Как работает тиристорный выпрямитель. Какие преимущества дает использование тиристоров в выпрямителях. Для чего применяются тиристорные выпрямители в электронике и энергетике. Каковы особенности управления тиристорными выпрямителями.
Что такое тиристорный выпрямитель и как он работает
Тиристорный выпрямитель — это устройство для преобразования переменного тока в постоянный, в котором в качестве ключевых элементов используются тиристоры. Основные компоненты тиристорного выпрямителя:
- Силовой трансформатор
- Тиристоры
- Система управления тиристорами
- Сглаживающий фильтр
Принцип работы тиристорного выпрямителя основан на управлении моментом открытия тиристоров с помощью подачи управляющих импульсов на их электроды. Это позволяет регулировать выходное напряжение выпрямителя.
Преимущества использования тиристоров в выпрямителях
Применение тиристоров в выпрямителях дает ряд важных преимуществ по сравнению с диодными выпрямителями:
- Возможность плавного регулирования выходного напряжения
- Высокий КПД преобразования энергии
- Малые габариты и вес устройства
- Высокое быстродействие
- Отсутствие подвижных частей
Области применения тиристорных выпрямителей
Тиристорные выпрямители широко применяются в различных отраслях:
- Электропривод постоянного тока
- Электрохимическое производство
- Зарядные устройства аккумуляторов
- Сварочное оборудование
- Электротранспорт
- Системы бесперебойного питания
Способы управления тиристорными выпрямителями
Существует два основных способа управления тиристорными выпрямителями:
- Фазовый способ — изменение фазы подачи управляющих импульсов относительно сетевого напряжения
- Амплитудный способ — изменение амплитуды управляющих импульсов
Фазовый способ является наиболее распространенным, так как позволяет плавно регулировать выходное напряжение в широких пределах.
Особенности работы тиристорного выпрямителя на активную нагрузку
При работе тиристорного выпрямителя на активную нагрузку наблюдаются следующие особенности:
- Форма выходного напряжения имеет прерывистый характер
- С увеличением угла управления среднее значение выходного напряжения уменьшается
- Возрастают пульсации выходного напряжения
- Снижается коэффициент мощности выпрямителя
Для улучшения характеристик используют Г-образные LC-фильтры на выходе выпрямителя.
Работа тиристорного выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку
При наличии индуктивности в цепи нагрузки тиристорного выпрямителя:
- Форма выходного тока становится более гладкой
- Увеличивается диапазон регулирования выходного напряжения
- Улучшается коэффициент мощности
- Снижаются пульсации выходного тока
Однако возрастают перенапряжения на тиристорах при их выключении. Для защиты используют RC-цепочки.
Применение обратных диодов в тиристорных выпрямителях
Использование обратных диодов в схемах тиристорных выпрямителей позволяет:
- Расширить диапазон регулирования выходного напряжения
- Улучшить энергетические показатели
- Снизить пульсации выходного напряжения
- Обеспечить протекание реактивных токов нагрузки
Обратные диоды особенно эффективны при работе на активно-индуктивную нагрузку.
Управление трехфазными тиристорными выпрямителями
В трехфазных тиристорных выпрямителях применяются следующие способы управления:
- Раздельное управление — формирование отдельных импульсов для каждого тиристора
- Совместное управление — использование общей системы импульсов для всех тиристоров
- Групповое управление — объединение тиристоров в группы по фазам
Выбор способа зависит от требований к точности регулирования и надежности работы выпрямителя.
Особенности работы тиристорных выпрямителей в инверторном режиме
При работе тиристорного выпрямителя в инверторном режиме:
- Энергия передается из цепи постоянного тока в сеть переменного тока
- Угол управления тиристорами становится больше 90 градусов
- Требуется принудительная коммутация тиристоров
- Возможна рекуперация энергии в сеть
Инверторный режим используется в электроприводах с торможением и рекуперативными тормозными устройствами.
