Tyrimo funkcija ir apibrėžimas

Tiristė, dar žinoma kaip silicio valdomas lygintuvas (SCR), yra puslaidininkio įtaisas, plačiai naudojamas elektronikoje galioje, nes jis yra unikalus sugebėjimas valdyti aukštos įtampos ir didelės srovės programas.Veikiant kaip pusiau kontroliuojamas įrenginys, norint įjungti, reikia išorinio signalo, tačiau, norint išjungti, priklauso nuo natūralių grandinės sąlygų.Laikui bėgant tiristorių vystymasis sukėlė įvairius darinius prietaisus, įskaitant tri-elektrodo kintamos srovės jungiklį (TRIAC), greitą perjungimą tiristorių (FST), atvirkštiniu laidžiu tiristoriumi (RCT) ir šviesos sukeltu tiristoriumi (LTT).Šiuolaikinėse programose tiristoriai vaidina didelę įtaką aukštos įtampos tiesioginės srovės (HVDC) perdavimo sistemoms, spręsdami tokius iššūkius kaip galios nuostoliai ir stabilumas tradiciniais kintamosios srovės energijos perdavimo metodais.

Katalogas

Tirių struktūrinė kompozicija

Šiuolaikiniai tiristoriai daugiausia yra dviejų konstrukcinių formatų: varžtų tipo ir plokštelių tipas, abu skirti efektyviai valdyti didelę galią.Vidinę struktūrą sudaro PNPN keturių sluoksnių puslaidininkių konfigūracija su trimis PN jungtimis, pažymėtomis kaip J1, J2 ir J3.Išoriniai gnybtai apima anodą (A), katodą (k) ir vartus (G), kur vartai veikia kaip valdymo gnybtas.

„Bolt“ tipo tiristorius yra skirtas tvirtam šilumos išsklaidymui ir montavimo lengvumui.Jo varžto formos anodas tiesiogiai jungiasi prie aliuminio radiatoriaus, kad būtų natūralus aušinimas.Plokštės tipo tiristoriai, dažnai naudojami didelėje srovėje, viršijančioje 200a, pasižymi padidėjusiu šilumos išsklaidymu abiejose pusėse ir palaiko pažangius aušinimo metodus, tokius kaip vanduo ar alyvos aušinimas.Dėl būdingo galios praradimo veikimo metu tiristoriai turi integruoti efektyvius šilumos išsklaidymo mechanizmus, kad išlaikytų našumą ir patikimumą.

Tiristorių veiklos principai

Tiristai veikia remdamiesi jų anodo ir katodo įtampos sąveika, taip pat signalu, taikomu vartų gnybte.Jų veiklą galima suskirstyti į keturias pagrindines būsenas:

Atvirkštinė blokavimo būsena

Šioje būsenoje anodui ir katodui taikoma atvirkštinė įtampa.Nepaisant vartų signalo, tiristorius išlieka nelaidus (išjungtas).Šis elgesys yra panašus į atvirkštinį diodo blokavimą, kur atvirkštinė įtampa neleidžia srovei tekėti per prietaisą.Atvirkštinė blokavimo būsena yra svarbi pritaikymui, kai tiristoriui reikia blokuoti srovės srautą atvirkštiniame poliškume, užtikrinant tinkamą vienkryptį valdymą grandinėse.

Į priekį blokuojanti būsena

Kai anodui ir katodui taikoma priekinė įtampa, tiristorius išlieka išjungtas, nebent vartų gnybte būtų taikomas teigiamas signalas.Esant tokiai būsenai, prietaisas yra paruoštas vykdyti, tačiau reikalauja, kad išoriniai vartų gaidukas pereitų prie laidžios būsenos. Į priekinė blokavimo būsena yra svarbi kontroliuojant prietaisą, kai prietaisas pradeda laidumą, užtikrinant apkrovos srovės vartų mechanizmą.

