юм. Тухайлбал, элемент аяндаа асдаг ийм утга (хяналтын хэлхээнд дохио байхгүй байсан ч). Гэхдээ үүний зэрэгцээ хяналтын дохио нь маш өндөр налуутай байх ёстой.
Унтраах арга
Тиристорын сэлгэн залгах хоёр төрлийг ялгаж болно:
- Байгалийн.
- Албадан.
Мөн одоо төрөл бүрийн талаар дэлгэрэнгүй. Тиристор нь хувьсах гүйдлийн хэлхээнд ажиллах үед байгалийн байдал үүсдэг. Түүнээс гадна гүйдэл тэг болж буурах үед энэ шилжүүлэлт үүсдэг. Гэхдээ албадан шилжүүлэлтийг хэрэгжүүлэхийн тулд олон тооны янз бүрийн арга байж болно. Аль тиристорын удирдлагыг сонгох нь хэлхээний зохион бүтээгчээс хамаарна, гэхдээ төрөл тус бүрийг тусад нь ярих нь зүйтэй.
Албадан солих хамгийн онцлог арга бол холбох явдал юмтовчлуур (түлхүүр) ашиглан урьдчилан цэнэглэгдсэн конденсатор. LC хэлхээ нь тиристорын хяналтын хэлхээнд багтдаг. Энэ хэлхээнд бүрэн цэнэглэгдсэн конденсатор байдаг. Түр зуурын процессын үед гүйдэл нь ачааллын хэлхээнд хэлбэлздэг.
Албадан солих аргууд
Албадан солих өөр хэд хэдэн төрлүүд байдаг. Ихэнхдээ урвуу туйлшрал бүхий шилжүүлэгч конденсаторыг ашигладаг хэлхээг ашигладаг. Жишээлбэл, энэ конденсаторыг зарим төрлийн туслах тиристор ашиглан хэлхээнд холбож болно. Энэ тохиолдолд гол (ажлын) тиристор дээр ялгадас гарах болно. Энэ нь конденсатор дээр үндсэн тиристорын шууд гүйдэл рүү чиглэсэн гүйдэл нь хэлхээний гүйдлийг тэг хүртэл бууруулахад тусална. Тиймээс тиристор унтрах болно. Энэ нь тиристор төхөөрөмж нь зөвхөн түүнд зориулагдсан өөрийн гэсэн шинж чанартай байдагтай холбоотой юм.
LC гинжийг холбосон схемүүд бас байдаг. Тэд гадагшилдаг (мөн хэлбэлзэлтэй). Эхний үед цэнэгийн гүйдэл нь ажилчин руу урсдаг бөгөөд тэдгээрийн утгыг тэнцүүлсний дараа тиристор унтардаг. Үүний дараа хэлбэлзлийн гинжин хэлхээнээс гүйдэл нь тиристороор дамжин хагас дамжуулагч диод руу урсдаг. Энэ тохиолдолд гүйдэл урсах үед тиристорт тодорхой хүчдэлийг хэрэглэнэ. Энэ нь диод дээрх хүчдэлийн уналттай тэнцүү модуль юм.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээн дэх тиристорын ажиллагаа
Хэрэв тиристорыг хувьсах гүйдлийн хэлхээнд оруулсан бол ийм үйлдэл хийх боломжтой.үйлдлүүд:
- Идэвхтэй эсэргүүцэлтэй эсвэл эсэргүүцэх ачаалалтай цахилгаан хэлхээг асаах, унтраах.
- Хяналтын дохионы моментыг тохируулах чадварын ачаар ачааллыг дамжин өнгөрөх гүйдлийн дундаж ба үр дүнтэй утгыг өөрчлөх.
Тиристорын түлхүүрүүд нь нэг онцлогтой - тэд зөвхөн нэг чиглэлд гүйдэл дамжуулдаг. Тиймээс, хэрэв та тэдгээрийг хувьсах гүйдлийн хэлхээнд ашиглах шаардлагатай бол ар араасаа холболтыг ашиглах хэрэгтэй. Тиристорт дохио өгөх мөч өөр байгаа тул үр дүнтэй ба дундаж гүйдлийн утга өөрчлөгдөж болно. Энэ тохиолдолд тиристорын хүч нь хамгийн бага шаардлагыг хангасан байх ёстой.
