Thyristors ni funguo za umeme ambazo hazidhibitiwi kikamilifu. Mara nyingi katika vitabu vya kiufundi unaweza kuona jina lingine la kifaa hiki - thyristor ya operesheni moja. Kwa maneno mengine, chini ya ushawishi wa ishara ya udhibiti, inahamishiwa kwa hali moja - kufanya. Zaidi hasa, ni pamoja na mzunguko. Ili kuizima, ni muhimu kuunda hali maalum zinazohakikisha kwamba sasa ya moja kwa moja kwenye mzunguko inashuka hadi sifuri.
Vipengele vya thyristors
Vifunguo vya Thyristor huendesha mkondo wa umeme tu katika mwelekeo wa mbele, na katika hali iliyofungwa inaweza kuhimili sio mbele tu, bali pia voltage ya nyuma. Muundo wa thyristor ni safu nne, kuna matokeo matatu:
- Anodi (inaashiria kwa herufi A).
- Cathode (herufi C au K).
- Dhibiti elektrodi (U au G).
Thyristors wana familia nzima ya sifa za voltage ya sasa, zinaweza kutumika kutathmini hali ya kipengele. Thyristors ni funguo za elektroniki zenye nguvu sana, zina uwezo wa kubadili mizunguko ambayo voltage inaweza kufikia volts 5000 na nguvu ya sasa - 5000 amperes (wakati mzunguko hauzidi 1000 Hz).
Operesheni ya Thyristor ndaniMizunguko ya DC
Thyristor ya kawaida huwashwa kwa kutumia mpigo wa sasa kwenye pato la kudhibiti. Zaidi ya hayo, lazima iwe chanya (kwa heshima na cathode). Muda wa mchakato wa muda mfupi hutegemea asili ya mzigo (inductive, kazi), amplitude na kiwango cha kupanda kwa mzunguko wa sasa wa udhibiti wa mapigo, joto la kioo cha semiconductor, pamoja na sasa inayotumika na voltage kwa thyristors. inapatikana katika mzunguko. Sifa za saketi hutegemea moja kwa moja aina ya kipengele cha semicondukta kinachotumika.
Katika mzunguko ambao thyristor iko, tukio la kiwango cha juu cha kupanda kwa voltage halikubaliki. Yaani, thamani kama hiyo ambayo kipengele huwasha kwa hiari (hata ikiwa hakuna ishara kwenye mzunguko wa kudhibiti). Lakini wakati huo huo, ishara ya udhibiti lazima iwe na mteremko wa juu sana.
Njia za kuzima
Aina mbili za ubadilishaji wa thyristor zinaweza kutofautishwa:
- Asili.
- Lazimishwa.
Na sasa kwa undani zaidi kuhusu kila aina. Asili hutokea wakati thyristor inafanya kazi katika mzunguko wa sasa wa kubadilisha. Aidha, ubadilishaji huu hutokea wakati sasa inashuka hadi sifuri. Lakini kutekeleza kubadili kulazimishwa inaweza kuwa idadi kubwa ya njia tofauti. Ni kidhibiti kipi cha kuchagua kinategemea mtengenezaji wa saketi, lakini inafaa kuzungumzia kila aina kivyake.
Njia maalum zaidi ya kubadili kwa lazima ni kuunganishacapacitor ambayo ilikuwa kabla ya kushtakiwa kwa kutumia kifungo (ufunguo). Mzunguko wa LC umejumuishwa katika mzunguko wa kudhibiti thyristor. Mzunguko huu una capacitor iliyojaa kikamilifu. Wakati wa mchakato wa muda mfupi, sasa inabadilikabadilika katika sakiti ya upakiaji.
Njia za kubadili kwa lazima
Kuna aina nyingine kadhaa za kubadili kwa lazima. Mara nyingi mzunguko hutumiwa ambayo hutumia capacitor ya kubadili na polarity ya reverse. Kwa mfano, capacitor hii inaweza kushikamana na mzunguko kwa kutumia aina fulani ya thyristor msaidizi. Katika kesi hii, kutokwa kutatokea kwenye thyristor kuu (ya kufanya kazi). Hii itasababisha ukweli kwamba kwenye capacitor, sasa inayoelekezwa kwa sasa ya moja kwa moja ya thyristor kuu itasaidia kupunguza sasa katika mzunguko hadi sifuri. Kwa hiyo, thyristor itazima. Hii hutokea kwa sababu kifaa cha thyristor kina sifa zake ambazo ni tabia yake pekee.
Pia kuna mipango ambayo minyororo ya LC imeunganishwa. Wanatolewa (na kwa kushuka kwa thamani). Mwanzoni mwanzo, sasa ya kutokwa inapita kuelekea mfanyakazi, na baada ya kusawazisha maadili yao, thyristor imezimwa. Baada ya hayo, kutoka kwa mlolongo wa oscillatory, sasa inapita kupitia thyristor kwenye diode ya semiconductor. Katika kesi hii, wakati sasa inapita, voltage fulani hutumiwa kwa thyristor. Ni modulo sawa na kushuka kwa voltage kwenye diode.
Operesheni ya Thyristor katika saketi za AC
Ikiwa thyristor imejumuishwa kwenye saketi ya AC, inawezekana kutekeleza vileshughuli:
- Washa au zima saketi ya umeme yenye mzigo unaokinza au sugu.
- Badilisha thamani ya wastani na faafu ya mkondo unaopita kwenye mzigo, kutokana na uwezo wa kurekebisha muda wa mawimbi ya kudhibiti.
Funguo za Thyristor zina kipengele kimoja - zinatumia mkondo katika mwelekeo mmoja pekee. Kwa hivyo, ikiwa unahitaji kuzitumia kwenye mizunguko ya AC, lazima utumie unganisho la kurudi nyuma. Thamani za sasa za ufanisi na za wastani zinaweza kubadilika kutokana na ukweli kwamba wakati ishara inatumiwa kwa thyristors ni tofauti. Katika hali hii, nguvu ya thyristor lazima ikidhi mahitaji ya chini zaidi.
Njia ya kudhibiti awamu
Katika mbinu ya udhibiti wa awamu ya kulazimishwa, mzigo hurekebishwa kwa kubadilisha pembe kati ya awamu. Kubadilisha bandia kunaweza kufanywa kwa kutumia nyaya maalum, au ni muhimu kutumia thyristors kudhibitiwa kikamilifu (lockable). Kwa misingi yao, kama sheria, chaja ya thyristor inafanywa, ambayo inakuwezesha kurekebisha nguvu ya sasa kulingana na kiwango cha chaji cha betri.
Kidhibiti cha upana wa kunde
Pia wanaiita urekebishaji wa PWM. Wakati wa ufunguzi wa thyristors, ishara ya udhibiti inatolewa. Viunga vimefunguliwa na kuna voltage kwenye mzigo. Wakati wa kufunga (wakati wa mchakato mzima wa muda mfupi) hakuna ishara ya udhibiti inatumiwa, kwa hiyo, thyristors haifanyi sasa. Wakati wa kutekelezaawamu ya kudhibiti Curve sasa si sinusoidal, kuna mabadiliko katika waveform ya voltage ugavi. Kwa hiyo, pia kuna ukiukwaji wa kazi ya watumiaji ambao ni nyeti kwa kuingiliwa kwa mzunguko wa juu (kutokubaliana kunaonekana). Mdhibiti wa thyristor ana muundo rahisi, ambayo itawawezesha kubadilisha thamani inayotakiwa bila matatizo yoyote. Na huhitaji kutumia LATR kubwa.
Thyristors zinazofungwa
Thyristors ni swichi za kielektroniki zenye nguvu sana zinazotumiwa kubadili viwango vya juu vya umeme na mikondo. Lakini wana shida moja kubwa - usimamizi haujakamilika. Hasa zaidi, hii inaonyeshwa na ukweli kwamba ili kuzima thyristor, ni muhimu kuunda hali ambayo sasa ya moja kwa moja itapungua hadi sifuri.
Ni kipengele hiki ambacho kinaweka vikwazo fulani kwa matumizi ya thyristors, na pia huchanganya mizunguko kulingana nao. Ili kuondokana na mapungufu hayo, miundo maalum ya thyristors ilitengenezwa, ambayo imefungwa na ishara pamoja na electrode moja ya kudhibiti. Zinaitwa dual-operation, au lockable, thyristors.
Muundo wa thyristor unaofungwa
Muundo wa safu nne wa p-p-p-p wa thyristors una sifa zake. Wanawafanya tofauti na thyristors ya kawaida. Sasa tunazungumzia juu ya udhibiti kamili wa kipengele. Tabia ya sasa ya voltage (tuli) katika mwelekeo wa mbele ni sawa na thyristors rahisi. Hiyo ni thyristor moja kwa moja ya sasa inaweza kupitisha thamani kubwa zaidi. Lakinikazi ya kuzuia voltages kubwa ya reverse kwa thyristors lockable haitolewa. Kwa hivyo, ni muhimu kuiunganisha nyuma-kwa-nyuma na diode ya semiconductor.
Kipengele cha sifa ya thyristor inayoweza kufungwa ni kushuka kwa kiasi kikubwa kwa voltages ya mbele. Ili kufanya kuzima, pigo la nguvu la sasa (hasi, kwa uwiano wa 1: 5 kwa thamani ya sasa ya moja kwa moja) inapaswa kutumika kwa pato la udhibiti. Lakini tu muda wa pigo unapaswa kuwa mfupi iwezekanavyo - 10 … 100 μs. Thyristors zinazoweza kufungwa zina voltage ya chini ya kikomo na ya sasa kuliko yale ya kawaida. Tofauti ni takriban 25-30%.
Aina za thyristors
Zinazofungwa zilijadiliwa hapo juu, lakini kuna aina nyingi zaidi za semiconductor thyristors ambazo pia zinafaa kutajwa. Aina mbalimbali za miundo (chaja, swichi, vidhibiti vya nguvu) hutumia aina fulani za thyristors. Mahali fulani inahitajika kwamba udhibiti ufanyike kwa kusambaza mkondo wa mwanga, ambayo ina maana kwamba optothyristor hutumiwa. Upekee wake upo katika ukweli kwamba mzunguko wa udhibiti hutumia kioo cha semiconductor ambacho ni nyeti kwa mwanga. Vigezo vya thyristors ni tofauti, wote wana sifa zao wenyewe, tabia tu kwao. Kwa hiyo, ni muhimu, angalau kwa maneno ya jumla, kuelewa ni aina gani za semiconductors hizi zipo na wapi zinaweza kutumika. Kwa hivyo, hii ndio orodha nzima na sifa kuu za kila aina:
- Diode-thyristor. Sawa ya kipengele hiki ni thyristor, ambayo inaunganishwa katika kupambana na sambambasemiconductor diode.
- Dinistor (diode thyristor). Inaweza kuwa conductive kikamilifu ikiwa kiwango fulani cha voltage kimepitwa.
- Triac (thyristor linganifu). Sawa yake ni thyristors mbili zilizounganishwa katika anti-parallel.
- Kibadilishaji chenye kasi ya juu cha thyristor kina kasi ya juu ya kubadili (5… 50 µs).
- Tezista zinazodhibitiwa na transistor. Mara nyingi unaweza kupata miundo kulingana na MOSFET.
- Optical thyristors inayodhibitiwa na fluxes ya mwanga.
Tekeleza ulinzi wa kipengele
Thyristors ni vifaa ambavyo ni muhimu kwa viwango vya chini vya voltage ya mbele na ya mbele. Wao, kama diode za semiconductor, zinaonyeshwa na jambo kama vile mtiririko wa mikondo ya kurejesha nyuma, ambayo hushuka haraka sana na kwa kasi hadi sifuri, na hivyo kuzidisha uwezekano wa overvoltage. Overvoltage hii ni matokeo ya ukweli kwamba sasa huacha ghafla katika vipengele vyote vya mzunguko ambavyo vina inductance (hata inductances ya chini ya kawaida ya ufungaji - waya, nyimbo za bodi). Ili kutekeleza ulinzi, ni muhimu kutumia mipango mbalimbali ambayo inakuwezesha kujikinga na voltages ya juu na mikondo katika hali za uendeshaji zinazobadilika.
Kama sheria, upinzani wa kufata neno wa chanzo cha volteji inayoingia kwenye mzunguko wa thyristor inayofanya kazi huwa na thamani ambayo inatosha kutojumuisha baadhi ya ziada.inductance. Kwa sababu hii, katika mazoezi, mlolongo wa malezi ya njia ya kubadili hutumiwa mara nyingi zaidi, ambayo hupunguza kwa kiasi kikubwa kasi na kiwango cha overvoltage katika mzunguko wakati thyristor imezimwa. Mizunguko ya capacitive-resistive hutumiwa mara nyingi kwa kusudi hili. Wameunganishwa na thyristor kwa sambamba. Kuna aina chache za marekebisho ya mzunguko wa nyaya hizo, pamoja na mbinu za hesabu zao, vigezo vya uendeshaji wa thyristors katika hali na hali mbalimbali. Lakini mzunguko wa kutengeneza njia ya kubadili ya thyristor inayoweza kufungwa itakuwa sawa na ile ya transistors.