Pirmyn laidumo būsena

Kai abi sąlygos įvyks į priekį anodo įtampa ir teigiamas vartų signalas, tiristorius patenka į laidumo būseną.Kai suaktyvina, tiristorius tęsia laidumą tol, kol anodo srovė išlieka virš įrenginio „laikymo srovės“ slenksčio.Šiuo metu vartų signalas praranda savo valdymo funkciją.Į priekį laidumo būsena pabrėžia tiristoriaus pusiau kontroliuojamą pobūdį:

• Įrenginiui reikalingas vartų signalas tik pradiniam suaktyvinimui.

• Vėlesnis laidumas palaikomas grandinės sąlygomis, o ne vartų signalu.

Ši funkcija leidžia tiristoriui valdyti dideles sroves su vartų galia, todėl ji yra ideali didelės galios veikimui.

Išjungimo būsena

Norėdami išjungti tiristorių, anodo srovė turi nukristi žemiau laikymo srovės slenksčio.Tai galima pasiekti sumažinus anodo įtampą iki nulio, taip sumažinant srovės srautą.Taikant atvirkštinę įtampą anodui ir katodui, priversdami prietaisą į atvirkštinį blokavimą.Išjungus tiristorių, reikia išorinių grandinių mechanizmų, tokių kaip priverstinis komutacija kintamos srovės grandinėse arba natūralios srovės nulinės pervažos nuolatinėse grandinėse.

Eksperimentinė demonstracija

Paprastas grandinės eksperimentas gali veiksmingai parodyti šiuos principus.Pagrindinę grandinę sudaro maitinimo šaltinis, prijungtas prie anodo ir katodo.Kabelinė lemputė kaip krovinys.Ir valdymo grandinė su maitinimo šaltiniu, vartais ir jungikliu.

• Į priekį įtampa atidarant vartus: Kai anodas yra prijungtas prie teigiamo maitinimo šaltinio ir katodo gnybto prie neigiamo gnybto per kaitinamąją lempą, lemputė išlieka išjungta be vartų signalo.
• Į priekį įtampa su vartų signalu: Vartų valdymo jungiklio uždarymas ant vartų taiko priekinę įtampą, suaktyvinant tiristorių.Lempa šviečia, patvirtindama laidumą.
• Nuimtas vartų signalas: Kai tiristorius veda, vartų jungiklio atidarymas neturi įtakos lempai, nes tiristorius išlieka priekinės laidumo būsenoje.
• Taikoma atvirkštinė įtampa: Atvirkštinės įtampos tarp anodo ir katodo pritaikymas sustabdo srovės srautą, išjunkite tiristorių ir užgesinkite lempą.

Šių veiklos principų supratimas yra labai svarbus kuriant ir įgyvendinant tiristorių pagrindu sukurtas grandines tokiose programose kaip lygintuvai, keitikliai ir varikliai.

Tirių variantai

Tyrimai tapo keliais specializuotais variantais, kurių kiekvienas buvo skirtas patenkinti konkrečius veiklos reikalavimus skirtingose ​​programose.Šie variantai siūlo padidinti įrenginio perjungimo elgsenos valdymą, leidžiantį didesnį lankstumą ir tikslumą valdant energiją.Žemiau yra skirtingi tiristorių variantai ir jų programos:

Vartų išjungimo tiristorius (GTO)

Vartų išjungimo tiristorius (GTO) skiriasi nuo standartinių tiristorių tuo, kad jį galima išjungti pritaikant neigiamą trigerio signalą ant vartų.Skirtingai nuo įprastų tiristorių, kurie reikalauja, kad srovė sumažėtų iki nulio išjungimui, „GTOS“ suteikia galimybę valdyti ir įjungimo, ir išjungimo veiksmus, suteikdama daugiau lankstumo valdant galią.Tai daro „GTO“ idealiai pritaikant didelės galios programas, kai būtina tiksliai valdyti įrenginio būseną, sistemose, kuriose apkrovą reikia greitai įjungti ir išjungti.

GTO dažniausiai naudojami didelės galios programose, tokiose kaip „Chopper“ greičio valdymas, keitiklių grandinės, nuolatinės srovės apkrovos valdymas ir automobilių uždegimo sistemos.Dėl jų sugebėjimo valdyti dideles sroves ir įtampą su tiksliu perjungimo valdymu, tokiomis nustatymais jie tampa neįkainojami.

