Схема тиристор: Схема управления симистором. Включение тиристора схема включения тиристора

Содержание

Схемы управления тиристорами. Фазосдвигающее устройство

На рис. 1 показаны простейшие экономичные схемы управления тиристорами. Наиболее простой метод включения тиристора представлен на рис. 1, а, где в качестве необходимого для включения управляющего тока используется часть тока, проходящего через тиристор. В разомкнутом состоянии контакта К тиристор не может открыться, так как на управляющий электрод не подается положительный потенциал. 

При замыкании контакта К в положительный полупериод анодного напряжения через резисторы R1 и R2 и диод Д протекает ток управления. Сила этого тока зависит от мгновенного значения анодного напряжения, которое увеличивается от нуля до максимального значения. Ток управления достигнет необходимого для включения тиристора значения при определенном угле а. Если уменьшить сопротивление реостата R2, угол управления а станет меньше, так как ток управления достигнет необходимого значения при меньшем анодном напряжении. 

При полностью введенном реостате R угол управления а достигнет максимального значения, которое не может превысить 90°, так как максимальное анодное напряжение обеспечивает максимальный ток управления.

Приведенная схема может работать на постоянном токе. 

Тиристор может открыться при подаче на анод положительного полюса напряжения. Реостатом R2 устанавливается ток управления необходимой силы. Однако для закрывания тиристора необходимо шунтировать перемычкой или прервать цепь анодного тока.

Схема, приведенная на рис. 1, б, работает аналогично предыдущей через резистор нагрузки Rн ток проходит в оба полупериода питающего напряжения. Для включения тиристоров необходимо замкнуть контакт К. В положительный полупериод ток управления пройдет по цепи через резистор R1, диоды Д2 и Д4; при этом откроется тиристор Т2. Тиристор Т2 закроется при анодном напряжении, равном нулю, когда ток через тиристор упадет до нуля. 

В отрицательный полупериод ток управления пройдет по цепи через резистор R2, диоды ДЗ и Д1 и откроется тиристор Т1. Реостатами R1 и R2 можно изменять действующее значение переменного напряжения на резисторе нагрузки Rн.

Недостатком предыдущих схем управления можно считать узкий диапазон регулирования угла а (от 0 до 90°). Введением в схему регулирования неактивных элементов (емкостей и индуктивностей) можно расширить диапазон изменения угла а. В схеме, представленной на рис. 1, в, комбинация RС цепи и диода позволяет получить угол управления в интервале 0 — 180°. 

Во время положительного полупериода анодного напряжения конденсатор С заряжается; когда напряжение на нем, приложенное между управляющим электродом и катодом тиристора Т, достигнет необходимого значения, тиристор откроется. Временем заряда конденсатора С определяется угол а. Это время можно изменять, меняя сопротивление реостата R2: чем больше сопротивление реостата R2, тем больше угол а и меньше среднее напряжение на резисторе R

н. 

При переходе питающего напряжения через нуль тиристор закрывается. В отрицательный полупериод конденсатор С перезаряжается через диод Д2 до амплитуды отрицательного напряжения. В следующий положительный полупериод происходит перезаряд конденсатора и тиристор открывается.

Рис. 1. Простейшие схемы управления тиристорами

На рис. 1, г, д показаны схемы управления с насыщающимися дросселями, работающими в релейном режиме. В каждый положительный полупериод питающего напряжения по рабочей обмотке дросселя протекает пульсирующий ток. Индуктивное сопротивление рабочей обмотки зависит от магнитного состояния сердечника дросселя. В отсутствие сигнала на обмотке постоянного тока с указанной полярностью сердечник дросселя насыщается, индуктивное сопротивление рабочей обмотки уменьшается до нуля и входная цепь тиристора шунтируется. Таким образом, в отсутствие сигнала управления тиристор не может быть открыт. При подаче сигнала на обмотку управления (см. рис. 1, г) дроссель переводится в ненасыщенное состояние, так как обмотки включены встречно.

Переход дросселя из одного состояния в другое происходит практически мгновенно, что объясняется прямой петлей гистерезиса сердечника дросселя. 

В ненасыщенном состоянии индуктивное сопротивление рабочей обмотки увеличивается до максимального значения и ток во время положительного полупериода через резисторы R1 и R2 и диод Д поступает к управляющему электроду тиристора и включает его. Пока есть сигнал на управляющей обмотке, тиристор открывается в каждый положительный полупериод. Конденсат С предотвращает ложное срабатывание тиристора при переходных процессах в цепи переменного тока, шунтируя тиристор в момент всплеска напряжения.

В схеме, приведенной на рис. 1, д, рабочая обмотка дросселя Др включена последовательно в цепь управления тиристора. При наличии сигнала сердечник дросселя насыщен, так как обмотки управления и рабочая обмотка действуют согласно. Заряженный конденсатор С разряжается на входную цепь тиристора, и он открывается. В отрицательный полупериод тиристор закрыт, конденсатор заряжен. В положительный полупериод конденсатор снова заряжается и открывает тиристор. В отсутствие сигнала на обмотке управления сердечник дросселя не насыщен, в положительный полупериод конденсатор заряжается. Резистор R2 ограничивает напряжение входной цепи тиристора до значения, при котором тиристор не может открыться. Схемы на рис. 1, г, д могут использоваться как ключевые без регулирования выпрямленного напряжения.

В схеме управления (рис. 1, е) используется маломощный динистор Д, который включается при определенном напряжении между анодом и катодом. В положительный полупериод конденсатор С заряжается, причем время заряда можно регулировать реостатом R2. Когда напряжение на конденсаторе достигнет уровня включения динистора Д, конденсатор разрядится на первичную обмотку трансформатора Тр, на вторичной обмотке возникает импульс, и тиристор Т откроется. В отрицательный полупериод тиристор закрыт, конденсатор С перезаряжается. В следующий положительный полупериод конденсатор снова перезаряжается и открывает тиристор.

Приведенные простейшие схемы не лишены недостатков, связанных с зависимостью параметров от изменения температуры, небольшой скоростью нарастания тока управления и т. п. Для управления в преобразовательных устройствах применяются более сложные специальные схемы.

Фазосдвигающее устройство (ФСУ)

Это устройство является главным функциональным звеном любой системы управления, так как тиристорные схемы построены по принципу фазового управления. В зависимости от способа получения сдвига управляющих импульсов различают системы управления, построенные по «горизонтальному» и «вертикальному» принципам.

При «горизонтальном» принципе управления сдвиг входного сигнала обычно синусоиды напряжения входной сети для выпрямителей, осуществляется во времени по оси абсцисс (по горизонтали), а затем из сдвинутой синусоиды формируются прямоугольные импульсы. Простейшая схема с горизонтальным управлением показана на рис. 2. Входной сигнал подается на первичную обмотку трансформатора Т

р. 

Это же напряжение является анодным для тиристора. Вторичная обмотка трансформатора разделена на два ппеча. На концах вторичной обмотки ае возникает переменное напряжение, которое представляет собой сумму напряжений между точками аd и dе. Эти напряжения могут быть изображены соответствующими векторами. Вторичное напряжение ае представляет собой геометрическую сумму падений напряжения на емкости С (вектор аb) и на резисторе R (вектор bе). 

Выходное напряжение представлено вектором db. При изменении сопротивления резистора R изменяются активное падение напряжения (вектор bе), ток во вторичной цепи и, следовательно, емкостное падение напряжения. Векторы емкостного аb и активного bе падений напряжения должны оставаться перпендикулярными и их сумма (вектор ае) — неизменной. 

Из векторной диаграммы видно, что при изменении сопротивления резистора R вектор db поворачивается и, следовательно, выходное напряжение Uвых сдвигается по фазе относительно входного напряжения Uвх.

Рис. 2. Сдвиг управляющего сигнала по «горизонтальному» принципу

При «вертикальном» принципе управления постоянное напряжение управления сравнивается с опорным переменным напряжением.

При этом постоянное напряжение управляющего сигнала Uс, которое регулируется с поста управления или автоматически устанавливается при изменении регулируемых параметров (напряжения генератора), сравнивается с эталонным переменным напряжением Uэ, имеющим неизменную амплитуду. В момент равенства этих напряжений формируется импульс для открывания тиристора.

На рис. 3, а представлена схема генератора импульсов для управления тиристором возбудителя синхронного генератора в схеме ГЭУ дизель-электрохода. 

Рис. 3. Принципиальная схема генератора импульсов и диаграмма напряжений

Данная ГЭУ имеет единую электростанцию, состоящую из трех дизель-генераторов, от которой питается ГЭД и через трансформаторы — потребители собственных нужд, поэтому назначение тиристорного возбудителя сводится к поддержанию постоянства напряжения на шинах или к его изменению при необходимости.

Управляющее напряжение Uс вырабатывается регулятором напряжения. Эталонное напряжение Uэ имеет синусоидальную форму и неизменную амплитуду Uм.

Напряжение сигнала может изменяться в пределах от — Uм до + Uм. Сложение переменного Uэ и постоянного Uс напряжений происходит на резисторах R1 и R2, которыми можно регулировать входное напряжение транзистора Т1. При отсутствии сигнала управления Uс = 0 (напряжение генератора в норме) синусоида эталонного напряжения Uэ изменяется относительно оси t и проходит через нуль при угле а = 90° (рис. 3, б). Если считать, что положительное значение U

э соответствует плюсу на базе транзистора Т1, то транзистор откроется при переходе кривой Uэ через нуль. 

Пока транзистор Т1 закрыт, отрицательным потенциалом его коллектора поддерживается открытое состояние транзистора Т2, и конденсатор С разряжен через диоды ДЗ, Д2 и открытый коллекторный переход транзистора Т2. В момент открывания транзистора Т1 потенциал базы транзистора Т2 становится положительным, и последний закрывается. 

При переходе транзистора Т2 из открытого состояния в закрытое потенциал его коллектора изменяется с положительного на отрицательный, что приводит к заряду конденсатора С. 

Зарядный ток проходит через диоды Д5 и Д4 и является током базы транзистора Тз, открывающего последний. В открытом состоянии транзистора ТЗ на резисторе R9 возникает напряжение, которое прикладывается между управляющим электродом и катодом тиристора возбудителя. Время существования импульса на выходе равно времени заряда конденсатора, которое зависит от емкости конденсатора и силы тока заряда. 

Если напряжение на тиристоре Uт сдвинуто относительно эталонного на 90°, как изображено на диаграмме, то передний фронт импульса возникнет при угле а = 90° и тиристор будет открыт в течение половины положительного полупериода, что соответствует номинальному возбуждению генератора. Тиристор будет закрыт весь отрицательный полупериод напряжения Uт и часть положительного. В начале положительного полупериода напряжения Uэ транзистор Т1 закроется, а Т2 откроется, конденсатор С разрядится и будет готов для нового импульса.

При уменьшении напряжения генератора возникает напряжение (сигнал), приложенное минусом к базе Т1 (на диаграмме — Uс). При сложении напряжений на входе транзистора Т1 синусоида напряжения Uэ будет изменяться относительно оси и угол открывания тиристора уменьшится до значения а1, а среднее значение выпрямленного напряжения и возбуждение генератора увеличатся. При увеличении напряжения генератора выше нормы возникает напряжение, приложенное плюсом к базе Т2 (на диаграмме +Uс). Теперь синусоида Uэ будет изменяться относительно оси t2 и угол включения увеличится до значения а2

Среднее выпрямленное напряжение и возбуждение генератора уменьшатся.

По вертикальному принципу построена схема управления тиристором, приведенная на рис. 4, где используется импульсный трансформатор ТрИ, работающий совместно с транзистором Т1 в режиме блокинг-генератора. Входное напряжение транзистора создается суммой постоянного напряжения сигнала и переменного эталонного напряжения Uэ с неизменной амплитудой.

Транзистор Т1 открывается при возникновении на базе отрицательного потенциала, когда кривая Uэ переходит через нуль в зону отрицательных значений (см. рис. 3, б), По мере открывания транзистора нарастает ток в цепи коллектора, проходящий через первичную обмотку импульсного трансформатора; при этом в базовой обмотке трансформатора наводится э. д. с., которая прикладывается плюсом к эмиттеру и осуществляет положительную обратную связь, что способствует дальнейшему открыванию транзистора. Ток в первичной обмотке трансформатора нарастает лавинообразно, и в выходной обмотке ТрИ возникает э.д.с., которая через диод Д2 и резистор R1 создает импульс управления тиристором: тиристор открывается.

Рис. 4. Формирователь импульсов с блокинг-генератором

В насыщенном состоянии транзистора ток коллектора достигает максимального значения и перестает изменяться, импульс исчезает. Э.д.с. в базовой обмотке равна нулю, положительная обратная связь не работает, и ток коллектора начинает уменьшаться. Уменьшение тока коллектора наводит в базовой обмотке э.д.с. другого направления, которая осуществляет отрицательную обратную связь и способствует закрыванию транзистора. Одновременно в выходной обмотке наводится э. д. с. другого направления, которая создает ток в разрядном контуре через диод Д1. 

В коллекторной обмотке импульсного трансформатора спад тока наводит э.д.с. самоиндукции, которая, поддерживая направление тока, препятствует запиранию транзистора, так как прикладывается плюсом к эмиттеру. Эта э.д.с. создает шунтирующую цепь через стабилитрон Ст. После закрывания транзистора, если на базе снова возникнет отрицательный потенциал, процесс повторяется и выдается следующий импульс.

Таким образом, импульсы подаются в течение всего отрицательного полупериода входного напряжения транзистора. Тиристор может быть открыт первым импульсом, и последующие импульсы его открытого состояния не меняют. Сдвиг по фазе момента подачи импульсов зависит от значения и полярности постоянного напряжения сигнала Uс, которое вырабатывается регулятором напряжения генератора или ГЭД.

Эквивалентная схема тиристора

Мы предполагаем, что вам понравилась эта презентация. Чтобы скачать ее, порекомендуйте, пожалуйста, эту презентацию своим друзьям в любой соц. Кнопочки находятся чуть ниже. Презентация была опубликована 5 лет назад пользователем Алла Федонина. Традиционным типом тиристора является кремниевый управляемый вентиль silicon controlled rectifier- SCR , который используется в силовых управляемых преобразователях переменного или постоянного тока частотой 50 60 Гц. Традиционный тиристор: а — графическое обозначение; б — четырехслойная структура; в — трехслойные структуры; г — эквивалентная схема замещения.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: В чем отличие работы тиристора и транзистора?

Тиристоры и симисторы


Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.

Категории: Практическая электроника , Начинающим электрикам Количество просмотров: Комментарии к статье: Симисторы: от простого к сложному. В году у многочисленного семейства тринисторов появился еще один «родственник» — симистор.

Вспомните о свойствах этих приборов. Их работу часто сравнивают с действием обычной двери: прибор заперт — ток в цепи отсутствует дверь закрыта — прохода нет , прибор открыт — в цепи возникает электрический ток дверь отворилась — входите.

Но у них есть общий недостаток. Тиристоры пропускают ток только в прямом направлении — так обычная дверь легко открывается «от себя», но сколько ни тяни ее на себя — в противоположную сторону, все усилия окажутся бесполезными.

Увеличив число полупроводниковых слоев тиристора с четырех до пяти и снабдив его управляющим электродом, ученые обнаружили, что прибор с такой структурой названный впоследствии симистором способен пропускать электрический ток как в прямом, так и в обратном направлениях.

