Схемы на тиристорах: Схема управления симистором. Включение тиристора схема включения тиристора

Содержание

Простое управление тиристором » Журнал практической электроники Датагор

Предлагаю для любителей схемку, которую «открыл» (для себя) сам.
Случилось это, когда искал возможность плавно регулировать (через тиристор) яркость ламп накаливания. Применения: Цветомузыка, плавно включить/выключить свет в помещении (круто и лампы реже перегорают), мощность на паяльнике, позже появилась мысль использовать в зарядном устройстве для автомобильных АКБ. При простой схеме ведёт себя как довольно сложные с фазоимпульсным управлением тиристором. Позже, уже имея осцилограф, понял как примерно она работает. Естественно, делюсь мнением.
Зависимость яркости лампы от напряжения на входе примерно такая:
Это было то, что мне нужно.

Думаю, что изменением R1 можно пропорционально изменить U упр, при котором достигается максимальная яркость (уменьшить этот порог меньше 2...3 Вольт не получится, но я и не пробовал). R2 стоит на всякий случай, чтобы уменьшить рассеиваемую на транзисторе мощность (где-то видел и решил что надо). От транзистора требуется выдержать максимальное приложенное к нему напряжение, в моём случае более 300V. От диода тоже, а нужен он в случае, если на аноде тиристора возможно отрицательное напряжение.

Рассмотрим работу этого «открытия». Если управляющее напряжение менее 1V – всё закрыто. Лампа не горит. В других случаях: когда начинается положительный полупериод сети, начинает заряжаться и конденсатор через цепь управления. Потенциал на управляющем электроде тиристора будет повторять потенциал на верхней обкладке конденсатора, но со сдвигом 0.6V вниз. При достижении порога открывания тиристора он и откроется. Напряжение на коллекторе транзистора станет меньше, чем на эмитере, и усиливать ток базы он уже не будет. Ток базы станет равен току эмитера (в 20...50 раз больше, чем был до открывания тиристора). Конденсатор, вследствие этого, начнёт разряжаться, напряжение на нём падать до уровня ниже уровня запуска тиристора и будет таким, пока не закроется тиристор. А закроется он при прохождении напряжения сети через ноль. Затем всё начнётся заново. И чем больше будет управляющее напряжение, тем ближе к началу полупериода откроется тиристор, ярче будет гореть лампа. Вот и всё.

Несколько наблюдений: для ламп до 100 ватт – радиатор под тиристор необязателен, при двух- и при одно-полупериодном применении ничего менять не надо (выпрямитель, конечно, нужен), подойдут тиристоры с током запуска, отличающимся не более чем в два раза в большую или меньшую сторону по сравнению с КУ 202 (КУ201, более современные с током анода 5...25А), для одно-полупериодного применения пойдут и симисторы с током анода 5...30А без других изменений. Я нигде не ставил радиатор транзистору (не грелся), ток управления тиристором должен быть не более 10 mA (не замерял), следовательно транзистор и диод на 100 mA дадут достаточную надёжность.

Мне это кажется таким простым, что даже не знаю, о чём ещё писать.
Постараюсь позже представить Вашему вниманию пару применений данной идеи.
И ещё: дико извиняюсь если всем это давно известно.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

 

Системы управления преобразователями на тиристорах

Страница 11 из 14

Основные требования к системам управления тиристорами.

Управляемый кремниевый вентиль — тиристор включается, если анод имеет более высокий потенциал, чем катод, на управляющий электрод подан импульс напряжения положительной полярности и замкнута цепь нагрузки*. Надежное включение тиристоров в схемах преобразователей переменного тока происходит в том случае, если ток и напряжение управления соответствуют входным характеристикам применяемых вентилей.

*Здесь имеется в виду триодный тиристор.
Открывание тиристоров в многофазных управляемых схемах выпрямления, например в трехфазной нулевой схеме по рис. 24при непрерывном токе нагрузки происходит 1 раз в каждый положительный полупериод анодного напряжения. Изменением фазы переднего фронта управляющего импульса относительно переменного анодного напряжения можно осуществить регулирование выходного напряжения преобразователя.
Система управления (СУ) тиристорным преобразователем (ТП) должна выполнять следующие задачи:
создавать синхронизированную с напряжением питающей сети т -фазную систему импульсов управления, каждый из которых способен включить любой тиристор, применяемый в ТП;
позволять сдвигать по фазе импульсы управления относительно анодного напряжения тиристоров.
Для управления тиристорами применяют различные системы, требования к которым определяются спецификой схем преобразовательных установок и общими свойствами тиристоров.

Требования, определяемые свойствами тиристоров:
Для надежного открывания тиристоров, применяемых в силовых преобразователях, с различными сопротивлениями управляющего перехода необходимо обеспечить такие значения тока управления и напряжения на управляющем электроде, которые соответствуют гарантированному включению тиристора с учетом максимальной мощности, выделяемой на управляющем электроде.300 А, то напряжение на выходе устройства управления должно быть не более 8—12 В. Это свойство тиристоров позволяет применять дпя систем управления маломощные полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды и др.), малогабаритные резисторы и конденсаторы, а также интегральные полупроводниковые микросхемы, содержащие большое число активных элементов (транзисторов, диодов, стабилитронов) и пассивных элементов (резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности).
Недопустимо подавать на управляющий электрод тиристоров отрицательное напряжение более 0,5—1 В. Наличие отрицательного напряжения на УЭ в обратную полуволну анодного напряжения может привести к увеличению /обр тиристора и выходу его из строя.
Для четкого отпирания тиристоров и надежной работы преобразователя во всех режимах необходимы импульсы отпирающего тока с крутым передним фронтом длительностью около 1 мкс и продолжительностью (шириной) около 10-15° для обеспечения нарастания тока через тиристор до значения тока удержания.
Для управления тиристорами предпочтительным является применение "узких" отпирающих импульсов для ограничения потерь мощности на управляющем переходе вентиля, а также для уменьшения объема и массы импульсных трансформаторов системы управления.
Кроме требований, определяемых общими свойствами тиристоров, от систем управления требуется:
обеспечение относительной симметрии управляющих импульсов, подаваемых на тиристоры различных фаз ТП, с точностью 1—2° во всем диапазоне фазового управления для предотвращения неравномерной загрузки фаз преобразователя током;
обеспечение необходимого диапазона изменения угла управления а для регулирования напряжения на нагрузке от нуля до максимального значения. Это требование определяет диапазон изменения фазы отпирающих импульсов при непрерывном токе в нагрузке в пределах 0-90° для нереверсивных преобразователей и 0—160-165° для реверсивных.

Основные узлы систем управления.

В настоящее время разработано большое количество систем управления тиристорами, число которых непрерывно возрастает. Это обусловлено широким развитием силовой полупроводниковой техники и постоянным расширением областей ее применения.
Современные системы управления тиристорными преобразователями выполняются на основе полупроводниковых и магнитных элементов. С развитием микроэлектроники широкое применение в СУ находят различные типы гибридных и интегральных полупроводниковых схем. В качестве магнитных элементов преимущественно используются импульсные трансформаторы, применяемые для развязки цепей системы управления и силовой части выпрямителя.
Замена отдельных полупроводниковых элементов (транзисторов, диодов, стабилитронов и др.) интегральными схемами (ИС) позволяет получить существенный технико-экономический эффект: улучшить технические характеристики и повысить надежность тиристорных преобразователей, унифицировать отдельные функциональные узлы, уменьшить массу и габариты СУ.
По способу обработки сигналов ИС делятся на аналоговые, в которых входной и выходной сигналы связаны непрерывной функцией, и цифровые, в которых входной и выходной сигналы являются дискретными величинами.

По используемым методам управления ТП можно выделить группу СУ с импульсно-фазовым управлением. В этих системах осуществляется сдвиг управляющих импульсов по фазе относительно напряжения питания тиристоров. Как правило, такие системы состоят из следующих основных узлов: входного устройства (ВУ), фазосдвигающего устройства (ФУ), формирователя отпирающих импульсов (ФИ) и оконечного (выходного) узла каналов управления.
Входные устройства предназначаются для формирования различной формы напряжений, синхронизированных с переменным напряжением 1/2ф. подаваемым на тиристоры. Относительно системы напряжений ВУ производится формирование отпирающих импульсов и распределение их по каналам управления тиристорами соответственно подключению их к фазам силового трансформатора.
Наиболее распространенным входным устройством является многообмоточный трансформатор. На рис. 38,з изображена схема ВУ, которая часто используется в системах управления трехфазными выпрямителями. При трехканальной системе управления такими выпрямителями на тиристоры, подключенные к одной фазе силового трансформатора, должны поступать отпирающие импульсы, сдвинутые относительно друг друга на угол 120°. Входное устройство представляет собой небольшой мощности трансформатор, на первичные обмотки которого подается трехфазное напряжение сети, питающей выпрямитель. Каждая из вторичных обмоток ВУ выполнена из двух полуобмоток, которые можно соединять в звезду или зигзаг, что позволяет снимать с них трехфазную систему напряжений, сдвинутых в сторону опережений или отставания относительно соответствующих первичных напряжений (рис. 38,г) на углы 30, 90 и 120° (рис. 38,в), и облегчает начальную фазировку СУ.


Рис. 38. Схемы входных устройств на трансформаторах: а — для трехфазных и 6 — шестифазных выпрямителей, в—д — векторные диаграммы напряжений на обмотках
Дпя управления тиристорами шестифазного выпрямителя с нулевой точкой СУ должна формировать отпирающие импульсы, сдвинутые один относительно другого на угол 60°. В этом случае вторичные полуобмотки трансформатора ВУ следует соединить по схеме, представленной на рис. 38,6. При этом получается шестифазная система вторичных напряжений, векторная диаграмма которых изображена на рис. 38,д. Напряжение с каждой полуобмотки поступает на вход соответствующего канала управления, в котором происходит формирование отпирающих импульсов. Изменением схемы включения первичных обмоток трансформатора ВУ можно получить желаемое расположение выходного напряжения по отношению к анодному напряжению тиристора.

Во многих ВУ используется выходное напряжение пилообразной формы, которое можно получить различными способами.

