Тиристорлор - бул толугу менен башкарылбаган электр кубаттоочу электрондук ачкычтар. Көп учурда техникалык китептерден бул аппараттын башка аталышын көрө аласыз - бир операциялык тиристор. Башкача айтканда, башкаруу сигналынын таасири астында ал бир абалга - өткөрүүчү абалга өтөт. Тагыраак айтканда, ал схеманы камтыйт. Аны өчүрүү үчүн чынжырдагы туруктуу ток нөлгө түшүшүн камсыз кылган атайын шарттарды түзүү керек.
Тиристорлордун өзгөчөлүктөрү
Тиристордук ачкычтар электр тогун алдыга багытта гана өткөрөт, ал эми жабык абалда ал алдыга гана эмес, тескери чыңалууга да туруштук бере алат. Тиристордун түзүлүшү төрт катмарлуу, үч чыгуусу бар:
- Анод (А тамгасы менен белгиленген).
- Катод (C же К тамгасы).
- Башкаруу электрод (U же G).
Тиристорлор токтун чыңалуу өзгөчөлүктөрүнүн бүтүндөй үй-бүлөсүнө ээ, алар элементтин абалын баалоо үчүн колдонулушу мүмкүн. Тиристорлор абдан күчтүү электрондук ачкычтар болуп саналат, алар чыңалуусу 5000 вольтко жана токтун күчү - 5000 амперге (жыштыгы 1000 Гцден ашпайт) жеткен схемаларды которуштурууга жөндөмдүү.
Тиристордун иштөөсүDC чынжырлары
Кадимки тиристор башкаруунун чыгышына учурдагы импульсту колдонуу менен күйгүзүлөт. Мындан тышкары, ал оң болушу керек (катодго карата). Өтмө процесстин узактыгы жүктүн мүнөзүнө (индуктивдүү, активдүү), токтун импульстун башкаруу чынжырындагы өсүү амплитудасына жана ылдамдыгына, жарым өткөргүч кристаллынын температурасына, ошондой эле тиристорлорго берилген ток жана чыңалууга жараша болот. схемада жеткиликтүү. Схеманын мүнөздөмөлөрү түздөн-түз колдонулган жарым өткөргүч элементтин түрүнөн көз каранды.
Тиристор жайгашкан схемада чыңалуунун жогорку темпинин пайда болушуна жол берилбейт. Тактап айтканда, элемент өзүнөн-өзү күйүп турган мындай маани (башкаруу схемасында сигнал жок болсо да). Бирок ошол эле учурда башкаруу сигналы өтө бийик эңкейишке ээ болушу керек.
Өчүрүү жолдору
Тиристорды алмаштыруунун эки түрүн айырмалоого болот:
- Табигы.
- Мажбур.
Ал эми азыр ар бир түр жөнүндө кененирээк. Табигый тиристор өзгөрмө токтун чынжырында иштегенде пайда болот. Мындан тышкары, бул которуу ток нөлгө түшкөндө пайда болот. Бирок аргасыз которууну ишке ашыруу үчүн көп сандагы ар кандай жолдор болушу мүмкүн. Тиристордук башкаруунун кайсынысын тандоо конструктордун иши, бирок ар бир түрү жөнүндө өзүнчө сөз кылуу керек.
Мажбурлоонун эң мүнөздүү жолу - туташуубаскычтын (ачкыч) жардамы менен алдын ала заряддалган конденсатор. LC схемасы тиристорду башкаруу схемасына кирет. Бул схемада толук заряддалган конденсатор бар. Убактылуу процесс учурунда ток жүктөө чынжырында өзгөрүп турат.
Мажбурлоо ыкмалары
Мажбурлап которуунун дагы бир нече түрлөрү бар. Көбүнчө тескери полярдуулуктагы коммутация конденсаторун колдонгон схема колдонулат. Мисалы, бул конденсаторду кандайдыр бир көмөкчү тиристордун жардамы менен чынжырга туташтырууга болот. Бул учурда, разряд негизги (жумушчу) тиристордо пайда болот. Бул конденсатордо негизги тиристордун түз агымына багытталган ток чынжырдагы токту нөлгө чейин төмөндөтүүгө жардам берет. Ошондуктан, тиристор өчөт. Бул тиристордук аппараттын өзүнө гана мүнөздүү болгон өзгөчөлүктөрүнөн улам болот.
