Силовые тиристоры: принцип работы, характеристики и применение в современной электронике

Что такое силовой тиристор и как он работает. Какими техническими характеристиками обладают силовые тиристоры. Какие существуют виды силовых тиристоров. Где применяются силовые тиристоры в промышленности и бытовой технике. Как проверить исправность силового тиристора.

Принцип работы и устройство силовых тиристоров

Силовой тиристор представляет собой полупроводниковый прибор с четырехслойной структурой p-n-p-n, который используется для коммутации электрических цепей с большими токами и напряжениями. Основными элементами тиристора являются:

• Анод — обеспечивает контакт с p-слоем
• Катод — обеспечивает контакт с n-слоем
• Управляющий электрод

Как работает силовой тиристор? В закрытом состоянии он не пропускает ток. При подаче управляющего сигнала на электрод тиристор открывается и начинает проводить ток в прямом направлении. После открытия тиристор остается в проводящем состоянии даже при снятии управляющего сигнала, пока ток через него не упадет ниже определенного значения.

Основные технические характеристики силовых тиристоров

Силовые тиристоры обладают следующими ключевыми параметрами:

• Максимальное коммутируемое напряжение — до 5-6 кВ
• Максимальный коммутируемый ток — до 5000 А
• Частота коммутации — до 1 кГц
• Время включения — от единиц до десятков микросекунд
• Время выключения — от десятков до сотен микросекунд

Какие еще характеристики важны для силовых тиристоров? Ключевыми являются прямое падение напряжения во включенном состоянии, обратный ток утечки, критическая скорость нарастания тока и напряжения. Эти параметры определяют эффективность и надежность работы тиристора в силовых схемах.

Классификация и основные виды силовых тиристоров

Существует несколько способов классификации силовых тиристоров:

По количеству выводов:

• Динисторы — 2 вывода
• Триодные тиристоры — 3 вывода
• Тетродные тиристоры — 4 вывода

По способу управления:

• Управляемые по катоду
• Управляемые по аноду
• Управляемые светом (оптотиристоры)

По направлению проводимости тока:

• Однонаправленные
• Двунаправленные (симисторы)

Какие виды силовых тиристоров наиболее распространены? Широкое применение нашли триодные тиристоры с управлением по катоду, а также симметричные тиристоры (симисторы), способные работать на переменном токе.

Области применения силовых тиристоров в современной электронике

Где применяются силовые тиристоры? Основные сферы использования:

• Преобразователи электроэнергии (выпрямители, инверторы)
• Системы плавного пуска электродвигателей
• Регуляторы переменного напряжения
• Устройства защиты от перенапряжений
• Сварочное оборудование
• Источники бесперебойного питания
• Системы передачи электроэнергии постоянным током

Почему силовые тиристоры так широко используются? Они обладают высокой надежностью, способны коммутировать большие токи и напряжения, имеют низкие потери во включенном состоянии. Это делает их незаменимыми в мощной преобразовательной технике.

Преимущества и недостатки силовых тиристоров

Каковы основные достоинства силовых тиристоров?

• Высокая перегрузочная способность по току
• Низкое падение напряжения во включенном состоянии
• Способность выдерживать высокие обратные напряжения
• Высокий КПД
• Длительный срок службы

Какие недостатки есть у силовых тиристоров?

• Относительно низкая частота коммутации
• Сложность принудительного выключения
• Чувствительность к скорости нарастания тока и напряжения
• Необходимость в цепях защиты

Несмотря на некоторые недостатки, преимущества силовых тиристоров обеспечивают их широкое применение в силовой электронике.

Методы проверки исправности силовых тиристоров

Как проверить работоспособность силового тиристора? Существует несколько способов:

1. Проверка мультиметром:
   • Измерение сопротивления между анодом и катодом в обоих направлениях
   • Проверка управляемости подачей сигнала на управляющий электрод
2. Проверка специализированным тестером тиристоров:
   • Измерение напряжения включения
   • Измерение тока удержания
   • Проверка блокирующей способности
3. Проверка в реальной схеме:
   • Подключение тиристора в тестовую схему
   • Проверка включения и выключения при подаче сигналов управления

Какие признаки указывают на неисправность тиристора? Основные симптомы — отсутствие управляемости, пробой в закрытом состоянии, большой ток утечки, невозможность удержания открытого состояния.