Рис. 39. Схемы полупроводниковых входных устройств: а — диодный и в — транзисторный генераторы пилообразных напряжений; б иг— временное диаграммы напряжений на элементах
В настоящее время наибольшее применение нашел способ формирования пилообразного напряжения путем заряда конденсатора через резистор от источника постоянного напряжения и последующего быстрого его разряда. На рис. 39,а показана принципиальная схема такого ВУ, выполненного на диодах. В положительный полупериод синусоидального напряжения ивх, снимаемого со вторичной обмотки трансформатора Т, когда точка а имеет положительный потенциал по отношению к точке Ь, диод V2 закрыт и под действием постоянного напряжения Un конденсатор С будет заряжаться по цепи +Un, С, R1. — Un. Напряжение Un выбирается больше амплитудного значения ивх, а параметры R1 и С — такими, чтобы за время одного полупериода напряжения ивх напряжение ис достигало значения, значительно меньшего Un. Поэтому заряд конденсатора С будет происходить практически по линейному закону (рис. 39,6).
В момент времени 11 напряжение на конденсаторе будет равно напряжению ивх (в точке А), при этом образуется дополнительная цепь для протекания тока от источника' постоянного напряжения: +U„, вторичная обмотка Т, VI, R2, R1, — Un. Конденсатор С начнет разряжаться, при этом напряжение ис будет практически изменяться так же, как и ивх на участке АБ. В момент t2 напряжение ивх изменит знак и диод V2 откроется. По цепи VI, R2, V2, вторичная обмотка убудет протекать ток под действием напряжения ивх. Напряжение на конденсаторе С в этом полупериоде равно прямому падению напряжения на диоде V2. т.е. можно считать, что ис « о. В момент Г3 напряжение ивх снова изменит свой знак, диод V2 закроется, конденсатор С начнет заряжаться. Рассмотренные процессы периодически повторяются.
В результате на выходе ВУ формируется периодически изменяющееся напряжение пилообразной формы Uвых = ис с длительностью рабочего участка OA практически не более 160°, синхронизированное с входным напряжением ивх. Это напряжение может быть использовано для формирования отпирающих импульсов, синхронизированных с анодным напряжением тиристоров.

В следующий положительный полупериод ивх транзистор снова закрывается и т.д. Форма пилообразного напряжения в этой схеме показана на рис. З8.г, при этом длительность рабочего участка OA = 180°.
Фазосдвигающие устройства (ФСУ) используются в СУ выпрямителями для регулирования фазы отпирающих импульсов. Последовательность процессов получения импульсов и сдвига их по фазе в реальных ФСУ бывает различной. В электромагнитных системах управления переменное напряжение сначала может сдвигаться по фазе или изменяться по форме, а затем происходит формирование из этого напряжения управляющего импульса.
В полупроводниковых СУ, которые в настоящее время считаются наиболее перспективными, формирование управляющего импульса происходит в момент равенства переменного напряжения (синусоидального, треугольного или пилообразного) и наложенного на него постоянного напряжения 1/у, поступающего от устройств управления.
Изменяя значение Uy (сравнивая его по "в е р т и к а л и" с переменным напряжением), можно осуществлять сдвиг импульсов управления по фазе в широком диапазоне и обеспечивать регулирование выпрямленного напряжения в пределах от 0 до ±Udmax.

Рис. 40. Формирование отпирающих импульсов на принципе вертикально-фазового управления: а — функциональная схема; б — диаграммы напряжений и выходных импульсов
На рис. 40,а приведена функциональная схема одного канала такой, системы, в которую входят ФСУ и ФИ. Фазосдвигающее устройство, в свою очередь, содержит генератор опорного напряжения ГОН, синхронизируемый синусоидальным напряжением ивх, и нуль-орган НО. На вход нуль-органа кроме опорного напряжения иоп, в Данном случае имеющего полиообразную форму, подается также внешнее напряжение управления иу. В момент равенства опорного напряжения уОП и напряжения управления Uy нуль- орган переключается, и в этот  же момент времени ФИ выдает управляющий импульс Uвых (рис. 40,6). При изменении значения Uy изменяется фаза выходного импульса относительно начала напряжения иоп. Перечисленные элементы ФСУ могут быть выполнены по различным схемам и на разной элементной базе.
Данный принцип может быть реализован и непосредственным сравнением опорного синусоидального напряжения, снимаемого со вторичных обмоток входного трансформатора, с напряжением 1/у. Изменяя схему включения первичных обмоток трансформатора, можно получить желаемое расположение кривой опорного напряжения иоп по отношению к анодному напряжению тиристора. Недостатком таких ФСУ является сужение диапазона фазового сдвига Uвых (угол регулирования 0 < а < < 150°), так как при малых и больших углах а затрудняются условия фиксации момента равенства напряжений иоп и Uy.
В качестве н у л ь-о р г а н а чаще всего используют: схемы на одном или двух транзисторах, работающих в ключевом режиме; блокинг-генератор, работающий в ждущем режиме; схемы на операционных усилителях и др. На рис. 41,а приведена схема нуль-органа на одном транзисторе. Пока напряжение управления С/у остается больше опорного напряжения иоп, транзистор 1/7" закрыт, так как база имеет положительный потенциал по отношению к эммитеру. В этом случае напряжение на резисторе R2 будет равно нулю, так же как и напряжение Uвых. Когда же напряжение иоп станет чуть больше (Уу (практически при иоп = С/у), транзистор откроется и все напряжение UH будет приложено к /72. Конденсатор С начнет заряжаться по цепи +UK. VT, С, R3, R4, -UK. и через короткий промежуток времени напряжение на нем станет равным напряжению на резисторе R2. В этот момент ток через резистор R4 прекратится.
Таким образом, при открывании транзистора 1/7" на резисторе R4 формируется кратковременный импульс напряжения, который является выходным напряжением 1/ВЫх нуль-органа.

Рис. 41. Схемы нуль-органов ФСУ:
а — на одном транзисторе; б — на операционном усилителе
При закрывании транзистора конденсатор С разряжается по цепи R2, VD и напряжение на резисторе R4 остается практически равным нулю.
В качестве сравнивающего узла нуль-органа можно использовать схему на операционном усилителе (рис. 41,6). Операционный усилитель (ОУ) представляет собой усилитель постоянного тока, выполненный на интегральной микросхеме, имеющей два входа и один выход, не считая выводов для подключения источников питания. Важным достоинством ОУ по сравнению с обычными транзисторными схемами усилителей является то, что входные токи ОУ очень малы (10~s—10~9 А), а коэффициент усиления наиболее распространенных в настоящее время ОУ составляет 104—10s. Применение ОУ в различных схемах основано на введении обратных связей (между выходом и входом), которые обеспечивают различные функциональные свойства и необходимый коэффициент усиления схемы [2].
В схеме нуль-органа на рис. 41,6 собственно ОУ усиливает разность напряжений Uy — t/on 0,001 В с большим коэффициентом усиления до максимального значения выходного напряжения £/Вых» которое снимается с резистора R4 и далее преобразуется в кратковременный импульс напряжения Uвых но, как и в предыдущей схеме.
Формирователь импульсов. Нуль-орган ФСУ имеет выходной сигнал малой мощности и произвольной формы. Поэтому получение отпирающих импульсов требуемой формы и длительности, гальванической развязки СУ с силовой цепью преобразователя, усиление импульсов и размножение их при групповом соединении тиристоров обычно осуществляются одним узлом, который именуется формирователем импульсов (ФИ). В зависимости от применяемого активного элемента формирователи импульсов подразделяются на транзисторные, тиристорные и оп- тронные.
На рис. 42,а приведена схема транзисторного ФИ. При подаче с выхода нуль-органа импульса напряжения иВЬ(Х но  на базу транзистора VT он открывается и через первичную обмотку трансформатора ТИ протекает кратковременный импульс тока. Со вторичной обмотки трансформатора усиленный короткий импульс тока /у и поступает на управляющий электрод тиристора VC. При параллельном или последовательном соединении тиристоров ТИ может иметь несколько выходных обмоток. Резистор RK ограничивает коллекторный ток во время насыщения трансформатора. Диод VD1 защищает транзистор от перенапряжений при его выключении. Диод VD2 не пропускает на управляющий электрод тиристора VC отрицательные импульсы. Вследствие высокого быстродействия транзисторов ФИ на их  основе целесообразно применять для управления высокочастотными тиристорами серии ТЧ.
Для управления мощными тиристорами широкое применение нашли ФИ на маломощных тиристорах с малыми токами управления (рис. 42,6). В исходном состоянии конденсатор С заряжается по цепи: задающее напряжение U3, С, VD2. При подаче с выхода нуль-органа импульса напряжения U выхно открывается вспомогательный тиристор VC1 и конденсатор С разряжается по цепи: С, первичная обмотка трансформатора ТИ, VC1, R2, С. Параметры этой цепи выбирают так, чтобы по первичной обмотке протекал кратковременный импульс тока, а на вторичной обмотке индуктировался узкий импульс тока /уи с крутым передним фронтом.
В процессе коммутации тиристорами импульсов тока большой амплитуды в разрядных цепях возникает высокий уровень помех. Эти помехи распространяются как по соединительным проводам, так и через эфир. При наличии в схеме преобразователя большого количества тиристоров, коммутация которых разнесена во времени, включение одного прибора может привести к включению и других.
Использование трансформаторов для гальванической развязки СУ и силовой части преобразователя имеет некоторые недостатки. Основным из них является наличие паразитных (электромагнитных и емкостных) связей между первичной и вторичной обмотками, затрудняющих обеспечение помехозащищенности узлов СУ.

Рис. 42. Схемы формирователей импульсов: а — транзисторный; б — тиристорный
Более перспективными элементами для обеспечения гальванической развязки в цепях преобразователя и повышения помехозащищенности является применение схем ФИ с оптоэлектронными приборами. В качестве управлямого элемента — приемника света в таких ФИ используются диодные, транзисторные и тиристорные оптопары.
На рис. 43 представлена одна из типовых оптоэлектронных тиристорных схем, используемых в качестве оконечного узла ФИ. Для коммутации силового тиристора VC1 в схеме используется тиристорная оптопара Опт. При подаче импульса управляющего напряжения ивх светодиод VD излучает световой поток, который включает оптронный тиристор VC2. По цепи ~UC. R4, VC2, R3, УЭ- К. ~UC проходит импульс тока/у >т, который открывает силовой тиристор VC1. Такая схема ФИ обеспечивает полную развязку цепей управления и нагрузки выпрямителя, а также помехозащищенность схемы в закрытом состоянии. Это обусловлено тем, что светодиод имеет собственный порог срабатывания.
Система импульсно-фазового управления. В качестве примера рассмотрим схему формирования управляющих импульсов (СИФУ) реверсивных тиристорных преобразователей серии ЭТ6Р, представленную на рис. 44,э для одного канала. Система работает по вертикальному принципу с синусоидальным опорным напряжением и состоит из шести идентичных каналов, каждый из которых формирует импульсы управления катодной и анодной групп тиристоров.

Рис. 43. Схема оптронного формирователя импульсов
Канал управления состоит из следующих узлов: генератора опорного напряжения ГОН на трансформаторе 774, нуль-органа НО на операционном усилителе А101 и формирователя импульсов на транзисторах VT102 и I/ТЮЗ. На вход каждого канала подаются из блока питания СУ шесть синусоидальных напряжений, сдвинутых по фазе на 60 относительно друг друга. Отфильтрованное опорное напряжение ооп, амплитуда которого регулируется переменным резистором R101, снимается с конденсатора С101 и в точке 4 суммируется с напряжением управления 1Уу, поступающим через резистор R104 с выхода СУ. Суммарный сигнал иОП ± ± С/у подается на вход А ЮТ. В зависимости от значения и знака напряжения С/у усилитель АЮ1 будет отпираться отрицательной или положительной попуволновой напряжения иоп.