Үе шатыг хянах арга
Албадан төрлийн фазын удирдлагын аргад фаз хоорондын өнцгийг өөрчлөх замаар ачааллыг тохируулна. Хиймэл шилжүүлэлтийг тусгай хэлхээ ашиглан хийж болно, эсвэл бүрэн хяналттай (түгжигдэх) тиристорыг ашиглах шаардлагатай. Тэдгээрийн үндсэн дээр, дүрмээр бол тиристор цэнэглэгч хийдэг бөгөөд энэ нь батерейны цэнэгийн түвшингээс хамаарч одоогийн хүчийг тохируулах боломжийг олгодог.
Импульсийн өргөн хяналт
Тэд үүнийг мөн PWM модуляци гэж нэрлэдэг. Тиристорыг нээх үед хяналтын дохио өгдөг. Уулзварууд нээлттэй, ачаалал дээр тодорхой хэмжээний хүчдэл байдаг. Хаалтын үед (бүх түр зуурын процессын явцад) хяналтын дохио өгөхгүй тул тиристорууд гүйдэл дамжуулахгүй. Хэрэгжүүлэх үедфазын хяналтын гүйдлийн муруй нь синусоид биш, тэжээлийн хүчдэлийн долгионы хэлбэр өөрчлөгддөг. Үүний үр дүнд өндөр давтамжийн хөндлөнгийн нөлөөнд мэдрэмтгий хэрэглэгчдийн ажил зөрчигддөг (үл нийцэхгүй байдал гарч ирдэг). Тиристор зохицуулагч нь энгийн загвартай бөгөөд энэ нь шаардлагатай утгыг ямар ч асуудалгүйгээр өөрчлөх боломжийг танд олгоно. Мөн та том LATR ашиглах шаардлагагүй.
Тиристорыг түгжих боломжтой
Тиристор нь өндөр хүчдэл, гүйдлийг солиход ашигладаг маш хүчирхэг электрон унтраалга юм. Гэхдээ тэдэнд нэг том дутагдал бий - менежмент нь бүрэн бус. Тодруулбал, энэ нь тиристорыг унтраахын тулд шууд гүйдэл тэг болж буурах нөхцөлийг бүрдүүлэх шаардлагатай байгаагаар илэрдэг.
Энэ онцлог нь тиристорыг ашиглахад зарим хязгаарлалт тавьж, тэдгээрт суурилсан хэлхээг улам хүндрүүлдэг. Ийм дутагдлаас ангижрахын тулд нэг хяналтын электродын дагуу дохиогоор түгжигдсэн тиристоруудын тусгай загварыг боловсруулсан. Тэдгээрийг давхар ажиллагаатай буюу түгжих боломжтой тиристор гэж нэрлэдэг.
Түгжих боломжтой тиристорын загвар
Тиристорын дөрвөн давхаргат p-p-p-p бүтэц нь өөрийн гэсэн онцлогтой. Тэд тэдгээрийг ердийн тиристоруудаас ялгаатай болгодог. Одоо бид элементийг бүрэн хянах боломжтой байдлын талаар ярьж байна. Урд чиглэлд байгаа гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанар (статик) нь энгийн тиристоруудынхтай ижил байна. Энэ бол зүгээр л шууд гүйдлийн тиристор нь илүү том утгыг дамжуулж чаддаг. Гэхдээтүгжигдэх тиристоруудад их хэмжээний урвуу хүчдэлийг хаах функцийг хангаагүй. Тиймээс хагас дамжуулагч диодоор ар араас нь холбох шаардлагатай.
Түгжих боломжтой тиристорын онцлог шинж чанар нь урагшлах хүчдэлийн мэдэгдэхүйц бууралт юм. Унтраахын тулд хяналтын гаралтад хүчирхэг гүйдлийн импульс (сөрөг, шууд гүйдлийн утгын 1: 5 харьцаатай) байх ёстой. Гэхдээ зөвхөн импульсийн үргэлжлэх хугацаа аль болох богино байх ёстой - 10 … 100 μs. Түгжигдсэн тиристорууд нь ердийнхөөс бага хүчдэл ба гүйдэлтэй байдаг. Ялгаа нь ойролцоогоор 25-30% байна.