LC чынжырлары туташтырылган схемалар да бар. Алар чыгарылат (жана термелүү менен). Эң башында разряд агымы жумушчу тарапка агып, алардын маанилери теңдештирилгенден кийин тиристор өчүрүлөт. Андан кийин термелүүчү чынжырдан ток тиристор аркылуу жарым өткөргүч диодго өтөт. Бул учурда ток агып жатканда тиристорго белгилүү бир чыңалуу берилет. Бул диоддогу чыңалуунун төмөндөшүнө барабар модул.
Тиристордун өзгөрмө токтун чынжырында иштеши
Эгер тиристор AC чынжырына кирсе, мындай ишке ашырууга болотоперациялар:
- Активдүү-резисттивдик же резистивдүү жүк менен электр чынжырын күйгүзүңүз же өчүрүңүз.
- Башкаруу сигналынын моментин тууралоо мүмкүнчүлүгүнүн аркасында жүктөн өткөн токтун орточо жана эффективдүү маанисин өзгөртүңүз.
Тиристордук ачкычтардын бир өзгөчөлүгү бар - алар токту бир гана багытта өткөрүшөт. Ошондуктан, сиз аларды AC чынжырларында колдонуу керек болсо, сиз арткы байланышты колдонушуңуз керек. Тиристорлорго сигнал берилген учур башка болгонуна байланыштуу эффективдүү жана орточо токтун мааниси өзгөрүшү мүмкүн. Бул учурда тиристордун күчү минималдуу талаптарга жооп бериши керек.
Фазалык башкаруу ыкмасы
Мажбур тибиндеги фазалык башкаруу методунда жүк фазалардын ортосундагы бурчтарды өзгөртүү менен жөнгө салынат. Жасалма которуу атайын схемалардын жардамы менен жүргүзүлүшү мүмкүн, же толук башкарылуучу (кулпуланган) тиристорлорду колдонуу зарыл. Алардын негизинде, эреже катары, тиристордук заряддагыч жасалат, ал батареянын зарядынын деңгээлине жараша токтун күчүн тууралоого мүмкүндүк берет.
Импульстун кеңдигин башкаруу
Алар аны PWM модуляциясы деп да аташат. Тиристорлордун ачылышында башкаруу сигналы берилет. Туташуулар ачык жана жүктө бир аз чыңалуу бар. Жабуу учурунда (бүткүл өтмө процессте) эч кандай башкаруу сигналы берилбейт, ошондуктан тиристорлор ток өткөрбөйт. Ишке ашыруудафазалык башкаруу токунун ийри сызыгы синусоидалдык эмес, берүү чыңалуусунун толкун формасынын өзгөрүшү бар. Демек, жогорку жыштыктагы тоскоолдуктарга сезгич болгон керектөөчүлөрдүн ишинин бузулушу да байкалат (иелбестик пайда болот). Тиристордук жөнгө салгыч жөнөкөй дизайнга ээ, ал эч кандай көйгөйсүз керектүү маанини өзгөртүүгө мүмкүндүк берет. Жана чоң LATRлерди колдонуунун кереги жок.
Тиристорлор кулпуланган
Тиристорлор жогорку чыңалууларды жана токторду которуу үчүн колдонулган абдан күчтүү электрондук өчүргүчтөр. Бирок алардын бир чоң кемчилиги бар - башкаруу толук эмес. Тагыраак айтканда, бул тиристорду өчүрүү үчүн туруктуу ток нөлгө чейин төмөндөй турган шарттарды түзүү зарыл экендиги менен көрүнүп турат.
Бул тиристорлорду колдонууга айрым чектөөлөрдү киргизген, ошондой эле алардын негизиндеги схемаларды татаалдаштырган өзгөчөлүк. Мындай кемчиликтерден кутулуу үчүн тиристорлордун атайын конструкциялары иштелип чыккан, алар бир башкаруу электродунун боюнда сигнал менен бекитилет. Алар кош иштөөчү же кулпуланган тиристорлор деп аталат.
Кулпуланган тиристордун дизайны
Тиристорлордун төрт катмарлуу p-p-p-p түзүлүшү өзүнүн өзгөчөлүктөрүнө ээ. Алар кадимки тиристорлордон айырмаланат. Азыр биз элементтин толук башкаруу жөндөмдүүлүгү жөнүндө сөз болуп жатат. Алдыга багыт боюнча токтун чыңалуусунун мүнөздөмөсү (статикалык) жөнөкөй тиристордукуна окшош. Бул жөн эле түз ток тиристору бир топ чоң мааниге ээ болот. Бироккулпуланган тиристорлор үчүн чоң тескери чыңалууларды бөгөттөө функциясы каралган эмес. Ошондуктан, аны жарым өткөргүч диод менен аркасынан туташтыруу керек.