Фазировка системы управления тиристорами.

Для правильной и надежной работы тиристоров в управляемом преобразователе необходимо тщательно сфазировать СУ вентилями, т.е. нужно обеспечить строгую последовательность подачи отпирающих импульсов на тиристоры по отношению к питающему напряжению. Рассмотрим процесс фазировки СУ на примере трехфазной мостовой схемы выпрямления (рис. 45,а), в которой применяется полупроводниковая СУ, обеспечивающая подачу на каждый тиристор двух узких импульсов, сдвинутых по фазе на 60°.
Ранее было отмечено, что в трехфазной мостовой схеме одновременно работают два тиристора, поэтому напряжение Uвых каждой пары блоков входного устройства СИФУ преобразователем синхронизируется с одной из фаз вторичной обмотки трансформатора, к которой подключены два последовательно соединенных вентиля, составляющих одно плечо вентильного моста.

 

Рис. 44. Система импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем серии ЭТ6Р:
а — схема СИФУ; в - диаграмма напряжений на элементах 
Проверка фазировки системы управления производится с помощью электронного осциллографа, например типов С1-18Б, С1-19 и других, горизонтальную развертку которого и усиление по вертикали следует отрегулировать так, чтобы на экране укладывалась синусоида напряжения и2 ф (рис. 45,6) в удобном для наблюдения и отсчета начальных углов управления а0 масштабе.
Отрегулировав развертку осциллографа и отключив питание СУ, следует поочередно просмотреть на экране и зарисовать на миллиметровой бумаге кривые фазных напряжений, подаваемых на аноды (катоды) тиристоров у/ - V3 - V5 (V4 - V6 - V2), и отметить на оси времени (рис. 45,в) начала и концы положительных полупериодов напряженийи2а,и2ь и и2с. последовательность фаз которых должна соответствовать принятой в энергосистемах, т.е. А — В — С.


Рис. 45. Фазировка системы управления трехфазной мостовой схемы выпрямления:
а — схема включения тиристоров; 6 — градуировка осциллографа; в — кривые напряжений на тиристорах и расположение отпирающих импульсов при a = 90 °
Затем следует отключить силовой трансформатор и включить питание СУ. Поочередно присоединяя к выходным зажимам ВУ осциллограф, необходимо убедиться в том, что каждая пара отпирающих импульсов на тиристорах катодной VI — V3 — V5 и анодной V4- V6- V2 групп сдвинута на 120° и имеет такой же порядок чередования, как и напряжения и2а, и2ь и и2с на тиристорах V1(V4),V3(V6) и V5(V2).
Далее производят начальную установку отпирающих импульсов со сдвигом на 90° относительно точек а, б, в и к, л, м естественного открывания соответствующих тиристоров. Это достигается подбором соединения первичных я вторичных обмоток входного трансформатора блока ФСУ, вследствие чего происходит сдвиг по фазе пилообразных напряжений ип каналов управления тиристорами.
Сдвиг на 90 начальных импульсов управления каждой пары относительно точек естественного открывания тиристоров соответствует на диаграмме трехфазного напряжения началам положительных полуволн напряжений последующих фаз (моменты tt2, t3, ts . . . на рис. 45,в) для тиристоров V1 — V3—V5 и концам тех же полуволн напряжений (моменты f4, r6, f8 ...) для тиристоров V4 — V6 — V2. Точная установка начального значения угла регулирования а„ = 90° для каждого тиристора схемы выпрямления в режиме непрерывного тока производится изменением напряжения смещения исм, подаваемого на вход нуль-органа каждого канала ФСУ (см. рис. 41 ,а).
После проведения фазировки системы управления следует произвести пробное включение преобразователя и регулировку выпрямленного напряжения. Для этого к выходным зажимам выпрямителя необходимо подключить нагрузочный резистор соответствующего сопротивления, вольтметр постоянного тока и электронный осциллограф. Затем подается питание на СУ, силовой трансформатор Т и задающий потенциометр, с которого снимается напряжение Uy для подачи в систему управления.
Плавно изменяя напряжение на входе СУ, следует убедиться в соответствующем изменении напряжения на выходе выпрямителя по вольтметру и с помощью осциллографа просмотреть форму выходного напряжения Ud при различных значения[  углов регулирования а. При правильной работе преобразователя все тиристоры должны быть равномерно загружены током, а напряжение Ud должно иметь форму, соответствующую схеме выпрямления (в качестве примера см. рис. 19,в).

22 Ключи на тиристорах - СтудИзба

4.7 Ключи на тиристорах

Тиристоры составляют наиболее широкий класс полупроводниковых приборов с отрицательным сопротивлением и предназначены в основном для коммутации токов и напряжений в сильноточных схемах. Большое число типов тиристоров с разнообразными характеристиками определяют многообразие ключевых и коммутирующих схем на их основе, тем не менее, общее свойство этих приборов - S-образная вольтамперная характеристика - позволяет обобщенно подходить к анализу статических и динамических свойств тиристорных ключей.

Для обеспечения работы ключа в двух устойчивых режимах его нагрузочная прямая должна пересекать вольт-амперную характеристику в трех точках (/, 2, 3) (рис. ???)) из которых положения 1 и 3 являются устойчивыми. Если при отсутствии входного сигнала приложенное к тиристору прямое напряжение не превышает UВКЛ, то ключ находится в закрытом состоянии. Однако с приближением напряжения на тиристоре к величине, равной UВКЛ, закрытое состояние оказывается неустойчивым. Более того, некоторые образцы тиристоров могут самопроизвольно отпираться при выдержке под напряжением, значительно меньшем UВКЛ, что проявляется особенно сильно с увеличением, температуры. Поэтому закрытое состояние тиристора характеризуется лишь частью напряжения UВКЛ, т. е. максимально допустимым прямым напряжением UПР.МАКС, находясь под которым прибор должен оставаться закрытым в течение всего срока службы.

Для трехэлектродных тиристоров значение UПР.МАКС можно увеличить, если зашунтировать управляющий переход или подать на него отрицательное смещение, что вызывает протекание в цепи управляющего электрода запирающего тока IУ.ОБР, причем в случае шунтирования управляющего перехода ток IУ.ОБР является частью тока анода, ответвляющейся в цепь шунта.

Сопротивление тиристорного ключа в закрытом состоянии определяется током утечки в прямом направлении IУТ, измеренным при напряжении UПР.МАКС и максимально допустимой температуре, и током IК0 центрального перехода П2. Это позволяет использовать в качестве эквивалентной схемы тиристора в закрытом состоянии сопротивление, величина которого равна RОБР, и источник тока IК0 .

Сопротивление ключа в открытом состоянии определяется остаточным напряжением UОБР, измеренным при протекании максимального прямого тока IПР.МАХ, который задается исходя из максимально допустимой мощности рассеивания на тиристоре РМАХ. Это позволяет заменить открытый тиристор эквивалентным сопротивлением RПР. величина которого равна RПР = UОСТ/ IПР.МАХ и источником напряжения UОСТ.

Переключение тиристора из закрытого состояния в открытое должно осуществляться подачей отпирающего импульса в цепь управления для трехэлектродных приборов - триодных (ТТ) и запираемых (ЗТ) тиристоров или в цепь анод-катод для диодных тиристоров (ДТ). Между амплитудой импульса UВКЛ.ИМП, переключающего ДТ в открытое состояние, которую в соответствии со справочными обозначениями, принятыми для диодных тиристоров, будем обозначать UПУСК, и статическим значением UВКЛ не существует корреляционного соответствия. Амплитуда UПУСК в основном зависит от длительности фронта импульса отпирающего напряжения на аноде тиристора tФ, емкости участка анод-катод закрытого диодного тиристора CДТ CП2 где CП2 - емкость центрального р-n перехода, а следовательно, и от внутреннего сопротивления генератора отпирающих импульсов RВН.

Для отпирания импульсного ключа, выполненного на трехэлектродном приборе (ТТ или ЗТ), и запирания ключа на ЗТ необходимо обеспечить протекание определенного импульса тока в цепи управления тиристора. Амплитуда этого импульса, прежде всего, зависит от его длительности, а при запирании - и от величины прямого тока анода IПР, протекающего через открытый тиристор.

Рекомендуемые файлы

Одним из основных параметров, характеризующих процесс отпирания трехэлектродных тиристоров, является импульсный ток спрямления IСПР, под которым следует понимать минимальную амплитуду положительного импульса тока управления заданной длительности, переключающего тиристор в открытое состояние при определенном напряжении на аноде.

Поскольку импульсный ток управления IУ.ОБР запирающий тиристор, зависит от тока анода IПР, то управляемость запираемого тиристора характеризуется импульсным коэффициентом запирания BЗАП = IПР/IЗАП (при IУ.ОБР = IЗАП тиристор запирается).

Длительность процесса отпирания характеризуется временем задержки tЗ (ток анода возрастает до 0,1 IПР) и временем установления прямого сопротивления tУСТ (ток анода изменяется от 0, IПР до 0,9 IПР), которые в сумме составляют время включения tВКЛ, а длительность процесса запирания характеризуется временем запаздывания tЗП(ток анода уменьшается до 0,9 IПР) и временем спада tСП (ток анода изменяется от 0,9 IПР до 0,1 IПР), которые в сумме составляют время запирания tЗАП.

Время переключения тиристорного ключа, несмотря на действие сильной внутренней положительной обратной связи составляет существенно большую величину, чем аналогичный параметр у транзисторных ключей. Это объясняется режимом глубокого насыщения p-n-p-n - структуры и связанным с ним накоплением и рассасыванием большого объемного заряда. Из-за этого время включения тиристора составляет единицы микросекунд, а выключения - десятки и сотни микросекунд, уменьшаясь у высокочастотных тиристоров и тиристоров, прямой ток которых существенно меньше максимально допустимого.

Заметим, что при активно-индуктивном характере нагрузки тиристорного ключа нарастание прямого тока определяется не только и не столько инерционностью самого прибора, сколько постоянной времени нагрузки. Для таких ключей длительность управляющих импульсов выбирается не только по минимально заданным справочным данным, но и в зависимости от постоянной времени нагрузки, учитывая, что в течении длительности импульса управления прямой ток должен успеть превысить величину IВЫКЛ.

