Тиристорите са твърдотелни електронни устройства с висока скорост на превключване. Тези устройства могат да се използват за управление на всички видове електронни компоненти с ниска мощност. Въпреки това, заедно с електрониката с ниска мощност, силовото оборудване се управлява успешно с помощта на тиристори. Нека разгледаме класическите схеми за свързване на тиристор за управление на доста високи натоварвания, например електрически лампи, електрически двигатели, електрически нагреватели и др.

Превключването на полупроводника в отворено състояние е възможно чрез прилагане на малък импулс на пусков ток към управляващия електрод U.

Когато тиристорът преминава ток на натоварване в посока напред, анодният електрод A е положителен по отношение на катодния електрод K, от гледна точка на регенеративното затягане.

Обикновено задействащият импулс за електрод Y трябва да има продължителност от няколко микросекунди. Въпреки това, колкото по-дълъг е импулсът, толкова по-бързо настъпва вътрешният лавинен срив. Увеличава се и времето за отваряне на прехода. Но максималният ток на затвора не трябва да се превишава.

Схема 1: KN1, KN2 - бутони без фиксиране; L1 - натоварване под формата на лампа с нажежаема жичка 100 W; R1, R2 - постоянни резистори 470 Ohm и 1 kOhm

Тази проста верига за включване/изключване се използва за управление на лампа с нажежаема жичка. Междувременно веригата може да се използва като превключвател за електрически мотор, нагревател или друг товар, проектиран да се захранва от постоянно напрежение.

Тук тиристорът има предубедено преходно състояние и се превключва в режим на късо съединение от нормално отворения бутон KH1.

Този бутон свързва управляващия електрод U към източника на захранване чрез резистор R1. Ако стойността на R1 е зададена твърде висока спрямо захранващото напрежение, устройството няма да работи.

Трябва само да натиснете бутона KH1, тиристорът преминава в състояние на директен проводник и остава в това състояние независимо от по-нататъшното положение на бутона KH1. В този случай текущият компонент на товара показва по-голяма стойност от тока на затягане на тиристора.

Предимства и недостатъци на използването на тиристор

Едно от основните предимства на използването на тези полупроводници като превключвател е много високото усилване на тока. Тиристорът е устройство, което всъщност се управлява от ток.

Катодният резистор R2 обикновено се включва, за да се намали чувствителността на електрода Y и да се увеличи потенциалът на съотношението напрежение-ток, което предотвратява фалшива работа на устройството.

Когато тиристорът се заключи и остане в състояние "включено", това състояние може да се нулира само чрез прекъсване на захранването или намаляване на анодния ток до по-ниската стойност на задържане.

Следователно е логично да използвате нормално затворения бутон KH2, за да отворите веригата, намалявайки тока, протичащ през тиристора, до нула, което кара устройството да премине в състояние „изключено“.

Схемата обаче има и недостатък. Механичният нормално затворен ключ KH2 трябва да бъде достатъчно мощен, за да отговаря на мощността на цялата верига.

По принцип може просто да се замени полупроводника с механичен ключ с висока мощност. Един от начините за преодоляване на проблема с мощността е да се свърже комутатор паралелно с тиристора.

Схема 2: KN1, KN2 - бутони без фиксиране; L1 - лампа с нажежаема жичка 100 W; R1, R2 - постоянни резистори 470 Ohm и 1 kOhm

Усъвършенстване на веригата - включването на нормално отворен ключ с ниска мощност успоредно с прехода A-K дава следния ефект:

• активирането на KH2 създава „късо съединение“ между електродите A и K,
• Токът на затягане намалява до минимална стойност,
• Устройството преминава в състояние "изключено".

Тиристор в AC верига

Когато е свързан към източник на променлив ток, тиристорът работи малко по-различно. Това се дължи на периодичната промяна на полярността на променливото напрежение.

Следователно приложението във вериги, захранвани с променлив ток, автоматично ще доведе до това, че кръстовището е в състояние на обратно отклонение. Тоест през половината от всеки цикъл устройството ще бъде в състояние „изключено“.

За варианта с променливо напрежение схемата на задействане на тиристора е подобна на веригата с постоянно напрежение. Разликата е незначителна - липсата на допълнителен ключ KH2 и добавянето на диод D1.

Благодарение на диода D1 се предотвратява обратното отклонение по отношение на управляващия електрод U.

По време на положителния полупериод на синусоидалната форма на вълната устройството се измества напред, но когато превключвателят KN1 е изключен, към тиристора се подава нулев ток на затвора и устройството остава „изключено“.

В отрицателния полупериод устройството получава обратно отклонение и също ще остане „изключено“, независимо от състоянието на превключвателя KH1.

Схема 3: KN1 - заключващ ключ; D1 - всеки диод за високо напрежение; R1, R2 - постоянни резистори 180 Ohm и 1 kOhm, L1 - лампа с нажежаема жичка 100 W

Ако ключът KH1 е затворен, в началото на всеки положителен полупериод полупроводникът ще остане напълно „изключен“.

Но в резултат на постигане на достатъчно положително напрежение на задействане (увеличаващ управляващ ток) на електрод Y, тиристорът ще премине в състояние "включено".

Блокирането на състоянието на задържане остава стабилно по време на положителния полупериод и автоматично се нулира, когато положителният полуцикъл приключи. Очевидно, защото тук анодният ток пада под текущата стойност.

По време на следващия отрицателен полупериод, устройството ще бъде напълно "изключено" до следващия положителен полупериод. След това процесът се повтаря отново.

Оказва се, че товарът има само половината от наличната мощност от захранването. Тиристорът действа като и провежда променлив ток само по време на положителни полупериоди, когато преходът е предубеден напред.

Контрол на половин вълна

Тиристорното фазово управление е най-разпространената форма на управление на AC мощността.

Пример за основна верига за управление на фазата е показан по-долу. Тук напрежението на портата на тиристора се генерира от веригата R1C1 през тригерния диод D1.

По време на положителния полупериод, когато преходът е предубеден, кондензаторът C1 се зарежда през резистора R1 от захранващото напрежение на веригата.

Управляващият електрод Y се активира само когато нивото на напрежението в точка "x" кара диода D1 да работи. Кондензаторът C1 се разрежда към управляващия електрод U, настройвайки устройството в състояние "включено".

Продължителността на положителната половина на цикъла, когато проводимостта се отвори, се контролира от времеконстантата на веригата R1C1, определена от променливия резистор R1.

Схема 4: KN1 - заключващ ключ; R1 - променлив резистор 1 kOhm; C1 - кондензатор 0,1 μF; D1 - всеки диод за високо напрежение; L1 - лампа с нажежаема жичка 100 W; P - синусоида на проводимост

Увеличаването на стойността на R1 причинява забавяне на задействащото напрежение, приложено към управляващия електрод на тиристора, което от своя страна води до забавяне на времето за провеждане на устройството.