Общие сведения Выпрямитель ВУВТ-8000/4000-В-УХЛ4 предназначен для питания выпрямленным током и регулирования напряжения электроприводов, питания электротермического оборудования и других устройств. Структура условного обозначения ВУВТ-8000/4000-В-УХЛ4: УХЛ4 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70. Условия эксплуатации Для климатического исполнения УХЛ4 категории размещения 4: Технические характеристики Максимальная выходная мощность, кВт — 8000 Максимальный выходной ток, А — 2200 Напряжение на входе, кВ — 3,15+0,35 К.П.Д. — 0,92 Диапазон изменения выходного напряжения от номинального значения, % — 0-100 Установившееся отклонение выходного напряжения от номинального значения при изменении выходного тока: от 10 до 100% номинального значения, %, не более — 3 Выпрямитель имеет регулируемую уставку выходного напряжения в пределах от 10 до 100% номинального значения выходного тока Охлаждение — водяное, принудительное Требование к теплоносителю (воде): электрическое сопротивление, Ом·м, не менее — 10 температура на входе, °С, не более — 40 давление на входе, кг·с/см 2 (МПа) — 7+1 (0,7+0,1) расход теплоносителя, кг/с, не менее — 1,4 Вероятность безотказной работы для времени работы 30 мин, не менее — 0,999 Габаритные размеры, мм: шкафа тиристоров — 2000x2750x1100 стойки управления — 536x1816x630 Масса, кг, не более: шкафа тиристоров — 1500 стойки управления — 150 Конструкция и принцип действия Выпрямитель осуществляет преобразование трехфазного переменного
тока частотой 50 Гц в постоянный и основан на свойстве тиристоров
изменять в широких пределах значение выходного напряжения путем
задержки момента включения тиристоров по отношению к началу
положительной полуволны питающего напряжения. Рис. 1. Функциональная электрическая схема выпрямителя VT1-VT6 — тиристоры выпрямителя, СУ — система управления Функционирование выпрямителя обеспечивается системой управления СУ. Кроме того, СУ осуществляет включение, отключение, защиту выпрямителя. Каждое плечо выпрямителя пропускает ток только в интервале времени, когда потенциал его анода выше потенциала катода. При включении тиристоров плеч в момент перехода входного напряжения через нуль интервал выходного напряжения составит 120° эл., в этом случае нагрузка выпрямителя потребляет максимальную установленную мощность. Задержка включения тиристоров на некоторый угол (угол управления выпрямителя) относительно момента перехода входного напряжения через нуль приводит к уменьшению мощности, потребляемой нагрузкой выпрямителя. Регулирование угла от 0 до 120° эл. обеспечивает изменение мощности, потребляемой нагрузкой от максимального значения до 0. Система управления выпрямителем СУ предназначена для
формирования импульсов управления тиристорами плеч выпрямителя.
Регулятор угла выпрямителя сравнивает напряжение, поступающее с
блока синхронизирующих трансформаторов БСТ, с напряжением уставки и
выдает сигнал управления углом включения тиристоров.
Фазосдвигающее устройство вырабатывает из синхронизирующих
напряжений шестифазную последовательность импульсов, каждая из
которых служит для управления включения соответствующего плеча
выпрямителя.
выхода фазосдвигающего устройства импульсы через устройство
ограничения угла  Выпрямитель выполнен в шкафу брызгозащищенного исполнения,
закрытого с боковых сторон щитами, спереди и сзади — съемными
крышками на четырех замках, отпираемых специальной ручкой.
Предусмотрено двухстороннее обслуживание через съемные крышки, что
обеспечивает удобство обслуживания, наладки и настройки.
В шкафу в стеклотекстолитовых направляющих, обеспечивающих
изоляцию силового монтажа относительно корпуса, установлены по шесть
в ряду 24 панели тиристоров и панели трансформаторов. Каждая панель
трансформаторов крепится четырьмя болтами, что обеспечивает
возможность замены их при неисправности. В верхней части шкафа
установлены насыщающиеся реакторы.
В нижней части шкафа на панелях установлены делитель тока и
блоки формирователей импульсов.
Монтаж силовой электрической схемы шкафа выполнен медными
шинами.
Подвод напряжения от трехфазных силовых цепей осуществляется
через проходные изоляторы типа ИП-10/2000-1250У1, установленные в
верхней части шкафа. Съем мощности на нагрузку осуществляется снизу. Подключение цепей управления осуществляется также снизу.
Соединение тиристорных охладителей и подключение их к напорному
и сливному коллекторам выполнено шлангами из полипропиленовой трубки.