 К числу параметров, характеризующих отпирание тиристорного ключа, следует отнести и максимально допустимую скорость нарастания анодного тока (dIПР/dt)MAX. Ограничение скорости (dIПР/dt) сверху обусловлено влиянием неодномерных явлений на процесс отпирания тиристора и оказывается особенно сильным в режимах, когда амплитуда импульса прямого тока IПР.ИМП >> IПР.МАХ. Значения (dIПР/dt) иIПР.ИМП.МАХ. зависят от длительности импульсов прямого тока и частоты их следования.

Построение и расчет цепей отпирания, выключения и запирания тиристорных ключей являются первоочередными задачами, которые приходится решать при проектировании тиристорных устройств. При этом под выключением тиристоров понимается их выключение пo анодной цепи, а под запиранием - выключение по цепи управляющего электрода.

Анализ цепей отпирания. Цепь отпирания должна обеспечить включение от импульса сигнала управления, защиту тиристора от отпирающего импульса помехи и запас по минимально допустимому режиму входной цепи прибора. Эти требования необходимо удовлетворить в заданном диапазоне внешних, например, температурных, воздействий для любого тиристора выбранного типа.

Для обеспечения гарантированного включения тиристора и исключения его срабатывания от сигнала помехи UПОМ необходимо удовлетворить неравенства

                                                               (4.7.1)

                                                       (4.7.2)

 где UПОМ.У и IПОМ.У - допустимые значения напряжения и тока помехи, действующей в управляющей цепи.

В случае индуктивного характера нагрузки (рис. 4.7.1-а) длительность импульса управления необходимо увеличить до значения

                                

где IПР - установившееся значение тока нагрузки; - постоянна» времени цепи нагрузки; τН = LН/RН; tВКЛ - длительность импульса управления при чисто активной нагрузке.

Для уменьшения длительности управляющих импульсов индуктивную нагрузку целесообразно шунтировать активным сопротивлением или последовательной RС-цепью (рис. 4.7.1-б и -в), параметры которых для схемы рис. 4.7.1, а выбираются из условия

                                    

а для схемы рис. 4.7.1.

                      ;

Применение резистивно-емкостного шунта уменьшает потери мощности по сравнению с чисто резистивным шунтом, однако при

                               


 в схеме могут возникнуть колебательные процессы.Основные схемы цепей отпирания ключей на тиристорах показаны на рис. 4.7.2. Включение диода в управляющую цепь тиристора (рис. 4.7.2, -а и -б) исключает протекание обратного тока через управляющий переход, что не допускается для обычных триодных тиристоров, а включение RШ повышает устойчивость тиристоров против самопроизвольного включения В схеме (рис. 4.7.2-б) роль сопротивления шунта играет малое по постоянному току сопротивление выходной обмотки трансформатора. Включение разделительной емкости CР в схеме рис. 4.7.2-в позволяет сформировать управляющий импульс с формой, близкой к оптимальной, т. е. крутым и большим по амплитуде передним фронтом и экспоненциально убывающей вершиной.

Схемы цепей отпирания ключей на диодных тиристорах приведены на рис. 4.7.2 г-е. При подаче короткого импульса положительной (рис 4.7.2-г) или отрицательной (рис. 4.7.2-д) полярности в цепи анод - катод тиристора через емкость центрального перехода CП2 = CSпротекает ток, который обеспечивает накопление в базах S заряда QВКЛ, необходимого для отпирания прибора. Диод D1 увеличивает входное сопротивление схемы. Для отпирания S в схеме рис. 4.7.2-д должны выполняться неравенства

                          и

а в схеме рис. 4.7.2 -г и д - неравенства

                             и

где tФ.МАХ - максимальная длительность фронта входного импульса CS - емкость тиристора.

Анализ цепей выключения. Для выключения тиристора по аноду необходимо уменьшить протекающий через тиристор ток до величины меньшей IВЫКЛ.MIN, на время большее tВЫКЛ. В цепях постоянного тока эта задача решается с помощью транзисторного ключа или коммутирующих реактивных элементов

Схемы выключения тиристорного ключа с последовательным и параллельным транзисторами показаны на рис. 4.7.3 –а и -б. Последовательный

транзистор, запираясь оложительным импульсом, прерывает протекание тока через тиристор на время tИ > tВЫКЛ. Дополнительное подключение Е0 повышает надежность выключения, компенсируя ток IК0 закрытого транзистора, и способствует повышению скорости рассасывания объемного заряда и, тем самым, уменьшает время выключения тиристора.

В схеме с параллельным транзистором при его отпирании основная часть анодного тока тиристора ответвляется через транзистор, прямой ток тиристора уменьшается ниже IВЫКЛ.MIN и тиристор запирается. Для повышения надежности запирания последовательно с тиристором можно включить диод D, который увеличивает остаточное напряжение и сопротивление шунтируемой транзистором цепи и тем самым уменьшает протекающий в ней при открытом транзисторе ток.

Поскольку в тиристорных ключах с транзисторными схемами выключения рассасывание накопленного в структуре заряда происходит только за счет процессов рекомбинации, то время выключения тиристоров затягивается, а амплитуды коммутируемых токов и напряжений, определяемые характеристиками транзисторов, ограничивают область применения тиристорных ключей. Такие схемы выключения применяются только для маломощных тиристоров.


Более широко в импульсной технике используются схемы выключения с помощью заряженного конденсатора и вспомогательного тиристора. Суть работы этих схем выключения заключается в том, что предварительно заряженный конденсатор с помощью вспомогательного тиристора подключается к основному тиристору таким образом, что ток его разряда направлен навстречу прямому току основного тиристора, что обеспечивает его форсированное запирание. Коммутирующий конденсатор С может быть подключен с помощью вспомогательного тиристора S2 параллельно основному тиристору S1 (рис. 4.7.4 –а-в), параллельно нагрузке (рис. 4.7.5 -г и д) или к соединенным последовательно тиристору S1 и нагрузке (рис. 4.7.4-е). Соответственно различают параллельную (рис. 4.7.4, а-д) и последовательную (рис. 4.7.4 -е) коммутации.


Параметры коммутирующей емкости С и дросселя L рассчитывают исходя из условия, при котором на основном тиристоре за время перезаряда конденсатора до нуля сохраняется обратное напряжение течение отрезка времени длительностью не меньше tВЫКЛ. Заряд конденсаторов С обеспечивается специальной зарядной цепью, которая на рис. 4.7.4-б-е не показана.

Для формирования мощных коротких импульсов используется выключение тиристоров с помощью последовательного LC-контура. Основное преимущество способа заключается в простоте коммутирующих цепей (рис. 4.7.5), не содержащих вспомогательных тиристоров и зарядных цепей. Для выключения тиристора с помощью LC-контура ударного возбуждения при R < Е/ IВЫКЛ прежде всего необходимо, чтобы конденсатор разряжался (рис. 4.7.5- а и б) или заряжался (рис. 4.7.6-в) по колебательному закону и при этом выполнялось условие

                                       

где I1 - значение первого отрицательного экстремума переменной составляющей тока, протекающего через индуктивность контура; R1 - сопротивление, учитывающее омическое сопротивление катушки и нагрузки.

В схеме рис. 4.7.5 -а после отпирания тиристора S и изменения направления тока, протекающего через индуктивность контура, открывается диод D. К тиристору в течение времени ∆t (пока открыт диод D и ток контура С - R1 - L - D превышает ток, равный E/(R+R1)) прикладывается обратное напряжение. Значения L и С можно рассчитать по формулам

                              

Коммутирующая цепь рис. 4.7.5-а позволяет построить схемы формирователей импульсов длительностью tИ > tВЫКЛ. Для формирования мощных коротких импульсов длительностью tИ < tВЫКЛ можно использовать схемы рис. 4.7.5-б и в. В этой схеме коммутационный ток контура протекает через тиристор S в запирающем направлении, что форсирует процесс его запирания.

Анализ цепей запирания. Существует два вида цепей запирания ключей на запираемых тиристорах: с накопителем и без накопителей энергии.

Цепи с накопителем энергии представлены на рис. 4.7.6. В этих схемах включение (рис. 4.7.6 -а) или отключение (рис. 4.7.6 -б) ключа SA приводит к разряду энергии, накопленной в конденсаторе или индуктивности, в направлении, запирающем тиристор S. Схемы включения тиристора для простоты не показаны. Параметры элементов запирающей цепи выбираются из условия:

                            

                     

для схемы рис. 4.7.6 -б

                            ;

                                 

Цепи запирания, не содержащие накопителей энергии, благодаря простоте, малым размерам и массе, а также высокому быстродействию могут наиболее успешно использоваться при построении тиристорных ключей на запираемых тиристорах.

Принцип запирания S без накопителей энергии показан на рис. 4.7.7-а. Запирание тиристора S, включенного ранее положительным импульсом через диод D при разомкнутом ключе SA, осуществляется замыканием ключа SA. При этом через управляющую цепь протекает обратный ток IУ.ОБР, величина которого, согласно упрощенной эквивалентной схеме (рис.


4.7.7-б), равна

Люди также интересуются этой лекцией: 7 Субъекты авторского права.

                                   

Если соблюдается условие IУ.ОБР ≥ IПР/BЗАП то тиристор закрывается. Минимальная величина RН, при которой можно использовать этот метод, имеет место при RБ = 0 и может быть найдена из соотношения

                                 (4.7.3)

В качестве ключа SA можно использовать маломощные транзистор или тиристор (рис. 4.7.8).


В отсутствии запирающего сигнала UЗАП транзистор T и тиристор S2 заперты, а тиристор S1 может быть включен сигналом UОТП . При поступлении сигнала UЗАП ключ в запирающей цепи открывается, пропуская через себя ток запирания S1. В схеме 4.7.8 -в, где используется разделенная нагрузка, величина сопротивления RН2 может быть выбрана из условия (4.7.3) при RН = RН2.

Простые охранные схемы для гаража на основе тиристора

В этой статье поговорим о двух простых схемах, которые можно сделать для охраны вашего гаража на базе одного тиристора. Эти схемы отличаются надёжностью и простотой в сборке.

Простые, но очень надежные охранные устройства, можно построить на базе обычных не запираемых тиристорах.

Принцип работы таких устройств очень прост, в данной схеме к тиристору подключена активная головка от сигнализации, в своём составе такая головка имеет всё необходимое.

Достаточно подать на неё напряжение 12 вольт и она сработает, издавая невыносимые звуки.

Вся суть представленного охранного устройства заключается в тонкой медной проволоки, которую можно протянуть возле дверных и оконных проемов.

Провод может иметь любую длину, то есть его можно протянуть хоть по всему дому.

Провод с резистором R1 образует своеобразный делитель, если провод цел управляющий электрод тиристора замкнут на массу, тиристор закрыт.

При обрыве провода

через резистор R1 поступит отпирающее напряжение на управляющий электрод тиристора и как следствие тот сработает, активируя сигнализацию.

Так как тиристор не запираемый, да ещё и в цепи постоянного тока, отключить сигнализацию грабитель не сможет, даже если и восстановит оторванный провод.

Для того чтобы тиристор закрылся нужно на время снять напряжение, то есть отключить питание, затем снова включить, либо добавить замыкающую кнопку, как это показано на картинке

естественно перед повторным запуском сигнализации провод нужно восстановить, если он был оборван.

Сопротивление ограничительного резистора зависит от тиристора, для мощных тиристоров наподобие того же КУ202, резистор подбирается в указанном пределе, для маломощных сопротивление нужно будет увеличить.

Мощность тиристора опять же зависит от нагрузки, в данном случае сигналка потребляет ток 1-1.5 ампера, тиристор желательно взять с запасом.

Ещё хочу добавить, что вместо проволоки для охраны также можно поставить геркон с магнитом, этот вариант хорошо подойдёт для охраны открывания дверей или окон.

Следующая схема построена на основе первой, только проволока заменена на фоторезистор и добавлен электролитический конденсатор, в итоге мы получаем лазерную сигнализацию.

Принцип работы следующий, направляем лазер на фоторезистор и подаём питание на схему. Тиристор надежно закрыт, так как сопротивление фоторезистора составляют несколько сот Ом, если луч лазера даже на короткое время обрывается и фоторезистор не засвечивается его сопротивление резко увеличивается, до десятков и даже сотен килоом.

В этом случае через резистор R1 поступит отпирающее напряжение на тиристор и тот сработает и будет находиться в таком состоянии даже если фоторезистор освящен, то что произойдет дальше вы уже понялии — заорёт сигнализация.

фоторезистор

Фоторезистор можно взять практически любой, важно чтобы его сопротивление составило несколько сот и меньше ом, при освещении лазерной указкой.

Указка самая дешманская в любом магазине стоит 3 копейки. 🙂

Для данной схемы важен выбор источника питания, нужно использовать постоянные источники с минимальными пульсациями на выходе, а лучше на вход схемы добавить электролит, он сгладит пульсации по питанию и защитит схему от ложных срабатываний.

Для перезапуска сигнализации нужно сначала отключить питание, включить лазер, направить его на фоторезистор, а затем подать питание на схему.

Сигнализация готова к работе спустя несколько секунд после включения.

Автор; АКА Касьян

Схема транзисторного эквивалента тиристора без ложных срабатываний и повышенной устойчивостью к импульсным помехам.

Тиристор – это полупроводниковый силовой электронный ключ.
Тиристор имеет три вывода, один из которых управляющий, а два других образуют путь для протекания тока. Под воздействием управляющего сигнала он скачкообразно переводится в проводящее состояние (открывается), замыкая нагрузочную цепь, после чего остаётся открытым и после снятия управляющего сигнала.
Для того чтобы тиристор выключился, необходимо создать специальные условия, а именно - обеспечить падение прямого тока в цепи нагрузки до нулевого значения. Переход в закрытое состояние происходит и тогда, когда напряжение питания на аноде уменьшается до определённого минимума (примерно 0,7 вольта).
В области коммутации мегаваттных мощностей тиристор по-прежнему не имеет конкурентов - ему там самое оно. А вот маломощные тиристоры практически ушли со сцены, уступив место полевым и биполярным транзисторам.

Простейший эквивалент тиристора состоит из двух транзисторов с разными типами проводимостей Рис.1(а) и представляет собой защёлку, переходящую в проводящее состояние при подаче на затвор управляющего тока.
Казалось бы всё хорошо и просто, однако подобным устройствам (да и самим тиристорам, кстати, тоже) присущ весьма неприятный недостаток - включение тиристора (или эквивалента) при возникновении импульсной помехи в цепи нагрузки даже при нулевом токе затвора.

Хорошая статья, посвящённая мерам повышения устойчивости транзисторных эквивалентов к подобным импульсным помехам, была опубликована Словенским инженером Marian-ом Stofka, а с её полным переводом можно ознакомиться на страницах журнала РАДИОЛОЦМАН, декабрь 2013, или на странице https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=152269.

Не в обиду авторам, приведу основные выдержки из данного материала.

«Тиристор представляет собой четырехслойное полупроводниковое устройство, транзисторный эквивалент которого можно представить схемой, изображенной на Рисунке 1а.


Рис. 1    Упрощенный транзисторный эквивалент тиристора (а).
              Схема с хорошо контролируемыми и вычисляемыми токами затвора и удержания (б).
              Усовершенствованная схема надежно защищает от нежелательного включения при
              скачке анодного напряжения (в).

Устройство остается в выключенном состоянии до тех пор, пока через управляющий электрод 1 (далее называемый «затвор») не будет пропущен положительный импульс тока. После этого четырехслойная структура между анодом и катодом включается, и ток управляющего электрода становится больше не нужным. Для включения тиристора здесь может с равным успехом использоваться и база Q2, однако в монолитных тиристорах обычно используется только один управляющий электрод возле катодной области.

Более реалистичная транзисторная модель, показанная на Рисунке 1б, содержит резисторы между переходами база-эмиттер обоих транзисторов. В результате исключается возможность нежелательного включения токами утечек Q1 и Q2, и ток затвора имеет определенное значение, равное:

Одним из общих ограничений тиристоров является скорость нарастания анодного напряжения, которая, в случае превышения определенного порога, становится причиной включения тиристора даже при нулевом токе затвора. Такое напряжение возникает на стороне коммутируемой индуктивной нагрузки в то время, когда ток анода, стремясь к нулю, падает ниже уровня удержания. При этом накопленная в индуктивности энергия стремится резко поднять напряжение на аноде. Напряжение с большой крутизной нарастания возникает также при коммутации резистивных нагрузок комбинацией из двух (как минимум) тиристоров, соединенных подобно аналоговому мультиплексору, когда включение одного из тиристоров вызывает резкое повышение анодного напряжения на другом тиристоре.

Для схемы на Рисунке 1б критическим значением скорости нарастания коммутируемого напряжения будет:
   (1)
где
VBE0 ≈ 0.7 В - типичное напряжение, при котором открывается кремниевый транзистор,
CCB01 и CCB02 – емкости коллектор-база транзисторов Q1 и Q2.

В связи с тем, что емкости этих конденсаторов уменьшаются с ростом напряжения коллектор-эмиттер, в уравнении (1) следует использовать максимальные значения емкостей. Для транзисторов, использованных в схеме на Рисунке 2, емкости можно оценить величиной CCB01 + CCB02B1 = RB2 = 6.8 кОм это дает SVcrit ≈ 5 В/мкс, что значительно меньше типичной для монолитных тиристоров скорости, достигающей SVcrit ≈ 100 В/мкс. Ситуацию могло бы исправить снижение сопротивлений резисторов RB1 и RB2, однако за это пришлось бы заплатить потерей чувствительности затвора. (Изображенная на Рисунке 1б схема может быть сделана настолько чувствительной, что для ее включения будет достаточно тока порядка 100 мкА – одной десятой от тока управления, типичного для маломощных монолитных тиристоров).


Рис.2    После добавления двух керамических конденсаторов емкостью 1 нФ схема перестает реагировать на скачки ∆V анодного напряжения с уровнями до 10 В.

Однако есть способ, показанный на Рисунке 1в, который позволяет увеличить критическую скорость нарастания напряжения, сохранив низкий отпирающий ток затвора. Если параллельно переходам база-эмиттер NPN и PNP транзисторов включить по конденсатору C, критическую скорость нарастания, теоретически, можно сделать бесконечной. Величина емкости C равна:
   (2)
Для простоты здесь принято, что нарастание анодного напряжения во время скачка на величину ∆V происходит по линейному закону. Практический предел определяется максимально допустимым током базы используемых транзисторов:
   (3)
Допустив, что IBmax = 200 мА, из уравнения (3) мы получим вполне правдоподобное значение SVcrit ≈ 100 кВ/мкс.

В результате экспериментов для схемы на Рисунке 2 был выбран PNP транзистор 2N4036, отличающийся самым уверенным и надежным переключением. Его максимальный базовый ток равен 500 мА, а максимальный ток коллектора – 1 А. При скачкообразных изменениях напряжения на аноде изображенного на Рисунке 2 дискретного тиристора (∆V = 9 В за 30 нс, или 300 В/мкс) не произошло ни одного включения.»

Внимательно посмотрев на схему легко заметить, что во включённом состоянии приведённого эквивалента тиристора, ток нагрузки протекает не только через коллекторно-эмиттерную цепь верхнего полупроводника, но и через переход база-эмиттер нижнего, поэтому при выборе транзистора Q1 следует послеживать за таким его параметром, как максимально допустимый ток базы.
И поскольку не каждый производитель нас радует публикацией данного параметра, исходить следует из того, что максимальный ток базы, как правило, находится в диапазоне 0,2-0,5 от значения величины предельного тока коллектора.

 

Схема для проверки тиристоров - Практическая электроника

У каждого радиолюбителя должна быть своя маленькая лаборатория. Но что делать, если денег не хватает даже на простенькую паяльную станцию?  В этой статье пойдет речь о том, как же сделать из доступных радиоэлементов нехитрый приборчик для проверки тиристоров, который добавится в вашу копилку полезных устройств для радиолюбителя. Теперь вы уже точно будете знать, пробит ли ваш тиристор или все-так жив.

Схема для проверки тиристоров

Тиристор относится к классу диодо в. Его можно провери ть с помощью мультиметра, но если руки растут из нужного места, то конечно проще собрать приборчик для проверки. А вот и схемка:

Схема состоит из:

– трансформатора, который выдает нам на выходе 5-10 Вольт

– диод Д226, ну что было под рукой. Можно использовать любой маломощный.

– электролитический конденсатор на 1000 мкФ х 25 Вольт

– тумблер (S1) на три положения, одно из которых нейтрально (N)

– кнопочка с возвратом (S2)

– резистор на 47 Ом

– лампочка накаливания на 6,3 Вольта

Сборка и описание

Итак, начнем с того, что нам понадобится фольгированный текстолит. Я достал у себя в загашнике текстолит не первой свежести. Для того, чтобы не париться с разводкой элементов, травлением платы и еще различным геморроем, для простых схем я тупо нарезаю квадратики и делаю простейшую самопальную плату. Поверьте, так намного быстрее, если под рукой нет готовых китайских макетных плат. Для этого беру пилку по железу, железную линейку и выцарапываю неглубокие канавки:

Лишь бы не было меди между квадратиками. Кто-то умудряется делать специальные заточки из пилки по железу, но они мне не нравятся, так как быстро тупеют и их приходится затачивать.

[quads id=1]

Далее все это дело надо зашкурить мелкой шкуркой:

Следующим шагом подбираем трансформатор. Трансформатор подбираем таким образом, чтобы он выдавал переменное напряжение какого-либо значения от 5 и до 10 Вольт. У меня трансформатор на выходе вторичной обмотки выдает 12 Вольт. Пришлось отмотать половину витков со вторичной обмотки. Теперь он выдает 6 Вольт. Кто не знает как устроен трансформатор, можете прочитать в этой статье. Делаем отверстия под трансформатор, монтируем его на край нашей самопальной печатной платы и выводим на квадратики его выводы со вторичной обмотки. Для того, чтобы залудить квадратик, нам достаточно его чуточку проканифолить и добавить капельку припоя:

Примерно вот так выглядит трансформатор на плате:

А вот и законченная конструкция в сборе. Осталось только найти для нее подходящий корпус.

Как проверять  тиристоры

Схема работает следующим образом:

1)Цепляем проверяемый тиристор Т1 к проводам схемы.

2)Переключаем тумблер S1 с нейтральным положением на значок “~”, нажимаем кнопочку S2.

3)Лампочка при нажатии загорается, при отпускании тухнет.

Таким образом мы проверили тиристор на переменном токе. 

4)Далее ставим тумблер S1 в положение “=”

5)Нажимаем кнопку S2, лампочка зажигается, отпускаем кнопку S2, лампочка все равно продолжает гореть.

Так мы проверили тиристор на постоянном токе. 

Если все операции прошли успешно, значит тиристор у нас в полном здравии.

А вот и видео, кому лень читать вышестоящий текст. Здесь я проверял тиристор КУ202Н.

Переключатель гирлянд на транзисторах и тиристорах » Паятель.Ру


Переключатель на транзисторах и электромагнитных реле, схема показана на рисунке 1. Три транзисторных ключа включены последовательно в кольцо. Связь между ними через конденсаторы. Скорость переключения зависит от емкостей конденсаторов С1, С2 и С4.


На трехфазном мультивибраторе и тиристорах

Вторая схема сходна с предыдущей, но в качестве переключателей здесь используются тиристоры. Схема показана на рисунке 2. Гирлянды Н1-Н3 на 220В для домашней елки, из последовательно включенных маломощных ламп. На самом деле напряжение на них будет поступать менее 220В, поскольку здесь выпрямитель сделан по однополупериодной схеме на диоде VD1.

Питать схему можно от источника постоянного тока напряжением от 12-ти до 28В, все зависит от используемых реле. В данном случае реле РЭС-47 на напряжение 12В, поэтому и питание 12В. Возможно использовать реле любых других типов, важно чтобы ток через лампы не превышал допустимый ток через их контакты. Для гирлянд на 220В, состоящих из последовательно включенных миниатюрных ламп, на ток 100-200мА подойдут практические любые реле.

Подключение гирлянд на схеме не показано, здесь все зависит от вашей фантазии. Можно взять три гирлянды, которые будут по очереди включаться или выключаться (в зависимости от того замыкающие или размыкающие контакты реле ими управляют), либо шесть, при этом переключающие контакты реле будут управлять парами гирлянд.

Для того, чтобы гирлянды светились на полную мощность нужно убрать 15-20% лампочек из общего количества, включенных в гирлянду.

Тиристоры можно заменить на КУ107А, КУ107Б Диод на Д226Б, Д226В, КД226. Транзисторы на КТ816, КТ361. Питается схема от сети 220В и от малогабаритного сетевого адаптера для портативных магнитофонов, на нем должно быть установлено напряжение 9-12В.

На одном тиристоре

Простая мигалка на одном тиристоре, может управлять одной гирляндой или одной лампой, причем мощность достойная уличной елки - до 400 Вт. Частоту мигания можно установить подбором сопротивления резистора R2, но делать это можно только при отключенном питании. Если такая мощность не нужна вместо КУ201Л можно взять КУ107Б, диод в мощном варианте КД202Ж, в слабом - КД209.

На тиристорах на три гирлянды
Схема показана на рисунке 4. Переключатель может управлять тремя гирляндами (последовательное переключение) каждая из которых имеет мощность до 400 Вт. Скорость переключения зависит от сопротивлений резисторов R1, R3 и R5 и от емкостей конденсаторов С1-С3. Работает схема так. При включении в сеть начинают заряжаться конденсаторы, но скорость их зарядки не одинакова (и конденсаторы и резисторы имеют некоторый разброс номиналов).

В результате напряжение на одном из конденсаторов первым достигает напряжения открывания тиристора. И один из тиристоров (например VS1) открывается раньше других, зажигая свою гирлянду. При этом через VD3 разрядится С2. Следующим откроется VS3 и через диод VD1 закроет VS1 Теперь С2 сможет зарядиться и откроет VS2, который диодом VD5 закроет VS3, и так далее.

Диоды КД202 с буквами от "Ж" до "Р". можно заменить на КД233, КД234, диоды Д226Б-Г на КД209. Тиристоры на КУ201К Если нет необходимости в переключении мощных гирлянд тиристоры можно заменить на КУ107Б, а все диоды на КД209.

Основы тиристорных схем | SpringerLink

Часть Прикладная физика и инженерия серия книг (APPLIED PHYS, том 12)

Резюме

Управление фазой и переключение при нулевом напряжении являются основными методами управления мощностью, используемыми в схемах тиристоров и симисторов. Управление фазой достигается резистивными или резистивно-емкостными цепями или запускающими импульсами, получаемыми от таких устройств, как диакритические схемы, однопереходные транзисторы, двухтранзисторные схемы запуска и неоновые лампы.

Для отключения тиристора необходимо уменьшить основной ток ниже уровня удерживающего тока. В цепи переменного тока ток проходит через ноль каждые полупериод, поэтому отключение тиристора также обеспечивается каждые полупериод. Однако коммутация тиристора в цепи постоянного тока требует использования дополнительных схем.

Чтобы избежать ложного срабатывания или повреждения тиристора из-за переходных процессов, обычно рекомендуется несколько простых защитных сетей.

Практическое применение тиристоров и / или симисторов показано в схемах регуляторов света, универсальных контроллеров двигателей, контроллеров нагрева и преобразователей постоянного тока в переменный.

Ключевые слова

Кремниевый управляющий выпрямитель для цепи инвертора угла включения тока полупериода затвора

Эти ключевые слова были добавлены машиной, а не авторами. Это экспериментальный процесс, и ключевые слова могут обновляться по мере улучшения алгоритма обучения.

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Каталожные номера

  1. 17,1

    RCA. Цепи твердотельного питания. Техническая серия SP-52, RCA Solid State Division, 1971.

    Google Scholar
  2. 17,2

    GE SCR Manual

    , 5-е изд., Сиракузы, Нью-Йорк: General Electric, 1972.

    Google Scholar
  3. 17,3

    Дж. М. Нейлсон. Диммеры с использованием симисторов. Примечание по применению RCA AN-3778.

    Google Scholar
  4. 17,4

    Ф. Э. Джентри, Ф. В. Гуцвиллер, Н. Холоняк, младший, Э. Э. фон Застров.

    Выпрямители с полупроводниковым управлением

    . Нью-Йорк: Прентис-Холл, 1964.

    Google Scholar
  5. 17,5

    Дж. В. Йонушка. Применение кремниевых выпрямителей RCA для управления универсальными двигателями. Рекомендации по применению тиристоров RCA AN-3469, Somerville, N.J., 1968.

    Google Scholar
  6. 17,6

    J.В. Йонушка. Приложение управления мощностью симистора. Рекомендации по применению тиристоров RCA AN-3697.

    Google Scholar
  7. 17,7

    J. E. Wojslawowicz. Анализ и проектирование снабберных сетей для подавления

    дв / дт

    в тиристорных цепях. Примечание по применению RCA AN-4745.

    Google Scholar
  8. 17,8

    Джон Д. Харден младший и Форест Б. Голден, ред.

    Power Semiconductor Applications

    . Нью-Йорк: Джон Вили, 1972.

    Google Scholar
  9. 17.9

    B.D. Бедфорд и Г. Р. Хофт.

    Принципы инверторных схем

    . Нью-Йорк: Джон Вили, 1964.

    Google Scholar
  10. 17,10

    W. McMurray.

    Теория и конструкция циклоконверторов

    . Кембридж, Массачусетс: MIT Press, 1972.

    Google Scholar
  11. 17,11

    RCA Solid State, 1975 Thyristors / Rectifiers Data Book, Somerville, N.J., SSD-206C.

    Google Scholar
  12. 17.12

    N. W. Mapham. Классификация схем инвертора SCR. IEEE International Convention Record, Part 4, pp. 99–105, 1964.

    Google Scholar
  13. 17,13

    W. McMurray. Инвертор SCR коммутируется вспомогательным импульсом. 1964 Труды конференции Intermag.

    Google Scholar
  14. 17,14

    N. W. Mapham. Инвертор SCR с хорошей регулировкой и синусоидальным выходом.

    IEEE Trans. Industr. Gen. Applic., IGA-3

    : 176–187, 1967.

    CrossRefGoogle Scholar

Также представляет интерес

  1. Г. Дж. Дебу и К. Берроуз.

    Интегральные схемы и полупроводниковые приборы

    . Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1971.

    Google Scholar
  2. П. Аткинсон. Тиристоры и их применение. Лондон: Mills & Boon, 1972.

    Google Scholar
  3. F. F. Mazda.

    Тиристорное управление

    . Нью-Йорк: Джон Вили, 1973 г.

    Google Scholar

Информация об авторских правах

© Springer-Verlag New York Inc.1976

Авторы и аффилированные лица

  1. 1.RCA Corp.USA
  2. 2. Департамент усовершенствованных устройств и приложений, Твердый государственный технологический центр, Сомервиль, США

% PDF-1.2 % 10139 0 объект > эндобдж xref 10139 605 0000000016 00000 н. 0000012480 00000 п. 0000012671 00000 п. 0000012815 00000 п. 0000012850 00000 п. 0000012911 00000 п. 0000038018 00000 п. 0000038616 00000 п. 0000038689 00000 п. 0000038832 00000 п. 0000039024 00000 н. 0000039231 00000 п. 0000039446 00000 п. 0000039652 00000 п. 0000039867 00000 п. 0000040127 00000 п. 0000040404 00000 п. 0000040564 00000 п. 0000040770 00000 п. 0000040972 00000 п. 0000041159 00000 п. 0000041381 00000 п. 0000041584 00000 п. 0000041815 00000 п. 0000041944 00000 п. 0000042148 00000 п. 0000042361 00000 п. 0000042577 00000 п. 0000042853 00000 п. 0000043130 00000 н. 0000043263 00000 п. 0000043540 00000 п. 0000043673 00000 п. 0000043951 00000 п. 0000044099 00000 п. 0000044330 00000 п. 0000044519 00000 п. 0000044697 00000 п. 0000044921 00000 п. 0000045118 00000 п. 0000045333 00000 п. 0000045521 00000 п. 0000045720 00000 п. 0000045964 00000 п. 0000046100 00000 н. 0000046361 00000 п. 0000046575 00000 п. 0000046782 00000 п. 0000046990 00000 н. 0000047182 00000 п. 0000047445 00000 п. 0000047660 00000 п. 0000047893 00000 п. 0000048169 00000 н. 0000048445 00000 п. 0000048624 00000 н. 0000048802 00000 п. 0000048959 00000 н. 0000049102 00000 п. 0000049310 00000 п. 0000049524 00000 п. 0000049731 00000 п. 0000049963 00000 н. 0000050179 00000 п. 0000050392 00000 п. 0000050614 00000 п. 0000050845 00000 п. 0000051054 00000 п. 0000051333 00000 п. 0000051610 00000 п. 0000051820 00000 п. 0000052013 00000 н. 0000052207 00000 п. 0000052346 00000 п. 0000052553 00000 п. 0000052767 00000 п. 0000052954 00000 п. 0000053212 00000 п. 0000053425 00000 п. 0000053686 00000 п. 0000053963 00000 п. 0000054111 00000 п. 0000054239 00000 п. 0000054471 00000 п. 0000054616 00000 п. 0000054790 00000 п. 0000054950 00000 п. 0000055145 00000 п. 0000055378 00000 п. 0000055543 00000 п. 0000055776 00000 п. 0000055989 00000 п. 0000056204 00000 п. 0000056401 00000 п. 0000056596 00000 п. 0000056794 00000 п. 0000057005 00000 п. 0000057220 00000 н. 0000057434 00000 п. 0000057666 00000 п. 0000057870 00000 п. 0000058085 00000 п. 0000058242 00000 п. 0000058521 00000 п. 0000058715 00000 п. 0000058864 00000 п. 0000059077 00000 п. 0000059293 00000 п. 0000059508 00000 п. 0000059687 00000 п. 0000059965 00000 н. 0000060128 00000 п. 0000060276 00000 п. 0000060480 00000 п. 0000060695 00000 п. 0000060954 00000 п. 0000061140 00000 п. 0000061272 00000 п. 0000061480 00000 п. 0000061694 00000 п. 0000061955 00000 п. 0000062138 00000 п. 0000062268 00000 п. 0000062501 00000 п. 0000062760 00000 н. 0000062957 00000 п. 0000063190 00000 п. 0000063422 00000 п. 0000063653 00000 п. 0000063886 00000 п. 0000064070 00000 п. 0000064200 00000 н. 0000064416 00000 п. 0000064630 00000 н. 0000064890 00000 н. 0000065124 00000 п. 0000065312 00000 п. 0000065493 00000 п. 0000065669 00000 п. 0000065829 00000 п. 0000066106 00000 п. 0000066315 00000 п. 0000066412 00000 п. 0000066598 00000 п. 0000066764 00000 п. 0000067041 00000 п. 0000067275 00000 п. 0000067417 00000 п. 0000067630 00000 п. 0000067844 00000 п. 0000068106 00000 п. 0000068337 00000 п. 0000068552 00000 п. 0000068813 00000 п. 0000069016 00000 п. 0000069161 00000 п. 0000069398 00000 п. 0000069631 00000 п. 0000069838 00000 п. 0000070099 00000 н. 0000070314 00000 п. 0000070483 00000 п. 0000070649 00000 п. 0000070880 00000 п. 0000071093 00000 п. 0000071353 00000 п. 0000071585 00000 п. 0000071799 00000 п. 0000072012 00000 н. 0000072290 00000 п. 0000072506 00000 п. 0000072674 00000 п. 0000072838 00000 п. 0000073069 00000 п. 0000073300 00000 п. 0000073531 00000 п. 0000073764 00000 п. 0000073996 00000 п. 0000074207 00000 п. 0000074416 00000 п. 0000074631 00000 п. 0000074817 00000 п. 0000075028 00000 п. 0000075213 00000 п. 0000075475 00000 п. 0000075706 00000 п. 0000075907 00000 п. 0000076139 00000 п. 0000076401 00000 п. 0000076631 00000 п. 0000076773 00000 п. 0000077049 00000 п. 0000077227 00000 п. 0000077352 00000 п. 0000077478 00000 п. 0000077621 00000 п. 0000077852 00000 п. 0000078066 00000 п. 0000078280 00000 п. 0000078511 00000 п. 0000078744 00000 п. 0000078975 00000 п. 0000079207 00000 п. 0000079484 00000 п. 0000079716 00000 п. 0000079875 00000 п. 0000080042 00000 п. 0000080273 00000 п. 0000080504 00000 п. 0000080724 00000 п. 0000080939 00000 п. 0000081128 00000 п. 0000081331 00000 п. 0000081591 00000 п. 0000081837 00000 п. 0000082072 00000 п. 0000082213 00000 п. 0000082345 00000 п. 0000082523 00000 п. 0000082671 00000 п. 0000082855 00000 п. 0000083021 00000 п. 0000083239 00000 п. 0000083467 00000 п. 0000083618 00000 п. 0000083781 00000 п. 0000083932 00000 н. 0000084088 00000 п. 0000084249 00000 п. 0000084408 00000 п. 0000084561 00000 п. 0000084722 00000 п. 0000084880 00000 п. 0000085028 00000 п. 0000085203 00000 п. 0000085434 00000 п. 0000085664 00000 п. 0000085853 00000 п. 0000086047 00000 п. 0000086308 00000 п. 0000086521 00000 п. 0000086755 00000 п. 0000086904 00000 п. 0000087118 00000 п. 0000087379 00000 п. 0000087593 00000 п. 0000087871 00000 п. 0000088011 00000 п. 0000088126 00000 п. 0000088292 00000 п. 0000088526 00000 п. 0000088703 00000 п. 0000088915 00000 н. 0000089131 00000 п. 0000089390 00000 п. 0000089621 00000 п. 0000089809 00000 п. 00000 00000 п. 00000

00000 п. 00000

00000 п. 00000

00000 п. 0000091023 00000 п. 0000091253 00000 п. 0000091468 00000 п. 0000091684 00000 п. 0000091962 00000 п. 0000092139 00000 п. 0000092313 00000 п. 0000092507 00000 п. 0000092698 00000 п. 0000092888 00000 п. 0000093148 00000 п. 0000093363 00000 п. 0000093595 00000 п. 0000093828 00000 п. 0000094061 00000 п. 0000094213 00000 п. 0000094435 00000 п. 0000094651 00000 п. 0000094865 00000 п. 0000095097 00000 п. 0000095329 00000 п. 0000095605 00000 п. 0000095838 00000 п. 0000096043 00000 п. 0000096199 00000 п. 0000096430 00000 н. 0000096662 00000 н. 0000096943 00000 п. 0000097147 00000 п. 0000097334 00000 п. 0000097518 00000 п. 0000097714 00000 п. 0000097929 00000 н. 0000098142 00000 п. 0000098403 00000 п. 0000098681 00000 п. 0000098858 00000 н. 0000099091 00000 п. 0000099289 00000 н. 0000099565 00000 н. 0000099700 00000 н. 0000099878 00000 н. 0000100093 00000 п. 0000100309 00000 н. 0000100523 00000 п 0000100756 00000 н. 0000100989 00000 н. 0000101222 00000 н. 0000101500 00000 н. 0000101730 00000 н. 0000101887 00000 н. 0000102092 00000 н. 0000102306 00000 н. 0000102481 00000 п. 0000102672 00000 н. 0000102884 00000 н. 0000103100 00000 н. 0000103332 00000 н. 0000103607 00000 н. 0000103837 00000 п. 0000103979 00000 п. 0000104255 00000 н. 0000104532 00000 н. 0000104730 00000 н. 0000104960 00000 н. 0000105121 00000 п. 0000105283 00000 п. 0000105558 00000 п. 0000105789 00000 н. 0000105953 00000 п. 0000106159 00000 п. 0000106371 00000 п. 0000106632 00000 н. 0000106862 00000 н. 0000107011 00000 п. 0000107290 00000 н. 0000107485 00000 н. 0000107681 00000 п. 0000107940 00000 п. 0000108154 00000 н. 0000108292 00000 н. 0000108491 00000 п. 0000108754 00000 н. 0000108966 00000 н. 0000109196 00000 п. 0000109426 00000 п. 0000109554 00000 п. 0000109750 00000 н. 0000110012 00000 н. 0000110225 00000 н. 0000110457 00000 н. 0000110686 00000 п. 0000110815 00000 н. 0000111076 00000 н. 0000111312 00000 н. 0000111543 00000 н. 0000111739 00000 н. 0000111970 00000 н. 0000112101 00000 п. 0000112292 00000 н. 0000112506 00000 н. 0000112694 00000 н. 0000112902 00000 н. 0000113161 00000 п. 0000113373 00000 н. 0000113539 00000 н. 0000113698 00000 н. 0000113873 00000 н. 0000114082 00000 н. 0000114296 00000 н. 0000114511 00000 н. 0000114743 00000 н. 0000115002 00000 н. 0000115216 00000 н. 0000115445 00000 н. 0000115624 00000 н. 0000115790 00000 н. 0000115991 00000 н. 0000116205 00000 н. 0000116417 00000 н. 0000116648 00000 н. 0000116925 00000 н. 0000117155 00000 н. 0000117311 00000 н. 0000117541 00000 н. 0000117802 00000 н. 0000118016 00000 н. 0000118293 00000 н. 0000118424 00000 н. 0000118557 00000 н. 0000118697 00000 н. 0000118837 00000 н. 0000118977 00000 н. 0000119117 00000 н. 0000119257 00000 н. 0000119397 00000 н. 0000119537 00000 н. 0000119677 00000 н. 0000119817 00000 н. 0000119957 00000 н. 0000120097 00000 н. 0000120237 00000 н. 0000120377 00000 н. 0000120517 00000 н. 0000120658 00000 н. 0000120799 00000 н. 0000120940 00000 н. 0000121081 00000 н. 0000121222 00000 н. 0000121363 00000 н. 0000121504 00000 н. 0000121645 00000 н. 0000121786 00000 н. 0000121927 00000 н. 0000122068 00000 н. 0000122209 00000 н. 0000122350 00000 н. 0000122491 00000 н. 0000122632 00000 н. 0000122773 00000 н. 0000122914 00000 н. 0000123055 00000 н. 0000123161 00000 н. 0000123265 00000 н. 0000123367 00000 н. 0000123470 00000 н. 0000123573 00000 н. 0000123676 00000 н. 0000123779 00000 п. 0000123882 00000 н. 0000123985 00000 н. 0000124088 00000 н. 0000124191 00000 н. 0000124294 00000 н. 0000124397 00000 н. 0000124500 00000 н. 0000124603 00000 н. 0000124706 00000 н. 0000124809 00000 н. 0000124912 00000 н. 0000125015 00000 н. 0000125119 00000 н. 0000125223 00000 н. 0000125327 00000 н. 0000125431 00000 н. 0000125535 00000 н. 0000125639 00000 п. 0000125743 00000 н. 0000125847 00000 н. 0000125951 00000 н. 0000126055 00000 н. 0000126159 00000 н. 0000126263 00000 н. 0000126367 00000 н. 0000126471 00000 н. 0000126575 00000 н. 0000126679 00000 н. 0000126783 00000 н. 0000126887 00000 н. 0000126991 00000 н. 0000127095 00000 н. 0000127199 00000 н. 0000127303 00000 н. 0000127407 00000 н. 0000127511 00000 н. 0000127615 00000 н. 0000127719 00000 н. 0000127823 00000 н. 0000127927 00000 н. 0000128031 00000 н. 0000128135 00000 н. 0000128239 00000 н. 0000128343 00000 н. 0000128447 00000 н. 0000128551 00000 н. 0000128655 00000 н. 0000128759 00000 н. 0000128863 00000 н. 0000128967 00000 н. 0000129071 00000 н. 0000129175 00000 н. 0000129279 00000 н. 0000129383 00000 н. 0000129487 00000 н. 0000129591 00000 н. 0000129695 00000 н. 0000129799 00000 н. 0000129903 00000 н. 0000130007 00000 н. 0000130111 00000 п. 0000130215 00000 н. 0000130319 00000 н. 0000130473 00000 п. 0000130666 00000 н. 0000130861 00000 н. 0000131055 00000 н. 0000131250 00000 н. 0000131463 00000 н. 0000131672 00000 н. 0000131870 00000 н. 0000132046 00000 н. 0000132227 00000 н. 0000132420 00000 н. 0000132635 00000 н. 0000132838 00000 н. 0000133050 00000 н. 0000133238 00000 н. 0000133466 00000 н. 0000133635 00000 н. 0000133840 00000 н. 0000134018 00000 н. 0000134210 00000 н. 0000134378 00000 п. 0000134577 00000 н. 0000134782 00000 н. 0000134997 00000 н. 0000135194 00000 н. 0000135361 00000 н. 0000135522 00000 н. 0000135704 00000 н. 0000135878 00000 н. 0000136052 00000 н. 0000136247 00000 н. 0000136425 00000 н. 0000136617 00000 н. 0000136780 00000 н. 0000136935 00000 п. 0000137129 00000 н. 0000137292 00000 н. 0000137459 00000 н. 0000137665 00000 н. 0000137837 00000 н. 0000138040 00000 н. 0000138253 00000 н. 0000139208 00000 н. 0000139262 00000 н. 0000139894 00000 н. 0000140084 00000 н. 0000140273 00000 н. 0000140666 00000 н. 0000140867 00000 н. 0000141048 00000 н. 0000141261 00000 н. 0000141467 00000 н. 0000141684 00000 н. 0000141854 00000 н. 0000142014 00000 н. 0000142193 00000 п. 0000142390 00000 н. 0000142587 00000 н. 0000142788 00000 н. 0000142996 00000 н. 0000143201 00000 н. 0000143396 00000 н. 0000143604 00000 н. 0000143628 00000 н. 0000143878 00000 н. 0000144127 00000 н. 0000144396 00000 н. 0000144608 00000 н. 0000144901 00000 н. 0000145163 00000 п. 0000145360 00000 н. 0000145531 00000 н. 0000145780 00000 н. 0000145834 00000 н. 0000145893 00000 н. 0000146069 00000 н. 0000146383 00000 п. 0000146555 00000 н. 0000146847 00000 н. 0000147036 00000 н. 0000147090 00000 н. 0000147284 00000 н. 0000147362 00000 н. 0000147528 00000 п. 0000147638 00000 п. 0000147859 00000 н. 0000148111 00000 п. 0000148322 00000 н. 0000148515 00000 н. 0000148784 00000 н. 0000149048 00000 н. 0000149417 00000 н. 0000149716 00000 н. 0000149927 00000 н. 0000150207 00000 н. 0000151079 00000 н. 0000151103 00000 н. 0000151559 00000 н. 0000151583 00000 н. 0000152036 00000 н. 0000152060 00000 н. 0000152608 00000 н. 0000152632 00000 н. 0000153123 00000 н. 0000153147 00000 н. 0000153633 00000 н. 0000153657 00000 н. 0000154201 00000 н. 0000154224 00000 н. 0000154305 00000 н. 0000012956 00000 п. 0000037992 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 10140 0 объект > эндобдж 10141 0 объект ху £ а?) / U (֎ ӯfR @ "Օ 3 rU ~ v) / P 65476 >> эндобдж 10142 0 объект [ 10143 0 руб. ] эндобдж 10143 0 объект > / F 10561 0 R >> эндобдж 10144 0 объект > эндобдж 10742 0 объект > транслировать s t ݕ! n VVY @ Ƚ [e6% | 1O (_a9 jiHAEg {_v $ & 謋; 0CdJWЇvWq @ ˚ ׬ f% D [`+ -% ɤf

Basic Triac-SCR Projects Circuits Tutorial

by Lewis Loflin

На этой странице обсуждаются базовые симисторы и тиристоры.Симистор - это двунаправленный трехконтактный двойной тиристорный (SCR) переключатель. Это устройство может переключать ток в любом направлении, подавая небольшой ток любой полярности между затвором и вторым главным контактом.

Симистор изготовлен путем объединения двух тиристоров в обратном параллельном соединении. Он используется в приложениях переменного тока, таких как регулирование яркости света, управление скоростью двигателя и т. Д. Симисторы также могут использоваться в микроконтроллере управления мощностью со схемой фазовой синхронизации.

Если кто-то не знаком с диодами и выпрямлением переменного тока, см. Следующее:


Включение / выключение диода

На рисунке выше изображен кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) или тиристер. Это диод с «затвором». SCR не только проводит в одном направлении, как любой другой диод, но и затвор позволяет отключать и отключать саму проводимость. Когда переключатель ON нажат, SCR включается, и ток течет с отрицательного на положительный через SCR и нагрузку.После включения SCR будет оставаться включенным до тех пор, пока не будет нажат выключатель, нарушающий текущий путь.

Обратите внимание, что переключатель ON называется «нормально разомкнутым» (Н.О.) и при нажатии замыкает (замыкает) соединение. Выключатель OFF, называемый «нормально закрытым» (N.C.), разрывает (размыкает) соединение при нажатии. Оба они кнопочные.

В цепи над нагрузкой есть лампа постоянного тока. Нажмите переключатель S1, и включатся и будут продолжать оставаться включенными, пока не будет нажат переключатель S2.

В этом примере мы разместили диод последовательно с переключателем включения / выключения затвора. Когда вы нажимаете переключатель ON, двигатель запускается, загорается свет и т. Д. Когда переключатель отпускается, питание прекращается без использования переключателя OFF. Это связано с тем, что входное напряжение переменного тока возвращается к нулю вольт на 180 и 360 градусов, отключая SCR. И как диод, SCR проводит только половину цикла.

В этом примере схемы мы разместили переменный резистор (потенциометр) последовательно с диодом затвора.(Это было также известно как ручка регулировки громкости старого стиля.) «Поворачивая ручку», мы можем изменить точку срабатывания при включении SCR только части полупериода или, если сопротивление достаточно, выключить SCR.


Это иллюстрирует процесс с двухполупериодным нефильтрованным постоянным током

В другом примечании мы можем управлять двухполупериодным пульсирующим нефильтрованным постоянным током с помощью тиристора. См. Также «Основы выпрямления и фильтрации переменного тока»

.

Подробнее см. Что такое светоактивированный кремниевый управляемый выпрямитель? (LASCR) и спецификация оптопары h21C6 SCR.(PDF файл)

Выше представлена ​​практическая схема тестирования SCR. Лампа загорится только при нажатии Sw3. Лампа будет иметь половинную яркость, потому что тиристор действует как полуволновой выпрямитель. R4 может находиться в диапазоне от 100 до 470 Ом. Лампа должна быть полностью выключена, если выключатель не нажат или устройство не неисправно. (Полностью или частично закорочены.)

Эта схема также хороша для сравнения различных тиристоров одного и того же номера детали. Например, однажды у меня была неисправная печатная плата с шестью тиристорами, но один тиристор из шести при работе включался при совершенно другом напряжении срабатывания, чем остальные пять.Лампа имела другой уровень яркости, чем остальные пять. Замена этого одного SCR устранила эту очень дорогую печатную плату.


Введение в симисторы

Симистор - это твердотельный переключатель переменного тока. Небольшой ток на клемме затвора может переключать очень большие токи переменного тока. Думайте о симисторе как о двух последовательно соединенных тиристорах, в которых катод одного тиристора соединен с анодом другого и наоборот. Ворота соединены между собой. Поскольку у нас есть две конфигурации типа SCR, можно переключать оба полупериода.

Примечание: я видел бумажные примеры использования двух тиристоров, расположенных один за другим, в качестве симистора, но это может не работать так же! Остерегайтесь этого.

В приведенном выше примере замыкание переключателя приведет к включению симистора. Идея состоит в том, чтобы использовать небольшой переключатель малой мощности для управления устройствами большой мощности, такими как двигатели или нагреватели. Опасность здесь заключается в том, что на самом переключателе присутствует высокое напряжение переменного тока. Это также может быть большой проблемой для твердотельных контроллеров, если они не используют небольшое реле, которое некоторые микроволновые печи делают именно так.

Выше представлена ​​практическая схема тестирования TRIAC. Нажмите любой переключатель, и лампа включится с половинной яркостью. Сожмите оба вместе на полную яркость. Это позволяет тестировать обе стороны SCR по отдельности. Яркость должна быть одинаковой для обеих сторон, иначе TRIAC неисправен. Когда ни один переключатель не нажат, лампа должна быть полностью выключена. R1 и R2 должны быть в диапазоне от 100 до 470 Ом.


Схема симистора с наилучшим откликом и диак.

Ключ к успешному срабатыванию симистора - убедиться, что затвор получает свое пусковое напряжение со стороны главной клеммы 2 схемы (основной клеммы на противоположной стороне символа TRIAC от клеммы затвора).Идентификация клемм Mt1 и Mt2 должна выполняться по номеру детали TRIAC со ссылкой на технический паспорт или книгу.

DIAC, или «диод переменного тока», представляет собой триггерный диод, который проводит ток только после того, как его напряжение пробоя было мгновенно превышено. Когда это происходит, сопротивление DIAC резко уменьшается, что приводит к резкому уменьшению падения напряжения на самом DIAC, что приводит к резкому увеличению тока, протекающего через затвор симистора.

Это обеспечивает быстрое и чистое резание TRIAC.DIAC остается в режиме проводимости до тех пор, пока напряжение не упадет до очень низкого значения, намного ниже напряжения срабатывания. Это называется удерживающим током. