Tiristoriai. Tipai ir įrenginiai. Savybės ir veikimo principas. Taikymas. Tiristorių kintamosios srovės jungikliai

1.1 Tiristorių apibrėžimas, tipai

1.2 Kaip tai veikia

1.3 Tiristoriaus parametrai

2 skyrius. Tiristorių naudojimas galios reguliatoriuose

2.1 Bendra informacija apie įvairias reguliavimo institucijas

2.2 Tiristoriaus įtampos valdymo procesas

2.3 Valdomas tiristoriaus lygintuvas

3 skyrius. Tiristorių galios valdiklių praktinis kūrimas

3.1 Įtampos reguliatorius ant tiristoriaus KU201K

3.2 Galingas valdomas tiristoriaus lygintuvas

Išvada

Literatūra

Įvadas

Šiame darbe nagrinėjami keli įrenginių variantai, kur tiristorių elementai naudojami kaip įtampos reguliatoriai ir kaip lygintuvai. Pateikiami tiristorių ir prietaisų veikimo principo teoriniai ir praktiniai aprašymai, šių įrenginių schemos.

Valdomas tiristorių lygintuvas - elementai su dideliu galios padidėjimu leidžia gauti dideles apkrovos sroves, kai tiristoriaus valdymo grandinėje sunaudojama mažai energijos.

Šiame darbe nagrinėjami du tokių lygintuvų variantai, užtikrinantys maksimalią srovę apkrovoje iki 6 A su įtampos reguliavimo riba nuo 0 iki 15 V ir nuo 0,5 iki 15 V ir įtaisas, reguliuojantis įtampą aktyviojoje ir indukcinė apkrova, maitinama iš tinklo kintamoji srovėįtampa 127 ir 220 V su reguliavimo ribomis nuo 0 iki vardinės tinklo įtampos.

1 skyrius. Tiristoriaus samprata. Tiristorių tipai. Veikimo principas

1.1 Tiristorių apibrėžimas, tipai

Tiristorius yra puslaidininkinis įtaisas, pagrįstas keturių sluoksnių struktūra, kuri gali persijungti iš uždaros būsenos į atvirą ir atvirkščiai. Tiristoriai yra skirti elektrinių signalų valdymui atviru-uždarymo režimu (valdomas diodas).

Paprasčiausias tiristorius yra dinistorius - nekontroliuojamas perjungimo diodas, kuris yra keturių sluoksnių struktūra tipo p-n-p-n(1.1.2 pav.). Čia, kaip ir kitų tipų tiristorių atveju, kraštutinės n-p-n sandūros vadinamos emiteriu, o vidurinė p-n jungtis – kolektorius. Vidinės struktūros sritys, esančios tarp perėjimų, vadinamos bazėmis. Elektrodas, kuris užtikrina elektrinį ryšį su išorine n sritimi, vadinamas katodu, o su išorine p sritimi - anodu.

Priešingai nei asimetriniai tiristoriai (dinistoriai, trinistoriai), simetriniuose tiristorių I–V charakteristikos atvirkštinė šaka turi tiesioginės šakos formą. Tai pasiekiama įtraukiant dvi identiškas keturių sluoksnių struktūras arba naudojant penkių sluoksnių struktūras su keturiomis p-n jungtimis (triacais).

Ryžiai. 1.1.1 Pavadinimai diagramose: a) triac b) dinistor c) trinistor.

Ryžiai. 1.1.2 Dinistoriaus struktūra.

Ryžiai. 1.1.3 Trinistoriaus struktūra.

1.2 Kaip tai veikia

Kai įjungiate dinistorių pagal schemą, parodytą pav. 1.2.1, kolektoriaus p-n sandūra uždaryta, o emiterio sandūros atviros. Atvirosios sankryžos varžos yra mažos, todėl beveik visa maitinimo įtampa patenka į didelės varžos kolektoriaus sandūrą. Šiuo atveju per tiristorių teka nedidelė srovė (1.2.3 pav. 1 skyrius).

Ryžiai. 1.2.1. Įtraukimo į nevaldomo tiristoriaus (dinistoriaus) grandinę schema.

Ryžiai. 1.2.2. Įtraukimo į valdomo tiristoriaus (trinistoriaus) grandinę schema.

1.2.3 pav. Dinistoriui būdinga voltų amperų charakteristika.

1.2.4 pav. Tiristoriaus voltų srovės charakteristika.

Jei maitinimo įtampa padidinama, tiristoriaus srovė šiek tiek didėja, kol ši įtampa artėja prie tam tikros kritinės vertės, lygios įjungimo įtampai Uon. Esant įtampai Uon dinistoriuje, susidaro sąlygos lavininiam krūvininkų dauginimuisi kolektoriaus sandūros srityje. Atsiranda grįžtamasis kolektoriaus sandūros elektros gedimas (1.2.3 pav. 2 skyrius). Kolektoriaus sandūros n srityje susidaro perteklinė elektronų koncentracija, o p srityje – skylių perteklinė koncentracija. Didėjant šioms koncentracijoms, sumažėja visų dinistoriaus perėjimų galimos kliūtys. Padidėja nešiklių įpurškimas per emiterio jungtis. Procesas yra panašus į laviną ir jį lydi kolektoriaus jungties perjungimas į atvirą būseną. Srovės padidėjimas atsiranda tuo pačiu metu, kai sumažėja visų prietaiso sričių atsparumas. Todėl, padidėjus srovei per įrenginį, sumažėja įtampa tarp anodo ir katodo. VAC ši sekcija žymima skaičiumi 3. Čia prietaisas turi neigiamą diferencinę varžą. Rezistoriaus įtampa didėja ir dinistorius persijungia.

Po kolektoriaus sandūros perėjimo į atvirą būseną I–V charakteristika turi formą, atitinkančią tiesioginę diodo šaką (4 skyrius). Po perjungimo įtampa dinistoriuje nukrenta iki 1 V. Jei toliau didinsite maitinimo šaltinio įtampą arba sumažinsite rezistoriaus R varžą, išėjimo srovė padidės, kaip ir įprastoje grandinėje su tiesioginio įjungimo diodas.

Sumažėjus maitinimo įtampai, atsistato didelė kolektoriaus sandūros varža. Šio perėjimo pasipriešinimo atkūrimo laikas gali būti dešimtys mikrosekundžių.

Įtampa Uon, nuo kurios prasideda laviną primenantis srovės padidėjimas, gali būti sumažinta įvedant ne pirminius krūvininkus į bet kurį iš sluoksnių, esančių šalia kolektoriaus sandūros. Papildomi krūvininkai į tiristorių įvedami pagalbiniu elektrodu, maitinamu iš nepriklausomo valdymo įtampos šaltinio (Ucontrol). Tiristorius su pagalbiniu valdymo elektrodu vadinamas triodu arba trinistoriumi. Praktiškai vartojant terminą „tiristorius“, turima omenyje būtent elementas. Tokio tiristoriaus perjungimo grandinė parodyta fig. 1.2.2. Galimybę sumažinti įtampą U padidėjus valdymo srovei rodo CVC šeima (1.2.4 pav.).

Jeigu į tiristorių įvedama priešingo poliškumo maitinimo įtampa (1.2.4 pav.), tuomet emiterio sandūros bus uždarytos. Šiuo atveju tiristoriaus CVC primena įprasto diodo charakteristikos atvirkštinę šaką. Esant labai aukštai atvirkštinei įtampai, pastebimas negrįžtamas tiristoriaus gedimas.

2012 m. liepos 20 d., penktadienis, 10:00 val

Tiristoriaus veikimo principas

Tiristorius yra galios elektroninis, nevisiškai valdomas raktas. Todėl kartais techninėje literatūroje jis vadinamas vieno veikimo tiristoriumi, kurį į laidžiąją būseną galima perkelti tik valdymo signalu, t.y., įjungti. Norint jį išjungti (veikiant nuolatine srove), būtina imtis specialių priemonių, kad tiesioginė srovė nukristų iki nulio.

Tiristoriaus raktas gali vesti srovę tik viena kryptimi, o uždarytas jis gali atlaikyti tiek tiesioginę, tiek atbulinę įtampą.

Tiristorius turi keturių sluoksnių p-n-p-n struktūrą su trimis gnybtais: anodu (A), katodu (C) ir valdymo elektrodu (G), kuris parodytas fig. vienas

Ryžiai. 1. Įprastas tiristorius: a) - įprastas grafinis žymėjimas; b) - srovės-įtampos charakteristika.

Ant pav. 1b parodyta išėjimo statinių I–V charakteristikų šeima įvairioms valdymo srovės iG reikšmėms. Didžiausia tiesioginė įtampa, kurią tiristorius gali atlaikyti jo neįjungęs, turi didžiausią reikšmę esant iG = 0. Didėjant srovei iG, tiesioginė įtampa, kurią gali atlaikyti tiristorius, mažėja. II atšaka atitinka įjungtą tiristoriaus būseną, I šaka – išjungtą, o III atšaka – perjungimo procesą. Laikymo srovė arba laikymo srovė lygi minimaliai leistinai tiesioginei srovei iA, kuriai esant tiristorius lieka laidžioje būsenoje. Ši vertė taip pat atitinka mažiausią galimą tiesioginės įtampos kritimo per įtrauktą tiristorių vertę.

IV atšaka yra nuotėkio srovės priklausomybė nuo atvirkštinės įtampos. Kai atvirkštinė įtampa viršija UBO vertę, prasideda staigus atvirkštinės srovės padidėjimas, susijęs su tiristoriaus gedimu. Gedimo pobūdis gali atitikti negrįžtamą procesą arba lavinos gedimo procesą, būdingą puslaidininkinio zenerio diodo veikimui.

Tiristoriai yra galingiausi elektroniniai raktai galinčios perjungti grandines, kurių įtampa iki 5 kV ir srovės iki 5 kA ne didesniu kaip 1 kHz dažniu.

Tiristorių konstrukcija parodyta fig. 2.