Посмотрите на рисунок 1, изображающий строение полупроводниковых слоев симистора. Внешне они напоминают транзисторную структуру р- n -р типа, но отличаются тем, что имеют три дополнительные области с n -проводимостью. И вот что интересно: оказывается, две из них, расположенные у катода и анода, выполняют функции только одного полупроводникового слоя — четвертого. Пятый образует область с n -проводимостью, лежащая около управляющего электрода. Ясно, что работа такого прибора основана на более сложных физических процессах, чем у других типов тиристоров.

Чтобы лучше разобраться в принципе действия симистора, воспользуемся его тиристорным аналогом. Почему именно тиристорным? Дело в том, что разделение четвертого полупроводникового слоя симистора не случайно. Благодаря такой структуре при прямом направлении тока, протекающего через прибор, анод и катод выполняют свои основные функции, а при обратном они как бы меняются местами — анод становится катодом, а катод, наоборот, анодом, то есть симистор можно рассматривать как два встречно-параллельно включенных тиристора рис.

Представим, что на управляющий электрод подан отпирающий сигнал. Когда на аноде прибора напряжение положительной полярности, а на катоде — отрицательной, электрический ток потечет через левый по схеме тринистор. Если полярность напряжения на силовых электродах поменять на противоположную, включится правый по схеме тринистор. Пятый полупроводниковый слой, подобно регулировщику, руководящему движением автомобилей на перекрестке, направляет отпирающий сигнал, зависимости от фазы тока на один из тринисторов.

При отсутствии отпирающего сигнала симистор закрыт. В целом его действие можно сравнить, например, с вращающейся дверью на станции метро — в какую сторону ни толкни ее, она обязательно откроется. Действительно, подадим отпирающее напряжение на управляющий электрод симистора — «подтолкнем» его, и электроны, словно спешащие на посадку или выход пассажиры, потекут через прибор в направлении, диктуемом полярностью включения анода и катода.

Этот вывод подтверждается и вольтамперной характеристикой прибора рис. Их форма соответствует вольтамперной характеристике динистора, а области непроводящего состояния, как и у тринистора, легко преодолеваются, если на управляющий электрод подать отпирающее напряжение изменяющиеся участки кривых показаны штриховыми линиями. Благодаря симметричности вольтамперной характеристики новый полупроводниковый прибор был назван симметричным тиристором сокращенно — симистор.

Иногда его называют триаком термин, пришедший из английского языка. Симистор унаследовал от своего предшественника — тиристора все его лучшие свойства. Но самое главное достоинство новинки в том, что в ее корпусе расположили сразу два полупроводниковых прибора.

Судите сами. Для управления цепью постоянного тока необходим один тиристор, для цепи переменного тока приборов должно быть два включены встречно-параллельно. А если учесть, что для каждого из них нужен отдельный источник отпирающего напряжения, который к тому же должен включать прибор точно в момент изменения фазы тока, становится ясно, каким сложным будет такой управляющий узел. Для симистора же род тока не имеет значения.

Достаточно лишь одного такого прибора с источником отпирающего напряжения, и универсальное управляющее устройство готово. Его можно использовать в силовой цепи постоянного или переменного тока. Близкое родство тиристора и симистора привело к тому, что у этих приборов оказалось много общего.

Так электрические свойства симистора характеризуются теми же параметрами, что и у тиристора. Маркируются они тоже одинаково — буквами КУ, трехзначным числом и буквенным индексом в конце обозначения. Иногда симисторы обозначают несколько иначе — буквами ТС, что означает «тиристор симметричный». Условное графическое обозначение симисторов на принципиальных схемах показано на рисунке 4.

Для практического знакомства с симисторами выберем приборы серии КУ — триодные симметричные тиристоры п-р-п-р типа. На разновидности приборов указывают буквенные индексы в их обозначении — А, Б, В или Г. Остальные параметры у этих приборов идентичные: максимальный постоянный ток в открытом состоянии — 5 А, импульсный —10 А, ток утечки в закрытом состоянии — 5 мА, напряжение между катодом и анодом в проводящем состоянии — -2 В, величина отпирающего напряжения на управляющем электроде равна 5 В при токе мА, рассеиваемая корпусом прибора мощность— 10 Вт, предельная рабочая частота — Гц.

А теперь обратимся к электроосветительным приборам. Нет ничего проще управлять работой любого из них. Нажал, к примеру, клавишу выключателя — ив комнате загорелась люстра, нажал еще раз — погасла. Иногда, правда, это достоинство неожиданно превращается в недостаток, особенно если вы хотите сделать свою комнату уютной, создать ощущение комфорта, а для этого так важно удачно подобрать освещение.

Вот если бы свечение ламп менялось плавно Оказывается, в этом нет ничего невозможного. Нужно только вместо обычного выключателя подсоединить электронное устройство, управляющее яркостью светильника. Функции регулятора, «командующего» лампами, в таком приборе выполняет полупроводниковый симистор. Построить простое регулирующее устройство, которое поможет управлять яркостью свечения настольной лампы или люстры, изменять температуру электроплитки или жала паяльника, вы сможете, воспользовавшись схемой, представленной на рисунке 5.

Трансформатор Т1 преобразует сетевое напряжение В в 12 — 25 В. Резистор R1 ограничивает ток управляющего электрода, а переменным резистором R2 регулируют величину управляющего напряжения. Временные диаграммы напряжения: а — в сети; б — на управляющем электроде симистора, в — на нагрузке. Чтобы легче было разобраться в работе прибора, построим три временные диаграммы напряжений: сетевого, на управляющем электроде симистора и на нагрузке рис.

После включения устройства в сеть на его вход поступает переменное напряжение В рис. Одновременно на управляющий электрод симистора VS1 подается отрицательное напряжение синусоидальной формы рис. В момент, когда его величина превысит напряжение включения, прибор откроется и сетевой ток потечет через нагрузку.

После того как величина управляющего напряжения станет ниже пороговой, симистор остается открытым за счет того, что ток нагрузки превышает ток удержания прибора. В тот момент, когда напряжение на входе регулятора меняет свою полярность, симистор закрывается.

Далее процесс повторяется. Таким образом, напряжение на нагрузке будет иметь пилообразную форму рис. Чем больше амплитуда управляющего напряжения, тем раньше включится симистор, а следовательно, больше будет и длительность импульса тока в нагрузке. И наоборот, чем меньше амплитуда управляющего сигнала, тем меньше будет длительность этого импульса.

Если регулятор R2 повернуть в противоположную сторону, амплитуда управляющего сигнала окажется ниже порогового значения, симистор останется в закрытом состоянии и ток через нагрузку не потечет. Нетрудно догадаться, что наш прибор регулирует мощность, потребляемую нагрузкой, изменяя тем самым яркость свечения лампы или температуру нагревательного элемента. В устройстве можно применить следующие элементы.

Симистор КУ с буквой В или Г. Диодный блок КЦ или КЦ с любым буквенным индексом, подойдут также четыре полупроводниковых диода серий Д, Д ХР1 — стандартная сетевая вилка, XS1 — розетка.

Трансформатор Т1 рассчитан на напряжение вторичной обмотки 12—25 В. Если подходящего трансформатора нет, изготовьте его самостоятельно. Тумблер — любой сетевой, предохранитель должен быть рассчитан на максимальный ток нагрузки. Регулятор собирается в пластмассовом корпусе. На верхней панели крепятся тумблер, переменный резистор, держатель предохранителя и розетка. Трансформатор, диодный блок и симистор устанавливаются на дне корпуса. Симистор необходимо снабдить теплорассеивающим радиатором толщиной 1 — 2 мм и площадью не менее 14 см2.

В одной из боковых стенок корпуса просверлите отверстие для сетевого шнура. Устройство не нуждается в налаживании и при правильном монтаже и исправных деталях начинает работать сразу после включения в сеть. Поделитесь этой статьей с друзьями:. Вступайте в наши группы в социальных сетях:.

ВКонтакте Facebook Одноклассники Pinterest. Смотрите также на Электрик Инфо : Управление симистором: управление мощной нагрузкой на переменном токе Как проверить симистор Способы и схемы управления тиристором или симистором Как можно легко управлять мощной нагрузкой переменного тока Как проверить диод и тиристор. Можно управлять напряжением как в примере, а также открывать импульсом и даже закрыть импульсом другой полярности. В сделанном устройстве трансформатор потреблял на холостом ходу в несколько раз больше тока чем под нагрузкой.

Мы долго бились разбираясь почему так, но все таки нашли причину. Ни какой диод, ни какой симистор не проводит в обратном направлении!

На этом основывается работа полупроводниковых диодов. Любой симистор можно представить двумя тиристорами, включенными встречно-параллельно и пропускает он ток в обоих направлениях, то есть симистор проводит ток как от анода к катоду, так и от катода к аноду. Это самое главное его свойство и этим, собственно, симистор отличается от тиристора тиристоры в открытом состоянии проводят ток только в одном направлении. Я хотел обратить внимание на такой факт.

С вашей цитаты


Эквиваленты транзистора, динистора, тиристора, варикапа, замена деталей

Справочные данные популярных отечественные симисторов и зарубежных триаков. Простейшие схемы симисторных регуляторов мощности. Это нужно знать Весь перечень знаний находится на этой странице. Весь перечень знаний находится на этой странице. Описание, принцип работы, свойства и характеристики.

Тиристор это полупроводниковый прибор, предназначенный для работы в качестве ключа. Двухтранзисторная эквивалентная схема.

Симистор. Описание, принцип работы, свойства и характеристики.

Кроме того, размещение MOSFET транзистора на входном управляющем электроде делает невозможным отключение запирание тиристора с помощью сигнала обратного переключения. Только сброс из-за малого тока сможет привести к тому, чтобы это устройство перестало проводить ток после того, как было отперто. Возможно, более высокое значение имело бы устройство, которое было бы полностью управляемым тиристором, в результате чего малый сигнал управляющего электрода мог бы запускать тиристор и заставлять его запираться. Он использует пару MOSFET транзисторов, подключенных к общему управляющему электроду, один для отпирания тиристора, а другой для запирания рисунок ниже. Как только оба транзистора будут полностью открыты, падение напряжения между анодом и катодом будет маленьким, и тиристор останется отпертым до тех пор, пока управляемый ток превышает минимальное удерживающее значение тока. Напряжение управляющего электрода имеет полный контроль над проводимостью MCT тиристора, чтобы включать его и выключать. Однако это устройство всё еще является тиристором. Следовательно, пара биполярных транзисторов останется в том состоянии, в котором она была до этого гистерезис. Таким образом, короткий положительный импульс на управляющем электроде отопрет MCT тиристор, короткий отрицательный импульс заставит его запереться, а отсутствие напряжения на управляющем электроде позволяет MCT тиристору оставаться в любом состоянии, в котором он уже находился. На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.

Что такое тиристор?

Он имеет три p-n- перехода, причем два из них П1 и П3 работают в прямом направлении, а средний П2 в обратном направлении. Крайнюю область р- называют анодом, а крайнюю область n- катодом. Тиристор можно представить в виде эквивалентной схемы, состоящей из двух транзисторов Т1 n-p-n- типа, и Т2 p-n-p- типа, соединенных между собой. Получается, что переходы П1 и П3 являются эмиттерными переходами этих транзисторов, а переход П2 в обоих транзисторах работает как коллекторный переход.

Компьютерные сети Системное программное обеспечение Информационные технологии Программирование.

Схемы замещения тиристора двумя транзисторами

Если проанализировать путь развития полупроводниковой электроники, то почти сразу становится понятно, что все полупроводниковые приборы созданы на переходах или слоях n-p, p-n. Простейший полупроводниковый диод имеет один переход p-n и два слоя. У биполярного транзистора два перехода и три слоя n-p-n, p-n-p. А что будет, если добавить ещё один слой? Тогда мы получим четырёхслойный полупроводниковый прибор, который называется тиристор. Два тиристора включенные встречно-параллельно и есть симистор, то есть симметричный тиристор.

Диодный тиристор

Под включением тиристора понимают процесс перевода его из закрытого непроводящего состояния с низкой проводимостью в открытое проводящее состояние с высокой проводимостью при приложении к нему прямого напряжения. Для рассматриваемых видов тиристоров применяют включение их по управляющему электроду. Схема подключения тиристора к внешним источникам напряжения в этом случае показана на рис. Пусть к основным выводам тиристора приложено прямое напряжение, меньшее, чем напряжение переключения его полупроводниковой структуры: эмиттерные переходы смещены в прямом направлении, а коллекторный переход смещен в обратном , и через структуру течет небольшой ток утечки. Схема подключения а и ВАХ б силового тиристора при различных токах управления При подключении к управляющему выводу положительного полюса источника управляющего напряжения, как показано на рис. Формула 1. Когда накопленный заряд достигает некоторого критического значения , происходит переключение тиристора в открытое состояние.

разователях большой мощности имеет интегральный тиристор с внешним полевым Эквивалентная схема элементарной ячейки МСТ при- ведена на .

Методы и устройства управления тиристорами. Крылов В настоящее время тиристоры находят широкое применение в различных устройствах автоматического контроля, сигнализации и управления. Тиристор представляет собой управляемый полупроводниковый диод, которому свойственны два устойчивых состояния: открытое, когда прямое сопротивление тиристора весьма мало и ток в его цепи зависит в основном от напряжения источника питания и сопротивления нагрузки, и закрытое, когда его прямое сопротивление велико и ток составляет единицы миллиампер. На рис.

Тиристор это полупроводниковый прибор, предназначенный для работы в качестве ключа. Он имеет три электрода и структуру p-n-p-n из четырёх слоёв полупроводника. Электроды именуются как анод, катод и управляющий электрод. Структура p-n-p-n функционально аналогична нелинейному резистору, который способен принимать два состояния:.

Однофазная полумостовая схема параллельного инвертора, показанная на рисунке 2.

В статье рассмотрены вопросы проектирования быстродействующей защиты от аварийных режимов тиристорных преобразователей частоты ТПЧ , в частности — разработка для них бесконтактного тиристорно-конденсаторного выключателя ТКВ. Во второй части статьи проведено исследование коммутирующей способности устройства защиты, приведена схемотехническая модель ТКВ и интервалы работы устройства защиты ТПЧ. Эти и другие функции реализуются блоком управления и защиты БУЗ , в котором осуществляется диагностика исправного состояния всех элементов ТПЧ, проверяется наличие блокировок по системе охлаждения, по соблюдению правил техники безопасности и реализуются другие сервисные и защитные функции. Для эффективной защиты силовой части ТПЧ в случае аварии наиболее важной является коммутирующая способность бесконтактного устройства защиты в пределах ее селективности, т. Наличие контактных устройств аварийной защиты, тем не менее, является обязательным в соответствии с правилами техники безопасности. Под коммутирующей способностью рассматриваемой схемы устройства отключения ТПЧ мы понимаем обеспечение необходимого времени восстановления управляемости проходному тиристору быстродействующего тиристорно-конденсаторного выключателя ТКВ после приведения в действие системы аварийной защиты. На рис.

В современных радиоэлектронных устройствах используется весьма широкий ассортимент самых разнообразных электронных приборов. Порой отсутствие одного или нескольких таких элементов может затормозить или даже прервать выполнение работы по монтажу или макетированию схемы. Очень часто встречаются ситуации, когда необходимо один элемент заменить другим.