Перспективы развития силовых тиристоров

Какие тенденции наблюдаются в развитии силовых тиристоров? Основные направления совершенствования:

• Увеличение рабочих напряжений и токов
• Повышение быстродействия
• Улучшение управляемости
• Снижение потерь во включенном состоянии
• Интеграция защитных функций

Появляются ли альтернативы силовым тиристорам? В некоторых применениях их вытесняют IGBT-транзисторы, обладающие лучшей управляемостью. Однако в сверхмощных применениях тиристоры по-прежнему остаются вне конкуренции благодаря способности коммутировать очень большие токи и напряжения.

Что такое силовые тиристоры и для чего они нужны

Автор Алексей Воронцов На чтение 5 мин. Опубликовано 28.01.2019

Содержание

1. Технические характеристики
2. Виды и классифицирование
3. Защита и ограничения возможностей тиристоров
4. Как проверить функциональность устройства?
5. Область применения

Тиристорами являются приборы полупроводникового типа, регулирующие коммутации больших блоков. Они коммутируют электроцепь во время подачи сигнала, что делает его очень схожим с транзистором. Устройство обладает тремя выводами. Один из них управляет, а остальные формируют путь направления течения тока. Изделия в отличие от транзисторов открываются полностью скачкообразным способом, и даже в условиях отсутствующего тока не закрываются.

Технические характеристики

Силовой тиристор состоит из катода (обеспечивает контакт с n-слоем), анода (обеспечивает контакт с р-слоем) и управляющего электрода и обладает структурой из четырех слоев р-n-р-n. Этот мощный электронный ключ коммутирует электроцепь с током до 5кА и напряжением до 5кВ и частотой непревосходящей отметки в 1 кГц. Если вас заинтересовала тема данной статьи и вы хотите узнать подробнее о том, что такое силовые тиристоры https://gk-absolut1.ru/catalog/tiristory/. В литературе по специальности его называют еще и однооперационным тиристором, поскольку принцип действия тиристора направлен только на обеспечение включения. Выключение может происходить исключительно во время понижения силы тока практически до нулевой отметки. Ток проводится только в одном направлении если устройство включено, а если выключено, то оно выдерживает напряжение в обоих направлениях.

Виды и классифицирование

Классификация выполняется на основании разных параметров

По количеству выводов они могут быть:

• Динисторы – только два вывода;
• Триодные – три вывода. Могут управляться катодом или анодом;
• Тетроидные – четыре вывода;
• С большим числом полупроводниковых областей, которые чередуются.

Силовые тиристоры различаются скоростью действия, методом управления, направленностью электротока и прочими характеристиками. К важнейшим типам относят:

• Тиристор-диод – встречно параллельный включенный диод;
• Динистор (диоидный тиристор) – электроток проводится только при достижении обусловленной величины напряжения;
• Запираемый;
• Симисторы (более известные как симметричные тиристоры) –популярные и востребованные виды, которые включаются во время подачи напряжения любой полярности.
• Быстродействующие инверторные – период необходимый для того, чтобы они включились, не превышает 5-50 миллисекунд;
• С полевым управлением по электроду;
• Управляемые световым потоком или оптотиристор.

По возможности обратной проводимости различают:

• Проводящие – с небольшими значениями обратного напряжения;
• Непроводящие – в закрытом виде значения обратного и прямого напряжения являются равными;
• С ненормируемым значением – могут применяться только там, где обратное напряжение нельзя допустить;
• Сисмисторы – пропускающие электроток в любом направлении.

Защита и ограничения возможностей тиристоров

Тиристоры воздействуют непосредственно на трансформацию стремительности прямого электротокатка. Для них типичен обратный ток и резкое падение показателей скорости обязательно приводят к увеличению возможности регистрации перенапряжения. Кроме того, перенапряжение может возникнуть и во время пропадания напряжения в различных точках всей системы. Поэтом они нуждаются в надежной защите, которая обеспечивается схемами ЦФТП (цепь формирования траектории переключения). Они защищают в условиях несоответствующих значений. Иногда могут использоваться и варисторы, которые подключаются к точкам вывода.

Независимо для чего нужен тиристор, он требует к себе особого отношения и соблюдения некоторых правил безопасности. В первую очередь это касается скорости модификации уровня напряжения между анодами и электротоком.

Как проверить функциональность устройства?