Ryžiai. 2. Tiristorių korpusų konstrukcija: a) - planšetė; b) - kaištis

Tiristorius nuolatinės srovės grandinėje

Įprasto tiristoriaus įtraukimas atliekamas į valdymo grandinę įvedant teigiamo poliškumo, katodo atžvilgiu, srovės impulsą. Įjungto pereinamojo laikotarpio trukmei didelę įtaką daro apkrovos pobūdis (aktyvus, indukcinis ir kt.), valdymo srovės impulso iG amplitudė ir didėjimo greitis, tiristoriaus puslaidininkinės struktūros temperatūra, taikoma įtampa ir apkrovos srovė. Grandinėje, kurioje yra tiristorius, neturėtų atsirasti nepriimtinų tiesioginės įtampos didėjimo greičio duAC/dt verčių, kurioms esant, nesant iG valdymo signalo ir srovės didėjimo greičio diA/dt gali įvykti savaiminis tiristoriaus įsijungimas. . Tuo pačiu metu valdymo signalo nuolydis turi būti didelis.

Tarp tiristorių išjungimo būdų įprasta atskirti natūralų išjungimą (arba natūralų perjungimą) ir priverstinį (arba dirbtinį perjungimą). Natūralus perjungimas įvyksta veikiant tiristorių kintamosios srovės grandinėse tuo metu, kai srovė nukrenta iki nulio.

Priverstinio perjungimo būdai yra labai įvairūs. Būdingiausi iš jų yra šie: iš anksto įkrauto kondensatoriaus C pajungimas klavišu S (3 pav., a); LC grandinės sujungimas su iš anksto įkrautu kondensatoriumi CK (3b pav.); pereinamojo proceso virpesių panaudojimas apkrovos grandinėje (3 pav., c).

Ryžiai. 3. Dirbtinio tiristorių perjungimo būdai: a) - įkrauto kondensatoriaus C pagalba; b) - naudojant LC grandinės svyruojančią iškrovą; c) - dėl svyruojančio apkrovos pobūdžio

Perjungiant pagal schemą pav. 3, o prijungus perjungimo kondensatorių su atvirkštiniu poliškumu, pavyzdžiui, kitą pagalbinį tiristorių, jis išsikraus į laidųjį pagrindinį tiristorių. Kadangi kondensatoriaus iškrovos srovė nukreipta priešinga tiristoriaus nuolatinei srovei, pastaroji nukrenta iki nulio ir tiristorius išsijungia.

Diagramoje pav. 3b, LC grandinės prijungimas sukelia svyruojančią perjungimo kondensatoriaus Sk iškrovą. Tuo pačiu metu pradžioje iškrovos srovė teka per tiristorių priešinga jo nuolatinei srovei, kai jie tampa lygūs, tiristorius išsijungia. Be to, LC grandinės srovė pereina iš tiristoriaus VS į diodą VD. Kol grandinės srovė teka per diodą VD, tiristoriui VS bus taikoma atvirkštinė įtampa, lygi įtampos kritimui per atvirą diodą.

Diagramoje pav. 3, tiristoriaus VS įjungimas į sudėtingą RLC apkrovą sukels pereinamąjį veiksmą. Esant tam tikriems apkrovos parametrams, šis procesas gali būti svyruojantis, pasikeitus apkrovos srovės poliškumui in. Tokiu atveju, išjungus tiristorių VS, įjungiamas diodas VD, kuris pradeda vesti priešingo poliškumo srovę. Kartais šis perjungimo būdas vadinamas beveik natūraliu, nes jis yra susijęs su apkrovos srovės poliškumo pasikeitimu.

Tiristorius kintamosios srovės grandinėje

Kai tiristorius yra prijungtas prie kintamosios srovės grandinės, galima atlikti šias operacijas:

įjungimas ir išjungimas elektros grandinė su aktyvia ir aktyvia-reaktyvia apkrova;
apkrovos srovės vidutinių ir efektyvių verčių pokytis dėl to, kad galima reguliuoti valdymo signalo momentą.

Kadangi tiristoriaus raktas gali vesti elektros tik viena kryptimi, tada norint naudoti tiristorius ant kintamosios srovės, naudojamas jų antilygiagretusis ryšys (4 pav., a).

Ryžiai. 4. Tiristorių (a) ir srovės formos perjungimas esant aktyviajai apkrovai (b)

Vidutinės ir efektyvios srovės vertės skiriasi dėl momento, kai atsidarymo signalai perduodami tiristoriams VS1 ir VS2, t.y. keičiant kampą ir (4b pav.). Šio kampo reikšmės tiristoriams VS1 ir VS2 reguliuojant keičiamos vienu metu valdymo sistemos pagalba. Kampas vadinamas valdymo kampu arba tiristoriaus šaudymo kampu.

Dauguma platus pritaikymas galios elektroniniuose įrenginiuose buvo gautas tiristorių fazės (4 pav., a, b) ir impulsų pločio valdymas (4 pav., c).

Ryžiai. 5. Apkrovos įtampos tipas: a) - tiristoriaus fazės valdymas; b) - tiristoriaus fazinis valdymas su priverstiniu perjungimu; c) - tiristoriaus impulso pločio valdymas

Tiristoriaus valdymo su priverstiniu perjungimu faziniu metodu apkrovos srovė gali būti reguliuojama tiek keičiant kampą α, tiek kampą θ. Dirbtinis perjungimas atliekamas naudojant specialius mazgus arba naudojant visiškai valdomus (užrakintus) tiristorius.

Impulso pločio valdymu (impulso pločio moduliacija – PWM) tiristoriams per Tocr laiką perduodamas valdymo signalas, jie yra atviri, o apkrovai – įtampa Un. Uždarymo metu nėra valdymo signalo, o tiristoriai yra nelaidžios būsenos. Efektyvi srovės vertė apkrovoje

kur In.m. - apkrovos srovė, kai Tuždaryta = 0.

Srovės kreivė apkrovoje tiristorių fazinio valdymo metu yra nesinusinė, todėl iškreipiama tinklo įtampos bangos forma ir sutrinka aukšto dažnio trikdžiams jautrių vartotojų veikimas – atsiranda vadinamasis elektromagnetinis nesuderinamumas.

Rakinami tiristoriai

Tiristoriai yra galingiausi elektroniniai jungikliai, naudojami aukštos įtampos ir didelės srovės (didelės srovės) grandinėms perjungti. Tačiau jie turi reikšmingas trūkumas- nepilnas valdomumas, pasireiškiantis tuo, kad norint juos išjungti, būtina sudaryti sąlygas nuolatinei srovei sumažinti iki nulio. Tai daugeliu atvejų riboja ir apsunkina tiristorių naudojimą.

Siekiant pašalinti šį trūkumą, buvo sukurti tiristoriai, kurie yra valdomi signalu išilgai valdymo elektrodo G. Tokie tiristoriai vadinami vartų išjungimo tiristoriais (GTO) arba dviejų veikimo.

Rakinami tiristoriai (CT) yra keturių sluoksnių p-p-p-p struktūra, tačiau tuo pat metu turi nemažai reikšmingų dizaino elementai, suteikiant jiems iš esmės skirtingą nuo tradicinių tiristorių – visiško valdymo savybę. Statinė tiristorių I-V charakteristika į priekį yra identiška įprastų tiristorių I-V charakteristikai. Tačiau išjungiamas tiristorius paprastai negali blokuoti didelės atvirkštinės įtampos ir dažnai yra prijungtas prie diodo. Be to, užrakinamiems tiristoriams būdingi dideli įtampos kritimai. Norint išjungti rakinamą tiristorių, reikia į valdymo elektrodo grandinę nukreipti galingą neigiamos srovės impulsą (maždaug 1:5 tiesioginio išjungimo srovės vertės atžvilgiu), bet trumpalaikį (10-100). μs).

Rakinamieji tiristoriai taip pat turi mažesnes ribines įtampas ir sroves (apie 20-30%), lyginant su įprastais tiristoriais.

Pagrindiniai tiristorių tipai

Be užrakinamų tiristorių, sukurtas platus įvairių tipų tiristorių asortimentas, besiskiriantis greičiu, valdymo procesais, srovių kryptimi laidžioje būsenoje ir kt. Tarp jų reikėtų atkreipti dėmesį į šiuos tipus:

tiristorius-diodas, kuris prilygsta tiristoriui su nugarine diodu (6.12 pav., a);
diodinis tiristorius (dinistorius), kuris pereina į laidžiąją būseną, kai tarp A ir C taikomas tam tikras įtampos lygis (6 pav., b);
rakinamas tiristorius (6.12 pav., c);
simetrinis tiristorius arba triakas, kuris prilygsta dviems vienas kito tiristorius (6.12 pav., d);
didelės spartos inverterinis tiristorius (išsijungimo laikas 5-50 µs);
tiristorius su lauko valdymu ant valdymo elektrodo, pavyzdžiui, remiantis MOSFET ir tiristoriaus deriniu;
optotiristorius, valdomas šviesos srautu.

Ryžiai. 6. Tradicinis tiristorių grafinis žymėjimas: a) - tiristorius-diodas; b) - diodinis tiristorius (dinistorius); c) - rakinamas tiristorius; d) - triac

Tiristoriaus apsauga

Tiristoriai yra įtaisai, svarbūs nukreipiant srovės greitį diA/dt ir tiesioginę įtampą duAC/dt. Tiristoriai, kaip ir diodai, turi atvirkštinio atkūrimo srovės srauto reiškinį, kurio staigus kritimas iki nulio padidina didelių duAC/dt viršįtampių tikimybę. Tokie viršįtampiai atsiranda dėl staigaus srovės nutrūkimo indukciniuose grandinės elementuose, įskaitant mažus laidų induktyvumus. Todėl tiristorių apsaugai dažniausiai naudojamos įvairios TFTC grandinės, kurios dinaminiais režimais apsaugo nuo nepriimtinų diA / dt ir duAC / dt dydžių.

Daugeliu atvejų į įtraukto tiristoriaus grandinę įtrauktų įtampos šaltinių vidinė indukcinė varža pasirodo esanti pakankama, kad nebūtų įvestas papildomas induktyvumas LS. Todėl praktikoje dažniau prireikia CFTS, kurie sumažina viršįtampių lygį ir greitį išjungimo metu (7 pav.).

Ryžiai. 7. Tipinė tiristoriaus apsaugos grandinė

Tam dažniausiai naudojamos RC grandinės, jungiamos lygiagrečiai su tiristoriumi. Yra įvairių RC grandinių grandinių modifikacijų ir jų parametrų skaičiavimo metodų skirtingos sąlygos tiristorių naudojimas.