В резултат на това пропорцията на полупериода, който устройството провежда, може да се регулира между 0 -180º. Това означава, че половината мощност, разсейвана от товара (лампа), може да се регулира.

Има много начини за постигане на пълновълново управление на тиристори. Например, можете да включите един полупроводник в схема на токоизправител с диоден мост. Този метод лесно преобразува променливия компонент в еднопосочен тиристорен ток.

Въпреки това, по-разпространеният метод е използването на два тиристора, свързани обратно паралелно.

Най-практичният подход изглежда е използването на един триак. Този полупроводник позволява преход в двете посоки, което прави триаците по-подходящи за AC превключващи вериги.

Пълно техническо оформление на тиристора

- устройство със свойствата на полупроводник, чиято конструкция се основава на монокристален полупроводник с три или повече p-n преходи.

Работата му предполага наличието на две стабилни фази:

• „затворен“ (ниво на проводимост);
• „отворено“ (нивото на проводимост е високо).

Тиристорите са устройства, които изпълняват функциите на силови електронни превключватели. Друго име за тях е тиристори с една операция. Това устройство ви позволява да регулирате въздействието на мощни товари чрез незначителни импулси.

Според характеристиката ток-напрежение на тиристора, увеличаването на тока в него ще предизвика намаляване на напрежението, т.е. ще се появи отрицателно диференциално съпротивление.

В допълнение, тези полупроводникови устройства могат да свързват вериги с напрежение до 5000 волта и токове до 5000 ампера (при честота не повече от 1000 Hz).

Тиристорите с два и три извода са подходящи за работа както с постоянен, така и с променлив ток. Най-често принципът на тяхната работа се сравнява с работата на изправителен диод и се смята, че те са пълноправен аналог на токоизправител, в известен смисъл дори по-ефективен.

Видовете тиристори се различават един от друг:

• Метод на контрол.
• Проводимост (едностранна или двустранна).

Общи принципи на управление

Тиристорната структура има 4 полупроводникови слоя в последователна връзка (p-n-p-n). Контактът, свързан към външния p-слой, е анодът, а контактът, свързан към външния n-слой, е катодът. В резултат на това при стандартен монтаж тиристорът може да има максимум два управляващи електрода, които са прикрепени към вътрешните слоеве. Според свързания слой, проводниците се разделят на катодни и анодни въз основа на вида на управлението. Най-често се използва първият вид.

Токът в тиристорите тече към катода (от анода), така че връзката към източника на ток се осъществява между анода и положителния извод, както и между катода и отрицателния извод.

Тиристорите с управляващ електрод могат да бъдат:

• Заключваща се;
• Отключва се.

Показателно свойство на незаключващите устройства е тяхната липса на реакция на сигнал от управляващия електрод. Единственият начин да ги затворите е да намалите нивото на тока, протичащ през тях, така че да е по-нисък от задържащия ток.

Когато управлявате тиристор, трябва да се вземат предвид някои точки. Устройство от този тип променя работните фази от „изключено“ на „включено“ и обратно на скокове и само при условие на външно въздействие: чрез ток (манипулация на напрежение) или фотони (в случаите с фототиристор).

За да разберете тази точка, трябва да запомните, че тиристорът има главно 3 изхода (тиристор): анод, катод и управляващ електрод.

UE (контролен електрод) е точно отговорен за включването и изключването на тиристора. Отварянето на тиристора става при условие, че приложеното напрежение между А (анод) и К (катод) стане равно или надвишава работното напрежение на тиристора. Вярно е, че във втория случай ще е необходимо излагане на импулс с положителна полярност между Ue и K.

При постоянно подаване на захранващо напрежение тиристорът може да бъде отворен за неопределено време.

За да го превключите в затворено състояние, можете:

• Намалете нивото на напрежение между A и K до нула;
• Намалете стойността на A-ток, така че силата на задържащия ток да е по-голяма;
• Ако работата на веригата се основава на действието на променлив ток, устройството ще се изключи без външна намеса, когато самото ниво на тока падне до нулево отчитане;
• Приложете блокиращо напрежение към UE (важи само за заключващи се типове полупроводникови устройства).

Затвореното състояние също продължава неопределено време до възникване на задействащ импулс.

Специфични методи за контрол

• Амплитуда .

Той представлява подаване на положително напрежение с различна величина към Ue. Отварянето на тиристора става, когато стойността на напрежението е достатъчна, за да пробие контролния преход на изправителния ток (Irect). Чрез промяна на напрежението на UE става възможно да се промени времето за отваряне на тиристора.

Основният недостатък на този метод е силното влияние на температурния фактор. В допълнение, всеки тип тиристор ще изисква различен тип резистор. Тази точка не добавя лекота на използване. Освен това времето за отваряне на тиристора може да се регулира само докато трае първата 1/2 от положителния полупериод на мрежата.

• Фаза.

Състои се от промяна на фазата Ucontrol (по отношение на напрежението на анода). В този случай се използва мост с фазово изместване. Основният недостатък е ниският наклон на Ucontrol, така че е възможно да се стабилизира моментът на отваряне на тиристора само за кратко време.

• Импулсна фаза .

Проектиран да преодолее недостатъците на фазовия метод. За тази цел към Ue се прилага импулс на напрежение със стръмен фронт. Този подход в момента е най-често срещаният.

Тиристори и безопасност

Поради импулсния характер на тяхното действие и наличието на обратен възстановителен ток, тиристорите значително увеличават риска от пренапрежение при работата на устройството. В допълнение, опасността от пренапрежение в зоната на полупроводниците е голяма, ако изобщо няма напрежение в други части на веригата.

Следователно, за да се избегнат негативни последици, е обичайно да се използват CFTP схеми. Предотвратяват появата и задържането на критични стойности на напрежението.

Двутранзисторен тиристорен модел

От два транзистора е напълно възможно да се сглоби динистор (тиристор с два терминала) или тринистор (тиристор с три терминала). За да направите това, единият от тях трябва да има p-n-p проводимост, другият - n-p-n проводимост. Транзисторите могат да бъдат направени от силиций или германий.

Връзката между тях се осъществява по два канала:

• Анод от 2-ри транзистор + Управляващ електрод от 1-ви транзистор;
• Катод от 1-ви транзистор + Управляващ електрод от 2-ри транзистор.

Ако направите без използването на контролни електроди, тогава изходът ще бъде динистор.

Съвместимостта на избраните транзистори се определя от една и съща мощност. В този случай показанията на тока и напрежението трябва задължително да са по-големи от тези, необходими за нормалното функциониране на устройството. Данните за пробивното напрежение и тока на задържане зависят от специфичните качества на използваните транзистори.