Подключение коллекторов шкафа к магистрали системы охлаждения
осуществляется снизу при помощи гибких рукавов. Для установки на
фундамент в нижней раме шкафа предусмотрены амортизаторы типа
АКСС-400М.
Для обеспечения подъема шкафа предусмотрены рым-болты.
Металлоконструкции шкафа выполнены из алюминия.
Стойка управления СУ включает в себя все устройства системы
управления, кроме мощных выходных каскадов.
Габаритные, установочные и присоединительные размеры шкафа
тиристоров выпрямителя и стойки управления представлены на рис. 2 и 3.Рис. 3. Габаритные размеры стойки управления В комплект поставки входят: выпрямитель; стойка управления; одиночный комплект ЗИП;эксплуатационные документы согласно описи эксплуатационной документации.  Центр комплектации «СпецТехноРесурс» |
Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли,
агрессивных газов и паров.
Возможность работы выпрямителя в условиях, отличных от
вышеперечисленных, должна согласовываться с
предприятием-разработчиком.
Тема 5
5.1. Способы регулирования питающих напряжений
Значительная часть потребителей постоянного и переменного токов требует регулирования питающих напряжений. Регулировка выходного напряжения выпрямительных устройств может осуществляться следующими способами:
1. Регулируемые трансформаторы и автотрансформаторы, включенные в схему выпрямителя, дают возможность изменять амплитуду переменного напряжения, подводимого к вентилям, и тем самым устанавливать желаемое выпрямленное напряжение. Недостатками являются громоздкость устройств и их малая надежность из-за переключаемых или скользящих контактов.
2. Непрерывные регуляторы с
помощью регулировки постоянного напряжения на нагрузке, достигаемой делителем
напряжения или реостатом, включенным между выходом выпрямителя и нагрузкой.
Недостаток этого способа связан с большими потерями мощности.
3. Регулируемые или управляемые выпрямители, принцип действия которых основан на управлении вентилями выпрямителя. Регулирование выходного напряжения изменением параметров вентилей не требует дополнительных регулирующих устройств, обладает высоким быстродействием и не вносит потерь мощности. Недостатками такого способа регулирования выходного напряжения являются значительное увеличение амплитуды напряжения пульсаций, снижение коэффициента мощности . Эти недостатки проявляются тем сильнее, чем больше пределы регулирования выходного напряжения выпрямителя.
В качестве управляемых вентилей в
настоящее время широко применяются тиристоры. Моментом включения тиристора
можно управлять, подавая, импульс тока на p-n ‑ переход, прилегающий к катоду. Ток нагрузки,
проходя через открытый тиристор, смещает все три p-n ‑ перехода в прямом направлении, и управляющий
электрод теряет влияние на процессы в тиристоре.
При снижении прямого тока
тиристора до нуля после рассасывания заряда неосновных носителей в базовых
областях, тиристор закрывается, и управляющие свойства восстанавливаются.
В схеме (рис.5.1,а), содержащей источник
питания , тиристор Т и резистор нагрузки , возможны два устойчивых
состояния: открытый тиристор, закрытый тиристор. На вольтамперной
характеристике (рис.5.1,б) показано, что отключенный тиристор соответствует точке
А, а включенный тиристор ‑ точке В. В зависимости от значения тока
управления (рис.5.1,а)
изменяется вид вольтамперной характеристики тиристора (рис.5.1,б). Чем больше , тем при меньшем напряжении происходит открывание тиристора, т.е. переход
из точки А в точку В на вольтамперной характеристике. При достаточно больших значениях
управляющего тока вольтамперная характеристика вырождается в кривую,
аналогичную прямой ветви характеристики диода. Величина тока управляющего
электрода, при котором выполняется это условие, называется током спрямления.
В
открытом состоянии тиристор способен пропускать большие токи и имеет очень
малое сопротивление, что может привести к большим броскам тока в момент открывания
тиристора. Особенно велики броски тока в тех схемах, где параллельно
сопротивлению нагрузки включается конденсатор. Поэтому для уменьшения бросков
тока последовательно с тиристором включают дроссель. В выпрямительных схемах
тиристоры гораздо лучше работают при омической нагрузке или при нагрузке,
начинающейся с индуктивности.