Rakinamiems tiristoriams naudojamos perjungimo trajektorijos formavimo grandinės, panašios į CFTP tranzistorius.

♠ Tiristoriaus valdymo sistema kintamosios srovės ir pulsuojančios srovės grandinėse naudoja begalinę valdymo impulsų seriją, sinchronizuotą su tinklu, ir atlieka valdymo impulsų fazių poslinkį, palyginti su tinklo įtampa, einančia per nulį.
Specialiu prietaisu generuojamas valdymo impulsas tiekiamas į valdymo elektrodo perėjimą – tiristoriaus katodą, kuris jungia elektros tinklasį krovinį.
Išanalizuokime tokios sistemos veikimą pagal temperatūros reguliatoriaus pavyzdį elektrinio lituoklio antgaliui, kurio galia iki 100 vatų ir 220 voltų . Šio įrenginio schema parodyta ryžiai 1.

♠ AC elektrinis lituoklio temperatūros reguliatorius 220 voltų, susideda iš įjungto diodinio tiltelio KTS405A, tiristorius KU202N, zenerio diodas, valdymo impulsų formavimo mazgas.
Tilto pagalba kintamoji įtampa paverčiama pulsuojančia įtampa (Max = 310 V) teigiamas poliškumas (T1 taškas).

Formavimo padalinį sudaro:
- zenerio diodas, sudaro trapecijos formos įtampą kiekvienam pusciklui (T2 taškas);
- laikina įkrovimo-iškrovimo grandinė R2, R3, C;
- dinistoriaus analogas Tr1, Tr2.

Su rezistoriumi R4 tiristoriaus paleidimui pašalinama impulsinė įtampa (4 punktas).

Diagramose (2 pav.) parodo įtempių formavimosi procesą taškuose T1 - T5 kai pasikeičia kintamasis rezistoriusR2 nuo nulio iki maksimumo.

Per rezistorių R1 pulsuojanti tinklo įtampa tiekiama į zenerio diodą KS510.
Ant zenerio diodo susidaro trapecinė 10 voltų įtampa (T2 taškas). Ji apibrėžia reguliavimo skyriaus pradžią ir pabaigą.

♠ Laiko grandinės parinktys (R2, R3, C) parenkami taip, kad per vieną pusę ciklo kondensatorius NUO buvo pilnai įkrautas.
Prasidėjus tinklo įtampos perėjimui Uc per nulį, atsiradus trapecijos įtampai, kondensatoriaus įtampa pradeda augti NUO. Pasiekus kondensatoriaus įtampą JK \u003d 10 voltų, prasilaužia tiristoriaus analogas (Tr1, Tr2). Kondensatorius NUO per analogą išleidžiamas į rezistorių R4 ir, lygiagrečiai su ja, perėjimas Ue - K tiristorius (T3 taškas) ir įjungia tiristorių.
Tiristorius KU202 perduoda pagrindinę apkrovos srovę per grandinę: tinklas - KTS405 - lituoklio spiralė - anodas - tiristoriaus katodas - KTS405 - saugiklis - tinklas.
Rezistoriai R5-R6 tarnauja stabiliam įrenginio veikimui.

♠ Valdymo mazgo paleidimas automatiškai sinchronizuojamas su įtampa Uc tinklus.
Zenerio diodas gali būti D814V,G,D. arba KS510, KS210 dėl įtampos 9-12 voltų.
Kintamasis rezistorius R2 - 47 - 56 Kom galia ne mažesnė kaip 0,5 vato.
Kondensatorius C – 0,15–0,22 uF, ne daugiau.
Rezistorius R1- pageidautina rinkti iš trijų rezistorių iki 8.2 Kom, du vatai, kad labai neįkaistų.
tranzistoriai Tr1, Tr2 – poros KT814A, KT815A; KT503A, KT502A ir kt.

♠ Jei reguliuojama galia neviršija 100 vatų, galite naudoti tiristorių be radiatoriaus. Jei apkrovos galia daugiau nei 100 vatų reikalingas radiatorius 10 - 20 kv.cm.
♠ Taikant šį impulsinės fazės metodą, tiristoriaus paleidimo impulsas generuojamas per visą pusę ciklo.
Tie. galia reguliuojama beveik nuo nulio iki 100%, tuo pačiu reguliuojant fazės kampą nuo a=0 iki a=180 laipsnių.
Diagramose 5 punktas parodo apkrovos įtempių formas pasirinktais fazės kampais: a = 160, a = 116, a = 85, a = 18 laipsnių.
Su verte a = 160 laipsnių, tiristorius uždaromas beveik per pusę ciklo tinklo įtampa(Apkrovos galia labai maža).
Su verte a = 18 laipsnių, tiristorius yra atidarytas beveik visą pusciklo laiką (galia apkrovoje yra beveik 100% ).
Diagramose į 4 punktas atidarant tiristorių, kartu su paleidimo impulsu, pridedamas įtampos kritimas per atvirą tiristorių ( Aukštyn diagramoje 4 punkte).

Visi parodyti įtempių diagramos taškais T1 - T5, taško atžvilgiu T6 galima apžiūrėti osciloskopu.

Tiristorius kintamosios srovės grandinėje. fazinis metodas.

♦ Yra žinoma, kad elektros srovė buityje ir pramoninis tinklas keičiasi sinusiškai. Kintamosios elektros srovės dažnio forma 50 hercų, pristatytas 1 paveikslas a).

Per vieną laikotarpį, ciklą, įtampa keičia savo vertę: 0 → (+Umax) → 0 → (-Umax) → 0 .
Jeigu įsivaizduotume paprasčiausią kintamosios srovės generatorių (1b pav.) su viena polių pora, kur gavus sinusinę kintamąją srovę nustatomas rotoriaus rėmo sukimasis vienu apsisukimu, tada kiekviena rotoriaus padėtis tam tikru periodo laiku atitinka tam tikrą išėjimo įtampos kiekį.

Arba kiekviena periodinės sinusinės įtampos vertė atitinka tam tikrą kampą α rėmo pasukimas. Fazės kampas α , yra kampas, nustatantis periodiškai kintančio dydžio vertę tam tikru metu.

Fazės kampo momentu:

α = 0° Įtampa U=0;
α = 90°Įtampa U = +Umaks;
α=180°Įtampa U=0;
α = 270°Įtampa U = - Umaks;
α = 360°Įtampa U = 0.

♦ Įtampos reguliavimas tiristoriumi kintamosios srovės grandinėse tiesiog naudoja šias sinusinės kintamosios srovės savybes.
Kaip minėta anksčiau straipsnyje "": tiristorius yra puslaidininkinis įtaisas, veikiantis pagal valdomo elektrinio vožtuvo dėsnį. Jis turi dvi stabilias būsenas. Tam tikromis sąlygomis gali būti laidus (atviras) ir nelaidžią būseną (uždaryta).
♦ Tiristorius turi katodą, anodą ir valdymo elektrodą. Galima pakeisti valdymo elektrodą elektros būklė tiristorius, tai yra, pakeisti elektriniai parametrai vožtuvas.
Tiristorius gali perduoti elektros srovę tik viena kryptimi - nuo anodo iki katodo (triakas perduoda srovę abiem kryptimis).
Todėl, kad tiristorius veiktų, kintamoji srovė turi būti paversta (ištaisyta naudojant diodinį tiltelį) į pulsuojančią teigiamo poliškumo įtampą, kurios įtampa kerta nulį, kaip 2 pav.

♦ Tiristoriaus valdymo būdas yra užtikrinti, kad tuo metu t(pusinio ciklo metu Mes) per perėjimą Ue - K, praėjo perjungimo srovė Jonas tiristorius.

Nuo šio momento pagrindinio katodo-anodo srovė teka per tiristorių iki kito pusės ciklo perėjimo per nulį, kai tiristorius užsidaro.
Įsiveržimo srovė Jonas tiristorių galima gauti įvairiais būdais.
1. Dėl tekančios srovės: + U - R1 - R2 - Ue - K - -U (schemoje, 3 pav.) .
2. Iš atskiro mazgo valdymo impulsų formavimui ir jų tiekimui tarp valdymo elektrodo ir katodo.

♦ Pirmuoju atveju vartų srovė teka per sandūrą Ue - K, palaipsniui didėja (didėja esant įtampai Mes), kol pasieks vertę Jonas. Atsidarys tiristorius.

fazinis metodas.

♦ Antruoju atveju susiformavo m specialus prietaisas, perėjimui tinkamu metu taikomas trumpas impulsas Ue - K, nuo kurio atsidaro tiristorius.

Šis tiristoriaus valdymo tipas vadinamas impulsų fazės metodas .
Abiem atvejais srovė, kuri kontroliuoja tiristoriaus įjungimą, turi būti sinchronizuota su tinklo įtampos Uc perėjimo per nulį pradžia.
Valdymo elektrodo veikimas sumažinamas iki tiristoriaus įjungimo momento valdymo.

Tiristoriaus valdymo fazinis metodas.

♦ Išbandykime paprastą tiristoriaus reguliatoriaus pavyzdį (schema toliau). pav.3) išardyti tiristoriaus veikimo kintamosios srovės grandinėje ypatybes.

Po lygintuvo tiltelio įtampa yra pulsuojanti įtampa, besikeičianti forma:
0 → (+Umax) → 0 → (+Umax) → 0, kaip parodyta 2 pav.

♦ Tiristoriaus valdymo pradžia yra tokia.
Didėjant tinklo įtampai Mes, nuo to momento, kai įtampa pereina per nulį, valdymo elektrodo grandinėje atsiranda valdymo srovė Iup palei grandinę:
+ U - R1 - R2 - Ue - K - -U.
Didėjant įtampai Mes padidėja ir valdymo srovė Iup(valdymo elektrodas – katodas).

Kai valdymo elektrodo srovė pasiekia vertę Jonas, tiristorius įsijungia (atsidaro) ir uždaro taškus +U ir -U diagramoje.