Напишете коментари, допълнения към статията, може би съм пропуснал нещо. Разгледайте, ще се радвам ако намерите още нещо полезно при мен.

Създаването на полупроводникови устройства за силова електроника започва през 1953 г., когато става възможно получаването на силиций с висока чистота и формирането на силициеви дискове с големи размери. През 1955 г. за първи път е създадено полупроводниково управлявано устройство с четирислойна структура и наречено „тиристор“.

Той беше включен чрез прилагане на импулс към управляващия електрод при положително напрежение между анода и катода. Изключването на тиристора се осигурява чрез намаляване на постоянния ток, протичащ през него, до нула, за което са разработени много схеми на индуктивно-капацитивни превключващи вериги. Те не само оскъпяват преобразувателя, но и влошават теглото и размерите му и намаляват надеждността.

Ето защо, едновременно със създаването на тиристора, започнаха изследвания, насочени към осигуряване на изключването му чрез управляващия електрод. Основният проблем беше да се осигури бърза резорбция на носителите на заряд в базовите области.

Първите такива тиристори се появяват през 1960 г. в САЩ. Те се наричаха Gate Turn Off (GTO). У нас те са по-известни като заключващи се или превключваеми тиристори.

В средата на 90-те години е разработен изключващ тиристор с пръстенна клема за управляващия електрод. Той беше наречен Gate Commutated Thyristor (GCT) и се превърна в по-нататъшно развитие на GTO технологията.

Тиристори GTO

устройство

Изключващият тиристор е напълно управляемо полупроводниково устройство, базирано на класическа четирислойна структура. Той се включва и изключва чрез прилагане на положителни и отрицателни токови импулси към управляващия електрод. На фиг. 1 е показан символ (а) и блокова схема (б) на изключен тиристор. Подобно на конвенционалния тиристор, той има катод K, анод A и управляващ електрод G. Разликите в структурите на устройствата се състоят в различно разположение на хоризонтални и вертикални слоеве с n- и p-проводимост.

Дизайнът на катодния слой n е претърпял най-голяма промяна. Тя е разделена на няколкостотин елементарни клетки, равномерно разпределени по площта и свързани паралелно. Този дизайн е причинен от желанието да се осигури равномерно намаляване на тока по цялата площ на полупроводниковата структура, когато устройството е изключено.

Базовият слой p, въпреки факта, че е направен като едно цяло, има голям брой контакти на управляващия електрод (приблизително равен на броя на катодните клетки), също равномерно разпределени по площта и свързани паралелно. Базовият слой n е направен подобно на съответния слой на конвенционален тиристор.

Анодният слой p има шунтове (зони n), свързващи n-базата с анодния контакт чрез малки разпределени съпротивления. Анодните шунтове се използват в тиристори, които нямат способност за обратно блокиране. Те са предназначени да намалят времето за изключване на устройството чрез подобряване на условията за извличане на заряди от базовия регион n.

Основният дизайн на тиристорите GTO е таблетен тип с четирислойна силиконова пластина, поставена през температурно-компенсиращи молибденови дискове между две медни основи с повишена топло- и електропроводимост. Контролният електрод, който има извод в керамичен корпус, е в контакт със силиконовата пластина. Устройството е захванато чрез контактни повърхности между две половини охладители, изолирани една от друга и имащи дизайн, определен от вида на охладителната система.

Принцип на работа

Тиристорният цикъл на GTO има четири фази: включено, провеждащо, изключено и блокиращо.

В схематичния разрез на тиристорната структура (фиг. 1, б) долният извод на конструкцията е анод. Анодът е в контакт със слой р. След това отдолу нагоре има: основен слой n, основен слой p (имащ терминал за контролен електрод), слой n, който е в пряк контакт с катодния терминал. Четири слоя образуват три p-n прехода: j1 между слоевете p и n; j2 между слоевете n и p; j3 между слоевете p и n.

Фаза 1- включване. Преходът на тиристорната структура от блокиращо състояние в проводящо състояние (включване) е възможен само при подаване на директно напрежение между анода и катода. Преходите j1 и j3 са изместени в посока напред и не пречат на преминаването на носители на заряд. Цялото напрежение се прилага към средния преход j2, който е обратно предубеден. Близо до j2 прехода се образува зона, обеднена от носители на заряд, която се нарича област на пространствения заряд. За да включите тиристора GTO, напрежение с положителна полярност U G се прилага към управляващия електрод и катода през управляващата верига (клемата "+" към p слоя). В резултат на това комутационният ток I G протича през веригата.

Изключващите тиристори имат строги изисквания за наклона на dIG/dt ръба и амплитудата на управляващия ток IGM. През преход j3, в допълнение към тока на утечка, започва да тече токът на включване I G. Електроните, създаващи този ток, ще бъдат инжектирани от слой n в слой p. След това някои от тях ще бъдат прехвърлени от електрическото поле на базовия преход j2 към слой n.

В същото време насрещното инжектиране на отвори от слой p към слой n и след това към слой p ще се увеличи, т.е. Ще има увеличение на тока, създаден от миноритарни носители на заряд.

Общият ток, преминаващ през базовия преход j2, надвишава тока на включване, тиристорът се отваря, след което носителите на заряд ще преминат свободно през четирите му региона.

Фаза 2- проводящо състояние. В режим на постоянен ток няма нужда от управляващ ток I G, ако токът в анодната верига надвишава задържания ток. Но на практика, за да бъдат всички структури на изключен тиристор постоянно в проводящо състояние, все пак е необходимо да се поддържа токът, предвиден за даден температурен режим. По този начин, през цялото време на включване и провеждане, системата за управление генерира токов импулс с положителна полярност.

В проводящо състояние всички области на полупроводниковата структура осигуряват равномерно движение на носителите на заряд (електрони от катода към анода, дупки в обратна посока). Анодният ток протича през преходите j1, j2, а общият ток на анода и управляващия електрод протича през прехода j3.

Фаза 3- изключвам. За да изключите тиристора GTO с постоянна полярност на напрежението U T (вижте фиг. 3), напрежение с отрицателна полярност UGR се прилага към управляващия електрод и катода през управляващата верига. Той предизвиква ток на изключване, протичането на който води до резорбция на основните носители на заряд (дупки) в базовия слой p. С други думи, има рекомбинация на дупки, които са влезли в слой p от базовия слой n, и електрони, които са влезли в същия слой през контролния електрод.

Когато базовият преход j2 се освободи от тях, тиристорът започва да се изключва. Този процес се характеризира с рязко намаляване на предния ток I T на тиристора за кратък период от време до малка стойност I TQT (виж фиг. 2). Веднага след като базовият преход j2 е заключен, преход j3 започва да се затваря, но поради енергията, съхранена в индуктивността на управляващите вериги, той остава в леко отворено състояние за известно време.