Рис.5.1. Схема включения тиристора и его вольтамперная характеристика
5.2. Анализ работы двухполупериодного тиристорного управляемого выпрямителя на резистивную нагрузку
Рассмотрим работу двухполупериодного
управляемого выпрямителя на резистивную нагрузку, схема которого представлена
на рис.5.2,а, временные диаграммы ‑ на рис.5.2,б-е. В управляемый
выпрямитель тиристоры включаются как обычные вентиля, а к их управляющим
электродам подводятся от схемы управления импульсы, включающие тиристоры с
запаздыванием на угол по отношению к
выпрямляемому напряжению.
Угол называется углом
регулирования и для схемы (рис.5.2,а) изменяется от 0 до : . Схема управления (СУ) предназначена для формирования
импульсов включения тиристоров в моменты времени, соответствующие заданному
углу регулирования. В соответствии с временными диаграммами
Рис.5.2. Схема и временные диаграммы работы двухполупериодного тиристорного выпрямителя на резистивную нагрузку
(рис.5.2,б-е) на интервале времени тиристоры T1 и T2 (рис.5.2,а) закрыты и выходное напряжение выпрямителя равно нулю (), а прямое напряжение на тиристоре T1 изменяется точно так же, как и напряжение на выходе вторичной обмотки трансформатора (рис.5.2,а): .
В момент времени , когда на
управляющий электрод тиристора Т1
приходит импульс (рис.5.2,в), достаточный для открывания тиристора T1 (т.
е. для перехода из точки А в точку В согласно вольтамперной
характеристике (рис.5.1,б)), тиристор открывается и на интервале времени и выходное напряжение
и ток (рис.5.2,г,д) совпадают по форме с напряжением . В
момент времени выходной ток становится равным нулю
и тиристор T1 закрывается. Поэтому на интервале времени
оба тиристора закрыты,
, а .
В момент времени , на второй тиристор Т2 поступает импульс (рис.5.2,в), достаточный для его открывания. Поэтому на интервале времени входное напряжение и ток (рис.5.2,г,д) совпадают с напряжением , а и показано на рис.5.2,е. Из графиков (рис.5.2,б-е) видно, что постоянное выходное напряжение максимально при и при . Выражение для постоянной составляющей выходного напряжения в зависимости от угла регулирования имеет вид:
.
(5.1)
Выражение (5.1) называется уравнением регулировочной характеристики выпрямителя. Из (5.1) имеем:
. (5.2)
Постоянная составляющая выходного тока определяется соотношением:
. (5.3)
Средний прямой ток тиристора равен:
, (5.4)
а действующее значение тока тиристора и вторичной обмотки трансформатора определяется:
, (5.5)
где ‑ коэффициент формы вентиля. Величина обратного максимального напряжения на тиристоре равна:
, (5.6)
а прямое обратное напряжение определяется зависимостью:
, (5.
7)
причем его максимальная величина достигается при :
. (5.8)
Как известно, в. схеме двухполупериодного выпрямления частота пульсаций выходного напряжения в два раза выше частоты питающей сети, а коэффициент пульсаций, при работе на резистивную нагрузку, равен.
В нашем случае, для схемы тиристорного регулируемого выпрямителя, если угол регулирования , то . С увеличением угла регулирования пульсации выпрямленного напряжения заметно возрастают и ‑ увеличивается.
Практические схемы регулируемых тиристорных выпрямителей имеют, как правило, не резистивную, а реактивную нагрузки. Чаще всего применяют Г-образные индуктивно-емкостные фильтры. В простейшем случае в качестве реактивной нагрузки включают дроссель.
5.3. Анализ работы двухполупериодного тиристорного управляемого выпрямителя на нагрузку индуктивного характера
Рассмотрим работу двухполупериодного тиристорного выпрямителя на нагрузку индуктивного
характера.
Схема выпрямителя приведена на рис.5.3,а, а временные диаграммы ‑
на рис.5.3,б-е. При анализе схемы рис.5.3,а будем полагать, что в этом случае, как следует
из временных диаграмм рис.5.З,г, при отрицательном значении напряжения тиристор Т поддерживается в открытом
состоянии за счет ЭДС самоиндукции дросселя L. Регулировочная
характеристика двухполупериодного выпрямителя с индуктивной реакцией нагрузки
определяется из уравнения (5.9).
Рис.5.3. Схема и временные диаграммы работы двухполупериодного тиристорного выпрямителя на индуктивную нагрузку
, (5.9)
где . Из уравнения (5.9) видно, что предельный угол регулирования , в этом случае . Величина прямого напряжения на тиристоре определяется соотношением:
, (5.10)
а максимальное обратное напряжение на тиристоре:
.
(5.11)
Форма регулировочной характеристики (5.9) в значительной степени определяется величиной постоянной времени . Графики нормированной регулировочной характеристики для нескольких значений представлены на рис.5.4.
Рис.5.4. Регулировочные характеристики с различным значением постоянной времени
В схеме рис.5.З,а в первичной обмотке трансформатора ток относительно напряжения сдвигается на угол , то есть ток отстает по фазе от напряжения . Поэтому регулируемый выпрямитель потребляет реактивную мощность из сети, которая тем больше, чем больше угол регулирования . Отсюда коэффициент мощности и он тем ниже, чем больше .
5.4. Анализ работы двухполупериодного тиристорного управляемого выпрямителя с индуктивным характером нагрузки и разрядным диодом
Рассмотрим работу двухполупериодного тиристорного выпрямителя на
нагрузку индуктивного характера с обратным (разрядным) диодом.
Схема выпрямителя
представлена на рис.5.5,а, а временные диаграммы на рис.5.5,б-ж. В схему
выпрямителя (рис.5.5,а) включают разрядный или обратный диод Д1 с целью повышения коэффициента
мощности и снижения реактивной
составляющей тока, потребляемой из питающей сети.
Рис. 5.5а. Принципиальная схема двухполупериодного управляемого выпрямителя с индуктивной реакцией нагрузки и разрядным диодом
При включении обратного диода угол уменьшается до величины .
Роль обратного диода Д1 (рис.5.5,а) заключается в том, что при достижении фазового угла
ток дросселя L создает
на нем отрицательную ЭДС, обратный диод открывается, дроссель L через него разряжается, а тиристор Т1 закрывается. Угол
закрывания тиристоров в схеме с обратным диодом всегда равен . Отсюда
следует, что ток дросселя в схеме (рис.5.5,а) на интервале протекает через тиристор и вторичную
обмотку трансформатора, а на интервале через обратный диод
(рис.
5.5,б-ж).
В этом случае регулировочная характеристика выпрямителя определяется выражением:
. (5.12)
Из (5.12) следует, что при , а не , как было в схеме без обратного диода.
Величина максимального обратного напряжения на тиристоре равна:
. (5.13)
Значение прямого напряжения на закрытом тиристоре находится по формуле:
. (5.14)
Рис.5.5. Временные диаграммы работы двухполупериодного тиристорного выпрямителя с обратным диодом
Средний прямой ток тиристора равен:
. (5.15)
Действующее значение тока через трансформатор находится из соотношения:
.
(5.16)
Прямой средний ток обратного диода равен:
, (5.17)
а значение максимального обратного напряжения на обратном диоде составляет величину:
. (5.18)
Преимущества схемы с обратным диодом особенно сильно проявляются при больших диапазонах регулирования выходного напряжения.
5.5. Основные особенности регулируемых тиристорных выпрямителей
1. Уменьшение выходного выпрямленного напряжения в регулируемом тиристорном выпрямителе достигается благодаря уменьшению отбора мощности от сети переменного тока и не связано с гашением значительной её части в выпрямителе.
2. При регулировании выпрямитель потребляет не только активную, но
и реактивную мощность от сети переменного тока.
3. При изменении угла регулирования выходное выпрямленное напряжение изменяется от максимума до нуля.
4. Пульсации выпрямленного напряжения возрастают с увеличением угла регулирования .
Построение регулируемых тиристорных выпрямителей требует разработки специальных схем управления. В настоящее время известно большое разнообразие практических реализаций схем управления. Но все схемы управления регулируемыми тиристорными выпрямителями базируются, в основном, на применении двух способов:
1. Фазовый способ управления, который заключается в изменении фазы управляющих импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров, относительно фазы выпрямляемого переменного напряжения.
2.
Амплитудный способ управления, заключающийся в том, что открывание тиристоров
происходит лишь при определенной амплитуде выпрямляемого переменного
напряжения. Причем величина амплитуды открывания тиристора зависит от сигнала
постоянного тока на его управляющем электроде.
Принципы тиристора и работа
Принципы тиристора и работа
| |||||||||
| |||||||||
Тиристоры: принципы работы | |||||||||
Тиристор, также известный как SCR (кремниевый выпрямитель), представляет собой особый тип диода, который пропускает ток только тогда, когда на его вывод затвора подается управляющее напряжение. Хотя это выглядит не чем иным, как переключателем, управляемым напряжением, следует отметить следующее: При наличии прямого тока (т. е. после тиристор включается подходящим напряжением на затворе) он не выключится даже после снятия напряжения на затворе. Тиристор отключится только тогда, когда прямой ток упадет до нуля. В цепи постоянного тока (постоянного тока) это делает устройство практически бесполезным, за исключением некоторых конкретных приложений защиты (лом). Как видно из диаграммы
напротив, для управления доступна только половина цикла переменного тока, поскольку вся отрицательная половина находится в неправильном направлении для тиристора (действие диода). | |||||||||
. . | |||||||||
Copyright pc-control.co.uk 2008 | |||||||||
jpg»> 
Это, однако, означает, что ворота должны запускаться каждый цикл только для того, чтобы снова включить их. Именно в относительной синхронизации этих двух функций
тиристор играет самую важную роль, т.е. регулирует мощность. Рассмотрим форму волны, показанную
ниже этого уровня соответствует типичному источнику переменного напряжения. Если тиристор включается в начале скачка положительного напряжения, то время, в течение которого он находится в прямом направлении, максимально. Это означает максимальную мощность, подаваемую на нагрузку. Соответственно, если он включается ближе к концу положительного
экскурсию, то достигается минимальное время проведения и подводится минимальная мощность. 
Это довольно расточительно, и гораздо лучше использовать два тиристора (спина к спине) для управления проводимостью в обоих направлениях. Устройство, специально разработанное для этого, называется TRIAC и показано ниже.
jpg»> Кремниевый управляемый выпрямитель (тиристор) — Другие полупроводниковые устройства
Прочие полупроводниковые устройства
Кремниевый управляемый выпрямитель , обычно называемый SCR
(или тиристор), является одним из семейства полупроводников, которое включает в себя
транзисторы и диоды. Чертеж SCR и его схема
представление показано на видах A и B на рисунке ниже.
Не все
В SCR используется показанный корпус, но он типичен для большинства мощных блоков.
Выпрямитель с кремниевым управлением.
Хотя это не то же самое, что диод или транзистор, SCR сочетает в себе особенности того и другого. Схемы, использующие транзисторы или выпрямительные диоды, могут значительно в некоторых случаях улучшена за счет использования SCR.
Основная цель SCR — функционировать как переключатель, который может включать или выключать малых или больших мощностей. Он выполняет эту функцию без движущихся частей. которые изнашиваются и не требуют замены. Может быть огромный прирост мощности в SCR; в некоторых агрегатах очень маленький ток срабатывания способен коммутировать несколько сотен ампер, не превышая своего номинального способности. SCR часто может заменить гораздо более медленные и большие механические переключатели.
SCR — чрезвычайно быстрый переключатель. Трудно циклировать механический
переключаться несколько сотен раз в минуту; тем не менее, некоторые SCR можно переключать 25 000
раз в секунду.
Включение занимает всего микросекунды
или вне этих единиц. Изменение времени включения переключателя по сравнению с
время, когда он выключен, регулирует количество энергии, протекающей через
выключатель. Поскольку большинство устройств могут работать на импульсах мощности (переменных
ток представляет собой особую форму переменного положительного и отрицательного импульса),
SCR можно легко использовать в приложениях управления. Регуляторы скорости двигателя,
инверторы, удаленные коммутационные устройства, управляемые выпрямители, перегрузка цепи
протекторы и фиксирующие реле используют SCR.
SCR состоит из четырех слоев полупроводникового материала, расположенных PNPN. Конструкция показана на виде А на рисунке ниже. В функции, тиристор имеет много общего с диодом, но принцип действия SCR лучше всего объясняется с точки зрения транзисторов.
Структура SCR.
Рассмотрим SCR как пару транзисторов, один PNP и другой NPN,
подключен, как показано на видах B и C. Анод прикреплен к
верхний P-слой; катод С является частью нижнего N-слоя; и
клемма затвора G переходит на P-слой NPN-транзистора.
В рабочем состоянии коллектор Q 2 приводит в движение основание Q 1 , а коллектор Q 1 подает обратную связь к основанию Q 2 . β 1 (бета) усиление по току Q 1 и β 2 текущее усиление Q 2 . Прибыль от этой положительной обратной связи петля их произведение, β 1 раза β 2 . Когда товар меньше чем один, схема устойчива; если произведение больше единицы, схема регенеративная. На клемму подается небольшой отрицательный ток G сместит NPN-транзистор в отсечку, а коэффициент усиления контура будет меньше единицы.
В этих условиях единственный ток, который может существовать между Выходные клеммы A и C — это очень маленький ток отсечки коллектора два транзистора. По этой причине импеданс между A и C очень высок.
Когда положительный ток подается на клемму G, транзистор Q 2 смещается в сторону проводимости, что приводит к тому, что его коллектор
ток повышаться.
Поскольку текущее усиление Q 2 увеличивается с
увеличивается ток коллектора, достигается точка (называемая точкой пробоя)
где коэффициент усиления петли равен единице, и схема становится регенеративной.
В этот момент ток коллектора двух транзисторов быстро увеличивается.
до значения, ограниченного только внешней цепью. Оба транзистора
доведены до насыщения, а импеданс между A и C очень низкий.
Положительный ток подавался на клемму G, которая служила для срабатывания
саморегенеративное действие больше не требуется, так как коллектор
PNP-транзистора Q 1 теперь более чем достаточно
ток для привода Q 2 . Цепь будет оставаться включенной до тех пор, пока
отключается снижением тока коллектора до значения ниже
что необходимо для поддержания проводимости.
Характеристическая кривая SCR показана на рисунке ниже.
При отсутствии тока затвора ток утечки остается очень малым.
прямое напряжение от катода к аноду увеличивается до пробоя
точка достигнута.
Здесь центральный узел разрывается, начинается SCR.
проводить сильно, и падение на SCR становится очень низким.
Характеристическая кривая SCR.
Влияние стробирующего сигнала на срабатывание тринистора показано на рис. рисунок ниже. Пробой центрального соединения может быть достигнут на скоростях приближение к микросекунде путем подачи соответствующего сигнала на вывод затвора, при постоянном напряжении на аноде. После пробоя напряжение через устройство настолько мало, что ток через него от катода к анод в основном определяется нагрузкой, которую он питает.
Характеристическая кривая SCR с различными стробирующими сигналами.
Важно помнить, что небольшой ток от затвора к катоду
может срабатывать или запускать SCR, изменяя его практически с разомкнутой цепи
к короткому замыканию. Единственный способ снова изменить его (коммутировать
это) заключается в снижении тока нагрузки до значения меньше минимального
ток прямого смещения. Ток затвора требуется только до тех пор, пока анод
ток полностью вырос до точки, достаточной для поддержания
проводимость.
После проведения
от катода к аноду начинается, снятие тока затвора не дает никакого эффекта.
Применений SCR в качестве выпрямителя много. Фактически,
его многочисленные применения в качестве выпрямителя дали название этому полупроводниковому устройству.
Когда переменный ток подается на выпрямитель, только положительный или
проходят отрицательные половины синусоиды. Все в каждом положительном
или на выходе появляется отрицательный полупериод. Когда используется SCR,
однако управляемый выпрямитель может быть включен в любое время в течение
полупериод, тем самым контролируя количество доступной мощности постоянного тока
от нуля до максимума, как показано на рисунке ниже. С момента выхода
на самом деле импульсы постоянного тока, можно добавить подходящую фильтрацию, если они непрерывны.
нужен постоянный ток. Таким образом, любое устройство, работающее от постоянного тока, может иметь
контролируемое количество энергии, подаваемой на него. Обратите внимание, что SCR должен
включаться в нужное время для каждого цикла.