Atviro tiristoriaus (anodo - katodo) įtampos kritimas yra 1,5 – 2,0 voltų. Vartų srovė nukris beveik iki nulio, o tiristorius išliks laidus iki įtampos Mes tinklas nenukris iki nulio.
Įjungus naują tinklo įtampos pusės ciklą, viskas kartosis nuo pradžių.

♦ Grandine teka tik apkrovos srovė, ty srovė per lemputę L1 išilgai grandinės:
Us - saugiklis - diodinis tiltelis - anodas - tiristoriaus katodas - diodinis tiltelis - lemputė L1 - Us.
Lemputė bus užsidegti su kiekvienu tinklo įtampos pusės ciklu ir užgęsta, kai įtampa pereina per nulį.

Atlikime nedidelį pavyzdinį skaičiavimą pav.3. Elementų duomenis naudojame kaip diagramoje.
Pagal tiristoriaus vadovą KU202N gaminant srovę Jonas = 100 mA. Tiesą sakant, jis yra daug mažesnis ir yra 10–20 mA, priklausomai nuo atvejo.
Paimkite pavyzdį Jonas = 10 mA .
Įjungimo momento valdymas (ryškumo reguliavimas) vyksta keičiant reikšmę kintamasis pasipriešinimas rezistorius R1. Skirtingoms rezistorių reikšmėms R1, bus skirtingos tiristoriaus gedimo įtampos. Tokiu atveju tiristoriaus įjungimo momentas skirsis:

1. R1 = 0, R2 = 2,0 Kom. Uon \u003d Jonas x (R1 + R2) \u003d 10 x (0 + 2 \u003d 20 voltų.
2. R1 = 14,0 kΩ, R2 = 2,0 kΩ Įjungta \u003d Jonas x (R1 + R2) \u003d 10 x (13 + 2) \u003d 150 voltų.
3. R1 = 19,0 Kom, R2 = 2,0 Kom. Įjungta \u003d Jonas x (R1 + R2) \u003d 10 x (18 + 2) \u003d 200 voltų.
4. R1 = 29,0 Kom, R2 = 2,0 Kom. Įjungta \u003d Jonas x (R1 + R2) \u003d 10 x (28 + 2) \u003d 300 voltų.
5. R1 = 30,0 Kom, R2 = 2,0 Kom. Įjungta \u003d Jonas x (R1 + R2) \u003d 10 x (308 + 2) \u003d 310 voltų.

Fazės kampas α skiriasi nuo a = 10, iki a = 90 laipsnių.
Šių skaičiavimų rezultato pavyzdys parodytas ryžių. keturi.

♦ Tamsinta sinusoido dalis atitinka apkrovos išsklaidytą galią.
Galios valdymas faziniu metodu, galimas tik siaurame valdymo kampo diapazone nuo a = 10° iki a = 90°.
Tai yra viduje nuo 90% iki 50% galia tiekiama kroviniui.

Reguliavimo pradžia nuo fazinio kampo a = 10 laipsnių paaiškinama tuo, kad laiko momentu t=0 – t=1, srovė valdymo elektrodo grandinėje dar nepasiekė vertės Jonas(Uc nepasiekė 20 voltų).

Visos šios sąlygos yra įmanomos, jei grandinėje nėra kondensatoriaus NUO.
Jei įdėsite kondensatorių NUO(2 pav. diagramoje) įtampos reguliavimo diapazonas (fazės kampas) pasislinks į dešinę kaip pav.5.

Taip yra dėl to, kad iš pradžių (t = 0 – t = 1), visa srovė eina kondensatoriui įkrauti NUO, įtampa tarp tiristoriaus Ue ir K yra lygi nuliui ir jis negali įsijungti.

Kai tik kondensatorius bus įkrautas, srovė eis per valdymo elektrodą - katodą, tiristorius įsijungs.

Reguliavimo kampas priklauso nuo kondensatoriaus talpos ir pasislenka apytiksliai nuo a = 30 iki a = 120 laipsnių (su kondensatoriaus talpa 50uF). Kaip patikrinti tiristorių?

Savo tinklaraštyje paskelbiau informacinį biuletenį, skirtą nemokamų pamokų tema:.
Šiose pamokose populiaria forma stengiausi kuo paprasčiau paaiškinti tiristoriaus veikimo esmę: kaip jis veikia, kaip veikia nuolatinės ir kintamosios srovės grandinėje. Jis paminėjo daugybę tiristorių ir dinistorių veikimo grandinių.

Šioje pamokoje, prenumeratorių prašymu, pateikiu keletą pavyzdžių tiristoriaus vientisumo patikrinimas.

Kaip patikrinti tiristorių?

Preliminarus tiristoriaus patikrinimas atliekamas naudojant omometro testeris arba skaitmeninis multimetras.
DMM jungiklis turi būti diodo bandymo padėtyje.
Tiristorių perėjimai tikrinami naudojant ommetrą arba multimetrą: valdymo elektrodas – katodas ir perėjimas anodas - katodas.
Tiristoriaus perėjimo varža, valdymo elektrodas – katodas, turi būti viduje 50-500 omų.
Kiekvienu atveju šio pasipriešinimo vertė turi būti maždaug vienoda atliekant tiesioginius ir atvirkštinius matavimus. Kuo didesnė šios varžos vertė, tuo jautresnis tiristorius.
Kitaip tariant, valdymo elektrodo srovės vertė, kuria tiristorius pereina iš uždaros būsenos į atvirą būseną, bus mažesnė.
Geram tiristoriui anodo-katodo perėjimo varžos vertė, atliekant tiesioginius ir atvirkštinius matavimus, turi būti labai didelė, tai yra, ji turi „begalinę“ vertę.
Teigiamas šio preliminaraus patikrinimo rezultatas dar nieko nereiškia.
Jei tiristorius jau buvo kažkur grandinėje, jis gali turėti "perdegusią" anodo-katodo jungtį. Šio tiristoriaus gedimo negalima nustatyti naudojant multimetrą.

Pagrindinis tiristoriaus bandymas turi būti atliktas naudojant papildomus maitinimo šaltinius. Tokiu atveju tiristoriaus veikimas yra visiškai patikrintas.
Tiristorius pereis į atvirą būseną, jei per perėjimą praeis trumpalaikis srovės impulsas, katodas - valdymo elektrodas, kurio pakanka tiristoriaus atidarymui.

Šią srovę galima gauti dviem būdais:
1. Naudokite pagrindinį maitinimo šaltinį ir rezistorių R, kaip parodyta 1 paveiksle.
2. Naudokite papildomą valdymo įtampos šaltinį, kaip parodyta 2 pav.

Apsvarstykite tiristoriaus bandymo grandinę 1 paveiksle.
Galite padaryti nedidelę bandomąją lentą, ant kurios uždėsite laidus, indikatoriaus lemputę ir perjungimo mygtukus.

Patikrinkime tiristorių, kai grandinė maitinama nuolatine srove.

Kaip atsparumą apkrovai ir vizualinį tiristoriaus veikimo indikatorių naudojame mažos galios atitinkamos įtampos lemputę.
Rezistoriaus vertė R parenkamas taip, kad srovės, tekančios per valdymo elektrodą – katodą, pakaktų tiristoriui įjungti.
Tiristoriaus valdymo srovė praeis per grandinę: pliusas (+) - uždarytas mygtukas Kn1 - uždarytas mygtukas Kn2 - rezistorius R - valdymo elektrodas - katodas - minusas (-).
Tiristoriaus valdymo srovė KU202 pagal žinyną yra 0,1 ampero. Realiai tiristoriaus įjungimo srovė yra kažkur tarp 20 - 50 miliamperų ir net mažiau. Paimkime 20 miliamperų arba 0,02 amperų.
Pagrindinis maitinimo šaltinis gali būti bet koks lygintuvas, baterija arba akumuliatorių blokas.
Įtampa gali būti nuo 5 iki 25 voltų.
Nustatykite rezistoriaus varžą R.
Apskaičiuokite maitinimo šaltinį U = 12 voltų.
R = U: I \u003d 12 V: 0,02 A = 600 omų.
Kur: U – maitinimo šaltinio įtampa; I yra srovė valdymo elektrodo grandinėje.

Rezistoriaus R vertė bus lygi 600 omų.
Jei šaltinio įtampa yra, pavyzdžiui, 24 voltai, tada R = atitinkamai 1200 omų.

1 paveiksle pateikta grandinė veikia taip.

Pradinėje būsenoje tiristorius yra uždarytas, elektros lempa nedega. Grandinė gali būti tokioje būsenoje tiek, kiek norite. Paspauskite mygtuką Kn2 ir atleiskite. Valdymo srovės impulsas praeis per valdymo elektrodo grandinę. Atsidarys tiristorius. Lempa degs, net jei valdymo elektrodo grandinė yra nutrūkusi.
Paspauskite ir atleiskite mygtuką Kn1. Apkrovos srovės, einančios per tiristorių, grandinė nutrūks ir tiristorius užsidarys. Grandinė grįš į pradinę būseną.

Patikrinkime tiristoriaus veikimą kintamosios srovės grandinėje.

Vietoj šaltinio nuolatinė įtampa U įjunkite kintamą 12 voltų įtampą iš bet kurio transformatoriaus (2 pav.).

Pradinėje būsenoje lempa neužsidega.
Paspauskite mygtuką Kn2. Paspaudus mygtuką užsidega lemputė. Paspaudus mygtuką, jis užgęsta.
Tuo pačiu metu lemputė dega „iki grindų – švyti“. Taip yra todėl, kad tiristorius praleidžia tik teigiamą kintamos įtampos pusbangį.
Jei vietoj tiristoriaus patikrinsime triacą, pavyzdžiui, KU208, tada lemputė degs visu karščiu. Triakas praeina abi kintamosios įtampos pusbanges.

Kaip patikrinti tiristorių iš atskiro valdymo įtampos šaltinio?

Grįžkime prie pirmosios tiristoriaus bandymo grandinės, nuo pastovios įtampos šaltinio, bet šiek tiek ją modifikuojant.

Mes žiūrime į skaičių 3.

Šioje grandinėje vartų srovė tiekiama iš atskiro šaltinio. Kadangi galima naudoti išsikrovusią bateriją.
Trumpai paspaudus mygtuką Kn2, lemputė užsidegs taip pat, kaip ir 1 pav. Valdymo elektrodo srovė turi būti ne mažesnė kaip 15 - 20 miliamperų. Tiristorius užrakinamas, taip pat paspaudus mygtuką Kn1.