Тиристорын төрөл
Түгжигдэх боломжтойг дээр дурдсан боловч хагас дамжуулагч тиристорын өөр олон төрлүүд байдаг бөгөөд тэдгээрийг бас дурдах нь зүйтэй. Олон төрлийн загвар (цэнэглэгч, унтраалга, цахилгаан зохицуулагч) нь тодорхой төрлийн тиристорыг ашигладаг. Хаа нэгтээ гэрлийн урсгалыг хангах замаар хяналтыг хийх шаардлагатай байдаг бөгөөд энэ нь оптитиристор ашигладаг гэсэн үг юм. Түүний онцлог нь хяналтын хэлхээнд гэрэлд мэдрэмтгий хагас дамжуулагч талстыг ашигладаг явдал юм. Тиристорын параметрүүд нь өөр өөр байдаг, бүгд өөр өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг бөгөөд зөвхөн тэдний онцлог шинж чанартай байдаг. Тиймээс, наад зах нь ерөнхийд нь эдгээр хагас дамжуулагчийн төрлүүд байдаг, тэдгээрийг хаана ашиглаж болохыг ойлгох шаардлагатай. Ингээд бүхэл бүтэн жагсаалт болон төрөл бүрийн гол онцлогуудыг энд харуулав:
- Диод-тиристор. Энэ элементийн эквивалент нь эсрэг параллель холбогдсон тиристор юмхагас дамжуулагч диод.
- Динистор (диодын тиристор). Тодорхой хүчдэлийн хэмжээ хэтэрсэн тохиолдолд энэ нь бүрэн дамжуулагч болж болно.
- Триак (тэгш хэмтэй тиристор). Үүний эквивалент нь эсрэг зэрэгцээ холбогдсон хоёр тиристор юм.
- Өндөр хурдны инвертер тиристор нь өндөр шилжих хурдтай (5… 50 μс).
- Хээрийн транзистор удирдлагатай тиристорууд. Та ихэвчлэн MOSFET дээр суурилсан загварыг олох боломжтой.
- Гэрлийн урсгалаар удирддаг оптик тиристор.
Элементийн хамгаалалтыг хэрэгжүүлэх
Тиристорууд нь шууд гүйдэл ба шууд хүчдэлийн хурдыг өөрчлөхөд чухал ач холбогдолтой төхөөрөмжүүд юм. Эдгээр нь хагас дамжуулагч диодын нэгэн адил урвуу сэргээх гүйдлийн урсгал гэх мэт үзэгдлээр тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь маш хурдан бөгөөд огцом тэг болж буурч, улмаар хэт хүчдэлийн магадлалыг нэмэгдүүлдэг. Энэхүү хэт хүчдэл нь индукцтэй хэлхээний бүх элементүүдэд гүйдэл гэнэт зогссоны үр дагавар юм (суулгахад ердийн хэт бага индукцууд - утас, самбарын зам). Хамгаалах ажлыг хэрэгжүүлэхийн тулд динамик горимд өндөр хүчдэл, гүйдлээс өөрийгөө хамгаалах боломжийг олгодог олон төрлийн схемийг ашиглах шаардлагатай.
Дүрмээр бол ажиллаж байгаа тиристорын хэлхээнд орж буй хүчдэлийн эх үүсвэрийн индуктив эсэргүүцэл нь ийм утгатай тул зарим нэмэлтийг оруулахгүй байх нь хангалттай юм.индукц. Энэ шалтгааны улмаас практикт шилжих зам үүсгэх гинжийг ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд энэ нь тиристор унтрах үед хэлхээний хурд, хэт хүчдэлийн түвшинг эрс бууруулдаг. Энэ зорилгоор багтаамжийн эсэргүүцэлтэй хэлхээг ихэвчлэн ашигладаг. Тэд тиристортой зэрэгцээ холбогдсон байна. Ийм хэлхээний хэд хэдэн төрлийн хэлхээний өөрчлөлтүүд, түүнчлэн тэдгээрийг тооцоолох аргууд, тиристорыг янз бүрийн горим, нөхцөлд ажиллуулах параметрүүд байдаг. Гэхдээ түгжигдэх тиристорын шилжих траекторийг бүрдүүлэх хэлхээ нь транзистортой ижил байх болно.