Проверка необходима не только, когда прибор не работает или функционирует неправильно, но и во время покупки тиристора. Процедура выполняется довольно легко при помощи обычно тестера. К аноду поводится положительный щуп, а к катоду, соответственно, отрицательный. Используемая величина должна быть равна разрешению проверяемого тиристора. На управляющий электрод ненадолго подается сигнал на открытие и если на устройстве возникли огоньки, то оно нефункционально.

Устройства способны функционировать в цепях постоянного или переменного тока. При постоянном, выключение может происходить естественным образом, которое происходит во время подключения к цепи постоянного тока тогда, когда его значение достигает нуля или в принудительном порядке.

В условиях использования в цепи переменного тока, включение может привести к включению/отключению электроцепи или к изменению значений электротока, поскольку его можно регулировать во время подачи.

Область применения

Основные технические характеристики тиристоров определяют возможности их использования. Силовые ключи, которые являются переключателями переменного тока, очень широко применяются для различных приборов. Они потребляются мало мощности во время работы, которая рассеивается в местах переключения. Если устройства выключены, то риски потери мощности минимальны и, чаще всего, полностью исключены, так как напряжение отсутствует. Даже когда они работают, объем настолько мал, что это почти незаметно.

Пороговые тиристоры чаще всего встречаются в фазовых регуляторах или релаксационных генераторах, поскольку обладают способностью пускать электроток при достижении обусловленного значения силы напряжения. Запирающие виды аппаратов употребляются в приборах, в которых нужно обеспечить прерывание цепи напряжения во время выключения самой конструкции.

Устройства характеризуются высоким КПД, надежностью, мощносными свойствами, незначительными массогабаритными параметрами. Это не только расширяет спектр его возможного применения, но и позволяют заметно сэкономить на энергопотребление электроресурсов. Таким образом, тиристоры нашли свое применение в различных областях промышленности, добывающих отраслях, машино- и приборостроении, разработке средств связи и многое другое.

Силовые тиристоры нашли свое место во всех сферах современной жизни и их можно обнаружить в самом маленьком карманном электронном устройстве и в огромных, габаритных и мощных заводских станках. Они можно сказать, определили технологический скачок в развитии современных электроприборов различного назначения.

Силовые тиристоры торговой марки RUICHI

1

65640

Силовой тиристор RUICHI Т122-25-12, резьба М6, 25 А, тип применяемого охладителя О121, О221, корпус ST2
Подробнее

3

62443

Силовой тиристор RUICHI Т161-160-18, резьба М20х1,5, 160 А, тип применяемого охладителя О171, О271, О371, О471, ОМ101, корпус ST6
Подробнее

4

85642

Силовой тиристор RUICHI Т161-200-18, резьба М20х1,5, 200 А, тип применяемого охладителя О171, О271, О371, О471, ОМ101, корпус ST6
Подробнее

5

82438

Силовой тиристор RUICHI Т171-250-18, резьба М24х1,5, 250 А, тип применяемого охладителя О181, О281, ОМ105, корпус ST7

Подробнее

6

82440

Силовой тиристор RUICHI Т171-320-18, резьба М24х1,5, 320 А, тип применяемого охладителя О181, О281, ОМ105, корпус ST7
Подробнее

7

65642

Симистор (триак) RUICHI ТС122-25-12, резьба М6, 25 А, тип применяемого охладителя О121, О221, корпус ST2
Подробнее

8

65643

Симистор (триак) RUICHI ТС132-50-12, резьба М8, 50 А, тип применяемого охладителя О231, О331, корпус ST3
Подробнее

10

57789

Симистор штыревой (триак) RUICHI ТС161-160-16, резьба М20х1. 5, 160 А, тип применяемого охладителя О171, О271, О371, О471, ОМ101, корпус ST6
Подробнее

11

57790

Симистор штыревой (триак) RUICHI ТС161-200-16, резьба М20х1.5, 200 А, тип применяемого охладителя О171, О271, О371, О471, ОМ101, корпус ST6

Подробнее

16

65641

Тиристор RUICHI Т132-50-13, резьба М8, 50 А, тип применяемого охладителя О231, О331, корпус ST3
Подробнее

19

71668

Тиристор силовой таблеточный RUICHI Т133-320-16, 320 А, тип применяемого охладителя О143, О243, О343, ОМ103, ОМ104, корпус PT32
Подробнее

20

71669

Тиристор силовой таблеточный RUICHI Т133-400-16, 400 А, тип применяемого охладителя О143, О243, О343, ОМ103, ОМ104, корпус PT32
Подробнее