4. 4 pamoka – „Tiristorius kintamosios srovės grandinėje. Impulsinės fazės metodas "

5. 5 pamoka – "Tiristoriaus reguliatorius įkroviklyje"

Šiose pamokose paprasta ir patogia forma pateikiama pagrindinė informacija apie puslaidininkinius įtaisus: dinistorius ir tiristorius.

Kas yra dinistorius ir tiristorius, tiristorių tipai ir jų voltų amperų charakteristikos, dinistorių ir tiristorių veikimas nuolatinės ir kintamosios srovės grandinėse, dinistoriaus ir tiristoriaus tranzistorių analogai.

Taip pat, kaip kontroliuoti elektros energija kintamosios srovės, fazės ir impulsinės fazės metodai.

Kiekvieną teorinę medžiagą patvirtina praktiniai pavyzdžiai.
Pateikiamos veikimo schemos: relaksacinis osciliatorius ir fiksuotas mygtukas, realizuotas ant dinisto ir jo tranzistoriaus analogo; apsaugos grandinė trumpas sujungimasįtampos stabilizatoriuje ir daug daugiau.

Ypač įdomi vairuotojams schema įkroviklis 12 voltų akumuliatoriui ant tiristorių.
Pateikiamos įtampos formos diagramos veikiančių valdymo prietaisų darbo taškuose. kintamoji įtampa su fazės ir impulsinės fazės metodais.

Norėdami gauti šias nemokamas pamokas, užsiprenumeruokite naujienlaiškį, užpildykite prenumeratos formą ir spustelėkite mygtuką „Prenumeruoti“.

Tiristoriaus veikimo principas

Tiristorius yra galios elektrinis raktas, valdomas ne šimtu procentų. Todėl retkarčiais techninėje literatūroje jis vadinamas vieno veikimo tiristorius, kuris valdymo signalu gali būti perkeltas tik į laidžiąją būseną, tai yra, įjungiamas. Norint jį išjungti (veikiant pastovia srove), reikia imtis specialių priemonių, kad nuolatinė srovė nukristų iki nulio.

Tiristoriaus raktas gali vesti srovę tik viena kryptimi, o uždaroje būsenoje jis gali atlaikyti tiek tiesioginę, tiek atvirkštinę įtampą.

Tiristorius turi keturių sluoksnių p-n-p-n struktūrą su 3 laidais: anodu (A), katodu (C) ir valdymo elektrodu (G), kuris parodytas fig. vienas

Ryžiai. 1. Įprastas tiristorius: a) - įprastas grafinis žymėjimas; b) - srovės-įtampos linija.

Ant pav. 1b parodyta statinių IV – V charakteristikų šeima skirtingos reikšmės valdyti srovę iG. Didžiausia tiesioginė įtampa, kurią tiristorius gali atlaikyti jo neįjungęs, turi didžiausias reikšmes esant iG = 0. Didėjant srovei iG, mažėja tiesioginė įtampa, kurią gali atlaikyti tiristorius. II atšaka atitinka įjungtą tiristoriaus būseną, I šaka – išjungtą, o III atšaka – įjungimo procesą. Laikymo srovė arba laikymo srovė yra lygi mažai leistinai tiesioginės srovės iA vertei, kuriai esant tiristorius lieka laidžioje būsenoje. Ši vertė taip pat atitinka mažai tikėtiną tiesioginės įtampos kritimo per įtrauktą tiristorių vertę.

Tiristoriai yra stipresni elektros jungikliai, galintys perjungti grandines, kurių įtampa iki 5 kV ir srovės iki 5 kA, esant mažesniam nei 1 kHz dažniui.

Tiristorių konstrukcija parodyta fig. 2.

Ryžiai. 2. Tiristorių korpusų konstrukcija: a) - planšetė; b) - kaištis

Tiristorius nuolatinės srovės grandinėje

Įprasto tiristoriaus įtraukimas atliekamas į valdymo grandinę įvedant teigiamo poliškumo, katodo atžvilgiu, srovės impulsą.Įjungto pereinamojo laikotarpio trukmei didelę įtaką daro apkrovos pobūdis (aktyvus, indukcinis ir kt.), valdymo srovės impulso iG amplitudė ir didėjimo greitis, tiristoriaus puslaidininkinės struktūros temperatūra, taikoma įtampa ir apkrovos srovė. Grandinėje, kurioje yra tiristorius, neturėtų atsirasti nepriimtinos tiesioginės įtampos didėjimo greičio duAC/dt reikšmės, kurioms esant, nesant iG valdymo signalo ir srovės kilimo greičio diA/dt gali įvykti savaiminis tiristoriaus įsijungimas. . Tuo pačiu metu valdymo signalo statumas turi būti didžiausias.

Tarp tiristorių išjungimo būdų įprasta atskirti natūralų išjungimą (arba natūralų išjungimą) ir priverstinį išjungimą (arba dirbtinį išjungimą). Natūralus perjungimas įvyksta veikiant tiristorių kintamosios srovės grandinėse tuo metu, kai srovė nukrenta iki nulio.

Priverstinio perjungimo būdai yra labai įvairūs. Labiau būdingi tokie: prijungimas anksčiau įkrautam kondensatoriui C su klavišu S (3 pav., a); LC grandinės sujungimas su anksčiau įkrautu kondensatoriumi CK (3b pav.); pereinamojo proceso svyruojančio pobūdžio įvedimas apkrovos grandinėje (3 pav., c).

Ryžiai. 3. Dirbtinio tiristorių perjungimo būdai: a) - įkrauto kondensatoriaus C pagalba; b) - naudojant LC grandinės svyruojančią iškrovą; c) - dėl svyruojančio apkrovos pobūdžio

Perjungiant pagal schemą pav. 3, o prijungus perjungimo kondensatorių su atvirkštiniu poliškumu, pavyzdžiui, kitą pagalbinį tiristorių, jis išsikraus į laidųjį pagrindinį tiristorių. Kadangi kondensatoriaus iškrovos srovė yra nukreipta priešingai nei tiristoriaus nuolatinė srovė, pastaroji nukrenta iki nulio ir tiristorius išsijungia.

Diagramoje pav. 3b, LC grandinės prijungimas sukelia svyruojančią perjungimo kondensatoriaus Sk iškrovą. Visa tai iš pradžių iškrovos srovė teka per tiristorių priešinga jo nuolatinei srovei, o kai jie tampa lygūs, tiristorius išsijungia. Be to, LC grandinės srovė eina iš tiristoriaus VS į diodą VD. Kol grandinės srovė teka per diodą VD, tiristoriui VS bus taikoma atvirkštinė įtampa, lygi įtampos kritimui per atvirą diodą.

Diagramoje pav. 3, įjungus VS tiristorių į visa apimančią RLC apkrovą, sukels pereinamąjį įvykį. Esant tam tikriems apkrovos parametrams, šis procesas gali būti svyruojantis, atsižvelgiant į apkrovos srovės poliškumo konfigūraciją. Tokiu atveju, išjungus tiristorių VS, įjungiamas VD diodas, kuris pradeda vesti atvirkštinio poliškumo srovę. Šis perjungimo būdas kartais vadinamas beveik natūraliu, nes jis yra susijęs su apkrovos srovės poliškumo konfigūracija.

Tiristorius kintamosios srovės grandinėje

Kai tiristorius yra prijungtas prie kintamosios srovės grandinės, galima atlikti šias operacijas:

Elektroninės grandinės įjungimas ir išjungimas su aktyvia ir aktyvia-reaktyvia apkrova;

apkrovos srovės vidutinių ir efektyvių verčių pokytis dėl to, kad galima reguliuoti valdymo signalo momentą.

Kadangi tiristoriaus raktas gali vesti elektroninę srovę tik viena kryptimi, tai naudojant tiristorius ant kintamosios srovės, naudojamas jų antilygiagretusis ryšys (4 pav., a).

Ryžiai. 4. Tiristorių (a) ir srovės formos perjungimas esant aktyviajai apkrovai (b)

Vidutinės ir efektyvios srovės reikšmės skiriasi dėl momento konfigūracijos, kai į tiristorius VS1 ir VS2 perduodami atidarymo signalai, t.y. dėl kampo konfigūracijos ir (4b pav.). Šio kampo reikšmės tiristoriams VS1 ir VS2 reguliuojant iš karto pasikeičia valdymo sistemos pagalba. Kampas vadinamas valdymo kampu arba tiristoriaus šaudymo kampu.

Platesnis naudojimas galioje elektros aparatai gauta fazė (4 pav., a, b) ir impulsų pločio tiristoriaus valdymas(4c pav.).

Ryžiai. 5. Apkrovos įtampos tipas: a) - tiristoriaus fazės valdymas; b) - tiristoriaus fazinis valdymas su priverstiniu perjungimu; c) - tiristoriaus impulso pločio valdymas

Su faziniu būdu valdant tiristorių su priverstiniu perjungimu apkrovos srovės reguliavimas gali būti tiek dėl kampo konfigūracijosα ir kampas θ . Dirbtinis perjungimas atliekamas naudojant specialius mazgus arba naudojant 100% valdomus (rakinamus) tiristorius.

Su impulso pločio valdymu (impulso pločio moduliacija – PWM) per laiką Tocr į tiristorius perduodamas valdymo signalas, jie yra atviri, o apkrovai taikoma Un įtampa. Uždarymo metu nėra valdymo signalo, o tiristoriai yra nelaidžios būsenos. Efektyvi srovės vertė apkrovoje

kur In.m. – apkrovos srovė, kai Tuždaryta = 0.

Srovės kreivė apkrovoje, valdant tiristorių fazinį valdymą, yra nesinusinė, todėl iškraipoma tinklo įtampos bangos forma ir sutrinka dažnio trikdžiams jautrių vartotojų darbas – atsiranda vadinamasis elektrinis nesuderinamumas.