Схема регулятора напряжения на тиристоре ку202н

Данный регулятор напряжения собирался мной для использования в различных направлениях: регулирование скорости вращения двигателя, изменение температуры нагрева паяльника и т.д. Возможно название статьи покажется не совсем корректным, и эта схема иногда встречается как регулятор мощности, но тут надо понимать, что по сути происходит регулировка фазы. То есть времени, в течении которого сетевая полуволна проходит в нагрузку. И с одной стороны регулируется напряжение (через скважность импульса), а с другой — мощность, выделяемая на нагрузке.

Следует учесть, что наиболее эффективно данный прибор будет справляться с резистивной нагрузкой – лампы, нагреватели и т.д. Потребители тока индуктивного характера тоже можно подключать, но при слишком малой его величине надёжность регулировки снизится.

Схема данного самодельного тиристорного регулятора не содержит дефицитных деталей. При использовании, указанных на схеме выпрямительных диодов, прибор может выдержать нагрузку до 5А (примерно 1 кВт) с учетом наличия радиаторов.

Для увеличения мощности подключаемого устройства нужно использовать другие диоды или диодные сборки, рассчитанные на необходимый вам ток.

Так-же нужно заменять и тиристор, ведь КУ202 рассчитан на предельный ток до 10А. Из более мощных рекомендуются отечественные тиристоры серии Т122, Т132, Т142 и другие аналогичные.

Деталей в тиристорном регуляторе не так уж и много, в принципе допустим навесной монтаж, однако на печатной плате конструкция будет смотреться красивее и удобнее. Рисунок платы в формате LAY качаем тут. Стабилитрон Д814Г меняется на любой, с напряжением 12-15В.

В качестве корпуса использовал первый попавшийся — подходящий по размерам. Для подключения нагрузки вывел наружу разъем для вилки. Регулятор работает надежно и действительно изменяет напряжение от 0 до 220 В. Автор конструкции: SssaHeKkk.

Обсудить статью ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Испытанная временем схема регулирования тока мощных потребителей отличается простотой в наладке, надежностью в эксплуатации и широкими потребительскими возможностями. Она хорошо подходит для управления режимом сварки, для пуско-зарядных устройств и для мощных узлов автоматики.

Принципиальная схема

При питании мощных нагрузок постоянным током часто применяется схема (рис.1) выпрямителя на четырех силовых вентилях. Переменное напряжение подводится к одной диагонали «моста», выходное постоянное (пульсирующее) напряжение снимается с другой диагонали. В каждом полупериоде работает одна пара диодов (VD1-VD4 или VD2-VD3).

Это свойство выпрямительного «моста» существенно: суммарная величина выпрямленного тока может достигать удвоенной величины предельного тока для каждого диода. Предельное напряжение диода не должно быть ниже амплитудного входного напряжения.

Поскольку класс напряжения силовых вентилей доходит до четырнадцатого (1400 В), с этим для бытовой электросети проблем нет. Существующий запас по обратному напряжению позволяет использовать вентили с некоторым перегревом, с малыми радиаторами (не злоупотреблять!).

Рис. 1. Схема выпрямителя на четырех силовых вентилях.

Внимание! Силовые диоды с маркировкой «В» проводят ток, «подобно» диодам Д226 (от гибкого вывода к корпусу), диоды с маркировкой «ВЛ» — от корпуса к гибкому выводу.

Использование вентилей различной проводимости позволяет выполнить монтаж всего на двух двойных радиаторах. Если же с корпусом устройства соединить «корпуса» вентилей «ВЛ» (выход «минус»), то останется изолировать всего один радиатор, на котором установлены диоды с маркировкой «В». Такая схема проста в монтаже и «наладке», но возникают трудности, если приходится регулировать ток нагрузки.

Если со сварочным процессом все понятно (присоединять «балласт»), то с пусковым устройством возникают огромные проблемы. После пуска двигателя огромный ток не нужен и вреден, поэтому необходимо его быстро отключить, так как каждое промедление укорачивает срок службы батареи (нередко батареи взрываются!).

Очень удобна для практического исполнения схема, показанная на рис.2, в которой функции регулирования тока выполняют тиристоры VS1, VS2, в этот же выпрямительный мост включены силовые вентили VD1, VD2. Монтаж облегчается тем, что каждая пара «диод-тиристор» крепится на своем радиаторе. Радиаторы можно применить стандартные (промышленного изготовления).

Другой путь — самостоятельное изготовление радиаторов из меди, алюминия толщиной свыше 10 мм. Для подбора размеров радиаторов необходимо собрать макет устройства и «погонять» его в тяжелом режиме. Неплохо, если после 15-минутной нагрузки корпуса тиристоров и диодов не будут «обжигать» руку (напряжение в этот момент отключить!).

Корпус устройства необходимо выполнить так, чтобы обеспечивалась хорошая циркуляция нагретого устройством воздуха. Не помешает установка вентилятора, который «помогает» прогонять воздух снизу вверх. Удобны вентиляторы, устанавливаемые в стойках с компьютерными платами либо в «советских» игровых автоматах.

Рис. 2. Схема регулятора тока на тиристорах.

Возможно выполнение схемы регулируемого выпрямителя полностью на тиристорах (рис.3). Нижняя (по схеме) пара тиристоров VS3, VS4 запускается импульсами от блока управления.

Импульсы приходят одновременно на управляющие электроды обоих тиристоров. Такое построение схемы «диссонирует» с принципами надежности, но время подтвердило работоспособность схемы («сжечь» тиристоры бытовая электросеть не может, поскольку они выдерживают импульсный ток 1600 А).

Тиристор VS1 (VS2) включен как диод — при положительном напряжении на аноде тиристора через диод VD1 (или VD2) и резистор R1 (или R2) на управляющий электрод тиристора будет подан отпирающий ток. Уже при напряжении в несколько вольт тиристор откроется и до окончания полуволны тока будет проводить ток.

Второй тиристор, на аноде которого было отрицательное напряжение, не будет запускаться (это и не нужно). На тиристоры VS3 и VS4 из схемы управления приходит импульс тока. Величина среднего тока в нагрузке зависит от моментов открывания тиристоров — чем раньше приходит открывающий импульс, тем большую часть периода соответствующий тиристор будет открыт.

Рис. 3. Схемы регулируемого выпрямителя полностью на тиристорах.

Открывание тиристоров VS1, VS2 через резисторы несколько «притупляет» схему: при низких входных напряжениях угол открытого состояния тиристоров оказывается малым — в нагрузку проходит заметно меньший ток, чем в схеме с диодами (рис.2).

Таким образом, данная схема вполне пригодна для регулировки сварочного тока по «вторичке» и выпрямления сетевого напряжения, где потеря нескольких вольт несущественна.

Эффективно использовать тиристорный мост для регулирования тока в широком диапазоне питающих напряжений позволяет схема, показанная на рис.4,

Устройство состоит из трех блоков:

  1. силового;
  2. схемы фазоимпульсного регулирования;
  3. двухпредельного вольтметра.

Трансформатор Т1 мощностью 20 Вт обеспечивает питание блока управления тиристорами VS3 и VS4 и открывание «диодов» VS1 и VS2. Открывание тиристоров внешним блоком питания эффективно при низком (автомобильном) напряжении в силовой цепи, а также при питании индуктивной нагрузки.

Рис. 4. Тиристорный мост для регулировки тока в широком диапазоне.

Рис. 5. Принципиальная схема блока управления тиристорами.

Открывающие импульсы тока с 5-вольтовых обмоток трансформатора подводятся в противофазе к управляющим электродам VS1, VS2. Диоды VD1, VD2 пропускают к управляющим электродам только положительные полуволны тока.

Если фазировка открывающих импульсов «подходит», то тиристорный выпрямительный мост будет работать, иначе тока в нагрузке не будет.

Этот недостаток схемы легко устраним: достаточно повернуть наоборот сетевую вилку питания Т1 (и пометить краской, как нужно подключать вилки и клеммы устройств в сеть переменного тока). При использовании схемы в пуско-зарядном устройстве заметно увеличение отдаваемого тока по сравнению со схемой рис.3.

Очень выгодно наличие слаботочной цепи (сетевого трансформатора Т1). Разрывание тока выключателем S1 полностью обесточивает нагрузку. Таким образом, прервать пусковой ток можно маленьким концевым выключателем, автоматическим выключателем или слаботочным реле (добавив узел автоматического отключения).

Это очень существенный момент, поскольку разрывать сильноточные цепи, требующие для прохождения тока хорошего контакта, намного труднее. Мы не случайно вспомнили о фазировке трансформатора Т1. Если бы регулятор тока был «встроен» в зарядно-пусковое устройство или в схему сварочного аппарата, то проблема фазировки была бы решена в момент наладки основного устройства.

Наше устройство специально выполнено широкопрофильным (как пользование пусковым устройством определяется сезоном года, так и сварочные работы приходится вести нерегулярно). Приходится управлять режимом работы мощной электродрели и питать нихромовые обогреватели.

На рис.5 показана схема блока управления тиристорами. Выпрямительный мостик VD1 подает в схему пульсирующее напряжение от 0 до 20 В. Это напряжение через диод VD2 подводится к конденсатору С1, обеспечивается постоянное напряжение питания мощного транзисторного «ключа» на VT2, VT3.

Пульсирующее напряжение через резистор R1 подводится к параллельно соединенным резистору R2 и стабилитрону VD6. Резистор «привязывает» потенциал точки «А» (рис.6) к нулевому, а стабилитрон ограничивает вершины импульсов на уровне порога стабилизации. Ограниченные импульсы напряжения заряжают конденсатор С2 для питания микросхемы DD1.

Эти же импульсы напряжения воздействуют на вход логического элемента. При некотором пороге напряжения логический элемент переключается. С учетом инвертирования сигнала на выходе логического элемента (точка «В») импульсы напряжения будут кратковременными -около момента нулевого входного напряжения.

Рис. 6. Диаграмма импульсов.

Следующий элемент логики инвертирует напряжение «В», поэтому импульсы напряжения «С» имеют значительно большую длительность. Пока действует импульс напряжения «С», через резисторы R3 и R4 происходит заряд конденсатора C3.

Экспоненциально нарастающее напряжение в точке «Е», в момент перехода через логический порог, «переключает» логический элемент. После инвертирования вторым логическим элементом высокому входному напряжению точки «Е» соответствует высокое логическое напряжение в точке «F».

Двум различным величинам сопротивления R4 соответствуют две осциллограммы в точке «Е»:

  • меньшее сопротивление R4 — большая крутизна — Е1;
  • большее сопротивление R4 — меньшая крутизна — Е2.

Следует обратить внимание также на питание базы транзистора VT1 сигналом «В», во время снижения входного напряжения до нуля транзистор VT1 открывается до насыщения, коллекторный переход транзистора разряжает конденсатор С3 (происходит подготовка к зарядке в следующем полупериоде напряжения). Таким образом, логический высокий уровень появляется в точке «F» раньше или позже, в зависимости от сопротивления R4:

  • меньшее сопротивление R4 — раньше появляется импульс — F1;
  • большее сопротивление R4 — позже появляется импульс — F2.

Усилитель на транзисторах VT2 и VT3 «повторяет» логические сигналы -точка «G». Осциллограммы в этой точке повторяют F1 и F2, но величина напряжения достигает 20 В.

Через разделительные диоды VD4, VD5 и ограничительные резисторы R9 R10 импульсы тока воздействуют на управляющие электроды тиристоров VS3 VS4 (рис.4). Один из тиристоров открывается, и на выход блока проходит импульс выпрямленного напряжения.

Меньшему значению сопротивления R4 соответствует большая часть полупериода синусоиды — h2, большему — меньшая часть полупериода синусоиды — h3 (рис.4). В конце полупериода ток прекращается, и все тиристоры закрываются.

Рис. 7. Схема автоматического двухпредельного вольтметра.

Таким образом, различным величинам сопротивления R4 соответствует различная длительность «отрезков» синусоидального напряжения на нагрузке. Выходную мощность можно регулировать практически от 0 до 100%. Стабильность работы устройства определяется применением «логики» — пороги переключения элементов стабильны.

Конструкция и налаживание

Если ошибок в монтаже нет, то устройство работает стабильно. При замене конденсатора С3 потребуется подбор резисторов R3 и R4. Замена тиристоров в силовом блоке может потребовать подбора R9, R10 (бывает, даже силовые тиристоры одного типа резко отличаются по токам включения — приходится менее чувствительный отбраковывать).

Измерять напряжение на нагрузке можно каждый раз «подходящим» вольтметром. Исходя из мобильности и универсальности блока регулирования, мы применили автоматический двухпредельный вольтметр (рис.7).

Измерение напряжения до 30 В производится головкой PV1 типа М269 с добавочным сопротивлением R2 (регулируется отклонение на всю шкалу при 30 В входного напряжения). Конденсатор С1 необходим для сглаживания напряжения, подводимого к вольтметру.

Для «загрубления» шкалы в 10 раз служит остальная часть схемы. Через лампу накаливания (бареттер) HL3 и подстроечный резистор R3 запитывается лампа накаливания оптопары U1, стабилитрон VD1 защищает вход оптрона.

Большое входное напряжение приводит к снижению сопротивления резистора оптопары от мегаом до ки-лоом, транзистор VT1 открывается, реле К1 срабатывает. Контакты реле при этом выполняют две функции:

  • размыкают подстроечное сопротивление R1 — схема вольтметра переключается на высоковольтный предел;
  • вместо зеленого светодиода HL2 включается красный светодиод HL1.

Красный, более заметный, цвет специально выбран для шкалы больших напряжений.

Внимание! Подстройка R1(шкала 0. 300) производится после подстройки R2.

Питание к схеме вольтметра взято из блока управления тиристорами. Развязка от измеряемого напряжения осуществлена с помощью оптрона. Порог переключения оптрона можно установить немного выше 30 В, что облегчит подстройку шкал.

Диод VD2 необходим для защиты транзистора от всплесков напряжения в момент обесточивания реле. Автоматическое переключение шкал вольтметра оправдано при использовании блока для питания различных нагрузок. Нумерация выводов оптрона не дана: с помощью тестера нетрудно различить входные и выходные выводы.

Сопротивление лампы оптрона равно сотням ом, а фоторезистора — мегаом (в момент измерения лампа не запитана). На рис.8 показан вид устройства сверху (крышка снята). VS1 и VS2 установлены на общем радиаторе, VS3 и VS4 — на отдельных радиаторах.

Резьбу на радиаторах пришлось нарезать под тиристоры. Гибкие выводы силовых тиристоров обрезаны, монтаж осуществлен более тонким проводом.

Рис. 8. Вид устройства сверху.

На рис.9 показан вид на лицевую панель устройства. Слева расположена ручка регулирования тока нагрузки, справа — шкала вольтметра. Около шкалы закреплены светодиоды, верхний (красный) расположен около надписи «300 В».

Клеммы устройства не очень мощные, так как применяется оно для сварки тонких деталей, где очень важна точность поддержания режима. Время пуска двигателя небольшое, поэтому ресурса клеммных соединений хватает.

Рис. 9. Вид на лицевую панель устройства.

Верхняя крышка крепится к нижней с зазором в пару сантиметров для обеспечения лучшей циркуляции воздуха.

Устройство легко поддается модернизации. Так, для автоматизации режима запуска двигателя автомобиля не нужны дополнительные детали (рис.10).

Необходимо между точками «D» и «E» блока управления включить нормально замкнутую контактную группу реле К1 из схемы двухпредельного вольтметра. Если перестройкой R3 не удастся довести порог переключения вольтметра до 12. 13 В, то придется заменить лампу HL3 более мощной (вместо 10 установить 15 Вт).

Пусковые устройства промышленного изготовления настраиваются на порог включения даже 9 В. Мы рекомендуем настраивать порог переключения устройства на более высокое напряжение, так как еще до включения стартера аккумулятор немного подпитывается током (до уровня переключения). Теперь пуск производится немного «подзаряженным» аккумулятором вместе с автоматическим пусковым устройством.

Рис. 10 . Автоматизация режима запуска двигателя автомобиля.

По мере увеличения бортового напряжения автоматика «закрывает» подачу тока от пускового устройства, при повторных пусках в нужные моменты подпитка возобновляется. Имеющийся в устройстве регулятор тока (скважности выпрямленных импульсов) позволяет ограничить величину пускового тока.

Н.П. Горейко, В.С. Стовпец. г. Ладыжин. Винницкая обл. Электрик-2004-08.

Тиристоры и симисторы — RadioRadar


Тиристор


   Тиристор — это переключающий полупроводниковый прибор, пропускающий ток в одном направлении. Этот радиоэлемент часто сравнивают с управляемым диодом и называют полупроводниковым управляемым вентилем (Silicon Controlled Rectifier, SCR).

Тиристор имеет три вывода, один из которых — управляющий электрод, можно сказать, «спусковой крючок» — используется для резкого перевода тиристора во включенное состояние.

   Тиристор совмещает в себе функции выпрямителя, выключателя и усилителя. Часто он используется как регулятор, главным образом, когда схема питается переменным напряжением. Нижеследующие пункты раскрывают четыре основных свойства тиристора:

  • тиристор, как и диод, проводит в одном направлении, проявляя себя как выпрямитель;
  • тиристор переводится из выключенного состояния во включенное при подаче сигнала на управляющий электрод и, следовательно, как выключатель имеет два устойчивых состояния. Тем не менее для возврата тиристора в выключенное (разомкнутое) состояние необходимо выполнить специальные условия;
  • управляющий ток, необходимый для перевода тиристора из закрытого состояния в открытое, значительно меньше (несколько миллиампер) при рабочем токе в несколько ампер и даже в несколько десятков ампер. Следовательно, тиристор обладает свойствами усилителя тока;
  • oсредний ток через нагрузку, включенную последовательно с тиристором, можно точно регулировать в зависимости от длительности сигнала на управляющем электроде. Тиристор при этом является регулятором мощности.

Структура тиристора


   Тиристором называется управляемый трехэлектродный полупроводниковый прибор, состоящий из чередующихся четырех кремниевых слоев типа р и n. Полупроводниковый прибор с четырехслойной структурой представлен на рис. 1.

   Крайнюю область р-структуры, к которой подключается положительный полюс источника питания, принято называть анодом, а крайнюю область n, к которой подключается отрицательный полюс этого источника, — катодом.

Рис.1. Структура и обозначение тиристора

Свойства тиристора в закрытом состоянии


   В соответствии со структурой тиристора можно выделить три электронно-дырочных перехода и заменить тиристор эквивалентной схемой, как показано на рис. 2.

   Эта эквивалентная схема позволяет понять поведение тиристора с отключенным управляющим электродом.

   Если анод положителен по отношению к катоду, то диод D2 закрыт, что приводит к закрытию тиристора, смещенного в этом случае в прямом направлении. При другой полярности диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении, и тиристор также закрыт.

Рис.2. Представление тиристора тремя диодами

Принцип отпирания с помощью управляющего электрода


   Эквивалентное представление структуры р-n-p-n в виде двух транзисторов показано на рис. 3.

   Представление тиристора в виде двух транзисторов разного типа проводимости приводит к эквивалентной схеме, представленной на рис. 1.4. Она наглядно объясняет явление отпирания тиристора.

   Зададим ток IGT через управляющий электрод тиристора, смещенного в прямом направлении (напряжение VAK положительное), как показано на рис. 4.

   Так как ток IGT становится базовым током транзистора n-p-n, то ток коллектора этого транзистора равен B1xIGT, где B1 — коэффициент усиления по току транзистора Т1.

   Этот ток одновременно является базовым током транзистора р-n-р, что приводит к его отпиранию. Ток коллектора транзистора Т2 составляет величину B1xB2xIGT и суммируется с током IGT, что поддерживает транзистор Т1 в открытом состоянии. Поэтому, если управляющий ток IGT достаточно велик, оба транзистора переходят в режим насыщения.

   Цепь внутренней обратной связи сохраняет проводимость тиристора даже в случае исчезновения первоначального тока управляющего электрода IGT, при этом ток анода (1А ) остается достаточно высоким.

   Типовая схема запуска тиристора приведена на рис. 5

.

Рис.3. Разбиение тиристора на два транзистора

Рис.4. Представление тиристора в виде двухтранзисторной схемы

Рис.5. Типичная схема запуска тиристора

Отключение тиристора


   Тиристор перейдет в закрытое состояние, если к управляющему электроду открытого тиристора не приложен никакой сигнал, а его рабочий ток спадет до некоторого значения, называемого током удержания (гипостатическим током).

   Отключение тиристора произойдет, в частности, если была разомкнута цепь нагрузки (рис. 6а) или напряжение, приложенное к внешней цепи, поменяло полярность (это случается в конце каждого полупериода переменного напряжения питания).

Рис.6. Способы отключения тиристора

   Когда тиристор работает при постоянном токе, отключение может быть произведено с помощью механического выключателя.

   Включенный последовательно с нагрузкой этот ключ используется для отключения рабочей цепи.

   Включенный параллельно основным электродам тиристора (рис. 6б) ключ шунтирует анодный ток, и тиристор при этом переходит в закрытое состояние. Некоторые тиристоры повторно включаются после размыкания ключа. Это объясняется тем, что при размыкании ключа заряжается паразитная емкость р-n перехода тиристора, вызывая помехи.

   Поэтому предпочитают размещать ключ между управляющим электродом и катодом тиристора (рис. 1.6в), что гарантирует правильное отключение посредством отсечения удерживающего тока. Одновременно смещается в обратном направлении переход р-n, соответствующий диоду D2 из схемы замещения тиристора тремя диодами (рис. 2).

   На рис. 6а-д представлены различные варианты схем отключения тиристора, среди них и ранее упоминавшиеся. Другие, как правило, применяются, когда требуется отключать тиристор с помощью дополнительной цепи. В этих случаях механический выключатель можно заменить вспомогательным тиристором или ключевым транзистором, как показано на рис. 7.

Рис.7. Классические схемы отключения тиристора с помощью дополнительной цепи

Симистор


   Симиcmop — полупроводниковый прибор, который широко используется в системах, питающихся переменным напряжением. Упрощенно он может рассматриваться как управляемый выключатель. В закрытом состоянии он ведет себя как разомкнутый выключатель. Напротив, подача управляющего тока на управляющий электрод симис-тора ведет к переходу его в проводящее состояние. В это время симистор подобен замкнутому выключателю.

   При отсутствии управляющего тока симистор во время любого полупериода переменного напряжения питания неизбежно переходит из состояния проводимости в закрытое состояние.

   Кроме работы в релейном режиме в термостате или светочувствительном выключателе, разработаны и широко используются системы регулирования, функционирующие по принципу фазового управления напряжением нагрузки, или, другими словами, плавные регуляторы.

Структура симистора


   Симистор можно представить двумя тиристорами, включенными встречно-параллельно. Он пропускает ток в обоих направлениях. Структура этого полупроводникового прибора показана на рис. 8. Симистор имеет три электрода: один управляющий и два основных для пропускания рабочего тока.

Рис.8. Структура симистора

Функционирование симистора


   Симистор открывается, если через управляющий электрод проходит отпирающий ток или если напряжение между его электродами А1 и А2 превышает некоторую максимальную величину (на самом деле это часто приводит к несанкционированным срабатываниям симистора, происходящим при максимуме амплитуды напряжения питания).

   Симистор переходит в закрытое состояние после изменения полярности между его выводами А1 и А2 или если значение рабочего тока меньше тока удержания Iу.

Отпирание симистора


   В режиме переменного питания смена состояний симистора вызывается изменением полярности напряжения на рабочих электродах А1 и А2. Поэтому в зависимости от полярности управляющего тока можно определить четыре варианта управления симистором, как показано на рис. 9.

   Каждый квадрант соответствует одному способу открывания симистора. Все способы кратко описаны в табл. 1.

Рис.9. Четыре возможных варианта управления симистором

Таблица 1. Упрощенное представление способов открывания симистора

КвадрантVA2-A1VG-A1IGTОбозначение
I>0>0Слабый + +
II>0Средний+ —
IIIСредний— —
IV>0Высокий— +

   Например, если между рабочими электродами симистора прикладывают напряжение VA1-A2>0 и напряжение на управляющем электроде отрицательно по отношению к аноду А1, то смещение симистора соответствует квадранту II и упрощенному обозначению + -.

   Для каждого квадранта определены отпирающий ток I от (IGT), удерживающий ток Iуд(Iн) и ток включения Iвыкл(IL).

   Отпирающий ток должен сохраняться до тех пор, пока рабочий ток не превысит в два-три раза величину удерживающего тока Iн. Этот минимальный отпирающий ток и является током включения симистора IL.

   Затем, если убрать ток через управляющий электрод, симистор останется в проводящем состоянии до тех пор, пока анодный ток будет превышать ток удержания Iн.

Ограничения при использовании


   Симистор накладывает ряд ограничений при использовании, в частности при индуктивной нагрузке. Ограничения касаются скорости изменения напряжения (dV/dt) между анодами симистора и скорости изменения рабочего тока di/dt.

   Действительно, во время перехода симистора из закрытого состояния в проводящее внешней цепью может быть вызван значительный ток. В то же время мгновенного падения напряжения на выводах симистора не происходит. Следовательно, одновременно будут присутствовать напряжение и ток, развивающие мгновенную мощность, которая может достигнуть значительных величин. Энергия, рассеянная в малом пространстве, вызовет резкое повышение температуры р-п переходов. Если критическая температура будет превышена, то произойдет разрушение симистора, вызванное чрезмерной скоростью нарастания тока di/dt.

   Ограничения также распространяются на изменение напряжения двух категорий: на dV/dt применительно к закрытому симистору и на dV/dt при открытом симисторе (последнее также называется скоростью переключения).

   Чрезмерная скорость нарастания напряжения, приложенного между выводами А1 и А2 зарытого симистора, может вызвать его открытие при отсутствии сигнала на управляющем электроде. Это явление вызывается внутренней емкостью симистора. Ток заряда этой емкости может быть достаточным для отпирания симистора.

   Однако не это является основной причиной несвоевременного открытия. Максимальная величина dV/dt при переключении симистора, как правило, очень мала, и слишком быстрое изменение напряжения на выводах симистора в момент его запирания может тотчас же повлечь за собой новое включение. Таким образом, симистор заново отпирается, в то время как должен закрыться.

Рис.10. Симистор с защитной RC-цепочкой

   При индуктивной нагрузке симистора или при защите от внешних перенапряжений для ограничения влияния dV/dt и тока перегрузки желательно использовать защитную RC-цепочку (рис. 10).

   Расчет значений R и С зависит от нескольких параметров, среди которых — величина тока в нагрузке, значения индуктивности и номинального сопротивления нагрузки, рабочего напряжения, характеристик симистора.

   Совокупность этих параметров с трудом поддается точному описанию, поэтому часто принимают во внимание эмпирические значения. Включение сопротивления 100-150 Ом и конденсатора 100 нФ дает удовлетворительные результаты. Однако отметим, что значение сопротивления должно быть гораздо меньше (или одного порядка), чем величина полной нагрузки, являясь достаточно высоким для того, чтобы ограничить ток разряда конденсатора с целью соблюдения максимального значения di/dt в момент отпирания.

   RC-цепочка дополнительно улучшает включение в проводящее состояние симистора, управляющего индуктивной нагрузкой. Действительно, ток разряда конденсатора устраняет влияние задержки индуктивного тока, поддерживая рабочий ток выше минимального значения удерживающего тока Iуд(Iн).

Рис.11. Защита симистора с помощью варистора

   Дополнительная защита, заслуживающая внимания, может быть обеспечена с помощью варистора, подключенного к выводам индуктивной нагрузки. Другой варистор, включенный параллельно питающему напряжению, задержит помехи, распространяющиеся по сети питания. Защита симистора также обеспечивается при подключении варистора параллельно его выводам А1 и А2 (рис. 11).

Источник

  1. Кадино Э. Цветомузыкальные установки.-М.: ДМК Пресс, 2000.

Тиристорные коммутаторы нагрузки (10 схем)

Для включения и отключения нагрузки (ламп накаливания, обмоток реле, электродвигателей и т.п.) зачастую используют тиристоры. Особенность этого вида полупроводниковых приборов и основное их отличие от транзисторов заключается в том, что они обладают двумя устойчивыми состояниями, без каких-либо промежуточных. Это состояние «включено», когда сопротивление полупроводникового прибора минимально, и состояние «выключено», когда сопротивление тиристора максимально. В идеале эти сопротивления приближаются к нулю или бесконечности.

Для включения тиристора на его управляющий электрод достаточно хотя бы кратковременно подать управляющее напряжение. Отключить тиристор (запереть) можно кратковременным выключением питания тиристора, сменой полярности питающего напряжения либо уменьшением тока в нагрузке ниже тока удержания тиристора.

Обычно включают и отключают тиристорные коммутаторы двумя кнопками. Значительно меньшее распространение получили однокнопочные схемы управления тиристорами. В этой главе достаточно подробно рассмотрены методы однокнопочно-го управления тиристорными коммутаторами. Принцип работы тиристорных однокнопочных управляющих устройств основан на динамических зарядно-разрядных процессах в цепи управления тиристора [EW 4/01-299].

На рис. 17.1 показана одна из простейших схем однокно-почного управления тиристорным коммутатором. В схеме (здесь и далее) используют кнопки без фиксации положения. В исходном состоянии нормально замкнутые контакты кнопки шунтируют цепь управления тиристором. Сопротивление тиристора максимально, ток через нагрузку не протекает. Диаграммы основных процессов, протекающих в схеме на рис. 17.1, рассмотрены на рис. 17.2.

Для включения тиристора (ON) нажимают на кнопку SB1. При этом нагрузка оказывается подключенной к источнику питания через контакты кнопки SB1, а конденсатор С1 заряжается через резистор R1 от источника питания. Скорость заряда конденсатора определяется постоянной времени цепи R1C1 (см.

диаграмму). После того как кнопку отпустят, конденсатор С1 разряжается на управляющий электрод тиристора. Если напряжение на нем равно или превышает напряжение включения тиристора, тиристор отпирается.

Рис. 17.1

 

Рис. 17.2

Отключить нагрузку (OFF) можно кратковременным нажатием на кнопку SB1. При этом конденсатор С1 не успевает зарядиться. Поскольку контакты кнопки шунтируют электроды тиристора (анод — катод), это равноценно отключению источника питания тиристора. В результате нагрузка будет отключена.

Следовательно, для включения нагрузки необходимо с большей продолжительностью нажать на управляющую кнопку, для отключения — еще раз кратковременно нажать ту же кнопку.

Рис. 17.3

 

Рис. 17.4

На рис. 17.3 и 17.4 показаны варианты схемной идеи, представленной на рис. 17.1. На рис. 17.3 использована цепочка последовательно соединенных диодов VD1 и VD2 для ограничения максимального напряжения заряда конденсатора. Это позволило заметно снизить рабочее напряжение (до 1,5…3 В) и емкость конденсатора С1. В следующей схеме (рис. 17.4) резистор R1 включен последовательно с нагрузкой, что позволяет создать двухполюсный коммутатор нагрузки. Сопротивление нагрузки должно быть намного ниже, чем сопротивление R1.

Тиристорное устройство управления нагрузкой (рис. 17.5) может быть использовано для включения и выключения нагрузки любой из нескольких последовательно включенных кнопок, работающих на разрыв цепи. Принцип действия тири-сторного коммутатора заключается в следующем. При включении устройства напряжение, подаваемое на управляющий электрод тиристора, недостаточно для его включения. Тиристор, и, соответственно, нагрузка отключены. При нажатии на любую из кнопок SB1 — SBn (и удержании ее нажатой) конденсатор С1 заряжается через резистор R1 от источника питания. Цепь управления тиристора и сам тиристор при этом отключены.

Рис. 17.5

После отпускания кнопки и восстановления цепи питания тиристора накопленная конденсатором С1 энергия оказывается приложенной к управляющему электроду тиристора. В результате разряда конденсатора через управляющий электрод тиристор включается, подсоединяя тем самым нагрузку к цепи питания.

Для отключения тиристора (и нагрузки) кратковременно нажимают на любую из кнопок SB1 — SBn. При этом конденсатор С1 не успевает зарядиться. В то же время цепь питания тиристора размыкается, тиристор запирается. Величина резистора R2 зависит от напряжения питания устройства: при напряжении 15 В его сопротивление — 10 кОм при 9 В — 3,3 кОм при 5 6-1,2 кОм.

При использовании вместо тиристора его транзисторного аналога (рис. 17.6) величина этого резистора меняется, соответственно, от 240 кОм (15 В) до 16 кОм (9 В) и до 4,7 кОм (5 В).

Тиристорное устройство, позволяющее создать аналог многокнопочного переключателя с зависимой фиксацией положения и использующее для управления кнопочные элементы, работающие без фиксации, показано на рис. 17.7. В схеме может быть использовано несколько тиристоров, однако, для упрощения схемы, на рисунке показано лишь два канала. Другие каналы коммутации могут быть подключены аналогично предыдущим.

Рис. 17.6

 

Рис. 17.7

В исходном состоянии тиристоры заперты. При нажатии на кнопку управления, например, кнопку SB1, конденсатор С1 относительно большой емкости оказывается подключенным к источнику питания через диоды VD1 — VDm и сопротивления нагрузки всех каналов. В результате заряда конденсатора возникает импульс тока, приводящий к кратковременному замыканию анодов всех тиристоров через соответствующие диоды VD1 — VDm на общую шину. Любой из тиристоров, если он был включен, отключается. В то же время конденсатор накапливает энергию. После отпускания кнопки конденсатор разряжается на управляющий электрод тиристора, отпирая его. Для включения любого другого канала нажимают соответствующую кнопку. Происходит отключение (сброс) ранее задействованной нагрузки и включение новой нагрузки. В схеме предусмотрена кнопка SB0 общего отключения всех нагрузок.

Рис. 17.8

 

Рис. 17.9

Вариант схемы, выполненный на транзисторных аналогах тиристоров и диодно-емкостных зарядных цепочках с использованием малогабаритных конденсаторов, показан на рис. 17.8, 17.9. В схеме предусмотрена светодиодная индикация включенного канала. В этой связи максимальный ток нагрузки каждого из каналов ограничен значением 20 мА.

Устройства, аналогичные представленным на рис. 17.7 — 17.9, а также на рис. 17.10 — 17.12, можно использовать для систем выбора программ радио- и телеприемников. Недостатком схемных решений (рис. 17.7 — 17.9) является то, что в момент нажатия на любую из кнопок все нагрузки оказываются хотя бы на мгновение подключенными к источнику питания.

Рис. 17.10

 

Рис. 17.11

На рис. 17.10 и 17.11 показан тиристорный коммутатор разрывного типа с неограниченным количеством последовательно включенных элементов. При нажатии на одну из кнопок управления цепь питания аналогов тиристоров размыкается по постоянному току. Конденсатор С1 оказывается включенным последовательно с аналогом тиристора. Одновременно управляющее напряжение (нулевого уровня) через задействованную кнопку и резистор R2 (рис. 17.10) подается на управляющий электрод аналога тиристора.

Поскольку в первые мгновения при нажатии кнопки последовательно с аналогом тиристора оказывается включенным полностью разряженный конденсатор, такое включение равносильно короткому замыканию в цепи питания соответствующего тиристора. Следовательно, тиристор отпирается, включая тем самым соответствующую нагрузку.

При нажатии на любую другую кнопку ранее задействованный канал отключается, и включается другой канал. При длительном (порядка 2 сек) нажатии на любую из кнопок конденсатор С1 заряжается, что равнозначно размыканию цепи и приводит к запиранию всех тиристоров.

Рис. 17.12

В ряду тиристорных коммутаторов наиболее совершенной представляется схема, показанная на рис. 17.12. При нажатии кнопки управления возникает бросок тока, эквивалентный короткому замыканию. Происходит отключение ранее задействованных тиристоров и включение тиристора, соответствующего нажатой кнопке. В схеме предусмотрена светодиодная индикация задействованного канала, а также кнопка общего сброса. Вместо конденсаторов большой емкости могут быть использованы диодно-конденсаторные цепочки (рис. 17.12). Принцип действия схемы сохраняется. В качестве нагрузки можно использовать низковольтные реле, например, РМК 11105 сопротивлением 350 Ом на рабочее напряжение 5 В.

Резистор R1 ограничивает ток короткого замыкания и ток максимального потребления величиной 10… 12 мА. Количество каналов коммутации не ограничено.


Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Тиристоры Электрическая Схема — tokzamer.ru

У мощных приборов оно достигает сотен ампер. Если в обоих направлениях или обрыв, или небольшое сопротивление — элемент поврежден.


Для борьбы с перегревом тиристора используется активная или пассивная система охлаждения. Причем оба состояния устойчивые, то есть переход происходит только при определенных условиях.

В некоторый момент в результате перезарядки конденсатора С2 высокий уровень на выводе 8 элемента DD1.
Зарядное устройство на тиристорах

Существует масса способов достижения полноволнового управления тиристорами.

Тиристор — краткий обзор полупроводника Включение полупроводника в открытое состояние возможно путём подачи импульса пускового тока небольшой величины на управляющий электрод У.

Поэтому я и решил представить эту схему.

Для сетей переменного тока выполнение этих условий не вызывает особых трудностей. Когда тиристор пропускает ток нагрузки в прямом направлении, электрод анода A является положительным по отношению к электроду катода K, с точки зрения регенеративной фиксации.

Практические примеры для повторения Наибольшей популярностью среди радиолюбителей пользуются схемы, предназначенные для управления яркостью светильника и изменения мощности паяльника. Тиристорный регулятор напряжения своими руками Нельзя сказать о том, что данная схема не обеспечит гальваническую развязку от источника питания, поэтому есть определённая опасность поражения электрическими разрядами тока.

Бюджетные сварочные полуавтоматы#4 подключение тиристора и конденсаторов

Применение тиристора

Виды и устройство. Контроллер нагрева паяльника Управление мощностью паяльника не только положительно сказывается на сроке его службы, предотвращая жало и внутренние его элементы от перегревания, но и позволяет выпаивать радиоэлементы, критичные к температуре устройства.

Таким образом, напряжение будет полноценно регулироваться на коллекторном двигателе, который оборудован специальным щелочным узлом. В принципе, можно было бы просто заменить полупроводник мощным механическим выключателем.

А это может произойти только в отрицательном полупериоде сетевого напряжения, поступающего на вывод 13 элемента DD1.

Фото — тиристор кун Цена тиристора зависит от его марки и характеристик.

Эта кнопка соединяет управляющий электрод У с источником питания через резистор R1. В этом месте находится ферритовый фильтр высокочастотных помех.

Они могли легко увидеть, что число оборотов в таких изделиях зависит, главным образом, от общей глубины нажатия на кнопку-курок в устройстве. Управляемый электрод.

Фиксация состояния удержания остаётся стабильной при положительном полупериоде и автоматически сбрасывается, когда положительный полупериод заканчивается.
Тиристорный модуль SKKT92-12E

Читайте дополнительно: Прокладка кабельных линий в земле снип

Виды современных устройств

Эта кнопка соединяет управляющий электрод У с источником питания через резистор R1.

Рассеиваемая мощность. Регулировать яркость свечения светильников, в которых установлены энергосберегающие или светодиодные лампочками, не получится, так как в таких лампочках вмонтированы электронные схемы, и регулятор просто будет нарушать их нормальную работу. На чертеже ниже представлена цоколевка и основные детали тиристора.

Распространенные отечественные тиристоры выглядят следующим образом.

Если регулируемое устройство будет расположено на стационарном уровне, то имеет определённой смысл осуществить его подключение через выключатель с особым регулятором уровня яркости света. Вот так можно описать, как работает тиристор для чайников. Прибор, содержащий один управляющий электрод, называют триодным тиристором или тринистором [1] иногда просто тиристором, хотя это не совсем правильно. Тиристорная схема регулятора не излучающая помехи Главное отличие схемы представляемого регулятора мощности паяльника от выше представленных, это полное отсутствие радиопомех в электрическую сеть, так как все переходные процессы происходят во время, когда напряжение в питающей сети равно нулю.

У VT1 он должен быть Управляемый электрод.


R 2 — это резистор, который обладает особым показателем переменного тока около 30 кОм. Реостат — довольно универсальное приспособление. В общем много привычных устройств построены на тиристорах. Вот только напряжение должно быть достаточным для того, чтобы засветить лампочку.

Для большей мощности необходим более мощный симистор, например, ТС Это хорошо демонстрирует схема управления тиристорами, а также любой справочник электриков например, в библиотеке можно бесплатно почитать книгу автора Замятин. Тиристор — краткий обзор полупроводника Включение полупроводника в открытое состояние возможно путём подачи импульса пускового тока небольшой величины на управляющий электрод У. Предлагаемая ниже схема позволит снизить мощность любого нагревательного электроприбора.

Симметричный тринистор называется также симистором или триаком от англ. Если при помощи такого прибора, как тиристор со временем подключать нагрузку в строго определённое время, то показатель действующего напряжения будет довольно низким, так как половина от напряжения действующее значение, которое и воспроизводит нагрузку будет намного меньше, чем световое. Само переключение происходит очень быстро, хоть и не мгновенно. Важное отличие симисторных схем от тиристорных состоит в том, что нет необходимости в выпрямительном устройстве. Вторую часть полупериода тиристор начнёт проводить ток и на выходе регулятора будет возникать особое входное напряжение.
Простой регулятор напряжения на тиристоре

Принцип действия тиристора

Так что в схемах постоянного тока есть два варианта использования тиристора — с удержанием открытого состояния и без.

Покопавшись нашел импортные симисторы BTA К основным параметрам, характеризующим регуляторы электрической энергии, относят: плавность регулировки; рабочую и пиковую подводимую мощность; диапазон входного рабочего сигнала; КПД. Можно подумать, что применение тиристоров неоправданно, не проще ли использовать обычный ключ?

Значение тока, который может протекать через анод-катод. У мощных приборов оно достигает сотен ампер. Он позволяет коммутировать ток 25 А.

После переключения и полной проводки , падение напряжения на участке анод- катод держится постоянным на уровне около 1 вольта, при всех значениях анодного тока от нуля до номинального значения. Он располагается как последовательно, так и параллельно подключённой нагрузке. При большой регулируемой мощности симистор VS1 необходимо установить на радиатор. Тиристоры выполняются в различных корпусах.

См. также: Подключение участка к электричеству vfnthbfk

Область использования тиристорных устройств

На правом рисунке сопротивление небольшое, так как подано прямое напряжение смещения между анодом и управляющим электродом Обратите внимание, что величина сопротивления у разных серий разная — на это не стоит обращать особого внимания. Это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии, при котором тиристор может работать без нарушения его работоспособности. Стабилитрон VD1 ограничивает напряжение питания на уровне 15 В. Схема собиралась не раз, работает без наладки и других проблем.

Главным отличием является более широкий спектр напряжений. В результате получается генератор прямоугольных импульсов. Вот только напряжение должно быть достаточным для того, чтобы засветить лампочку. Схемы на тиристорах Регулировать общую мощность паяльника можно довольно просто, если использовать для этого аналоговые или же цифровые паяльные станции. В результате на выходе 11 DD1.

Данная особенности заключена в том, что в нормальных производственных условиях на нагрузку могут воздействовать примерные показатели напряжения бытовой сети, которая будет меняться в соответствии с синусоидальным законом. Обычно правильной работы симистора удается добиться установкой транзистора VT2 с большим значением коэффициента передачи тока. Другое их название — диммеры. Полный технический расклад тиристора.

С вывода 1 микросхемы DD2. Один управляющий и два, через которые протекает ток.
Симистор (тиристор) вместо реле.

Схемы тиристорных прерывателей

Современный этап развития силовых тиристорных регуляторов характеризуется большим разнообразием схем тиристорных прерывателей, в том числе постоянного тока. Однако при всем их разнообразии они обладают характерными общими особенностями, вытекающими в основном из характеристик самих тиристоров. В основе тиристорного прерывателя лежит тот или иной способ снижения тока, протекающего через выключаемый тиристор, до значения ниже тока удержания тиристоров. В схемах регуляторов тяговых двигателей постоянного тока наиболее распространен емкостный способ коммутации тиристоров, при котором предварительно заряженный конденсатор подключается параллельно выключаемому тиристору плюсом к катоду (рис. 111). В результате ток /т, протекавший через выключаемый тиристор, в момент времени t0 коммутируется из тиристора в конденсатор.

В первый момент времени при t = t0 подключение конденсатора С с указанной на рис. 111 полярностью обусловливает появление на тиристоре обратного напряжения UT, которое сохраняется на нем до тех пор, пока конденсатор не разрядится током ic=iT до нуля.

В период времени, пока на тиристоре обратное напряжение, прямой ток через него не протекает и тиристор восстанавливает свои запирающие свойства. Время, в течение которого к тиристору приложено обратное напряжение, называют схемным временем выключения тиристора <сх, т. е. временем, которое предоставляется схемой тиристору для восстановления его запирающих свойств. Для нормальной работы тиристоров, очевидно,

Те tcx-

Схемное время в простейшем случае зависит от заряда конденсатора q-UC и тока, протекавшего через тиристор,

*сх = — = — • (П6)

f т f X

Если коммутирующий конденсатор перезаряжается до напряжения, равного начальному значению (но противоположного знака), то полное время его перезаряда

Рис, Ш. Схема (а) и осциллограммы (б) при емкостной параллельной коммутации

Таким образом, при емкостной коммутации схемное время выключения тиристора всегда прямо пропорционально напряжению и емкости коммутирующего конденсатора и обратно пропорционально току выключаемого тиристора.

Рассмотрим схему тиристорного прерывателя с предварительным перезарядом коммутирующего конденсатора (рис. II2, а). Схема управления тиристорами обеспечивает сначала включение вспомогательного тиристора Т2. Тогда коммутирующий конденсатор Си будет заряжен по цепи: « + » ип, Ск, Т2, М, «-» (Уп полярностью, указанной на рис. 112, а. После заряда конденсатора до напряжения источника питания Ип ток заряда прекращается и тиристор Т2 выключается, а ток нагрузки ід замыкается по цепи нулевого диода Д0. При включении тиристора Т1 через него будет протекать сумма двух токов: ток нагрузки гд и ток перезаряда конденсатора іСк- Причем ток ід будет протекать до цепи: « + » Нш Т1, М, «-»Пш а ток перезаряда конденсатора іск по цепи: Сю 77, а, Д1, Ск— Ток нагрузки ід будет нарастать, так как к нагрузке, содержащей в общем случае э.о = 7’о/2, так как изменению направления тока в колебательном контуре будет препятствовать блокирующий диод Д1. Таким образом, при включении тиристора 77 коммутирующий конденсатор перезаряжается только один раз — на противоположную полярность.

Из сказанного следует, что тиристор 77 нагружается суммой токов г’д+г’ек и минимальное время включенного состояния тиристора 77 определяется временем перезаряда конденсатора Ск

Теперь, чтобы выключить тиристор ті, достаточно подать управляющий импульс на вход тиристора Т2. После включения тиристора Т2 (при напряжение конденсатора Ск приложено к тиристору Т1 в обратном направлении, а ток нагрузки іж начнет протекать по цепи: «+» и и, Ск, Т2, М, «-» иа. Эта цепь существует на интервале времени і32, в течение которого коммутирующий

(118)

конденсатор перезаряжается практически постоянным током до напряжения источника питания 0п первоначальной полярности.

Из рис. 112, б видно, что в процессе указанного перезаряда конденсатора существует интервал времени tCli, в течение которого к тиристору 71 приложено обратное напряжение. Это время предоставляется тиристору 77 для восстановления его запирающих свойств в прямом направлении, оно заканчивается в момент прохождения напряжения конденсатора через нуль.

При ?=/3 напряжение питания С/п будет уравновешиваться напряжением перезаряженного конденсатора и ток через тиристор 72 становится равным нулю, а ток нагрузки под действием э. д. с. самоиндукции индуктивности нагрузки будет протекать, замыкаясь через нулевой диод До.

Начиная с момента времени ?=7з, напряжение на нагрузке практически равно нулю, пока снова не включится тиристор 77 через период регулирования 7.

Следует подчеркнуть, что на интервале времени %-Ь (в процессе выключения тиристора 71) тяговый двигатель продолжает получать энергию от источника питания и к нему приложено напряжение (см. осциллограмму С/д0 на рис. 112, б). Минимальное время процесса перезаряда конденсатора Ск током нагрузки ограничивается временем восстановления тиристора 71. Чем меньше время восстановления тиристора, тем меньше можно получить интервал времени 4-и.

Время импульса напряжения на нагрузке в схеме с предварительным перезарядом конденсатора складывается из времени включенного состояния главного тиристора 71 и вспомогательного тиристора 72

Рис. 112. Схема тиристорного прерывателя с предварительным перезарядом Ск (а) и осциллограммы (б)

Рис. 113. Схема тиристорного Прерывателя с дополнительным разрядным контуром (а) и осциллограммы (б)

Таким образом, минимальное время импульса напряжения на нагрузке в схеме с предварительным перезарядом конденсатора ограничено параметрами колебательного контура Ь, Ск и временем восстановления главного тиристора тв

Указанные ограничения являются определенным недостатком рассмотренной схемы, так как для обычно требуемого диапазона регулирования напряжения на тяговом двигателе необходимо снижать частоту регулирования до 30-50 Гц, что увеличивает массу, размеры и стоимость сглаживающих устройств.

Другим недостатком схемы рис. 112, а является существенная зависимость коэффициента заполнения % от напряжения питающей сети и тока нагрузки.

В связи с отмеченными недостатками практическое применение данной схемы часто сопровождается теми или иными схемными дополнениями, направленными на ликвидацию или уменьшение указанных недостатков.

Примером может служить схема, показанная на рис. 113, а, принцип действия которой во многом аналогичен схеме рис. 112, а. Напряжение к двигателю подводится при включении главного тиристора 77. При включении вспомогательного тиристора Т2 происходит предварительный перезаряд коммутирующего конденсатора по цепи: Ск, Ы, Т2, после окончания которого конденсатор будет иметь полярность, противоположную указанной на схеме (рис. 113, а). По окончании процесса предварительного перезаряда конденсатора, когда его напряжение достигнет максимального значения, а ток г’ск пройдет через нуль (см. осциллограммы рис. 113, б), к обоим тиристорам 77 и Т2 будет приложено обратное напряжение, равное напряжению конденсатора Ск, по цепи: Сю Д1, Д2, Ь2, Ы, и тиристоры выключаются. Причем в этом случае через коммутирующий конденсатор будет протекать сумма токов: ток нагрузки гд и ток колебательного контура, образованного конденсатором Ск и катушками индуктивности Ы, Ь2.

Таким образом, в этой схеме даже при токе нагрузки, равном нулю, произойдет перезаряд конденсатора на исходную полярность по колебательному контуру, образованному дополнительными разрядными элементами Ь2, Д2. Параметры разрядной индуктивности выбирают так, чтобы при максимальном токе нагрузки энергия коммутирующего конденсатора, отдаваемая в разрядный контур, составляла сравнительно небольшую часть (10-20%) максимальной его энергии. Тогда при снижении тока нагрузки часть энергии конденсатора, отдаваемая в разрядную цепь, будет увеличиваться и при токе нагрузки гц=0 вся энергия конденсатора будет проходить через разрядную цепь. Таким образом, разрядная цепь Ь2, Д2 стабилизирует время перезаряда коммутирующего конденсатора при выключении главного тиристора. Это время даже при /д=0 не может быть больше, чем /р=я У СК1 + Ь2). Напомним, что в схеме рис. 112, а это время при гд=0 согласно формуле (117) равно оо.

Включение катушки индуктивности ЬЗ в цепь нулевого диода До в схеме рис. 113, а позволяет повысить нагрузочную способность тиристорного регулятора, так как конденсатор Ск получает дополнительную энергию из питающей сети пропорционально току нагрузки. Благодаря наличию катушки индуктивности ЬЗ при выключении тиристоров 77 и Т2, когда конденсатор Ск перезарядится до напряжения ?/п, ток нагрузки не может сразу замкнуться по цепи нулевого диода Д0. Этому будет препятствовать э. д. с. самоиндукции в катушке индуктивности ІЗ. Время, в течение которого ток в катушке ІЗ будет нарастать до тока нагрузки, будет соответствовать времени дополнительного заряда конденсатора Ск. При этом дополнительное напряжение конденсатора Д7/Ск будет пропорционально току нагрузки іл

Наконец, изменение схемы включения главного тиристора и элементов коммутирующего узла по сравнению со схемой рис. 112, а позволяет начинать работу ТИР, включая главный и вспомогательный тиристоры в любой последовательности и даже одновременно, коммутирующие свойства тиристорного регулятора при этом не нарушаются. Это стало возможным благодаря заряду конденсатора независимо от включения тиристоров, так как он заряжается сразу после подключения схемы к источнику питания по цепи: «+»

Ск, Д1, М, «-» ип, а также вследствие другого включения контура предварительного перезаряда вспомогательным тиристором Т2. При этом главный тиристор не нагружается током предварительного перезаряда, что также следует считать положительным свойством данной схемы.

Известны схемы тиристорных прерывателей без предварительного перезаряда коммутирующего конденсатора. Примером таких схем может служить схема, представленная на рис. 114, а, в которой нагрузка разделена на две параллельные группы (фазы) М1, М2. Если же нагрузкой является один тяговый двигатель (например, на троллейбусе, электромобиле и т. д.), то в качестве двухфазной нагрузки используют сглаживающие фазные индуктивности (см. рис. 108).

Каждая из фазных нагрузок шунтирована своим нулевым диодом Д1, Д2 и имеет свой главный тиристор ТІ, Т2. Коммутирующий узел, состоящий из конденсатора Ск и вспомогательных тиристоров ТЗ-Тб, является общим для главных тиристоров обеих фаз. Поэтому такую схему часто называют двухфазной схемой с общим узлом коммутации. Особенностью такого коммутирующего узла является отсутствие цикла предварительного перезаряда коммутирующего конденсатора.

Минимальный коэффициент заполнения в схеме рис. 114, а соответствует режиму работы, когда поочередно включаются соответствующие пары вспомогательных тиристоров ТЗ, Т5 и Т4, Тб. Включение четной пары вспомогательных тиристоров сдвинуто относительно момента включения нечетной пары на 180° (см. рис. 114, б).

При включении тиристоров ТЗ, Т5 конденсатор Ск заряжается током нагрузки первой фазы г’ді по цепи: «+» Т/п, АН, ТЗ, Ск, Т5, «-» ип. После заряда конденсатора до напряжения Нп через тири-

(123)

Рис. 114. Схема двухфазного тиристорного прерывателя без предварительного перезаряда Ск (а) и осциллограммы (б, в)

сторы ТЗ, Т5 ток прекращается и они выключаются, а ток нагрузки ід] замыкается через нулевой диод Д1.

При включении следующей пары вспомогательных тиристоров Т4, Тб коммутирующий конденсатор будет перезаряжаться на противоположную полярность, НО уже ТОКОМ нагрузки Ід2- Этот процесс перезаряда заканчивается, когда напряжение на конденсаторе Ск достигнет напряжения питания ?/п. При этом ток через тиристоры Т4, Тб прекращается и они выключаются, а ток нагрузки ід2 продолжает протекать через М2, замыкаясь через нулевой диод Д2. Далее снова включается пара вспомогательных тиристоров ТЗ, Т5

й конденсатор С„ перезаряжается током нагрузки ілі на противоположную полярность, т. е. процесе повторяется.

В режиме периодического перезаряда коммутирующего конденсатора через нагрузки последние получают энергию из контактной сети, равную энергии, запасаемой конденсатором в каждом цикле перезаряда.

Следовательно, в момент трогания, когда э. д. с. вращения двигателя Е=0, минимальные ток нагрузки и коэффициент заполнения будут соответственно равны:

где г — активное сопротивление нагрузки одной фазы; г\=г2=г\ 1 — частота включений каждого вспомогательного тиристора;

Г=1/7\

Для увеличения коэффициента заполнения ТИР служат главные тиристоры 77, Т2, которые, как и вспомогательные тиристоры, включаются со сдвигом на 180°.

При включении тиристора 77 напряжение источника питания прикладывается к нагрузке первой фазы, в результате диод Д1 запирается, а ток в ней нарастает. Для выключения тиристора 77 необходимо включить вспомогательные тиристоры ТЗ, Т5, когда напряжение на коммутирующем конденсаторе имеет полярность «+» справа. В этом случае к главному тиристору 77 прикладывается напряжение иск в обратном направлении. Ток через тиристор 77 прекращается, а коммутирующий конденсатор перезаряжается на противоположную полярность («+» слева) током нагрузки по цепи: «+» и„, МЛ, ТЗ, Ск, Т5, «-» и и- До момента прохождения напряжения конденсатора через нуль на тиристоре Т1 имеется обратное напряжение. Этот этап перезаряда Ск обеспечивает восстановление запирающих свойств тиристора 77. Ток через вспомогательные тиристоры ТЗ, Т5 прекращает протекать после того, как конденсатор перезарядится до напряжения источника питания. Начиная с этого момента, ток нагрузки первой фазы будет снова замыкаться через диод нулевого контура Д1, а коммутирующий конденсатор Ск будет подготовлен к выключению главного тиристора второй фазы.

После включения главного тиристора Т2 напряжение Ии прикладывается к нагрузке второй фазы и процессы в ней протекают аналогично первой фазе (рис. 114, б). Для выключения тиристора Т2 включаются вспомогательные тиристоры Т4, Тб. При этом напряжение конденсатора Ск прикладывается в обратном направлении к тиристору Т2 и последний выключается, а конденсатор перезаряжается на противоположную полярность по цепи: «+» ит М2, Т4, С„, Тб, «-» Vш подготовляясь к.выключению главного тиристора первой фазы. Далее процессы повторяются.1, характеризуется тем, что в кривых напряжения на нагрузке имеются интервалы времени, когда напряжение одновременно приложено к нагрузкам обеих фаз, благодаря одновременному проводящему состоянию главных тиристоров.

Осциллограммы на элементах схемы рис. 114, а приведены для двух режимов работы — без перекрытия (см. рис. 114, б) и с перекрытием (рис. 114, в).

Таким образом в схеме рис. 114, а происходит регулирование среднего напряжения на нагрузках от 0 до 11„. При этом каждый цикл перезаряда коммутирующего конденсатора является «полезным», так как при этом выключается один из главных тиристоров Т1 или 72. Отсутствие «холостого» подготовительного цикла перезаряда конденсатора уменьшает его реактивную мощность, а также расширяет диапазон регулирования напряжения на нагрузке. Последнее достигается тем, что снижается минимальное напряжение на нагрузке вследствие исключения подготовительного цикла перезаряда конденсатора, в течение которого к нагрузке подводилась энергия от источника питания.

Схема ТИР (см. рис. 114, а) может быть также дополнена разрядными (стабилизирующими) цепями и цепями дополнительного заряда конденсатора в зависимости от тока нагрузки.

Существуют и другие способы улучшения эксплуатационных свойств тиристорных прерывателей. В частности, известны схемы, в которых напряжение на нагрузке не превышает напряжения питания; позволяющие получить минимальный коэффициент заполнения близкий к нулю при высокой частоте регулирования; с меньшим числом полупроводниковых приборов, дающие возможность вести регулирование только изменением частоты включения тиристоров и т. д.

⇐Сглаживающие устройства в системах с тиристорно-импульсным управлением | Электрооборудование трамваев и троллейбусов | Защита силовых полупроводниковых приборов в тиристорных регуляторах⇒

Выпрямитель с кремниевым управлением

SCR » Electronics Notes

Тиристорные или тиристорные цепи

используются для многих целей управления мощностью, от управления освещением до двигателей переменного тока и других коммутационных приложений.


Схема тиристора Включает:
Руководство по проектированию схемы тиристора Схема работы Схема запуска/запуска Лом перенапряжения Симисторные схемы


Тиристорный или кремниевый выпрямитель, SCR, является особенно полезным компонентом и находит множество применений в таких областях, как управление мощностью, где эти компоненты могут использоваться для переключения высоких напряжений и токов.Тиристоры взяли на себя большинство приложений переключения мощности, которые когда-то обрабатывались реле, хотя контакторы очень высокого напряжения все еще используются.

Выпрямитель с тиристорным или кремниевым управлением, конструкция SCR может быть реализована простым способом. Устройства, хотя и немного необычные, следуют тем же основным правилам схемотехники, что и другие компоненты.

Основная проблема заключается в том, чтобы убедиться, что все компоненты имеют адекватные номинальные характеристики, поскольку часто тиристорные схемы используются в приложениях большой мощности.

Тиристор, основы цепи SCR

Тиристорный или кремниевый выпрямитель работает иначе, чем стандартный биполярный транзистор или полевой транзистор.

Тиристор имеет два электрода, которые подключены к основной цепи управления. Эти два электрода называются анодом и катодом.

Третий электрод, называемый затвором, используется для управления тиристором в цепи.

Символ цепи тиристора или SCR

Примечание по тиристорной технологии:

Тиристоры или тиристоры основаны на уникальной структуре PNPN и имеют три электрода: анод, катод и затвор.Когда затвор получает ток запуска, он запускает тиристор, позволяя току течь до тех пор, пока напряжение между анодом и катодом не будет снято. Это позволяет тиристору переключать высокие напряжения и токи, хотя это только в течение половины цикла. Два могут использоваться для покрытия обеих половин цикла.

Подробнее о Тиристорная технология

Чтобы понять, как SCR работает в цепи, лучше всего посмотреть на его эквивалентную схему.Отсюда видно, что тринистор можно считать состоящим из двух соединенных между собой транзисторов.

В начальных условиях проводимость между анодом и катодом отсутствует. Однако, если на затвор подается ток, который заставляет TR2 проводить ток, SCR включится, но только в одном направлении. Эта проводимость будет поддерживаться, даже если ток затвора будет удален. Таким образом, ток затвора можно рассматривать как триггерный импульс.

Чтобы остановить проводимость, напряжение между анодом и катодом должно быть снижено до уровня ниже уровня отключения.Это происходит, когда один или оба транзистора достигают режима отсечки. В этот момент проводимость всего устройства прекратится, и ворота необходимо будет повторно запустить.

Эквивалентная схема тиристора

Как можно понять, тиристор SCR проводит ток только в одном направлении. При использовании с сигналом переменного тока его необходимо повторно запускать для каждого полупериода проводимости.

Когда тиристор SCR находится в полностью проводящем состоянии, падение напряжения на устройстве обычно составляет около 1 В для всех значений анодного тока вплоть до его номинального значения.

После этого тиристор продолжает работать, пока анодный ток остается выше тока удержания для устройства, которое обычно обозначается как IH. Ниже этого значения SCR перестает проводить ток. Поэтому в цепях постоянного тока и некоторых цепях переменного тока с высокой индуктивностью должны быть средства отключения устройства, поскольку тиристор будет продолжать проводить ток.

Схема тиристорного затвора

Во избежание перегрузки затвора, а также ложных срабатываний, в цепь затвора часто ставят резисторы.

Тиристорная схема с дополнительными резисторами затвора

При разработке схемы SCR часто включаются два резистора затвора.

На схеме включен R1 для ограничения тока затвора до приемлемого уровня. Этот резистор выбран таким образом, чтобы обеспечить достаточный ток для срабатывания тринистора, но не настолько большой, чтобы переход затвора подвергался нагрузке.

Второй резистор, R2, является резистором катода затвора, иногда обозначаемым как RGK, включенным для предотвращения ложного срабатывания.Это эффективно снижает чувствительность ворот.

Иногда этот резистор может быть включен в сам корпус SCR, и внешний резистор может не потребоваться. Чтобы определить, что необходимо, необходимо проверить спецификацию производителя.

Дополнительные схемы и схемы:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Транзисторная конструкция Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы схемы полевых транзисторов Символы цепи
    Вернитесь в меню проектирования схем .. .

Тиристоры в цепях постоянного тока

  • Изучив этот раздел, вы должны уметь:
  • Понимание работы SCR в цепях постоянного тока:
  • SCR как выключатель постоянного тока.
  • SCR как предохранительное устройство Crowbar.

Рис. 6.1.1 Управление постоянным током с помощью тиристора

Переключение питания постоянного тока

Тиристоры могут использоваться для управления нагрузками переменного или постоянного тока и могут использоваться для переключения низковольтных слаботочных устройств, а также очень больших токов при сетевом (линейном) напряжении.Простой пример тиристора, управляющего нагрузкой постоянного тока, такой как небольшой двигатель постоянного тока, показан на рис. 6.1.1. Двигатель здесь подключен к источнику постоянного тока 12 В через тиристор BT151, но не будет работать, пока тиристор не станет проводящим. Это достигается мгновенным замыканием пускового переключателя, который подает импульс тока на клемму затвора тиристора. Теперь двигатель работает, поскольку тиристор включается, и его сопротивление теперь очень низкое.

Когда пусковой переключатель возвращается в нормально разомкнутое состояние, ток затвора больше отсутствует, но тиристор продолжает работать, а в цепи постоянного тока ток продолжает течь, и двигатель продолжает работать.Любые дальнейшие операции пускового выключателя теперь не действуют. Тиристор отключится только в том случае, если протекающий ток уменьшится до значения ниже порогового значения тока удержания тиристора.

Это достигается закорачиванием тиристора мгновенным замыканием выключателя «стоп». Ток цепи теперь протекает через выключатель останова, а не через тиристор, который мгновенно отключается, так как ток тиристора теперь уменьшается до значения, меньшего, чем значение тока удержания. Остановка двигателя также может быть достигнута с помощью последовательного с тиристором нормально замкнутого переключателя, который при нажатии также временно предотвратит протекание тока через тиристор на время, достаточное для выключения тиристора.

Хотя эта простая схема работает, как видно из видео, сопровождающего рис. 6.1.1, нетрудно представить более простые способы включения и выключения небольшого двигателя. Однако этот принцип полезен в таких ситуациях, как использование компьютера для управления двигателем постоянного тока. Небольшой ток, создаваемый выходом компьютера, используется для запуска тиристора (обычно через оптронное устройство для обеспечения электрической изоляции). Затем тиристор может снабжать двигатель или другое устройство любым более высоким значением тока, которое требуется.Использование тиристора может с некоторой соответствующей дополнительной схемой также позволить дистанционное переключение цепи или устройства, запускаемое, например, радиосигналом.

Рис. 6.1.2 Ломовая защита от перенапряжения

SCR Crowbar Circuits

Еще одна операция постоянного тока с использованием тиристоров — это схема «лом», используемая в качестве устройства защиты от перенапряжения. Схема называется ломом, так как ее действие так же тонко, как быстрый удар ломом. Такие схемы часто могут препятствовать выходу цепей питания на выходное напряжение выше нормального в условиях неисправности.

Основная идея заключается в том, что если, например, неисправность в линии источника питания постоянного тока приводит к тому, что выходное напряжение превышает указанное значение напряжения, это «перенапряжение» обнаруживается и вызывает обычно непроводящий тиристор, подключенный между выходом источника питания и заземление для очень быстрого включения. Это может иметь различные защитные действия, самое простое из которых, как показано на рис. 6.1.2, состоит в перегорании предохранителя и, таким образом, полном отключении питания, что требует внимания специалиста по обслуживанию, чтобы восстановить работу цепи.Это часто выбирается как наиболее безопасный вариант, поскольку необходимо изучить и устранить причину первоначального перенапряжения, прежде чем цепь снова будет работать.

На рис. 6.1.2 выход регулируемого источника постоянного тока 5 В воспринимается D1, стабилитроном 6,2 В, анод которого удерживается при напряжении, близком к 0 В, резистором R1. Этот резистор 100 Ом гарантирует, что, если линия питания 5 В превысит указанный предел, через диод Зенера будет протекать достаточный ток, чтобы обеспечить достаточный ток на затворе SCR для включения SCR.Также необходимо следить за тем, чтобы тиристор не срабатывал случайно из-за каких-либо быстрых скачков напряжения, возникающих в линии 5 В, например, из-за других переключающих устройств в питаемой цепи. Таким образом, C1 подключается между затвором и катодом SCR, чтобы уменьшить амплитуду любых очень коротких импульсов помех, при условии, что они не существуют достаточно долго, чтобы зарядить C1 до достаточно высокого уровня, чтобы вызвать срабатывание SCR.

Причина использования тиристора для перегорания предохранителя заключается в том, что предохранители не перегорают сразу, они перегорают, когда чрезмерный ток протекает достаточно долго, так что плавкий элемент нагревается и плавится.Это может занять достаточно много времени, чтобы чрезмерное напряжение уже разрушило ряд полупроводниковых компонентов. Однако тиристор имеет очень быстрое время включения (около 2 мкс для BT151), так что в течение короткого промежутка времени между возникновением перенапряжения и перегоранием предохранителя весь выходной ток источника питания будет протекать через тиристор, а не через цепь питается.

Хотя схемы, подобные рис. 6.1.2, широко используются, использование плавких предохранителей для защиты сложных низковольтных полупроводниковых цепей может не обеспечить подходящей защиты.Однако усовершенствованная схема, которая может предотвратить ситуации перенапряжения без перегорания предохранителей и которая зависит только от почти мгновенного срабатывания полупроводников, описана в нашем модуле источников питания 2.2, посвященном последовательным регуляторам напряжения.

 

 

Тиристор — Макетная схема

Тиристор — Макетная схема

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ ИНДЕКСНУЮ СТРАНИЦУ

ТИРИСТОРА — МАКЕТНАЯ ЦЕПЬ

В.Райан 2005

 

Ниже показана игра на твердую руку. Цель состоит в том, чтобы двигаться ручка вокруг формы провода, не касаясь его. Если ручка касается провода, звучит зуммер. Это тип игры, который содержит тиристорная схема. Когда ручка коснется провода, раздастся зуммер. звучать до тех пор, пока не будет нажата кнопка сброса, даже если ручка отошел от провода.

Схема для этого типа игры показана ниже. Главный элемент называется тиристор. Это особый тип переключателя. Когда он активирован, его нельзя выключить, пока не будет подано электропитание. удалены из всей цепи.

Символ, обозначающий тиристор, показан напротив. Он имеет три булавки. АНОД, КАТОД и ЗАТВОР.

 

1. Использование схемы программное обеспечение для моделирования рисует схему тиристора.
2. Замкните переключатель А для подачи питания ко всей цепи.
3. Замкните переключатель B, чтобы пропустить ток течь в затвор тиристоров.
Зуммер должен звучать.
4. Размыкатель В — зуммер должен по-прежнему звучать, потому что тиристор не может быть деактивирован до тех пор, пока все питание в цепи снимается.

5. Построить тиристорную схему с помощью макетной платы и перечисленных ниже компонентов.Будьте осторожны с линией компоненты точно. Черные точки показывают положение проводов и компоненты.

КОМПОНЕНТЫ

Три резистора по 1 кОм.
Один тиристор.
Один зуммер на 6 вольт.
Один щелчок батареи.
Одна батарея на 9 вольт.
Красный и черный провод.

Когда батарея подключена, питание подается на цепь. Прикосновение красный и черный провода на долю секунды активируют тиристор, который позволяет включить звуковой сигнал. Зуммер будет продолжать звучать даже хотя красный и черный провода не соприкасаются.Жужжание может только быть остановлен, если батарея удалена.
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ УКАЗАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРАНИЦЫ

 

Файл:Обозначение цепи тиристора.svg — Wikimedia Commons

Разрешение
(Повторное использование этого файла)

Я, владелец авторских прав на это произведение, настоящим публикую его на условиях следующих лицензий:

Разрешается копировать, распространять и/или изменять этот документ в соответствии с условиями Лицензии на свободную документацию GNU версии 1.2 или любой более поздней версии, опубликованной Free Software Foundation; без неизменяемых разделов, без текстов на передней и задней обложках.Копия лицензии включена в раздел, озаглавленный Лицензия на бесплатную документацию GNU .http://www.gnu.org/copyleft/fdl.htmlGFDLGNU Лицензия на бесплатную документациюtruetrue

Этот файл находится под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
Вы свободны:
  • для обмена – для копирования, распространения и передачи произведения
  • для ремикса – для адаптации произведения
При следующих условиях:
  • атрибуция — Вы должны указать соответствующий кредит, предоставить ссылку на лицензию и указать, были ли внесены изменения.Вы можете сделать это любым разумным способом, но никоим образом не предполагающим, что лицензиар одобряет вас или ваше использование.
  • Совместное использование — Если вы делаете ремикс, трансформируете или развиваете материал, вы должны распространять свои вклады под той же или совместимой лицензией, что и оригинал.
Этот тег лицензии был добавлен в этот файл как часть обновления лицензирования GFDL. -Поделиться 3.0truetrue

Этот файл находится под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic, 2.0 Generic и 1.0 Generic.
Вы свободны:
  • для обмена – для копирования, распространения и передачи произведения
  • для ремикса – для адаптации произведения
При следующих условиях:
  • атрибуция — Вы должны указать соответствующий кредит, предоставить ссылку на лицензию и указать, были ли внесены изменения.Вы можете сделать это любым разумным способом, но никоим образом не предполагающим, что лицензиар одобряет вас или ваше использование.
  • Совместное использование — Если вы делаете ремикс, трансформируете или развиваете материал, вы должны распространять свои вклады под той же или совместимой лицензией, что и оригинал.

https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5 СС BY-SA 2.5 Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 правда правда

Вы можете выбрать лицензию по вашему выбору.

Оптовая схема управления тиристором и тиристорами для цепей

О товарах и поставщиках:
 

Просмотрите предложения по оптовой продаже схемы управления тиристором , управления нагревателем SCR, управления двигателем SCR и другими электронными компонентами. Тиристор, также известный как выпрямитель с кремниевым управлением SCR, подобен транзистору, но имеет важные особенности, которые отличают его от аналогов. Оба они представляют собой многослойные полупроводниковые компоненты: транзистор имеет три слоя, а устройство SCR - четыре.Тиристор имеет три вывода: затвор SCR, анод и катод. Через эти выводы действует управление и выпрямление тиристора, обрабатывая проходящий через него ток. Он может работать с более высокими напряжениями, чем транзистор, и функционирует как бинарный путь. Он всегда либо полностью включен, либо выключен, и, будучи поляризованным или смещенным, может функционировать независимо.

Существует множество типов тиристоров, классифицируемых по различным параметрам и показателям. Например, по функциям есть тиристор управления фазой или тиристорный выпрямитель, а также тиристор управления мощностью.Управление фазой SCR берет на себя выпрямление переменного тока в постоянный. Регулятор мощности SCR регулирует поток электроэнергии для управления интенсивностью работы устройства, например, в цепи управления нагревателем SCR. Что касается конструкции, существуют более новые типы тиристоров, которые позволяют отключать систему с помощью функции затвора. Этот тип называется тиристором с запирающим затвором или сокращенно тиристором GTO. Цепь управляющего тиристора и другие тиристоры имеют свой диапазон тока, в котором они функционируют.Например, BT169 работает с током 500 мА, BT152 — 13 А, а 25RIA12 — 25 А. Обязательно ознакомьтесь с электрическими характеристиками SCR.

На Alibaba.com вы найдете схему управления тиристором оптом, компоненты схемы SCR, диод SCR и многое другое. Начните покупать у международных оптовых поставщиков уже сегодня.

Приложения SCR | Переключатель, управление питанием переменного и постоянного тока, защита от перенапряжения

В этом руководстве мы узнаем о некоторых широко известных приложениях SCR.Приложения SCR: коммутация, управление мощностью в цепях переменного и постоянного тока, защита от перенапряжения и т. д.

Приложения SCR

Благодаря широкому спектру преимуществ, таких как способность включаться из выключенного состояния в ответ на низкий ток затвора, а также возможность переключать высокие напряжения, тиристоры или тиристоры можно использовать в различных приложениях.

Эти приложения включают переключение, выпрямление, регулирование, защиту и т. д. SCR используются для управления бытовой техникой, включая освещение, контроль температуры, регулировку скорости вентилятора, обогрев и активацию сигнализации.

В промышленных применениях тиристоры используются для управления скоростью двигателя, зарядкой аккумулятора и преобразованием энергии. Некоторые из них объясняются ниже.

SCR в качестве коммутатора

Операция переключения является одним из наиболее важных применений SCR. SCR часто используется в качестве твердотельного реле и имеет больше преимуществ, чем электромагнитные реле или переключатели, поскольку в SCR нет движущихся частей.

На приведенном ниже рисунке показано применение тиристора в качестве переключателя для включения и выключения питания, подаваемого на нагрузку.Мощность переменного тока, подаваемая на нагрузку, управляется путем подачи чередующихся импульсов запуска на SCR. Резисторы R1 и R2 защищают диоды D1 и D2 соответственно. Резистор R ограничивает ток затвора.

Во время положительного полупериода входа SCR1 смещен в прямом направлении, а SCR2 смещен в обратном направлении. Если переключатель S замкнут, ток затвора подается на SCR1 через диод D1, и, следовательно, SCR1 включается. Следовательно, ток течет к нагрузке через SCR1.

Аналогично, во время отрицательного полупериода сигнала SCR2 смещен в прямом направлении, а SCR1 смещен в обратном направлении. Если ключ S замкнут, ток затвора течет к SCR2 через диод D2. Следовательно, SCR2 включается, и через него протекает ток нагрузки.

Таким образом, управляя переключателем S, ток нагрузки можно регулировать в любом желаемом положении. Замечено, что этот переключатель обрабатывает ток в несколько миллиампер для управления током в несколько сотен ампер в нагрузке.Так что этот способ переключения более выгоден, чем механическое или электромеханическое переключение.

Вернуться к началу

Управление питанием с помощью SCR

SCR способны управлять мощностью, передаваемой на нагрузку. Часто требуется изменять мощность, подаваемую на нагрузку, в зависимости от требований нагрузки, таких как регулирование скорости двигателя и регуляторы освещенности.

В таких условиях изменение мощности с помощью обычных регулируемых потенциометров не является надежным методом из-за больших потерь мощности.Для уменьшения рассеиваемой мощности в цепях большой мощности тиристоры являются лучшим выбором в качестве устройств управления мощностью.

Управление питанием переменного тока с помощью SCR

В цепях переменного тока управление фазой является наиболее распространенной формой управления мощностью SCR. При управлении фазой путем изменения угла срабатывания альфа на клемме затвора достигается управление мощностью.

На рисунке ниже показана полная схема управления волной переменного тока, которая иллюстрирует метод управления фазой. Учтите, что питание переменного тока подается на два встречно-параллельных тиристора.Во время положительного полупериода сигнала SCR1 проводит, в то время как в отрицательном полупериоде SCR2 проводит, когда к ним применяются соответствующие стробирующие импульсы.

Путем изменения угла включения соответствующих тиристоров изменяется время включения. Это приводит к изменению мощности, потребляемой нагрузкой. На приведенном ниже рисунке тиристоры срабатывают при задержанных импульсах (что означает увеличение угла открытия), что приводит к уменьшению мощности, подаваемой на нагрузку.

Основное преимущество фазового управления заключается в том, что тиристоры автоматически выключаются при каждом текущем нулевом положении переменного тока.Следовательно, для выключения тиристора не требуется никаких коммутационных цепей.

 

Вернуться к началу

Управление питанием постоянного тока с помощью SCR

В случае цепи постоянного тока мощность, подаваемая на нагрузку, изменяется путем изменения продолжительности включения и выключения тиристоров. Этот метод называется прерывателем или управлением ON-OFF. На рисунке ниже показано простое управление нагрузкой ВКЛ-ВЫКЛ с помощью SCR.

Также возможно переключение SCR на определенной частоте срабатывания, чтобы варьировался ток, протекающий к нагрузке.Примером такой схемы является схема SCR на основе ШИМ для создания переменного выхода на нагрузку.

Можно производить переменную мощность постоянного тока для нагрузки, используя схемы выпрямителя с управлением фазой. Средняя мощность постоянного тока, подаваемая на нагрузку, контролируется моментом включения тиристора. Некоторые из этих схем выпрямителя приведены ниже.

Однополупериодный выпрямитель

На схеме ниже показана схема однофазного однополупериодного выпрямителя с использованием SCR.Диод последовательно с переменным резистором подключен к затвору, который отвечает за запуск SCR.

  • Во время отрицательного полупериода входного сигнала переменного тока тиристор смещен в обратном направлении. Следовательно, ток через нагрузку не течет.
  • Во время отрицательного полупериода входа SCR смещен в прямом направлении. Если резистор изменяется таким образом, что на затвор подается минимальный ток срабатывания, то SCR включается. Следовательно, ток начинает течь к нагрузке.
  • Если ток затвора выше, напряжение питания, при котором SCR включается, будет меньше. Угол, при котором SCR начинает проводить ток, называется углом зажигания. Для этой схемы выпрямителя угол открытия можно изменять только в течение положительного полупериода.
  • Таким образом, изменяя угол открытия или ток затвора (путем изменения сопротивления в этой цепи), можно заставить SCR проводить часть или полный положительный полупериод, так что средняя мощность, подаваемая на нагрузку, будет варьироваться.

Двухполупериодный выпрямитель

В двухполупериодном выпрямителе выпрямляются как положительная, так и отрицательная волна входного источника питания. Следовательно, по сравнению с однополупериодным выпрямителем, среднее значение постоянного напряжения выше, а уровень пульсаций меньше. На приведенном ниже рисунке показана схема двухполупериодного выпрямителя, состоящая из двух тиристоров, соединенных с трансформатором с центральным отводом.

• Во время положительного полупериода входа SCR1 смещен в прямом направлении, а SCR2 смещен в обратном направлении.При подаче соответствующего сигнала затвора SCR1 включается, и, следовательно, через него начинает протекать ток нагрузки.

• Во время отрицательного полупериода входа SCR2 смещен в прямом направлении, а SCR1 смещен в обратном направлении. При срабатывании затвора SCR2 включается, и, следовательно, ток нагрузки протекает через SCR2.

• Таким образом, изменяя ток срабатывания тиристоров, можно изменять среднюю мощность, подаваемую на нагрузку.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель

Вместо использования трансформатора с отводом от средней точки также можно использовать четыре тиристора в мостовой конфигурации для получения двухполупериодного выпрямления.Во время положительного полупериода входа SCR1 и SCR2 находятся в проводимости. Во время отрицательного полупериода SCR3 и SCR4 находятся в проводимости. Угол проводимости каждого тиристора регулируется путем изменения соответствующих токов затвора. И, следовательно, выходное напряжение на нагрузке варьируется.

Вернуться к началу

Защита от перенапряжения с помощью SCR

Благодаря быстрому переключению тиристора одним из распространенных применений тиристора является то, что его можно использовать в качестве защитного устройства.Схема, используемая для защиты от перенапряжения, называется схемой Crowbar.

На рисунке ниже показана схема лома с использованием SCR. Эта цепь лома подключается к цепи или нагрузке, которую необходимо защитить. Эта схема состоит из тринистора, который запускается стабилитроном. Этот стабилитрон подобран таким образом, что при нормальных условиях работы он действует как разомкнутый переключатель.

Итак, напряжение на резисторе равно нулю, и, следовательно, SCR остается в выключенном состоянии.

Всякий раз, когда напряжение источника питания превышает указанные пределы, стабилитроны начинают открываться, и на резисторе появляется достаточное напряжение. Это переводит SCR в режим проводимости. Падение напряжения на SCR уменьшается, поскольку он находится в режиме проводимости, и, таким образом, нагрузка защищена от перенапряжения.

Вернуться к началу

Как сделать простые схемы SCR

SCR или кремниевые управляемые выпрямители являются членами семейства электронных активных компонентов.Их еще называют Тиристорами.

На рисунке слева показан стандартный электронный символ SCR. На нем показаны три выводных вывода детали, верхний из которых является анодом, нижний — катодом, а центральное удлинение — затвором. Символ очень похож на обычный символ выпрямительного диода с дополнительным выводом со стороны катода. Хотя тиристоры сильно отличаются от диодов, они также выпрямляют переменный ток в ответ на электрические триггеры постоянного тока на входах затворов.

Как вы можете видеть на реальном изображении SCR справа, он выглядит как транзистор.Внешне они могут выглядеть точно так же, как транзисторы, но совершенно разные по техническим характеристикам.

Оба действуют как переключающие устройства, хотя тиристорные тиристоры удобно работают с высоким напряжением переменного тока, тогда как транзисторы обычно предназначены для применений с низким напряжением постоянного тока. Ориентация выводов указывает, что первый вывод справа является затвором, крайний левый вывод — катодом, а центральный вывод — анодом. Затвор и выводы анода всегда работают по отношению к земле; катодный вывод предназначен для соединения с землей и служит общей клеммой отключения для затвора, а также для анода.Нагрузка, которой необходимо управлять, подключается через вход переменного тока и анод тиристора.

Как работают тиристоры

В отличие от транзисторов, которые могут демонстрировать экспоненциально изменяющуюся схему выходного тока, эквивалентную приложенному входному току переключения, тиристоры имеют определенные уровни срабатывания, ниже которых они могут работать некорректно. Однако, как только уровень срабатывания пересекает оптимальное значение, SCR может переключиться на полную проводимость.

Другим типичным свойством, связанным с SCR, является их «запирающее» поведение с нагрузками, работающими от постоянного тока, когда проводимость между анодом и катодом через защелки нагрузки фиксируется или «удерживается» даже после блокировки триггера затвора.Однако с нагрузками, работающими на переменном токе, вышеуказанный недостаток или, скорее, преимущество отсутствует, и нагрузка включается или выключается точно в ответ на переключение триггеров затвора тиристора.

Следующие несколько простых цепей SCR основаны на указанных выше свойствах устройства. Давайте узнаем, как обсуждаемые функции можно использовать для некоторых полезных приложений.

Прикладные цепи

  • Система контроля безопасности SCR

Простая цепь SCR, работающая от постоянного тока, может использоваться в качестве системы сигнализации, управляемой прикосновением.Схема включает в себя два транзистора и один SCR в качестве основных активных компонентов, прикосновение к входу конденсатора немедленно переключает пару транзисторов Дарлингтона, которая, в свою очередь, запускает SCR, издавая звуковой сигнал. Поскольку нагрузка (звонок) работает в режиме постоянного тока, она фиксирует непрерывный звонок даже после снятия сенсорного триггера ввода. Цепь «разблокируется» однократным нажатием кнопки S1.

Устройство можно использовать в дверных ручках в зонах с ограниченным доступом, чтобы сигнализация срабатывала каждый раз, когда злоумышленник прикасается к ручке при попытке открыть дверь.

Перечень деталей

T1, T2 = BC 547B,

R1 = 1 K,

C1 = 0,1 мкФ/400 В,

SCR1 = C 106 или аналогичный.

  • Простая охранная сигнализация тиристора

Другая аналогичная схема с использованием тиристора в качестве основного элемента может быть сделана для аналогичной цели, но тип срабатывания отличается от предыдущей.

Здесь основание транзистора переводят в неактивное состояние, помечая его потенциалом земли, а маркированное соединение прикрепляется к одному из винтов крепления корпуса конкретного гаджета.

Если будет предпринята попытка украсть или снять устройство с его позиции, отсоединив провода, это немедленно вызовет срабатывание транзистора и тринистора, подавая звуковой сигнал подключенной сигнализации.

Список деталей

R1, R2 = 4K7,

D1 = 1N4007,

T1 = BC 547B,

SCR1 = C106,

B 900

  • Простая проблесковая лампа переменного тока с использованием SCR

На схеме показано, как с помощью SCR можно изготовить компактную проблесковую лампу переменного тока, работающую от сети.Транзисторы T1 и T2 вместе с другими пассивными компонентами образуют схему генератора регенеративного типа, где C1 и R6 определяют частоту колебаний. P1 также в некоторой степени может использоваться для изменения периодов колебаний, однако его фактическая функция заключается в оптимизации и поддержании регенеративного процесса в цепи, что в идеале достигается, когда P1 установлен примерно в средней области.

Импульсы постоянного тока от эмиттера T1 подаются на затвор тринистора, который реагирует переключением подключенной лампы для создания желаемого мигающего эффекта.

Перечень деталей

R1, R2, R3 = 1 K,

R4, R6 = 4K7,

R5 = 1 M,

P1 = 47 K,

1

Cu

C2 = 470 УФ / 25 В,

C3 = 0.22 UF / 400 V

D1 = 1N4007,

SCR = C 106


    • 9
      • Уровень техники Уровень техники Использование SCR

      Диаграмма показывает простой Конфигурация схемы SCR, включающая транзистор пары Дарлингтона для определения повышения уровня воды в резервуаре и SCR, который срабатывает за счет напряжения, полученного от эмиттера вышеуказанного транзистора.

      Согласно диаграмме, когда вода в резервуаре достигает уровня переполнения, чтобы коснуться установленных точек срабатывания, T1 срабатывает за счет утечки напряжения на его основание и плюс. Сигнал, полученный от эмиттера проводящих транзисторов, немедленно запускает SCR и подключенный зуммер постоянного тока, который тревожит всю область ситуации.

      Перечень деталей

      R1 = 1 кОм,

      R2 = 1 м,

      C1 = 0,1 мкФ,

      SCR1 = C 106,

      B1 = зуммер переменного тока.

      Схема индикатора открытия двери, предоставляется по запросу

      Схема, представленная ниже, была разработана мной в ответ на электронное письмо от г-на Ажана. Его сообщение:

      Привет, swagatam,

      У меня проблема с построением схемы, которая соответствует моему требованию ниже:

      3 нормально замкнутых переключателя, прикрепленных к каждой двери (1 переключатель на 1 дверь) в моем доме, когда одна из дверей открывается, красный светодиод загорается и продолжает гореть, даже если дверь была повторно закрыта.То же самое и с другими 2 переключателями.

      Причина: Я хочу построить цепь, по которой я мог бы знать, какая дверь была открыта в моем доме. Чтобы злоумышленник не проник в мой дом.

      Я пытаюсь объединить эти 3 нормально замкнутых переключателя с 3 красными светодиодами, питающимися от батареи 9В. Но не удалось

      Можете ли вы нарисовать мне простую схему того, как я могу этого добиться?

      Большое спасибо

      Ажан

      Малайзия

      О схеме

      Схема встроена в дверной выключатель (нормально замкнутый, когда дверь закрыта), первоначально при выключенном питании.После выполнения соединений питание включается. SCR BT169 остается выключенным, потому что дверной выключатель заземляет положительное напряжение и препятствует его достижению затвора SCR. Светодиод также остается выключенным.

      Теперь в этом положении, если кто-либо, возможно злоумышленник, откроет дверь, переключатель также размыкается, пропуская напряжение затвора, которое включает SCR и светодиод.

      Благодаря запирающему свойству тиристора светодиод остается включенным независимо от положения двери, независимо от того, сколько раз она была закрыта или открыта.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.