21

71670

Тиристор силовой таблеточный RUICHI Т133-500-16, 500 А, тип применяемого охладителя О143, О243, О343, ОМ103, ОМ104, корпус PT31
Подробнее

22

99938

Тиристор силовой таблеточный RUICHI Т133-630-16, 630 А, тип применяемого охладителя О143, О243, О343, ОМ103, ОМ104, корпус PT31

Подробнее

23

57800

Тиристор силовой таблеточный RUICHI Т143-1000-16, 1000 А, тип применяемого охладителя О143, О243, О343, ОМ103, ОМ104, корпус PT41
Подробнее

24

57796

Тиристор силовой таблеточный RUICHI Т143-400-16, 400 А, тип применяемого охладителя О143, О243, О343, ОМ103, ОМ104, корпус PT42
Подробнее

25

57797

Тиристор силовой таблеточный RUICHI Т143-500-16, 500 А, тип применяемого охладителя О143, О243, О343, ОМ103, ОМ104, корпус PT42
Подробнее

Диод и тиристор (Si/SiC) — Infineon Technologies

Обзор

Силовые диоды и тиристоры в различных исполнениях и корпусах

Подкатегории диодов и тиристоров (Si/SiC)

Свернуть все подкатегории Развернуть все подкатегории

Цель максимальной надежности и эффективности базовой технологии всегда является движущейся целью; поэтому мы понимаем, что постоянное совершенствование имеет важное значение. Являясь лидером рынка силовых диодов и тиристоров, мы предлагаем базовые технологии для производства, передачи, снабжения и управления электроэнергией на всех континентах мира.

Наше самое сильное желание – сделать наших клиентов успешными на их рынках. Вот почему мы внедряем инновации, разрабатываем и производим самые передовые решения для их систем: высокопроизводительные диски с высочайшей удельной мощностью и дополнительными функциями, тиристорно-диодные модули с привлекательным соотношением цены и качества, высокоэффективные кремниевые или карбидокремниевые диоды CoolSiC™. в дискретных корпусах, а также на голых кристаллах для максимальной гибкости.

Мощные диоды и тиристоры используются для значительного повышения эффективности во многих приложениях. Они установили стандарты в диапазоне мощностей от 10 кВт до более 10 ГВт. Дискретные диоды Шоттки на основе кремния или карбида кремния (SiC) предназначены для таких приложений, как серверные фермы, солнечные установки или системы хранения энергии. Подходит как для промышленного, так и для автомобильного применения.

Основные моменты

Биполярный интернет-магазин Infineon

Найдите более 1000 продуктов в нашем интернет-магазине биполярных полупроводников 

Заказать прямо здесь

Отдельные сборки

Индивидуальные блоки питания на тиристорах/диодах

Запрос

Информационный бюллетень Infineon Bipolar

Подпишитесь на последние новости о продуктах Infineon Technologies Bipolar.

Зарегистрироваться

Документы, которые могут представлять интерес

Документы

Поддержка дизайна

Видео

Партнеры

Обучение

Усовершенствованная передача и распределение

Тиристоры доминировали в этом приложении на протяжении многих десятилетий. В настоящее время тиристоры, а также IGBT используются в системах HVDC и FACTS для удовлетворения различных потребностей.

Диод Шоттки CoolSiC™ 1200 В в реальном 2-контактном корпусе TO-247 — описание продукта

Диод Шоттки CoolSiC™ 1200 В в реальном 2-контактном корпусе TO-247 — применение продукта

Диод Шоттки CoolSiC™ 650 В G6 — непревзойденная эффективность и соотношение цены и качества

Последнее поколение диодов Шоттки Infineon CoolSiC™ 650 В G6 с лучшим соотношением цены и качества обеспечивает наилучшую эффективность на доллар.

Power Conversion

Infineon предлагает обширный портфель мощных продуктов для Power Conversion, чтобы помочь своим клиентам в достижении их целей.

Возобновляемая энергия ветряных электростанций

Энергия означает жизнь: она обогревает дома, приводит в действие автомобили и освещает мегаполисы. Глобальный аппетит к энергии ненасытен, в то время как ресурсы истощаются.

Семейства диодов Rapid 650 В

Мощные кремниевые диоды Rapid 1 и 2 дополняют существующие диоды высокой мощности 600/650 В, заполняя пробел между SiC-диодами и диодами, управляемыми эмиттером.

650 В Rapid 1 Diode

Семейство диодов Rapid 1 компании Infineon с температурно-стабильным прямым напряжением (V F) 1,35 В обеспечивает самые низкие потери проводимости, а за счет мягкого восстановления сводит электромагнитные помехи к минимуму.

650 В Диод Rapid 2

Семейство диодов Rapid 2 предназначено для приложений, переключающихся между 40 кГц и 100 кГц, предлагая низкий заряд обратного восстановления (Q rr) и время (t rr), чтобы минимизировать время обратной проводимости, связанное с переключателем питания потери при включении и, таким образом, обеспечивает максимальный КПД.

Приложения

Поддержка

Контакт

Тиристорные модули малой мощности

— PPM Power

Особенности:

• Доступны различные типы корпусов
• Высокая надежность
• Соответствует RoHS

Области применения:

• Машины для сварки и плазменной резки
• Источники питания и инверторы
• Моторные приводы

Категория: Полупроводниковые модули Sanrex Теги: Высокое напряжение, Низкая мощность, Силовая электроника, SanRex, Тиристоры

• Описание

Маломощные модули SanRex доступны для различных коммутационных приложений с большими токами, включая источники питания, индукционный нагрев и генераторы. Найдите нужный компонент в таблице ниже или позвоните по телефону +44 (0)1793 784389 и поговорите с одним из наших специалистов по продажам прямо сейчас.

Тиристорные модули — Двойной антипараллельный

0,4 0,39 1 401409 1

Номер детали	Перегревательное пиковое обратное напряжение (V)	Средний ток вперед (A)	Конфигурация	Максимум. (В)	Термическое сопротивление (градус C/Вт)
AK25GB80	800	25	Связанные встречно-параллельные тиристоры	500	3	0,8
AK25HB160	1600	25	Связанные встречно-параллельные тиристоры	500	2
AK55GB80	800	55	Связанные встречно-параллельные тиристоры	1100	3	0,5
AK55HB160	1600	55	Связанные встречно-параллельные тиристоры		2	0,5
AK90HB160	1600	90	Связанные встречно-параллельные тиристоры	1800	2

Тиристорные модули — сильноточные

Номер детали	Повторяющееся пиковое обратное напряжение (В)	Средний прямой ток (А)	Конфигурация	Максимальный прямой импульсный ток (А)	Напряжение срабатывания затвора (В)	Тепловое сопротивление (градус C/Вт)
SBA500AA80/160	800/1600	500	Dual Thyristor	10000	3	0. 085
SBB500AA80/160	800/1600	500	Тиристор и диод	10000	3	0,085
SSA500AA80/160	800/1600	500	Одинарный тиристор	10000	3	0.01345

Тиристорные модули — Стандартные модули

0,3 0.

Номер детали	ПЕРЕВИТЕЛЬНОЕ ПЕКСКОЕ ПЕРЕВОДНЫЕ ВОЗДУШНОЕ ВОЗДУХА (V)	Средний переходной ток (A) Treachm121 2	2	(A) Surge		Средне	2	(A) Surge	. (В)	Термическое сопротивление (градус C/Вт)
PK25FG80/160	800/1600	25	Полумост	700	1.	3
PD25FG80/160	800/1600	25	Измельчитель	700	3	101
PK40FG80/160	800/1600	40	Полумост	950	3	0,65
PD40FG80/160	800/1600	40	Измельчитель	950	3	0,65
PK55FG80/160	800/1600	55	полумост	1300	3	0,5 0,5
SCA55AA160	1600	55	Полумост	1500	2,5	0,4
SCE55AA160	1600	55	Измельчитель	1500	2,5	0,4
PK70FG80/160	800/1600	70	Полумост	1600	3	0,307 0,307
PD70FG80/160	800/1600	70	Измельчитель	1600	3	0,37
SCA70AA160	1600	70	Полумостовой	1750	2,5	0,25
SCE70AA160	1600	70	Измельчитель	1750	2,5	0,25
PK90FG80/160	800/1600	90	Полумост	2300	3	0,3
SCA90AA160	1600	90	Полумост	2300	2,5	0,2
SCE90AA160	1600	90	Измельчитель	2300	2,5	0,2
ПК110FG80/160	800/1600	110	Полумост	3000	3	0,25
PD110/FG80/160	800/1600	110	Измельчитель	3000	3