Dviejų krypčių tiristorius (Triac)

TRIAC yra tiristoriaus variantas, galintis atlikti abi puses, leidžiantis jam efektyviai valdyti kintamąją srovę (AC).Triakai elgiasi kaip du tiristoriai, sujungti lygiagrečiai, bet priešingomis kryptimis.Norint inicijuoti laidumą, reikalingas trigerio signalas, o kai jis suaktyvina, jis ir toliau veikia nepriklausomai nuo srovės srauto krypčių.Tačiau jis gali išsijungti tik tada, kai anodo į katodą įtampa sumažėja iki nulio, kuris įvyksta kintamos srovės ciklo nulio perėjimo taško metu.

Triacai yra plačiai naudojami kintamos srovės apkrovos perjungimo ir įtampos reguliavimo grandinėse, įskaitant lempų pritemdymo grandines ir kietojo kūno reles.Dėl dvikrypčio laidumo jie daro juos ypač veiksmingus pritaikymuose, kuriuose reikia kontroliuoti kintamosios srovės signalus.

Atvirkščiai laidus tiristorius (RCT)

Atvirkštinis laidus tiristorius (RCT) integruoja atvirkštinį diodą toje pačioje puslaidininkio struktūroje kaip ir tiristorius, leisdamas jam atlikti ir į priekį, ir atvirkštines sroves.Atvirkštinis laidumas yra natūralus, tai reiškia, kad prietaisas gali atlikti srovę atvirkštine kryptimi, nereikalaujant papildomo valdymo.RCT taip pat pasižymi didele įtampa ir temperatūros tolerancija, todėl jie yra tinkami reikalauti, kai svarbūs patikimumai ir ilgaamžiškumas yra svarbūs.

RCT dažniausiai randami perjungiant maitinimo šaltinius, geležinkelio tranzito maitinimo sistemas ir nepertraukiamus maitinimo šaltinius (UPS).Dėl jų tvirtumo tvarkant aukštą įtampą ir gebėjimą vykdyti tiek į priekį, tiek atvirkštines sroves, jie daro vertingus šiose didelės galios ir didelio efektyvumo sistemose.

Greitas perjungimas tiristorius (FST)

Greitai keičiantis tiristorius (FST) yra skirtas veikti daug didesniu greičiu nei standartiniai tiristoriai.Sumažindami įjungimo ir išjungimo laiką, FST įgalina greitesnes perjungimo operacijas, todėl jos yra idealios aukšto dažnio programoms.Greitesnės perjungimo charakteristikos padeda sumažinti perjungimo nuostolius, kurie reikalingi šiuolaikiniams didelio efektyvumo maitinimo šaltiniams.

FST naudojami UPS sistemose, trifaziuose keitikliuose, impulsų pločio moduliacijos grandinėse ir ultragarsinių maitinimo šaltinių.Dėl jų sugebėjimo greitai įjungti ir išjungti juos sistemoms, kurioms reikalingas aukšto dažnio veikimas ir tikslumas, pavyzdžiui, elektroniniu greičio valdikliais ir didelio efektyvumo galios keitikliais.

Šviesos sukeltas tiristorius (LTT)

Šviesos sukeltas tiristorius (LTT) yra unikalus tiristoriaus variantas, kurį galima suaktyvinti šviesos šaltiniu, o ne vartų signalu.Tai leidžia elektrinę izoliaciją tarp valdymo grandinės ir pagrindinės maitinimo grandinės.Paprastai LTT turi fotodetektorių, kuris reaguoja į šviesos signalus, kad galėtų inicijuoti laidumą.Ši funkcija yra naudinga pritaikant programas, kai reikalinga elektros izoliacija tarp didelės galios ir valdymo grandinių, padidindama saugą ir patikimumą.

LTT yra naudojamos aukštos įtampos direktinės srovės (HVDC) perdavimo sistemose, fotokupikliuose ir automatinėse stebėjimo sistemose.Dėl gebėjimo suaktyvinti tiristorių šviesoje jis tinka optiškai izoliuotiems valdymo ir nuotolinio stebėjimo programoms didelės galios aplinkoje.

Tiristorių taikymas

Tyrimai, kaip pritaikomi puslaidininkiniai prietaisai, randa programas daugelyje pramonės ir vartotojų sektorių.Tradiciniai modeliai prisideda prie kintamos srovės ir nuolatinės srovės įtampos stabilizavimo, teikdami taisymo paslaugas, apsaugančias maitinimo šaltinius nuo svyravimų ir perkrovų.Šias savybes sustiprina pasiekimai, palengvinantys jų integraciją į įvairias elektros sistemas.

Specializuoti dviejų krypčių tiristoriai

Dviejų krypčių tiristoriai vaidina svarbų vaidmenį tiksliai reguliuojant kintamosios srovės variklio greitį, padidindami tiek pramoninių mašinų, tiek buitinių prietaisų efektyvumą.Jie yra plačiai naudojami apšvietimo sistemose, kur pritemdymo funkcijos pagerina energijos efektyvumą ir atmosferą.Šis pritaikomas valdymas padidina gyvenamųjų ir komercinių sąlygų patirtį, išryškindama „Power Electronics“ naujoves.

Transformacinis GTO tiristorių vaidmuo

Vartų išjungimo (GTO) tiristoriai „Excel“ yra kintami greičio pavaros ir sudėtingos elektroninės perjungimo užduotys.Dėl jų galimybių palaikyti greitųjų operacijų ir vykdyti tikslias perjungimo komandas, jos tampa vertingos transportavimo ir gamybos metu.Efektyviai valdydami aukšto dažnio operacijas, GTO tiristoriai užtikrina patikimą efektyvumą ir išlaidų taupymą, o tai yra svarbu šiuose sektoriuose.

Atvirkštinio laidumo ir specializuotų tipų universalumas

Atvirkštiniai laidžios tiristoriai yra skirti energijos perjungimo reikalavimams tokioms sudėtingoms aplinkoms kaip elektrinės ir kosmosas.Šie prietaisai pasižymi atsparumu ekstremaliomis sąlygomis, išlaikant našumą aukštoje temperatūroje ir slėgyje.Derindami su pramonės akcentuojant tvarius ir tvirtus energijos sprendimus, šie tiristoriai yra patvarumo ir efektyvumo misijos operacijų principai.

Šviesos sukeltos tiristoriai pažangiausiose programose

Šviesos sukeltų tiristorių įvedimas žymi optinių sistemų ir automatizavimo šuolį į priekį.Šioms sąrankoms naudingas greitas ir patikimas optinių suaktyvinimo mechanizmų pobūdis, kuris sumažina elektroninį triukšmą ir pagerina atsako greitį.Ypač automatinėje gamyboje, kur tikslumas ir patikimumas yra svarbūs, šviesiai sukelti prietaisai revoliucionuoja efektyvumą ir tikslumą, pabrėždami jų vaidmenį pirmaujant technologinei pažangai.

Dažnai užduodami klausimai [DUK]

1. Ką daro tiristorius?

Tiristė kontroliuoja elektros energijos srautą, veikdamas kaip jungiklis.Nepaisant to, kad jis yra mažas ir lengvas, jis gali valdyti aukštą įtampą (iki 6000 V) ir srovių (iki 4500 A), užtikrinant apsaugą nuo didelės galios grandinių.

2. Kuo skiriasi SCR ir tiristorius?

Tiristė yra keturių sluoksnių įtaisas, pagamintas iš kintamų p tipo ir N tipo puslaidininkių, naudojamų ištaisyti ir perjungti.SCR (silicio kontroliuojamas lygintuvas) yra labiausiai paplitęs tiristoriaus tipas ir paprastai nurodomas kalbant apie tiristorius.

3. Kaip jūs vaizduojate tiristorių grandinės schemoje?

Tyrimo simbolis sujungia standartinį diodo simbolį su papildomu vartų valdymo jungtimi.Šis dizainas pabrėžia jo lygintuvo funkciją ir parodo valdymo vartus, kurie suaktyvina įrenginį.