Кулпуланган тиристордун мүнөздүү өзгөчөлүгү – алдыга чыңалуулардын олуттуу төмөндөшү. Өчүрүү үчүн башкаруунун чыгышына кубаттуу ток импульсун (терс, түз токтун маанисине 1:5 катышында) колдонуу керек. Бирок импульстун узактыгы гана мүмкүн болушунча кыска болушу керек - 10 … 100 мкс. Бөгөттөөчү тиристорлор кадимки түрдөгүлөргө караганда төмөнкү чектөөчү чыңалууга жана токко ээ. Айырмасы болжол менен 25-30%.
Тиристорлордун түрлөрү
Жогоруда кулпулангандар талкууланган, бирок жарым өткөргүч тиристорлордун дагы көп түрлөрү бар, аларды да айта кетүүгө болот. Конструкциялардын көп түрдүүлүгү (заряддоочу түзүлүштөр, өчүргүчтөр, кубаттуулукту жөнгө салгычтар) тиристорлордун айрым түрлөрүн колдонушат. Кайсы бир жерде башкарууну жарык агымын берүү менен жүргүзүү талап кылынат, бул оптитиристор колдонулат дегенди билдирет. Анын өзгөчөлүгү башкаруу схемасында жарыкка сезгич жарым өткөргүч кристалл колдонулгандыгында. Тиристорлордун параметрлери ар түрдүү, бардыгынын өз өзгөчөлүктөрү бар, алар үчүн гана мүнөздүү. Ошондуктан, жок эле дегенде, жалпысынан алганда, бул жарым өткөргүчтөрдүн кандай түрлөрү бар жана аларды кайда колдонууга болорун түшүнүү зарыл. Ошентип, бул жерде бүт тизме жана ар бир түрдүн негизги өзгөчөлүктөрү:
- Диод-тиристор. Бул элементтин эквиваленти тиристор болуп саналат, ага антипараллель туташтырылганжарым өткөргүч диод.
- Динистор (диоддук тиристор). Белгилүү бир чыңалуу деңгээлинен ашып кетсе, ал толугу менен өткөргүч болуп калышы мүмкүн.
- Триак (симметриялык тиристор). Анын эквиваленти антипараллель туташкан эки тиристор.
- Жогорку ылдамдыктагы инвертордук тиристордун жогорку которуштуруу ылдамдыгы бар (5…50 мкс).
- Талаа транзистору башкарылуучу тиристорлор. Сиз көбүнчө MOSFETтерге негизделген дизайндарды таба аласыз.
- Жарык агымы менен башкарылуучу оптикалык тиристорлор.
Элементти коргоону ишке ашыруу
Тиристорлор алдыга токтун жана алдыга чыңалуунун ылдамдыгы үчүн маанилүү болгон түзүлүштөр. Алар, жарым өткөргүч диоддор сыяктуу, кайра калыбына келтирүүчү агымдардын агымы сыяктуу көрүнүш менен мүнөздөлөт, алар абдан тез жана кескин нөлгө түшүп, ошону менен ашыкча чыңалуу ыктымалдыгын күчөтөт. Бул ашыкча чыңалуу индуктивдүүлүккө ээ болгон схеманын бардык элементтеринде токтун кескин токтоп калышынын кесепети (ал тургай орнотуу үчүн мүнөздүү өтө төмөн индуктивдүүлүк - зымдар, тактай тректер). Коргоону ишке ашыруу үчүн динамикалык иштөө режимдеринде өзүңүздү жогорку чыңалуудан жана агымдан коргоого мүмкүндүк берген түрдүү схемаларды колдонуу керек.
Эреже катары, иштеп жаткан тиристордун чынжырына кирген чыңалуу булагынын индуктивдүү каршылыгы ушунчалык чоң мааниге ээ, ал кээ бир кошумчаларды кошпосо жетиштүү болот.индуктивдүүлүк. Ушул себептен улам, практикада, тиристор өчүрүлгөндө чынжырдагы ылдамдыкты жана ашыкча чыңалуу деңгээлин олуттуу төмөндөтүүчү которуштуруу жолун түзүү чынжыры көбүрөөк колдонулат. Бул максатта көбүнчө сыйымдуулук-резистивдүү схемалар колдонулат. Алар тиристор менен параллелдүү туташтырылган. Мындай схемалардын схемаларын модификациялоонун бир нече түрлөрү, ошондой эле аларды эсептөө ыкмалары, тиристорлордун ар кандай режимдерде жана шарттарда иштөө параметрлери бар. Бирок кулпуланган тиристордун коммутация траекториясын түзүү схемасы транзистордуку менен бирдей болот.
