Komercyjnie pierwsze urządzenia tyrystorowe zostały wypuszczone w 1956 r. Za pomocą małego urządzenia tyrystor może kontrolować duże ilości napięcia i mocy. Szeroki zakres zastosowań w ściemniaczach światła, sterowaniu energią elektryczną i sterowanie prędkością silnika elektrycznego . Wcześniej tyrystory były używane jako odwrócenie prądu w celu wyłączenia urządzenia. W rzeczywistości pobiera prąd stały, więc bardzo trudno jest go zastosować do urządzenia. Ale teraz, używając sygnału bramki sterującej, nowe urządzenia można włączać i wyłączać. Tyrystory mogą być używane do pełnego włączania i wyłączania. Ale tranzystor leży między stanami włączenia i wyłączenia. Tak więc tyrystor jest używany jako przełącznik i nie nadaje się jako wzmacniacz analogowy. Techniki komunikacji tyrystorowej w energoelektronice

Co to jest tyrystor?

Tyrystor to czterowarstwowe półprzewodnikowe urządzenie półprzewodnikowe z materiałami typu P i N. Ilekroć bramka otrzyma prąd wyzwalający, zaczyna przewodzić, dopóki napięcie na tyrystorze nie osiągnie polaryzacji przewodzenia. W tym stanie działa więc jak przełącznik bistabilny. Aby kontrolować duże natężenie prądu dwóch przewodów, musimy zaprojektować trójprzewodowy tyrystor, łącząc niewielką ilość prądu z tym prądem. Ten proces jest znany jako prowadzenie kontroli. Jeśli różnica potencjałów między dwoma przewodami jest pod napięciem przebicia, do włączenia urządzenia używany jest tyrystor dwuprzewodowy.

Tyrystor

Symbol obwodu tyrystora

Symbol obwodu tyistora przedstawiono poniżej. Posiada trzy zaciski Anoda, katoda i bramka.

Symbol TRIAC

W tyrystorze są trzy stany

Odwróć tryb blokowania - W tym trybie pracy dioda będzie blokować podawane napięcie.
Tryb blokowania do przodu - W tym trybie napięcie przyłożone w kierunku powoduje, że dioda przewodzi. Ale przewodzenie nie nastąpi tutaj, ponieważ tyrystor nie zadziałał.
Tryb przewodzenia do przodu - Tyrystor został wyzwolony i prąd będzie przepływał przez urządzenie, dopóki prąd przewodzenia nie spadnie poniżej wartości progowej znanej jako „prąd podtrzymania”.

Schemat warstwy tyrystora

Tyrystor składa się z trzech skrzyżowania p-n a mianowicie J1, J2 i J3.Jeśli anoda jest na dodatnim potencjale w stosunku do katody, a zacisk bramki nie jest wyzwalany żadnym napięciem, wówczas J1 i J3 będą w stanie polaryzacji do przodu. Podczas gdy złącze J2 będzie w stanie odwróconej polaryzacji. Zatem złącze J2 będzie w stanie wyłączonym (nie będzie przewodzenia). Jeśli wzrost napięcia na anodzie i katodzie poza V_BO(Napięcie przebicia) to przebicie lawinowe nastąpi dla J2 i tyrystor przejdzie w stan ON (zacznie przewodzić).

Jeśli V_sol (Potencjał dodatni) jest przyłożony do terminala bramki, następnie następuje awaria na skrzyżowaniu J2, która będzie miała niską wartość V_GDYBY . Tyrystor może przełączyć się w stan ZAŁ, wybierając odpowiednią wartość V_sol .W warunkach lawinowych tyrystor będzie działał w sposób ciągły bez uwzględnienia napięcia bramki, aż do

Potencjał V_GDYBYjest usuwany lub
Prąd trzymania jest większy niż prąd przepływający przez urządzenie

Tutaj V_sol - Impuls napięcia, który jest napięciem wyjściowym oscylatora relaksacji UJT.

Schemat warstwy tyrystora

Tyrystorowe obwody przełączające

Obwód tyrystorowy prądu stałego
Obwód tyrystora prądu przemiennego

Obwód tyrystorowy prądu stałego

Po podłączeniu do zasilania DC, do sterowania większymi obciążeniami DC i prądem używamy tyrystora. Główną zaletą tyrystora w obwodzie prądu stałego jako przełącznika jest duży przyrost prądu. Mały prąd bramki może kontrolować duże ilości prądu anodowego, więc tyrystor jest znany jako urządzenie zasilane prądem.

Obwód tyrystorowy prądu stałego

Obwód tyrystorowy prądu przemiennego

Po podłączeniu do zasilania prądem przemiennym tyrystor działa inaczej, ponieważ nie jest taki sam jak obwód podłączony do prądu stałego. Podczas połowy cyklu tyrystor używany jako obwód prądu przemiennego, powodując jego automatyczne wyłączenie z powodu stanu spolaryzowania wstecznego.

Tyrystorowy obwód prądu przemiennego

Rodzaje tyrystorów

Na podstawie możliwości włączania i wyłączania tyrystory są podzielone na następujące typy:

Tyrystor sterowany krzemem lub tyrystory SCR
Bramka wyłącza tyrystory lub GTO
Emiter wyłącza tyrystory lub ETO
Tyrystory o odwrotnym przewodzeniu lub RCT
Dwukierunkowe tyrystory triodowe lub triaki
MOS wyłącza tyrystory lub MTO
Dwukierunkowe sterowane fazowo tyrystory lub BCT
Szybko przełączane tyrystory lub SCR
Aktywowane światłem prostowniki sterowane silikonem lub LASCR
Tyrystory kontrolowane przez FET lub FET-CTH
Tyrystory lub IGCT o komutowanej bramce

Aby lepiej zrozumieć tę koncepcję, wyjaśniamy tutaj niektóre typy tyrystorów.

Prostownik sterowany krzemem (SCR)

Prostownik sterowany krzemem jest również znany jako prostownik tyrystorowy. Jest to czterowarstwowe urządzenie półprzewodnikowe kontrolujące prąd. SCR mogą przewodzić prąd tylko w jednym kierunku (urządzenia jednokierunkowe). SCR mogą być wyzwalane normalnie przez prąd doprowadzany do zacisku bramki. Aby dowiedzieć się więcej o SCR. Kliknij link, aby dowiedzieć się więcej o: Podstawy i cechy samouczka SCR

Bramka wyłącza tyrystory (GTO)

Jednym ze specjalnych typów przyrządów półprzewodnikowych dużej mocy jest GTO (tyrystor wyłączający bramkę). Terminal bramowy steruje włączaniem i wyłączaniem przełączników.

Symbol GTO

Jeżeli pomiędzy katodą a zaciskami bramki zostanie przyłożony dodatni impuls, to urządzenie zostanie włączone. Zaciski katodowe i bramkowe zachowują się jak a Złącze PN między zaciskami występuje niewielkie napięcie. Nie jest wiarygodny jako SCR. Aby poprawić niezawodność, musimy utrzymać niewielką ilość dodatniego prądu bramki.

Jeżeli pomiędzy bramką a zaciskami katody zostanie przyłożony ujemny impuls napięcia, wówczas urządzenie wyłączy się. W celu zaindukowania napięcia katody bramki kradziona jest część prądu przewodzenia, co z kolei może spaść indukowany prąd przewodzenia i automatycznie GTO przejdzie w stan blokowania.

Aplikacje

Napędy silnikowe o zmiennej prędkości
Falowniki dużej mocy i trakcja

Aplikacja GTO na napędzie o zmiennej prędkości

Istnieją dwa główne powody przemawiania z regulowaną prędkością: konwersja energii procesu i sterowanie. Zapewnia też płynniejszą pracę. W tej aplikacji dostępny jest GTO o wysokiej częstotliwości przewodzenia wstecznego.

Aplikacja GTO

Emiter Wyłącz tyrystor

Tyrystor wyłączający emiter jest jednym z typów tyrystorów i włącza się i wyłącza za pomocą tranzystora MOSFET. Zawiera obie zalety MOSFET i GTO. Składa się z dwóch bramek - jedna bramka służy do włączania, a druga z serii MOSFET służy do wyłączania.

Emiter Wyłącz tyrystor

Jeśli do bramki 2 zostanie przyłożone pewne napięcie dodatnie, włączy ona tranzystor MOSFET, który jest połączony szeregowo z zaciskiem katody tyrystora PNPN. MOSFET podłączony do tyrystorowy zacisk bramki wyłączy się po przyłożeniu napięcia dodatniego do bramki 1.

Wadą połączenia MOSFET-u szeregowego z zaciskiem bramki jest to, że całkowity spadek napięcia wzrasta z 0,3 V do 0,5 V i odpowiadające mu straty.

Aplikacje

Urządzenie ETO jest używane jako ogranicznik prądu zwarciowego i półprzewodnikowy wyłącznik automatyczny ze względu na wysoką zdolność przerywania prądu, dużą prędkość przełączania, zwartą konstrukcję i niskie straty przewodzenia.

Charakterystyka robocza ETO w wyłączniku półprzewodnikowym

W porównaniu z rozdzielnicami elektromechanicznymi, wyłączniki półprzewodnikowe mogą zapewnić korzyści w zakresie żywotności, funkcjonalności i szybkości. Podczas przejściowego wyłączania możemy obserwować charakterystykę działania pliku Półprzewodnikowy wyłącznik zasilania ETO .

Aplikacja ETO

Tyrystory o odwróconym przewodnictwie lub RCT

Normalny tyrystor dużej mocy różni się od tyrystora odwrotnego przewodzenia (RCT). RCT nie jest w stanie wykonać odwrotnego blokowania z powodu odwróconej diody. Jeśli zastosujemy diodę wolnobieżną lub diodę odwróconą to będzie to korzystniejsze dla tego typu urządzeń. Ponieważ dioda i SCR nigdy nie przewodzą i jednocześnie nie mogą wytwarzać ciepła.

Symbol RCT

Aplikacje

Zastosowania RCT lub tyrystorów o odwrotnym przewodzeniu w przetwornicach częstotliwości i zmieniaczach częstotliwości, używane w Kontroler AC używając Obwód tłumików .

Aplikacja w kontrolerze AC za pomocą Snubberów

Ochrona elementy półprzewodnikowe przed przepięciami poprzez indywidualne ułożenie kondensatorów i rezystorów równolegle do przełączników. Dzięki temu komponenty są zawsze chronione przed przepięciami.

Aplikacja RCT

Dwukierunkowe tyrystory triodowe lub triaki

TRIAC to urządzenie do sterowania prądem i jest trzy końcówki półprzewodników urządzenie. Pochodzi od nazwy zwanej Triode dla prądu przemiennego. Tyrystory mogą przewodzić tylko w jednym kierunku, ale TRIAC może przewodzić w obu kierunkach. Istnieją dwie opcje przełączania przebiegu prądu przemiennego dla obu połówek - jedna wykorzystuje TRIAC, a druga jest z powrotem podłączonych tyrystorów. Do włączenia połowy cyklu używamy jednego Tyrystora, a do obsługi drugiego cyklu używamy tyrystorów połączonych odwrotnie.

Triak

Aplikacje

Używany w domowych ściemniaczach światła, sterowaniu małym silnikiem, sterowaniu prędkością wentylatorów elektrycznych, sterowaniu małych domowych urządzeń zasilających prądem przemiennym.

“dzielnik napięcia z dwoma źródłami napięcia ”

Zastosowanie w ściemniaczu oświetlenia domowego

Używając siekania części Napięcie AC ściemniacz światła będzie działał. Pozwala lampie przejść tylko przez części przebiegu. Jeśli dim jest czymś więcej niż przerywaniem przebiegu, to również więcej. Głównie przenoszona moc będzie określać jasność lampy. Zazwyczaj do produkcji ściemniacza używa się TRIAC.

Aplikacja triaka

O to chodzi Rodzaje tyrystorów i ich zastosowania . Uważamy, że informacje podane w tym artykule są pomocne dla lepszego zrozumienia tego projektu. Ponadto wszelkie pytania dotyczące tego artykułu lub pomoc we wdrażaniu projekty elektryczne i elektroniczne , możesz skontaktować się z nami, łącząc się w sekcji komentarzy poniżej. Oto pytanie do ciebie, jakie są typy tyrystorów?

Kredyty fotograficzne: