Что такое тиристор и как он работает. Какие бывают виды тиристоров. Каковы основные характеристики и параметры тиристоров. Где применяются тиристоры в современной электронике. Как выбрать подходящий тиристор для конкретной задачи.
Что такое тиристор и каков принцип его работы
Тиристор — это полупроводниковый прибор с четырехслойной структурой p-n-p-n, имеющий три вывода: анод, катод и управляющий электрод. Ключевая особенность тиристора заключается в его способности переключаться между проводящим и непроводящим состояниями под действием управляющего сигнала.
Как работает тиристор? В закрытом состоянии тиристор не пропускает ток. При подаче управляющего импульса на затвор тиристор открывается и начинает проводить ток между анодом и катодом. После этого тиристор остается открытым даже после снятия управляющего сигнала, пока анодный ток не упадет ниже определенного порогового значения.
Основные режимы работы тиристора:
- Закрытое состояние — тиристор не проводит ток
- Открытое состояние — тиристор проводит ток
- Режим переключения — переход из закрытого состояния в открытое
Такой принцип работы позволяет использовать тиристоры для управления большими токами и напряжениями с помощью слабых управляющих сигналов. Это делает их незаменимыми в силовой электронике.
Основные виды и классификация тиристоров
Существует несколько основных видов тиристоров, отличающихся по конструкции и принципу работы:
1. Обычные (триодные) тиристоры
Это классический тип тиристора с тремя выводами. Открывается подачей положительного импульса на управляющий электрод, закрывается при снижении анодного тока ниже тока удержания.
2. Симисторы
Симметричные тиристоры способны проводить ток в обоих направлениях. Применяются для управления переменным током.
3. Запираемые тиристоры (GTO)
Могут принудительно закрываться подачей отрицательного импульса на управляющий электрод. Это позволяет использовать их на более высоких частотах.
4. Оптотиристоры
Управляются световым сигналом через оптическую развязку. Обеспечивают хорошую помехозащищенность.
5. Динисторы
Двухэлектродные тиристоры без управляющего электрода. Открываются при достижении определенного напряжения между анодом и катодом.
Выбор конкретного типа тиристора зависит от требований к схеме: рабочего напряжения, тока, частоты переключений, необходимости гальванической развязки и других факторов.
Ключевые характеристики и параметры тиристоров
При выборе тиристора для конкретного применения необходимо учитывать его основные характеристики и параметры:
Статические параметры:
- Максимальное обратное напряжение
- Максимальный прямой ток
- Напряжение включения
- Ток удержания
- Остаточное напряжение в открытом состоянии
Динамические параметры:
- Время включения
- Время выключения
- Критическая скорость нарастания тока (di/dt)
- Критическая скорость нарастания напряжения (dv/dt)
Как правильно интерпретировать эти параметры? Максимальное обратное напряжение и прямой ток определяют предельные режимы работы тиристора. Время включения и выключения важны при работе на высоких частотах. Критические скорости нарастания тока и напряжения показывают устойчивость тиристора к быстрым изменениям в цепи.
Применение тиристоров в современной электронике
Благодаря своим уникальным свойствам, тиристоры нашли широкое применение в различных областях электроники и электротехники:
1. Преобразователи электроэнергии
Тиристоры используются в выпрямителях, инверторах и преобразователях частоты. Они позволяют эффективно управлять большими потоками энергии.
2. Системы управления электродвигателями
Тиристорные регуляторы позволяют плавно изменять скорость вращения и момент электродвигателей.
3. Системы бесперебойного питания
В ИБП тиристоры обеспечивают быстрое переключение между сетевым и резервным источниками питания.4. Сварочное оборудование
Тиристоры применяются для управления сварочным током, обеспечивая высокое качество сварки.
5. Системы освещения
Тиристорные регуляторы яркости (диммеры) широко используются для управления освещением.
Почему тиристоры так популярны в силовой электронике? Они способны управлять большими токами и напряжениями, имеют высокий КПД, надежны и долговечны. При этом схемы управления тиристорами относительно просты.
Особенности выбора тиристоров для различных применений
Выбор подходящего тиристора — важный этап при разработке электронного устройства. На что следует обратить внимание?
1. Рабочее напряжение и ток
Необходимо выбирать тиристор с запасом по максимальному напряжению и току относительно расчетных значений в схеме.
2. Частота коммутации
Для высокочастотных применений следует выбирать быстродействующие тиристоры с малым временем включения и выключения.
3. Способ управления
В зависимости от требований к схеме управления можно выбрать обычные тиристоры, симисторы или оптотиристоры.
4. Тепловой режим
Необходимо учитывать тепловыделение тиристора и обеспечить адекватный теплоотвод.
5. Устойчивость к помехам
В условиях сильных электромагнитных помех может потребоваться выбор тиристоров с высокой помехоустойчивостью.
Как правильно учесть все эти факторы? Рекомендуется тщательно проанализировать требования к разрабатываемому устройству и изучить документацию производителей тиристоров. При необходимости стоит провести моделирование работы схемы с выбранным тиристором.
Тенденции развития тиристорных технологий
Технологии производства и применения тиристоров продолжают развиваться. Какие основные тенденции наблюдаются в этой области?
1. Повышение быстродействия
Разрабатываются тиристоры с еще меньшим временем переключения, что позволяет использовать их на более высоких частотах.
2. Увеличение мощности
Создаются тиристоры, способные работать с еще большими токами и напряжениями, что расширяет сферу их применения.
3. Интеграция защитных функций
В конструкцию тиристоров встраиваются элементы защиты от перенапряжений и перегрузок по току.
4. Развитие технологии SiC
Тиристоры на основе карбида кремния обладают улучшенными характеристиками по сравнению с кремниевыми аналогами.
5. Интеллектуальные модули
Создаются интегрированные тиристорные модули со встроенными схемами управления и диагностики.
Как эти тенденции влияют на применение тиристоров? Они позволяют создавать более эффективные, компактные и надежные устройства силовой электроники. Это открывает новые возможности в таких областях, как электротранспорт, возобновляемая энергетика, промышленная автоматизация.
Проблемы и ограничения в применении тиристоров
Несмотря на широкое распространение, тиристоры имеют ряд ограничений, которые необходимо учитывать при их применении:
1. Низкая частота коммутации
Обычные тиристоры имеют относительно большое время выключения, что ограничивает частоту их работы.
2. Сложность принудительного выключения
Для выключения обычного тиристора необходимо снизить анодный ток ниже тока удержания, что может быть проблематично в некоторых схемах.
3. Чувствительность к помехам
Тиристоры могут ложно срабатывать под действием электромагнитных помех, что требует принятия специальных мер защиты.
4. Тепловыделение
При работе с большими токами тиристоры выделяют значительное количество тепла, что требует эффективного охлаждения.
5. Ограниченная линейность управления
В отличие от транзисторов, тиристоры не позволяют осуществлять плавное линейное регулирование тока.
Как преодолеть эти ограничения? Для высокочастотных применений используются запираемые тиристоры (GTO) или IGBT-транзисторы. Проблема помехоустойчивости решается применением оптронной развязки. Для эффективного охлаждения разрабатываются специальные конструкции радиаторов и систем жидкостного охлаждения.
Стенд проверки тиристоров
Версия страницы для печати
Дополнительно по этой теме:
- Фотографии
- Видео
Описание
Переносной стенд используется для проверки тиристоров (симметричных, асимметричных, лавинных, запираемых, быстродействующих), оптотиристоров, неуправляемых вентилей, а также силовых модулей (диодных и тиристорных) и других силовых полупроводниковых приборов (СПП) в соответствии с ГОСТ 24461-80.
Стенды серии «Крона-902» позволяют проверять основные электрические параметры СПП при нормальной температуре, а совместно со блоком «Крона-904» (обеспечивающим предварительную токовую электротермотренировку СПП) — и в нагретом состоянии.
Необходимость применения стендов, обусловлена деградацией силовых полупроводниковых приборов в ходе их эксплуатации, а именно — нестабильность и снижение класса по обратному напряжению, а также по напряжению в закрытом состоянии.
Стенд позволяет определять класс прибора, обеспечивая подачу на проверяемый СПП повторяющееся прямое или обратное импульсное напряжение (синусоидальной однополупериодной формы длительностью 10 мс, частотой 50 Гц и плавно регулируемой амплитудой), постоянный ток управления. При этом осуществляется контроль повторяющегося импульсного тока в закрытом состоянии, обратного тока и постоянного напряжения управления.
В стенде предусмотрена защита от превышения по току и напряжению.
Прибор «Крона-902.02» внесен в Госреестр средств измерений под номером 71722-18.
(Другие исполнения также могут быть внесены в Госреестр СИ при условии финансирования со стороны Заказчика.)Технические и функциональные характеристики
| Параметры: | Крона-902. 01 | Крона-902.02 | Крона-902.03 | |
| Тип контролируемых объектов | СПП в металлостеклянных и керамических корпусах таблеточной конструкции (D до 107, h до 26мм) и штыревой конструкции с жестким выводом анода (резьба М5…24) и жесткими или гибкими выводами катода. | |||
| Установка повторяющегося импульсного напряжения в закрытом состоянии и импульсного обратного напряжения | регулируемое, 0…2500 В | регулируемое, 0…4000 В (при совместной работе с стендом « | регулируемое, 0…6000 В (при совместной работе с стендом «Крона-904» — 0…2000 В) | |
| Контроль повторяющегося импульсного тока в закрытом состоянии и импульсного обратного тока | 0…125 мА | 0…125 мА | 0…125 мА | |
| Установка и контроль отпирающего тока управления | регулируемый постоянный, 0…500 мА | |||
| Контроль постоянного напряжения управления | 0…5 В | |||
| Защита по току | регулируемая, 25…125 мА | регулируемая, 10…125 мА | регулируемая, 10…125 мА | |
| Защита по напряжению | фиксированная, 1000 и 2500 В | фиксированная, 2000 и 4000 В | фиксированная, 2500 и 6000 В | |
| Способ подключения проверяемого СПП | выносное универсальное контактирующее устройство | |||
| Масса прибора | до 16 кг | до 18 кг | до 25 кг | |
| Габариты основного блока | 480х240х350мм | 520х310х480мм | ||
| Питание стенда | 220В, 50Гц; потребляемая мощность не более 700 ВА | 220В, 50Гц; потребляемая мощность не более 800 ВА | ||
| Метрологический статус прибора | не внесен в Госреестр, поставляется с калибровкой* | внесен в Госреестр, поставляется с поверкой | не внесен в Госреестр, поставляется с калибровкой* | |
* работы по внесению стенда в Госреест СИ для поставки с поверкой могут быть выполнены при необходимости и финансированиисо стороны Заказчика
Дополнительная информация
Стенды серии «Крона-902» и «Крона-904» используются на предприятиях по производству электрической и тепловой энергии, а также в ремонтных локомотивных депо РЖД и метрополитена (для ремонта подвижного состава, а также ремонтного оборудования — сварочных аппаратов), и на предприятиях других отраслей.
Стенд может использоваться во исполнение поручений Циркуляра ОАО «РусГидро» Ц-02-2014(САУ) «О выходе из строя силовых тиристоров систем возбуждения», в рамках обеспечения эксплуатационного персонала ГЭС устройствами контроля силовых полупроводниковых тиристоров для проведения в объёмах работ по профилактическому восстановлению систем возбуждения гидрогенераторов проверок параметров силовых тиристоров систем возбуждения.
Стенд может использоваться для определения состояния диодов и тиристоров преобразовательных агрегатов тяговых подстанций, перед вводом преобразователей в эксплуатацию, и периодически при плановых ремонтах, согласно инструкции ЦЭ-936 («Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых подстанций электрифицированных железных дорог») и ЦЭ-39 («Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых подстанций, пунктов питания и секционирования электрифицированных железных дорог»).
Дополнительно по этой теме:
- Фотографии
- Видео
Версия страницы для печати
Расшифровка обозначения групп динамических параметров силовых тиристоров согласно ГОСТ
Предыдущая статья Следующая статья
14.
07.2022
В каталогах для обозначения типа силовых тиристоров по ГОСТу используется буквенно-цифровая маркировка. Ее расшифровка позволит определить основные свойства силовых тиристоров, найти нужное изделие, отвечающее требованиям сферы их применения.
Параметры и порядок обозначения силовых тиристоров
Основным параметром силовых тиристоров, который отображается в названии изделия, является максимально допустимый ток открытого состояния p-n-переходов полупроводникового прибора. Значение указывается в амперах, порядковый номер 6 или 7 (в зависимости от числа буквенных индексов в названии). Характеристики силовых тиристоров по напряжению классифицируются по классам, номер которого указывается в названии, согласно ГОСТ.
Параметр критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии p-n-переходов полупроводникового прибора распределен по группам. Их маркировка состоит из цифрового кода или 1 буквы и цифры либо нескольких цифр.
В обозначении параметров силовых тиристоров могут использоваться такие же буквенно-цифровые группы, составленные:
- по времени выключения прибора;
- то же, включения.
Первой буквой Т обозначается группа полупроводниковых компонентов, относящаяся к силовым тиристорам. Если в названии через дефис далее следуют буквы, то они обозначают тип прибора и его особенности. К примеру, буква:
- Б — быстродействующий.
- Л — лавинного типа.
- С — симметричный.
- Ч — высокочастотный.
- О — оптронный и др.
Третья буква (если имеется) означает наличие дополнительных свойств, подвид. Например, И — импульсный тиристор.
После букв в обозначении марки тиристора следует цифра, указывающая порядковый номер разработки изделия. Следующие 2 цифры характеризуют диаметр и номер конструкционного исполнения. Дальнейшие обозначения следуют через дефис и указывают номинал тока и группы динамических параметров.
Если после номинала тока стоит буква Х — это означает, что изделие выполнено с противоположной полярностью (корпус соединен с катодом).
Климатическое исполнение обозначается буквенным кодом. Далее, последней цифрой, от 0 до 5, кодируют категорию размещения устройства в помещениях, отличающихся допустимым диапазоном температуры и влажности.
Примеры обозначения силовых тиристоров
ТС122-25-5-4-УХЛ2 — Тиристор симметричный (симистор), 1-й порядковый номер разработки, 2-й тип размера корпуса и конструкция исполнения — 2. Максимальный, постоянно действующий ток –— 25 А, 5-й класс по напряжению (500 В). 4-я группа по критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии. Климатическое исполнение для эксплуатации с умеренным и холодным климатом (УХЛ). 2-я группа категории размещения в помещениях или под навесом без теплоизоляции.
ТБИ343-630-14 — тиристор быстродействующий импульсный, номер разработки — 3, конструкционное исполнение — 42 (общего назначения, таблеточного типа).
Максимальные номиналы тока — 630 А, напряжения — 1400 В.
В нашем интернет-магазине «ЗУМ-СМД» предлагается купить тиристоры оптом по низким ценам. Консультации по актуальности цены и наличия требуемого количества изделий с нужными параметрами и характеристиками силовых тиристоров, а также оформить заказ можно по телефону +7 (800) 333-48-97.
Возврат к списку
Обратная связь
Похожие статьи
Что такое тиристор? — Определение из WhatIs.com
По
- Участник TechTarget
Тиристор представляет собой четырехслойный полупроводниковый прибор, состоящий из чередующихся материалов P-типа и N-типа (PNPN). Тиристор обычно имеет три электрода: анод, катод и затвор (управляющий электрод).
Наиболее распространенным типом тиристора является управляемый кремнием выпрямитель (SCR).
Когда катод заряжен отрицательно по отношению к аноду, ток не течет до тех пор, пока на затвор не будет подан импульс. Затем SCR начинает проводить и продолжает проводить до тех пор, пока напряжение между катодом и анодом не изменится на противоположное или не упадет ниже определенного порогового значения. Используя этот тип тиристора, можно переключать или контролировать большое количество энергии, используя небольшой ток или напряжение срабатывания.
Тиристоры используются в регуляторах скорости двигателя, регуляторах освещенности, системах контроля давления и регуляторах уровня жидкости.
Последнее обновление: сентябрь 2005 г.
функция как служба
«Функция как услуга» (FaaS) — это модель облачных вычислений, которая позволяет клиентам облачных вычислений разрабатывать приложения и развертывать функции и взимать плату только при выполнении функций.
ПоискСеть
- восточно-западный трафик
Трафик Восток-Запад в контексте сети — это передача пакетов данных с сервера на сервер в центре обработки данных.
- CBRS (Гражданская широкополосная радиослужба)
Служба широкополосной радиосвязи для граждан, или CBRS, представляет собой набор операционных правил, заданных для сегмента общего беспроводного спектра и …
- частный 5G
Private 5G — это технология беспроводной сети, которая обеспечивает сотовую связь для случаев использования частных сетей, таких как частные …
ПоискБезопасность
- одноразовый пароль на основе времени
Одноразовый пароль на основе времени (TOTP) — это временный код доступа, сгенерированный алгоритмом, который использует текущее время дня как один …
- Что такое модель безопасности с нулевым доверием?
Модель безопасности с нулевым доверием — это подход к кибербезопасности, который по умолчанию запрещает доступ к цифровым ресурсам предприятия и …
- RAT (троянец удаленного доступа)
RAT (троян удаленного доступа) — это вредоносное ПО, которое злоумышленник использует для получения полных административных привилегий и удаленного управления целью .
..
..ПоискCIO
- организационные цели
Организационные цели — это стратегические задачи, которые руководство компании устанавливает для определения ожидаемых результатов и руководства …
- пространственные вычисления
Пространственные вычисления в широком смысле характеризуют процессы и инструменты, используемые для захвата, обработки и взаимодействия с трехмерными данными.
- Пользовательский опыт
Дизайн взаимодействия с пользователем (UX) — это процесс и практика, используемые для разработки и внедрения продукта, который обеспечит позитивное и …
SearchHRSoftware
- Поиск талантов
Привлечение талантов — это стратегический процесс, который работодатели используют для анализа своих долгосрочных потребностей в талантах в контексте бизнеса .
.. - удержание сотрудников
Удержание сотрудников — организационная цель сохранения продуктивных и талантливых работников и снижения текучести кадров за счет стимулирования …
- гибридная рабочая модель
Гибридная рабочая модель — это структура рабочей силы, включающая сотрудников, работающих удаленно, и тех, кто работает на месте, в офисе компании…
..SearchCustomerExperience
- CRM (управление взаимоотношениями с клиентами) аналитика
Аналитика CRM (управление взаимоотношениями с клиентами) включает в себя все программные средства, которые анализируют данные о клиентах и представляют…
- разговорный маркетинг
Диалоговый маркетинг — это маркетинг, который вовлекает клиентов посредством диалога.
- цифровой маркетинг
Цифровой маркетинг — это общий термин для любых усилий компании по установлению связи с клиентами с помощью электронных технологий.