Rakinami tiristoriai

Tiristoriai yra stipresni elektros jungikliai, naudojami aukštos įtampos ir didelės srovės (didelės srovės) grandinėms perjungti. Tačiau jie turi reikšmingą trūkumą - nepilną manevringumą, kuris pasireiškia tuo, kad norint juos išjungti, būtina sudaryti sąlygas nuolatinei srovei sumažinti iki nulio. Tai beveik visais atvejais riboja ir apsunkina tiristorių įgyvendinimą.

Siekiant pašalinti šį trūkumą, buvo sukurti tiristoriai, kurie užrakinami signalu išilgai valdymo elektrodo G. Tokie tiristoriai vadinami užrakinamais (GTO – Gate turn-off thyristor) arba dviejų veikimo.

Rakinami tiristoriai(ST) turi keturių sluoksnių p-p-p-p struktūrą, tačiau tuo pat metu jie turi keletą reikšmingų dizaino ypatybių, kurios suteikia jiems savybę, kuri iš esmės skiriasi nuo įprastų tiristorių - visiško manevringumo savybę. Statinė tiristorių I-V charakteristika į priekį yra panaši į paprastų tiristorių I-V charakteristikas. Tačiau užrakinamas tiristorius paprastai negali blokuoti didžiulių atvirkštinių įtampų ir dažnai yra prijungtas prie lygiagrečiai sujungto diodo. Be to, užrakinamiems tiristoriams būdingi dideli tiesioginės įtampos kritimai. Norint išjungti rakinamą tiristorių, reikia į valdymo elektrodo grandinę nukreipti galingą neigiamą srovės impulsą (maždaug 1:5 tiesioginio išjungimo srovės vertės atžvilgiu), bet trumpalaikį (10-100). μs).

Rakinamieji tiristoriai taip pat turi žemesnes ribines įtampas ir sroves (apie 20-30%), lyginant su įprastais tiristoriais.

Pagrindiniai tiristorių tipai

Neįskaitant rakinamų tiristorių buvo sukurtas platus įvairių tipų tiristorių asortimentas, besiskiriantis greičiu, valdymo procesais, srovių kryptimi laidžioje būsenoje ir tt Tarp jų būtina pabrėžti šiuos tipus:

tiristorius-diodas, kuris prilygsta tiristoriui su nugarine diodu (6.12 pav., a);

diodinis tiristorius (dinistorius), virsta laidžiąja būsena, kai tarp A ir C taikomas tam tikras įtampos lygis (6 pav., b);

rakinamas tiristorius(6.12 pav., c);

simetriškas tiristorius arba triacas, kuris prilygsta dviem tiristoriams vienas nuo kito (6.12 pav., d);

greitas inverteris tiristorius(išjungimo laikas 5-50 µs);

tiristorius su lauko valdymu ant valdymo elektrodo, pavyzdžiui, remiantis MOS tranzistoriaus su tiristoriumi sudėtimi;

optotiristorius, valdomas šviesos srautu.

Ryžiai. 6. Tradicinis tiristorių grafinis žymėjimas: a) - tiristorius-diodas; b) - diodinis tiristorius (dinistorius); c) - rakinamas tiristorius; d) - triac

Tiristoriaus apsauga

Tiristoriai yra labai svarbūs tiesioginės srovės sukimosi greičiui diA/dt ir tiesioginei įtampai duAC/dt. Tiristoriams, kaip ir diodams, būdingas atvirkštinio atkūrimo srovės srauto reiškinys, staigus kritimas iki nulio pablogina viršįtampių, kurių duAC / dt vertė yra didžiausia, galimybę. Tokie viršįtampiai atsiranda dėl staigaus srovės nutrūkimo indukciniuose grandinės elementuose, įskaitant mažus laidų induktyvumus. Todėl, norėdami apsaugoti tiristorius, jie dažniausiai naudoja skirtingas TFTP grandines, kurios dinaminiais režimais apsaugo nuo nepriimtinų diA / dt ir duAC / dt reikšmių.

Beveik visada į įtraukto tiristoriaus grandinę įtrauktų įtampos šaltinių vidinė indukcinė varža pasirodo esanti pakankama, kad nebūtų įvestas papildomas induktyvumas LS. Todėl praktikoje dažniau prireikia CFTS, kurie sumažina viršįtampių lygį ir greitį išjungimo metu (7 pav.).

Ryžiai. 7. Tipinė tiristoriaus apsaugos grandinė

Tam dažniausiai naudojamos RC grandinės, jungiamos lygiagrečiai su tiristoriumi. Yra įvairių RC grandinių grandinių modifikacijų ir jų charakteristikų apskaičiavimo metodų pagal įvairius tiristorių naudojimo kriterijus.

Rakinamiems tiristoriams naudojamos grandinės, skirtos perjungimo judėjimo linijai formuoti, panašios į CFTP tranzistorius.

Kūrimo žinios, būtent šis autoriaus išradimas priklauso elektros inžinerijos sričiai, būtent jis naudojamas analoginėje elektroninės grandinės: elektroninės relės, sekimo įrenginiai, generatorių grandinės; maitinimo šaltiniuose nuolatinė srovė, o tiristoriaus (triac) naudojimas perjungimo įrenginiuose skirtas tranzistoriaus raktui valdyti dinaminiu režimu, kurio loginis lygis yra 1 ir 0.

Tikslas yra išplėsti tiristoriaus funkcionalumą nuolatinės srovės šaltinyje, kuris yra specialiai skirtas tranzistoriaus jungikliui su galinga išvestimi dinaminiu režimu, kad būtų galima perjungti bet kokią apkrovą.

Šis tikslas pasiekiamas tuo, kad tiristoriaus (triac) tranzistoriaus rakto valdymo metodas yra toks, kad bet kokio laidumo tranzistoriaus rakto valdymo elektrodas yra prijungtas teigiamu poslinkiu prie tiristoriaus jungiklio tarp tiristoriaus anodo ir diodo katodo, tranzistoriaus kolektorius arba emiteris, taip uždarant valdymo elektrodo grandinę tranzistoriaus raktas nuo ryšio su minusu, įskaitant per tiristoriaus valdymo elektrodą, o apkrova prijungiama prie tranzistoriaus rakto kolektoriaus arba emiterio grandinės tarp maitinimo šaltinio plius ar minus, kintamoji darbinė srovė teka per tiristoriaus jungiklį iš maitinimo įvesties grandinės, tiristorius atsidaro didesne nei laikymo srove ir perkelia tranzistoriaus rakto pagrindą į neigiamą poslinkį ir yra išjungiamas srove, mažesne nei tranzistoriaus rakto pagrindą laikant ir perkeliant į teigiamą poslinkį, o srovė per tiristorių yra išdėstyta ant dviejų pečių ir nustatoma tokia optimali srovės proporcija ir laikant, pakaitomis keičiant srovę per tiristoriaus jungiklio grandinę 10% ... 20%, kai tiristorius išsijungia, likusią nustatymo srovę per tranzistoriaus rakto pagrindo teigiamą poslinkio rezistorių.

Nustatymo srovė per tiristorių papildomai išdėstoma per trečiąją srovės reguliatoriaus rankeną, kuri yra lygiagrečiai sujungta su teigiamu tranzistoriaus rakto poslinkio rezistoriumi.

Darbinė srovė per tiristoriaus jungiklį nustatoma pasirinkus srovę ribojantį rezistorių, kuris įterpiamas tarp bendro tiristoriaus anodo taško ir diodo katodo, tiristoriaus jungiklio tranzistoriaus kolektoriaus arba emiterio.

Tiristoriaus jungiklio veikimo srovę valdo bet kokio laidumo tranzistorius, kuris įvedamas į tiristoriaus jungiklio maitinimo įvesties grandinę.

Valdymo būdo veikimo principą iliustruoja 1-3 pav. brėžiniai.

Valdymo grandinėje (1 pav.) yra maitinimo šaltinis, tranzistoriaus jungiklis 7, kurio pagrindas per rezistorių 5 ir maitinimo šaltinis per rezistorių 4 yra sujungtas tarp tiristoriaus 8 anodo ir tiristoriaus katodo. tiristoriaus jungiklio 2 diodas 9. Maitinimo grandinės 6 įėjimas yra prijungtas prie tiristoriaus jungiklio 2. Tiristoriaus 8 valdymo elektrodas per rezistorių 3 yra prijungtas prie maitinimo įvesties grandinės 6, o per rezistorių 1 yra prijungtas prie tiristoriaus katodo neigiamo 8. Tranzistoriaus 7 jungiklio kolektorius yra prijungtas prie pliuso, o emiteris per apkrovą Rl prijungtas prie minuso.

Tranzistoriaus raktas 7 gali būti bet kokio laidumo, o apkrova Rn yra prijungta prie emiterio arba kolektoriaus grandinės tarp maitinimo šaltinio pliuso arba minuso. Diodas 9 uždaro tranzistoriaus rakto pagrindą nuo ryšio su minusu, įskaitant per tiristoriaus 8 valdymo elektrodo grandinę. Tą pačią funkciją gali atlikti kolektoriaus-emiterio arba emiterio-kolektoriaus tranzistoriaus perėjimas.

Tiristoriaus 8 valdymo elektrodas gali būti prijungtas prie maitinimo įvesties 6 per rezistorių, arba kondensatorių, arba diodą, arba zenerio diodą, arba jų derinį. Rezistorius 5 s tranzistorius n-p-n laidumas kai kuriais atvejais gali būti nenustatytas, o tai iš esmės riboja aukštos įtampos impulsus perjungimo metu.

Grandinė veikia taip: kai maitinimo šaltinis yra įjungtas, kai tiristorius 8 uždarytas, teigiamas poslinkis ant pagrindo uždarys tranzistoriaus jungiklį 7 su p-n-p laidumu ir atidarys jį su n-p-n laidumu. Padidėjus įtampai maitinimo įvesties grandinėje 6, esant didesnei nei laikantis tiristorius 8, jis atsidarys ir perkels tranzistoriaus jungiklio 7 pagrindą į neigiamą poslinkį. Atsidarys tranzistoriaus jungiklis 7 su p-n-p laidumu ir įjunkite apkrovą Rn, o esant n-p-n laidumui jis užsidarys ir išjungs apkrovą Rn.

Efektyviam grandinės veikimui parenkama optimali tiristoriaus 8 minimalios laikymo srovės pasiskirstymo proporcija.Tiristoriaus 8 srovė nustatoma parenkant rezistoriaus 4 varžą maždaug 80 ... 90% laikymo srovės ir 10 ... 20% per tiristoriaus jungiklio 2 maitinimo įvesties grandinę 6, mažiau, kai tiristorius 8 užsidarys. Pavyzdžiui, bandymai buvo atlikti 12 V maitinimo grandinėje ant TC10-6 triac ir KU101E, KU101G tiristorių, kurių laikomoji srovė buvo 2 mA ... 5 mA, o tiristoriaus vertė 8 atjungimo slenkstinė srovė visada buvo pastovi. Vėlgi, tiristorius 8 atsidarė, kai įtampa padidėjo 0,7 ... 0,9 V maitinimo įėjime 6, kuris buvo prijungtas prie tiristoriaus jungiklio 2 per 3 k rezistorių. 6 gaminamas pagal 2 pav. brėžinyje aprašytą būdą.

2 paveikslas skiriasi nuo 1 paveikslo tuo, kad tranzistoriaus 7 rakto poslinkio bazinė grandinė yra prijungta prie bendro tiristoriaus 8 anodo taško per įdėtą diodą 11, o diodo 11 katodas yra prijungtas prie teigiamo per srovės generatorius 10. Tarp bendro tiristoriaus 8 anodo ir diodo 9 taško įvedamas srovę ribojantis rezistorius 12. Šioje grandinėje nagrinėjami du valdymo būdai: per srovės nustatiklį 10 ir per įvestą rezistorių 12.

Diodas 11 blokuoja srovės generatorių 10 nuo ryšio su tranzistoriaus 7 klavišo pagrindu ir pagerina perjungimo dinamiką. Srovės nustatymas 10 yra balastinis elementas, jame gali būti pastato ir srovės ribojimo rezistorius. Jie nustato mažiausią tiristoriaus 8 laikymo srovę maitinimo įvesties grandinėje 6.

Srovės ribojimo rezistorius 12 gali būti papildytas apdailos rezistoriumi. Tokiu būdu nustatomas tiristoriaus 8 įjungimo ir išjungimo momentas, priklausomai nuo maitinimo įėjimo 6 grandinės įtampos vertės.

3 paveikslas skiriasi nuo 1 pav., nes maitinimo įėjimas 6 yra prijungtas prie tiristoriaus jungiklio 2 per įvesties tranzistorių 14 ir srovę ribojantį rezistorių 13, o valdymo įėjimas yra prijungtas prie pagrindo. Tranzistorius 14 gali būti bet kokio laidumo, kuris valdo tiristoriaus 8 darbinę srovę arba perjungia tiristorių 8 į atvirą ir uždarą būseną, kuri perjungia tranzistoriaus jungiklį 7.

Pavyzdžiui, prijungus prie pjūklinio impulsų generatoriaus valdymo įėjimo, tranzistoriaus 7 klavišo išėjimas turės stačiakampius impulsinius signalus, o 9 ir 10 pav. brėžinių pavyzdyje parodytas paprastos elektroninės relės veikimas. .

Metodo įgyvendinimo įtaisas, kuriame yra maitinimo šaltinis, n-p-n tranzistoriaus jungiklis, kurio pagrindas per apsauginį rezistorių ir plius maitinimo šaltinis per poslinkio rezistorių yra prijungtas tarp tiristoriaus anodo ir diodo katodo. , o tiristoriaus valdymo elektrodas per rezistorių arba rezistorių, nuosekliai sujungtas zenerio diodas ar diodas yra prijungtas prie diodo anodo arba prie tranzistoriaus emiterio, per kitą rezistorių jis prijungtas prie minuso su tiristoriaus katodu, o tranzistoriaus rakto kolektorius yra prijungtas prie maitinimo šaltinio pliuso arba prijungtas per apkrovos rezistorių, o bendras emiterio taškas per tarpinį rezistorių yra prijungtas prie tiristoriaus jungiklio diodo anodo, o antrasis lygiagretus grandinės emiteris - į generatoriaus išvestį, o emiteris ir tranzistoriaus pagrindo poslinkio taškas yra prijungti prie minuso per kondensatorių, o tranzistoriaus bazė yra prijungta prie emiterio per apsauginę rezistorius, o į minusą per apsauginį kondensatorių.

Bendras tarpinio rezistoriaus ir kondensatoriaus taškas yra prijungtas prie tranzistoriaus emiterio per įdėtą diodą.

Lygiagrečiai su tranzistoriaus raktu yra prijungtas antrasis sudėtinis tranzistorius. p-n-p raktas laidumas, išėjimo tranzistoriaus emiteris yra prijungtas prie maitinimo šaltinio pliuso, o abiejų tranzistorių kolektoriai yra prijungti prie minuso per apkrovą, o kompozitinio tranzistoriaus bazinė įvestis per vieną rezistorių prijungta prie pliuso. maitinimo šaltinį ir per antrąjį rezistorių iki tranzistoriaus rakto pagrindo poslinkio taško.

Antrojo tiristoriaus jungiklio diodo anodas yra prijungtas prie generatoriaus išėjimo per srovę ribojantį rezistorių, o triako valdymo elektrodas yra prijungtas tarp diodo katodo ir tiristoriaus anodo bei fazės. L per apkrovą ir triacinį jungiklį yra prijungtas prie bendro darbinio nulio N laido ir korpuso.

Bet kokio laidumo blokuojantis tranzistorius yra lygiagrečiai prijungtas prie tiristoriaus anodo ir katodo, o pagrindas prijungtas prie valdymo įvesties.

Tarp tranzistoriaus kolektoriaus ir maitinimo šaltinio pliuso arba apkrovos rezistoriaus įkišamas optronų šviesos diodas, o lygiagrečiai su šviesos diodu yra prijungtas apsauginis zenerio diodas arba rezistorius, o optrono tranzistoriaus kolektorius prijungtas prie pliuso, o emiteris yra per rezistorių prijungtas prie stiprinimo pakopos pirmojo tranzistoriaus pagrindo, kurio pagrindas per apsauginį kondensatorių prijungtas prie minuso, o per apsauginį rezistorių - su emitteriu, o kolektorius prijungtas prie galios pliuso. šaltinis per rezistorių arba prijungtas prie stiprinimo pakopos antrojo tranzistoriaus kolektoriaus, kuris per apkrovą yra prijungtas prie maitinimo šaltinio pliuso, o pagrindas yra prijungtas prie pirmojo tranzistoriaus emiterio ir prijungtas prie minuso ir emiteris per rezistorių arba nuosekliai sujungtą diodą.

Generatoriaus įrenginyje (4 pav.) yra maitinimo šaltinis, tranzistoriaus jungiklis 7, kurio pagrindas per rezistorių 5 ir maitinimo šaltinį per rezistorių 4 yra sujungtas tarp tiristoriaus 8 anodo ir tiristoriaus katodo. diodas 9. Tiristoriaus 8 valdymo elektrodas per rezistorių 3 yra prijungtas prie diodo 9 anodo, o per rezistorių 1 yra prijungtas prie minuso su tiristoriaus 8 katodu. Tranzistoriaus 7 kolektorius prijungtas prie maitinimo šaltinio pliuso. Tranzistoriaus 7 emiterio bendras taškas per diodą 19 ir tarpinį rezistorių 18 yra prijungtas prie tiristoriaus jungiklio 2 diodo 9, o bendras diodo 19 ir tarpinio rezistoriaus 18 taškas yra sujungtas su minusu. kondensatorius 20, o generatoriaus išėjimas prijungtas prie emiterio. Kondensatorius 15 yra prijungtas prie tranzistoriaus 7 pagrindo poslinkio taško, o pagrindas su minusu yra prijungtas per apsauginį kondensatorių 16, o su emitteriu - per apsauginį rezistorių 17.

Įrenginys veikia taip: įjungus maitinimo šaltinį, teigiamas pagrindo poslinkis atidarys tranzistoriaus klavišą 7. Emiteris plius per diodą 19 ir tarpinis rezistorius 18 maitins tiristoriaus jungiklį 2. Tiristorius 8 atsidarys esant srovei. didesnė už laikymo srovę ir perkels 7 tranzistoriaus bazę į neigiamą poslinkį, raktas užsidarys. Srovė per tiristorių 8 taps mažesnė už laikymo srovę, o tiristorius 8 užsidarys. Vėlgi, 7 tranzistoriaus bazėje bus teigiamas poslinkis ir ciklas kartosis. Kondensatorius 15 ištempia tranzistoriaus 7 atviros būsenos viršutinę (teigiamą) kraštą, o kondensatorius 20 – apatinį tranzistoriaus 7 uždaros būsenos kraštą, o papildomai, pasirinkus tarpinio rezistoriaus 18 reikšmę, ištempia tranzistoriaus 7 perjungimo dažnį. generatorius pakeistas. Tarpiniame rezistoriuje 18 yra viena konstanta, arba viena konstrukcija, arba konstrukcija papildyta nuosekliai ir lygiagrečiai sujungtais rezistoriais. Be to, konstrukcijos rezistorius gali būti reguliatoriaus formos. Diodas 19 užfiksuoja atvirkštinį kondensatoriaus iškrovimą į generatoriaus išėjimo grandinę. Tiristoriaus 8 valdymo elektrodas papildomai su rezistoriumi 3 yra prijungtas prie diodo 9 anodo arba su tranzistoriaus 7 emitteriu per zenerio diodą arba diodą, jei reikia nustatyti tiristoriaus atidarymo slenkstį arba kompensuoti perėjimo per diodą įtampos kritimo skirtumas 9. Į valdymo įėjimą ir tiristoriaus 8 galios įvestį, jei reikia, papildomai prijungiamas kondensatorius tiristoriaus impulsiniam atidarymui.

5 paveikslas - įrenginio stūmimo generatorius, kuris skiriasi nuo 4 pav., nes tranzistoriaus 7 raktų kolektorius yra prijungtas prie maitinimo šaltinio per apkrovos rezistorių 24, o tarpinis rezistorius 18 yra prijungtas apdailos rezistoriaus pavidalu, ir valdymo šviesos diodas 23 yra prijungtas prie generatoriaus išėjimo per rezistorių 22 Lygiagrečiai su tranzistoriaus 7 klavišu, sudėtinis tranzistoriaus raktas yra prijungtas prie p-n-p laidumo tranzistorių 26 ir 27. Kompozitinio tranzistoriaus jungiklio 26 bazinė įvestis per rezistorių 25 yra prijungta prie maitinimo šaltinio pliuso, o per rezistorių 21 - prie tranzistoriaus 7 klavišo pagrindo bendro poslinkio taško. Išėjimo tranzistoriaus 27 emiteris yra prijungtas prie pliuso, o abiejų tranzistorių 26 ir 27 kolektoriai yra prijungti prie minuso, per apkrovą - lempa 28.

Apkrovos rezistorius 24 leidžia išplėsti tarpinio rezistoriaus 18 varžos reguliavimo diapazoną, kai sumažėja tranzistoriaus 7 rakto atidarymo dinamika, tačiau pablogėja jo uždarymas.

Sudėtinio tranzistoriaus rakto p-n-p laidumas atsidaro ir užsidaro sinchroniškai su tiristoriumi 8, o tranzistoriaus jungiklis 7 veikia asinchroniškai.

Bandymai buvo atlikti su kaitrinėmis lempomis iki 80 W.

Lempa 28 buvo jungiama žemu dažniu, o kaitinimas reguliuojamas aukštu dažniu, parenkant kondensatorius 15 ir 20 bei tarpinį rezistorių reguliatorių 18. Grandinė veikia tiristoriaus 8, laikant srovę 3-15 mA ribose, o tranzistorius pasus. gali skirtis, įskaitant ir kitas grandines.

Pasirinktus elementus langelyje po numeriu 29 - tiristoriaus jungiklį 2, tranzistorių jungiklį 7 ir sudėtinį tranzistorių jungiklį 26 ir 27 - galima vadinti tiristoriaus-tranzistoriaus jungikliu arba tiristoriaus-tranzistoriaus jungikliu. Įdiegimo pavyzdys integruotame projekte.

aukštos įtampos keitiklio įrenginių diagramos

Fig.7 ir Fig.8 - aukštos įtampos keitiklio įrenginio schemos, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad generatoriuje, lygiagrečiai tiristoriaus 8 anodui ir katodui, yra prijungtas tranzistorius 38 p-n-p laidumas ir valdymo įėjimas 37. prie pagrindo, kuris blokuoja ir įjungia generatorių, arba valdymo įėjimas gali veikti kaip pagrindinis generatorius. Be to, tranzistorius 38 gali būti bet kokio laidumo.

8 pav. grandinės generatorius skiriasi nuo 7 pav. tuo, kad tarp apkrovos rezistoriaus 24 ir tranzistoriaus 7 kolektoriaus yra įdėtas optronas LED 56 ir lygiagrečiai su šviesos diodu 56 prijungtas zenerio diodas 55. optrono jungties tranzistorius 57 yra prijungtas prie pliuso, o emiteris (7 pav. - prijungtas generatoriaus išėjimas) per rezistorių 42 prijungtas prie stiprinimo pakopos pirmojo tranzistoriaus 49 pagrindo. Be to, pirmojo tranzistoriaus 49 pagrindas yra prijungtas prie minuso per apsauginį kondensatorių 44, o su emitteriu - per apsauginį rezistorių 45. Pirmojo tranzistoriaus 49 kolektorius yra prijungtas per rezistorių 48 prie teigiamo tarp apsauginio diodo. 47 ir rezistorius 46 arba yra prijungtas prie antrojo tranzistoriaus 53 kolektoriaus, kuris yra prijungtas per apsauginį diodą 52, apkrova 54 (uždegimo ritė) - prie maitinimo šaltinio pliuso. Pirmojo tranzistoriaus 49 emiteris yra prijungtas prie antrojo tranzistoriaus 53 pagrindo, kurio pagrindas per rezistorių 50 ir diodą 51 kartu su emitteriu yra prijungtas prie minuso. Maitinimo šaltinio pliusas per apsauginį diodą 47 ir apsauginį rezistorių 46 yra prijungtas prie generatoriaus maitinimo grandinės, o kondensatorius 39 ir zenerio diodas 43 yra prijungti lygiagrečiai su generatoriaus pliusu ir minusu.

Kaip apkrovos elementas ir valdymas, valdymo šviesos diodas 41 yra prijungtas prie generatoriaus išėjimo per rezistorių 40 arba tik rezistorių, kuris ypač reikalingas, kai nėra pakankamai srovės, per optrono šviesos diodą 56 tranzistoriaus jungikliui atidaryti. 57 ir kada didelė srovė lygiagrečiai su optrono šviesos diodu 56 sumontuotas šunto rezistorius. Su PC817 tipo optronu (SHARP) grandinė gali veikti be papildomo apkrovos elemento.

Signalas žemas lygis prie valdymo įėjimo 37 atsidaro tranzistorius 38, generatorius išjungiamas. Teigiamas lygis įėjime 37 išjungia tranzistorių 38 ir įsijungia generatorius, kuris paleidžia stiprintuvo išėjimo stadiją.

Bandymai atlikti su autotransformatorinio tipo automobilio B117 uždegimo ritė, stabilaus gedimo lankas siekė daugiausiai 40 mm pagal 7 pav. schemą, o pagal 8 pav. schemą iki 30 mm. . Įtampa ritės išėjime sumažinama pasirinkus kondensatoriaus 44, rezistoriaus 45 reikšmes arba kondensatorius ir zenerio diodas papildomai prijungiami lygiagrečiai su išėjimo tranzistoriaus 53 kolektoriaus ir emiterio.

Įrenginys gali tarnauti kaip kelių impulsų keitiklis bekontakčių uždegimo įtaisams automobilyje ir suvirinimo gamyboje, kad veiktų generatorius, arba galima prijungti kitas apkrovas, pavyzdžiui, perjungti kaitrines lempas arba prijungti garso sireną. ir kt. Be to, grandinė gali veikti be apsauginių elementų 43, 46, 47 ir 52.

Fig.9 - elektroninis relės įtaisas. Tranzistoriaus 14 pagrindas yra prijungtas prie laiko grandinės, kolektorius prijungtas prie maitinimo šaltinio pliuso, o emiteris yra prijungtas prie tiristoriaus 8 grandinės maitinimo įvesties per srovę ribojantį rezistorių 13 ir diodą 9. Rezistorius R4 yra laiko delsos reguliatorius.

Prietaisas veikia taip

įjunkite maitinimo šaltinį, tranzistoriaus jungiklis 7 yra uždarytas. Trumpai paspaudus SB1 mygtuką, įkraunamas kondensatorius C1, atsidaro tranzistorius 14, kuris atidaro tiristorių 8, o tiristorius perjungia tranzistoriaus jungiklį 7, įsijungia relės ritė K1. Kai kondensatorius C1 išsikrauna, jo įtampa mažėja. Dėl to sumažėja tranzistoriaus 14 emiterio įtampa, o esant mažesnei nei laikomoji srovė, tiristorius 8 užsidarys. Teigiamas pagrindo poslinkis uždarys tranzistoriaus jungiklį 7, o relė K1 išsijungs. Prietaisas su šiais elementų vardais ir su tiristoriaus 8 laikymo srove yra 3-5 mA. Ekspozicijos laikas gali siekti iki 30 minučių, o esant stabiliam maitinimo šaltiniui klaida yra 2–3%.

Fig.10 - elektroninės relės įtaisas ant optrono triako. Veikimo principas panašus. Triac optronas MOS3063 arba MOS3082 tipo, išlaikantis jų srovę 0,4-0,6 mA diapazone. Dėl šios priežasties kompozitinis tranzistoriaus raktas yra prijungtas (panašus į sudėtinį raktą 5 pav. brėžinyje) su didele įėjimo varža. Optronos šviesos diodo valdymo įvestis yra prijungta per zenerio diodą ir rezistorių, lygiagrečiai su kuriuo prijungtas pagalbinis kondensatorius, skirtas triacui atidaryti. Zenerio diodas atjungia srovę per optrono šviesos diodą, kai sumažėja įtampa tranzistoriaus 14 emiteryje.Tai padidina ekspozicijos laiką.

Bandymo metu laikymo laikas buvo apie 40 minučių, o paklaida buvo 2%. Rodikliai yra daug aukštesni nei KU101 tiristoriaus.

Siūlomas bet kokios konstrukcijos tiristoriaus minimalios laikomosios srovės nustatymo metodas. Tiristoriaus raktas yra prijungtas tarp maitinimo šaltinio pliuso ir minuso per srovę ribojantį rezistorių ir nuosekliai sujungtą miliampermetrą ar kitą įrašymo įrenginį. Be to, jis yra prijungtas lygiagrečiai su maitinimo šaltiniu. elektrolitinis kondensatorius didelės talpos. Teigiamas įtampos impulsas trumpam perduodamas valdymo įėjimui per srovę ribojantį rezistorių arba kondensatorių. Pritvirtinkite srovę per tiristorių miliampermetru, tada išjunkite maitinimo šaltinį. Kondensatoriui išsikraunant, srovė per tiristorių sumažės, o mažiausią laikymo srovę lemia staigus miliampermetro adatos nuokrypio momentas.

Naudojant tranzistoriaus rakto valdymo metodą, bus taikomas toliau elektros schemos prietaisai: elektroninė laiko relė, pavyzdžiui, perjungimo relės ritės; sekimo grandinės, pavyzdžiui, avariniai maitinimo šaltinių jungikliai; generuojančios grandinės, pavyzdžiui, aukšto dažnio sirenos apsaugos įrenginiuose, aukštos įtampos keitikliai uždegimo ritėms.

Įrenginio komponentas: tiristoriaus jungiklis ir tranzistoriaus jungiklis gali būti vadinami tiristoriaus-tranzistoriaus jungikliu arba tiristoriaus-tranzistoriaus jungikliu, kuris gali būti įgyvendintas kaip viena integrinė grandinė. Tokiu atveju reikės reguliuoti paso duomenis dėl minimalių laikymo srovių.

Išradimui buvo išduotas Rusijos Federacijos patentas RU2343622
Autoriai (-ai): Aleksejevas Albertas Gerasimovičius, Aleksejevas Vitalijus Albertovičius