Ориз. 2. Графики на промените в анодния ток (iT) и управляващия електрод (iG)

След като цялата енергия, съхранена в индуктивността на управляващата верига, се изразходва, преходът j3 от страната на катода е напълно изключен. От този момент нататък токът през тиристора е равен на тока на утечка, който протича от анода към катода през веригата на управляващия електрод.

Процесът на рекомбинация и следователно изключването на изключващия тиристор до голяма степен зависи от наклона на предния dIGQ/dt и амплитудата I GQ на обратния управляващ ток. За да се осигури необходимия наклон и амплитуда на този ток, към управляващия електрод трябва да се подаде напрежение UG, което не трябва да надвишава стойността, допустима за преход j3.

Фаза 4- блокиращо състояние В режим на блокирано състояние напрежението с отрицателна полярност U GR от управляващия блок остава приложено към управляващия електрод и катод. Общият ток I GR протича през управляващата верига, състояща се от тока на утечка на тиристора и обратния управляващ ток, преминаващ през преход j3. Преходът j3 е обратно предубеден. По този начин, в GTO тиристор в предно блокиращо състояние, две връзки (j2 и j3) са обратно предубедени и се образуват две области на пространствен заряд.

По време на цялото състояние на изключване и блокиране системата за управление генерира импулс с отрицателна полярност.

Вериги за безопасност

Използването на тиристори GTO изисква използването на специални защитни вериги. Те увеличават теглото и размерите, цената на конвертора и понякога изискват допълнителни охлаждащи устройства, но са необходими за нормалното функциониране на устройствата.

Целта на всяка защитна верига е да ограничи скоростта на нарастване на един от двата параметъра на електрическата енергия при превключване на полупроводниково устройство. В този случай кондензаторите на защитната верига CB (фиг. 3) са свързани паралелно на защитеното устройство T. Те ограничават скоростта на нарастване на изпреварващото напрежение dUT/dt при изключен тиристор.

Дроселите LE са монтирани последователно с устройство T. Те ограничават скоростта на нарастване на тока напред dIT/dt, когато тиристорът е включен. Стойностите dUT/dt и dIT/dt за всяко устройство са стандартизирани, те са посочени в справочници и паспортни данни за устройствата.

Ориз. 3. Схема на защитната верига

В допълнение към кондензаторите и дроселите, в защитните вериги се използват допълнителни елементи, за да се осигури разреждането и зареждането на реактивните елементи. Те включват: диод DB, който заобикаля резистора RB, когато тиристорът T е изключен и кондензаторът CB е зареден, резистор RB, който ограничава тока на разреждане на кондензатора CB, когато тиристорът T е включен.

Контролна система

Системата за управление (CS) съдържа следните функционални блокове: разрешаваща верига, състояща се от верига за генериране на отключващ импулс и източник на сигнал за поддържане на тиристора в отворено състояние; схема за генериране на заключващ сигнал; верига за поддържане на тиристора в затворено състояние.

Не всички видове системи за управление изискват всички изброени блокове, но всяка система за управление трябва да съдържа вериги за генериране на импулси за отключване и заключване. В този случай е необходимо да се осигури галванична изолация на управляващата верига и силовата верига на изключен тиристор.

За управление на работата на изключен тиристор се използват две основни системи за управление, които се различават по начина, по който подават сигнал към управляващия електрод. В случая, представен на фиг. 4, сигналите, генерирани от логическия блок St, подлежат на галванична изолация (потенциално разделяне), след което се подават през ключовете SE и SA към управляващия електрод на изключен тиристор T. Във втория случай сигналите първо действат върху клавишите SE (включено) и SA (изключено), които са под същия потенциал като управляващия блок, след което се подават към управляващия електрод чрез устройства за галванична изолация UE и UA.

В зависимост от местоположението на ключовете SE и SA се разграничават схеми за управление с нисък потенциал (NPSU) и висок потенциал (VPSU, фиг. 4).

Ориз. 4. Опция за контролна верига

Системата за управление на NPSU е структурно по-проста от VPSU, но нейните възможности са ограничени по отношение на генерирането на дълготрайни управляващи сигнали, работещи в режим на постоянен ток, протичащ през тиристора, както и при осигуряване на стръмността на управляващите импулси. За генериране на дълготрайни сигнали е необходимо да се използват по-скъпи двутактни схеми.

При VPSU по-лесно се постига висок наклон и увеличена продължителност на управляващия сигнал. В допълнение, тук управляващият сигнал се използва напълно, докато в NPSU неговата стойност е ограничена от потенциално разделящо устройство (например импулсен трансформатор).

Информационен сигнал - команда за включване или изключване - обикновено се подава към веригата чрез оптоелектронен преобразувател.

Тиристори GCT

В средата на 90-те ABB и Mitsubishi разработиха нов тип тиристор с комутация на затвор (GCT). Всъщност GCT е по-нататъшно подобрение на GTO или неговата модернизация. Въпреки това, фундаментално новият дизайн на управляващия електрод, както и забележимо различните процеси, които се случват, когато устройството е изключено, го правят препоръчително да го разгледаме.

GCT е проектиран да бъде лишен от недостатъците на GTO, така че първо трябва да разгледаме проблемите, които възникват с GTO.

Основен недостатък на GTO са големите загуби на енергия в защитните вериги на устройството при неговото превключване. Увеличаването на честотата увеличава загубите, така че на практика GTO тиристорите се превключват с честота не повече от 250-300 Hz. Основните загуби възникват в резистора RB (виж фиг. 3), когато тиристорът T е изключен и следователно кондензаторът CB се разрежда.

Кондензаторът CB е проектиран да ограничава скоростта на нарастване на напрежението du/dt, когато устройството е изключено. Като направи тиристора нечувствителен към du/dt ефекта, беше възможно да се изостави демпферната верига (веригата за формиране на пътя на превключване), която беше внедрена в дизайна на GCT.

Контролни и конструктивни характеристики

Основната характеристика на тиристорите GCT, в сравнение с устройствата GTO, е бързото изключване, което се постига както чрез промяна на принципа на управление, така и чрез подобряване на дизайна на устройството. Бързото изключване се реализира чрез преобразуване на тиристорната структура в транзисторна структура, когато устройството е изключено, което прави устройството нечувствително към du/dt ефекта.

GCT във фазите на включване, проводимост и блокиране се управлява по същия начин като GTO. Когато е изключен, GCT контролът има две функции:

• управляващият ток Ig е равен или надвишава анодния ток Ia (за GTO тиристори Ig е 3 - 5 пъти по-малък);
• управляващият електрод има ниска индуктивност, което прави възможно постигането на скорост на нарастване на управляващия ток dig/dt от 3000 A/µs или повече (за GTO тиристори стойността на dig/dt е 30-40 A/µs).

Ориз. 5. Разпределение на токовете в структурата на тиристора GCT при изключване

На фиг. Фигура 5 показва разпределението на токовете в структурата на тиристора GCT, когато устройството е изключено. Както беше посочено, процесът на включване е подобен на включване на тиристори GTO. Процесът на изключване е различен. След прилагане на отрицателен управляващ импулс (-Ig), равен по амплитуда на стойността на анодния ток (Ia), целият постоянен ток, преминаващ през устройството, се отклонява в системата за управление и достига до катода, заобикаляйки прехода j3 (между регионите p и н). Съединението j3 е обратно предубедено и катодният транзистор npn се изключва. По-нататъшното изключване на GCT е подобно на изключването на който и да е биполярен транзистор, което не изисква външно ограничение на скоростта на нарастване на напрежението du/dt в права посока и следователно позволява отсъствието на демпферна верига.

Промяната в дизайна на GCT се дължи на факта, че динамичните процеси, които се случват в устройството, когато са изключени, протичат с един до два порядъка по-бързо, отколкото в GTO. Така че, ако минималното време за изключване и блокиране за GTO е 100 μs, за GCT тази стойност не надвишава 10 μs. Скоростта на нарастване на управляващия ток при изключване на GCT е 3000 A/µs, GTO - не надвишава 40 A/µs.

За да се осигури висока динамика на процесите на превключване, беше променен дизайнът на изхода на управляващия електрод и връзката на устройството към формовчика на импулси на системата за управление. Изходът е направен в пръстен, обграждащ устройството в кръг. Пръстенът преминава през керамичното тяло на тиристора и е в контакт: отвътре с клетките на управляващия електрод; отвън - с пластина, свързваща управляващия електрод с импулсния форматор.

Сега тиристорите GTO се произвеждат от няколко големи компании в Япония и Европа: Toshiba, Hitachi, Mitsubishi, ABB, Eupec. Параметри на устройството за напрежение UDRM: 2500 V, 4500 V, 6000 V; по ток ITGQM (максимален повтарящ се ток на заключване): 1000 A, 2000 A, 2500 A, 3000 A, 4000 A, 6000 A.

Тиристорите GCT се произвеждат от Mitsubishi и ABB. Устройствата са предназначени за UDRM напрежение до 4500 V и ITGQM ток до 4000 A.

Понастоящем тиристорите GCT и GTO се произвеждат в руското предприятие Elektrovypryamitel OJSC (Саранск) Произвеждат се тиристори от сериите TZ-243, TZ-253, TZ-273, ZTA-173, ZTA-193, ZTF-193 (подобно на GCT ) и др. с диаметър на силиконова пластина до 125 mm и обхват на напрежение UDRM 1200 - 6000 V и ток ITGQM 630 - 4000 A.

Успоредно с изключващите тиристори и за използване в комбинация с тях, АД Електровипрямител разработи и пусна в серийно производство бързовъзстановяващи се диоди за демпфиращи (демпферни) вериги и диоди за обратен ток, както и мощен импулсен транзистор за изходните етапи на управляващия драйвер (система за управление).

Тиристори IGCT

Благодарение на концепцията за строг контрол (фин контрол на легиращите профили, меза технология, протонно и електронно облъчване за създаване на специално разпределение на контролирани рекомбинационни центрове, технологията на така наречените прозрачни или тънки излъчватели, използването на буферен слой в n-базов регион и т.н.) беше възможно да се постигне значително подобрение на характеристиките на GTO, когато е изключен. Следващият голям напредък в технологията HD GTO от гледна точка на устройство, контрол и приложение беше идеята за контролирани устройства, базирани на новия интегриран тиристор с комутация на врата (IGCT). Благодарение на технологията за строг контрол, равномерното превключване увеличава безопасната работна зона на IGCT до границите, ограничени от лавинен срив, т.е. към физическите възможности на силиция. Не са необходими защитни вериги срещу превишаване на du/dt. В комбинация с подобрена производителност при загуба на мощност са открити нови приложения в килохерцовия диапазон. Мощността, необходима за управление, е намалена с коефициент 5 в сравнение със стандартните GTO, главно поради прозрачния дизайн на анода. Новата фамилия IGCT устройства с монолитни интегрирани високомощни диоди е разработена за приложения в диапазона от 0,5 - 6 MV*A. Със съществуващите технически възможности за серийно и паралелно свързване, IGCT устройствата позволяват да се увеличи нивото на мощност до няколкостотин мегаволта - ампера.

С интегриран контролен блок катодният ток намалява преди анодното напрежение да започне да се увеличава. Това се постига благодарение на много ниската индуктивност на управляващата електродна верига, реализирана чрез коаксиалното свързване на управляващия електрод в комбинация с многослойна контролна платка. В резултат на това стана възможно да се постигне скорост на тока на изключване от 4 kA/µs. При управляващо напрежение UGK=20 V. когато катодният ток стане нула, оставащият аноден ток отива към управляващия блок, който в този момент има ниско съпротивление. Благодарение на това консумацията на енергия от управляващия блок е сведена до минимум.

Работейки с „твърд“ контрол, тиристорът, когато е включен, превключва от състояние p-n-p-n в режим p-n-p за 1 μs. Изключването се извършва напълно в транзисторен режим, елиминирайки всякаква възможност за тригерен ефект.

Намаляването на дебелината на устройството се постига чрез използване на буферен слой от страната на анода. Буферният слой на силовите полупроводници подобрява производителността на традиционните елементи, като намалява дебелината им с 30% при същото напрежение на пробив. Основното предимство на тънките елементи е подобрените технологични характеристики с ниски статични и динамични загуби. Такъв буферен слой в четирислойно устройство изисква отстраняване на анодните къси съединения, но въпреки това ефективно освобождава електрони по време на изключване. Новото IGCT устройство съчетава буферен слой с прозрачен аноден емитер. Прозрачният анод е p-n преход с емитерна ефективност, контролирана от тока.

За максимална устойчивост на шум и компактност контролният блок обгражда IGCT, образувайки една структура с охладителя, и съдържа само тази част от веригата, която е необходима за управление на самия IGCT. В резултат на това се намалява броят на елементите на управляващия блок, намаляват параметрите на разсейване на топлината, електрическите и топлинните претоварвания. Следователно, цената на контролния блок и честотата на отказ също са значително намалени. IGCT, със своя интегриран контролен блок, се фиксира лесно в модула и е прецизно свързан към източника на захранване и управляващ сигнал чрез оптично влакно. Чрез просто освобождаване на пружината, прецизно изчислена сила на затягане се прилага към IGCT, създавайки електрически и термичен контакт, благодарение на внимателно проектирана система за затягащи контакти. Това гарантира максимално лесно сглобяване и максимална надеждност. Когато IGCT работи без демпфер, диодът за свободен ход също трябва да работи без демпфер. Тези изисквания се изпълняват от диод с висока мощност в затягащ пакет с подобрени характеристики, произведен с помощта на процес на облъчване в комбинация с класически процеси. Способността за осигуряване на di/dt се определя от работата на диода (виж фиг. 6).

Ориз. 6. Опростена схема на трифазен инвертор на IGCT

Основен производител на IGCT е ABB Параметри на тиристорното напрежение U DRM: 4500 V, 6000 V; ток ITGQM: 3000 A, 4000 A.

Заключение

Бързото развитие на технологията на мощните транзистори в началото на 90-те години доведе до появата на нов клас устройства - биполярни транзистори с изолиран порт (IGBT - Bipolar Transistors с изолиран порт). Основните предимства на IGBT са висока работна честота, ефективност, простота и компактност на управляващите вериги (поради ниския управляващ ток).

Появата през последните години на IGBT с работни напрежения до 4500 V и възможност за превключване на токове до 1800 A доведе до изместването на затворените изключващи тиристори (GTO) в устройства с мощност до 1 MW и напрежение до 3,5 kV.

Но новите IGCT устройства, способни да работят при честоти на превключване от 500 Hz до 2 kHz и предлагащи по-висока производителност от IGBT, съчетават оптимална комбинация от доказана тиристорна технология с присъщите й ниски загуби и високоефективна технология за изключване без демпфер. контролен електрод IGCT днес е идеалното решение за приложения в силова електроника със средно и високо напрежение.

Характеристиките на съвременните мощни превключватели за захранване с двустранен радиатор са дадени в таблица. 1.

Таблица 1. Характеристики на съвременни мощни превключватели за захранване с двустранен радиатор

Тип устройство	Предимства	недостатъци	Области на използване
Традиционен тиристор (SCR)	Най-ниски загуби във включено състояние. Най-висок капацитет на претоварване. Висока надеждност. Лесно свързване паралелно и последователно.	Няма възможност за принудително заключване чрез управляващия електрод. Ниска работна честота.	DC задвижване; мощни захранвания; заваряване; топене и нагряване; статични компенсатори; AC ключове
GTO	Възможност за контролирано заключване. Относително висока способност за претоварване. Възможност за серийно свързване. Работни честоти до 250 Hz при напрежение до 4 kV.	Високи загуби във включено състояние. Много големи загуби в системата за управление. Комплексни системи за управление и подаване на енергия към потенциал. Големи загуби при превключване.	Електрическо задвижване; статични компенсатори реактивна мощност; системи за непрекъсваемо захранване;индукционно нагряване
IGCT	Възможност за контролирано заключване. Капацитетът на претоварване е същият като на GTO. Ниски загуби при превключване. Работна честота - до единици, kHz. Вграден блок за управление (драйвер). Възможност за серийно свързване.	Не е идентифициран поради липса на експлоатационен опит	Мощни захранвания (инверторни и токоизправителни подстанции на постояннотокови електропроводи); електрозадвижване (инвертори на напрежение за честотни преобразуватели и електрозадвижвания за различни цели)
IGBT	Възможност за контролирано заключване. Най-висока работна честота (до 10 kHz). Проста система за управление с ниска мощност. Вграден драйвер.	Много големи загуби във включено състояние.	Електрическо задвижване (чопъри); системи за непрекъсваемо захранване; статични компенсатори и активни филтри; ключови захранвания

Съдържание:

Откриването на свойствата на полупроводниковите преходи с право може да се нарече едно от най-важните през ХХ век. В резултат на това се появиха първите полупроводникови устройства - диоди и транзистори. Както и схемите, по които се използват. Една такава схема е свързването на два биполярни транзистора от противоположни типове - п-н-п° С n-p-n. Тази верига е показана по-долу на изображение (b). Тя илюстрира какво е тиристор и принципа на неговата работа. Съдържа положителна обратна връзка. В резултат на това всеки транзистор увеличава усилващите свойства на другия транзистор.

Транзисторен еквивалент

В този случай всяка промяна в проводимостта на транзисторите във всяка посока нараства като лавина и завършва в едно от граничните състояния. Те са или заключени, или отключени. Този ефект се нарича задействане. И с развитието на микроелектрониката и двата транзистора бяха комбинирани през 1958 г. на един и същи субстрат, обобщавайки преходите със същото име. Резултатът беше ново полупроводниково устройство, наречено тиристор. Принципът на работа на тиристора се основава на взаимодействието на два транзистора. В резултат на комбиниране на преходи, той има същия брой изводи като транзистора (a).

На диаграмата управляващият електрод е основата на транзисторната структура n-p-n. Това е базовият ток на транзистора, който променя проводимостта между неговия колектор и емитер. Но контрол може да се извършва и на осн п-н-птранзистор. Това е устройството на тиристора. Изборът на управляващ електрод се определя от неговите характеристики, включително изпълняваните задачи. Например, някои от тях изобщо не използват никакви управляващи сигнали. Следователно, защо да използвате контролни електроди...

Динистор

Това са задачи, при които се използват двуелектродни разновидности на тиристори - динистори. Те съдържат резистори, свързани към емитера и основата на всеки транзистор. По-нататък на диаграмата това са R1 и R3. За всяко електронно устройство има ограничения за размера на приложеното напрежение. Следователно до определена стойност споменатите резистори държат всеки от транзисторите в заключено състояние. Но с по-нататъшно увеличаване на напрежението се появяват токове на утечка през преходите колектор-емитер.

Те се улавят от положителна обратна връзка и двата транзистора, тоест динисторът, се отключват. За тези, които искат да експериментират, по-долу е показано изображение с диаграма и стойности на компонентите. Можете да го сглобите и да проверите работните му свойства. Нека обърнем внимание на резистора R2, който се различава при избора на желаната стойност. Той допълва ефекта на утечка и следователно напрежението на задействане. Следователно динисторът е тиристор, чийто принцип на работа се определя от величината на захранващото напрежение. Ако е сравнително голям, ще се включи. Естествено, също е интересно да знаете как да го изключите.

Трудно изключване

Изключването на тиристорите беше, както се казва, трудно. Поради тази причина доста дълго време видовете тиристори бяха ограничени само до двете споменати по-горе структури. До средата на деветдесетте години на ХХ век се използват само тези два вида тиристори. Факт е, че изключването на тиристора може да се случи само когато един от транзисторите е изключен. И то за определено време. Определя се от скоростта на изчезване на зарядите, съответстваща на затворения преход. Най-надеждният начин за „заковаване“ на тези заряди е пълното изключване на тока, протичащ през тиристора.

Повечето от тях работят по този начин. Не на прав ток, а на изправен ток, съответстващ на напрежение без филтриране. Тя се променя от нула до стойността на амплитудата и след това отново намалява до нула. И така нататък, според честотата на променливото напрежение, което се коригира. В даден момент между нулевите стойности на напрежението се подава сигнал към управляващия електрод и тиристорът се отпушва. И когато напрежението премине през нула, той отново се заключва.

За да го изключите при постоянно напрежение и ток, при които няма нулева стойност, е необходим шунт, който работи за определено време. В най-простата си форма това е или бутон, свързан към анода и катода, или свързан последователно. Ако устройството е отключено, има остатъчно напрежение върху него. С натискане на бутона той се нулира и токът през него спира. Но ако бутонът не съдържа специално устройство и контактите му се отварят, тиристорът със сигурност ще се включи отново.

Това устройство трябва да бъде кондензатор, свързан паралелно с тиристора. Той ограничава скоростта на нарастване на напрежението в устройството. Този параметър е най-жалък при използването на тези полупроводникови устройства, тъй като работната честота, с която тиристорът може да превключва товара, е намалена и съответно превключваната мощност. Това явление възниква поради вътрешните капацитети, характерни за всеки от моделите на тези полупроводникови устройства.

Дизайнът на всяко полупроводниково устройство неизбежно образува група от кондензатори. Колкото по-бързо се увеличава напрежението, толкова по-големи са токовете, които ги зареждат. Освен това те се срещат във всички електроди. Ако такъв ток в управляващия електрод надвиши определена прагова стойност, тиристорът ще се включи. Следователно параметърът dU/dt е даден за всички модели.

• Изключването на тиристора в резултат на захранващото напрежение, преминаващо през нула, се нарича естествено. Останалите опции за изключване се наричат ​​принудителни или изкуствени.

Разнообразие от моделна гама

Тези опции за превключване добавят сложност към тиристорните превключватели и намаляват тяхната надеждност. Но развитието на тиристорния сорт се оказа много плодотворно.

Днес е усвоено промишленото производство на голям брой разновидности на тиристори. Обхватът им на приложение не е само мощни силови вериги (в които се заключват и диод-тиристор, триак), но също и управляващи вериги (динистор, оптотиристор). Тиристорът на диаграмата е изобразен, както е показано по-долу.

Сред тях има модели, чиито работни напрежения и токове са най-високи сред всички полупроводникови устройства. Тъй като промишленото захранване е немислимо без трансформатори, ролята на тиристорите в по-нататъшното му развитие е фундаментална. Заключващите се високочестотни модели в инверторите осигуряват генерирането на променливо напрежение. Освен това стойността му може да достигне 10 kV с честота 10 килохерца при сила на тока 10 kA. Размерите на трансформаторите са намалени няколко пъти.

Превключващият тиристор се включва и изключва единствено чрез въздействие върху управляващия електрод със специални сигнали. Полярността съответства на специфичната структура на това електронно устройство. Това е един от най-простите сортове, наричан GTO. В допълнение към него се използват по-сложни изключващи тиристори с вградени управляващи структури. Тези модели се наричат ​​GCT и също IGCT. Използването на транзистори с полеви ефекти в тези структури класифицира изключващите тиристори като устройства от семейството MCT.

Опитахме се да направим нашия преглед информативен не само за добре четящи посетители на нашия сайт, но и за манекени. Сега, след като сме запознати с това как работи тиристорът, можем да използваме това знание на практика. Например при обикновен ремонт на домакински електроуреди. Основното е, че докато се увличате от работата си, не забравяйте за предпазните мерки!

За да разберете как работи веригата, трябва да знаете действието и предназначението на всеки от елементите. В тази статия ще разгледаме принципа на работа на тиристор, различни видове и режими на работа, характеристики и видове. Ще се опитаме да обясним всичко възможно най-ясно, така че да е ясно дори за начинаещи.

Тиристорът е полупроводников елемент, който има само две състояния: „отворено“ (тече ток) и „затворено“ (без ток). Освен това и двете състояния са стабилни, тоест преходът се извършва само при определени условия. Самото превключване става много бързо, макар и не моментално.

По начин на действие може да се сравни с превключвател или ключ. Но тиристорът превключва с помощта на напрежение и се изключва, когато токът се загуби или натоварването се премахне. Така че принципът на работа на тиристора не е труден за разбиране. Можете да мислите за това като за електрически управляван ключ. Е, всъщност не.

Тиристорът обикновено има три изхода. Едно управление и две, през които тече ток. Можете да опитате да опишете накратко принципа на работа. Когато се подаде напрежение към управляващия изход, веригата се превключва през анод-колектора. Тоест, той е сравним с транзистор. Единствената разлика е, че в транзистора количеството на преминалия ток зависи от напрежението, приложено към контролния терминал. И тиристорът е или напълно отворен, или напълно затворен.

Външен вид

Външният вид на тиристора зависи от датата на неговото производство. Елементите от времето на Съветския съюз са метални, под формата на „летяща чиния” с три извода. Два терминала - катодът и управляващият електрод - са разположени на "дъното" или "капака" (от която страна гледате). Освен това контролният електрод е с по-малък размер. Анодът може да се намира от противоположната страна на катода или да стърчи отстрани под шайбата, която е на тялото.

Два вида тиристори - модерни и съветски, обозначение на диаграми

Съвременните тиристори изглеждат различно. Това е малък пластмасов правоъгълник с метална пластина отгоре и три щифта отдолу. В съвременната версия има едно неудобство: трябва да погледнете в описанието кой от терминалите е анод, къде е катодът и управляващият електрод. Обикновено първият е анодът, след това катодът, а този най-вдясно е електродът. Но обикновено това е така, тоест не винаги.

Принцип на действие

Според принципа на работа тиристорът може да се сравни и с диод. Той ще премине ток в една посока - от анода към катода, но това ще се случи само в „отворено“ състояние. На диаграмите тиристорът изглежда като диод. Има също анод и катод, но има и допълнителен елемент - управляващ електрод. Разбира се, има разлики в изходното напрежение (в сравнение с диод).

При вериги с променливо напрежение тиристорът ще премине само една половин вълна - горната. Когато пристигне долната полувълна, тя се връща в „затворено“ състояние.

Принципът на работа на тиристора с прости думи

Нека разгледаме принципа на работа на тиристора. Началното състояние на елемента е затворено. „Сигналът“ за преминаване към „отворено“ състояние е появата на напрежение между анода и контролната клема. Има два начина за връщане на тиристора в „затворено“ състояние:

• премахнете товара;
• намалете тока под тока на задържане (една от техническите характеристики).

В схеми с променливо напрежение, като правило, тиристорът се нулира според втората опция. Променливият ток в домакинската мрежа има синусоидална форма, когато стойността му се доближи до нула и се появи нулиране. Във вериги, захранвани от източници на постоянен ток, е необходимо или принудително да премахнете захранването, или да премахнете товара.

Тоест, тиристорът работи по различен начин във вериги с постоянно и променливо напрежение. Във верига с постоянно напрежение, след като се появи краткотрайно напрежение между анода и контролния терминал, елементът преминава в "отворено" състояние. Тогава може да има два сценария:

• Състоянието "отворено" се поддържа дори след като изходното напрежение на анода е изчезнало. Това е възможно, ако напрежението, приложено към клемата за управление на анода, е по-високо от неотключващото напрежение (тези данни са в техническите спецификации). Потокът от ток през тиристора се спира, всъщност само чрез прекъсване на веригата или изключване на източника на захранване. Освен това изключването/прекъсването на веригата може да бъде много краткотрайно. След като веригата бъде възстановена, не протича ток, докато отново не бъде приложено напрежение към клемата за управление на анода.
• След премахване на напрежението (то е по-малко от напрежението на отключване), тиристорът незабавно преминава в "затворено" състояние.

Така че в постоянните вериги има два варианта за използване на тиристор - със и без задържане на отворено състояние. Но по-често те използват първия тип - когато остава отворен.

Принципът на работа на тиристора във вериги с променливо напрежение е различен. Там връщането към заключено състояние става „автоматично“ - когато токът падне под прага на задържане. Ако напрежението се прилага постоянно към анода-катод, на изхода на тиристора получаваме токови импулси, които се появяват с определена честота. Точно така се изграждат импулсните захранвания. С помощта на тиристор те преобразуват синусоидата в импулси.

Проверка на функционалността

Можете да проверите тиристора или с помощта на мултицет, или като създадете проста тестова верига. Ако имате техническите спецификации пред очите си, когато правите тест, можете едновременно да проверите устойчивостта на преходите.

Тестване с мултицет

Първо, нека анализираме теста за непрекъснатост с мултицет. Превключваме устройството в режим на набиране.

Моля, обърнете внимание, че стойността на съпротивлението варира от серия до серия - не трябва да обръщате специално внимание на това. Ако искате да проверите устойчивостта на преходите, погледнете техническите характеристики.

Фигурата показва тестовите диаграми. Фигурата най-вдясно е подобрена версия с бутон, който е инсталиран между катода и контролния терминал. За да може мултиметърът да записва тока, протичащ през веригата, натиснете за кратко бутона.

Използване на електрическа крушка и източник на постоянен ток (батерията също ще работи)

Ако нямате мултиметър, можете да тествате тиристора с помощта на електрическа крушка и източник на захранване. Дори обикновена батерия или друг източник на постоянно напрежение ще свърши работа. Но напрежението трябва да е достатъчно, за да светне електрическата крушка. Ще ви трябва и съпротивление или обикновено парче тел. Една проста верига се сглобява от тези елементи:

• Плюсът от източника на захранване се подава към анода.
• Свързваме електрическа крушка към катода и свързваме втория му извод към минуса на източника на захранване. Лампата не свети, защото термисторът е заключен.
• За кратко (като използвате парче тел или съпротивление) свържете анода и контролния терминал.
• Лампата светва и продължава да свети, въпреки че джъмперът е премахнат. Термисторът остава отворен.
• Ако развиете електрическата крушка или изключите източника на захранване, електрическата крушка естествено ще изгасне.
• Ако веригата/захранването се възстанови, няма да светне.

Заедно с теста, тази схема ви позволява да разберете принципа на работа на тиристора. В крайна сметка картината се оказва много ясна и разбираема.

Видове тиристори и техните специални свойства

Полупроводниковите технологии все още се развиват и подобряват. В продължение на няколко десетилетия се появиха нови видове тиристори, които имат някои разлики.

• Динистори или диодни тиристори. Те се различават по това, че имат само два изхода. Те се отварят чрез подаване на високо напрежение към анода и катода под формата на импулс. Те се наричат ​​още "неконтролирани тиристори".
• SCR или триодни тиристори. Имат управляващ електрод, но управляващият импулс може да се подава:
  • Към контролния изход и катода. Име - с катодно управление.
  • Към управляващия електрод и анод. Съответно контрол на анода.

Има и различни видове тиристори според метода на заключване. В един случай е достатъчно анодният ток да се намали под нивото на задържащия ток. В друг случай към управляващия електрод се прилага блокиращо напрежение.

По проводимост

Казахме, че тиристорите провеждат ток само в една посока. Няма обратна проводимост. Такива елементи се наричат ​​обратно-непроводими, но има не само такива елементи. Има и други опции:

• Имат ниско обратно напрежение и се наричат ​​обратно-проводими.
• С нестандартизирана обратна проводимост. Те се инсталират във вериги, където не може да възникне обратно напрежение.
• Триаци. Симетрични тиристори. Провеждане на ток в двете посоки.

Тиристорите могат да работят в режим на превключване. Тоест, когато пристигне управляващ импулс, подайте ток към товара. Натоварването в този случай се изчислява въз основа на отвореното напрежение. Трябва да се вземе предвид и максималната разсейвана мощност. В този случай е по-добре да изберете метални модели под формата на „летяща чиния“. Към тях е удобно да прикрепите радиатор за по-бързо охлаждане.

Класификация по специални режими на работа

Могат да се разграничат и следните подвидове тиристори:

• Заключващи се и незаключващи се. Принципът на работа на отключващ се тиристор е малко по-различен. Той е в отворено състояние, когато плюсът е приложен към анода, минусът е върху катода. Той преминава в затворено състояние, когато полярността се промени.
• Действащ бързо. Те имат кратко време за преход от едно състояние в друго.
• Пулс. Преминава много бързо от едно състояние в друго и се използва в схеми с импулсни режими на работа.

Основната цел е да се включва и изключва мощен товар с помощта на управляващи сигнали с ниска мощност

Основната област на използване на тиристори е като електронен ключ, използван за затваряне и отваряне на електрическа верига. По принцип много общи устройства са изградени на тиристори. Например гирлянда с ходови светлини, токоизправители, импулсни източници на ток, токоизправители и много други.

Характеристики и тяхното значение

Някои тиристори могат да превключват много големи токове, в който случай те се наричат ​​мощни тиристори. Изработени са в метален корпус за по-добро топлоотдаване. Малките модели с пластмасов корпус обикновено са варианти с ниска мощност, които се използват във вериги с нисък ток. Но винаги има изключения. Така че за всяка конкретна цел се избира необходимата опция. Те избират, разбира се, според параметрите. Ето основните от тях:

Има и динамичен параметър - времето на преход от затворено към отворено състояние. В някои схеми това е важно. Типът скорост също може да бъде указан: чрез време на отключване или чрез време на заключване.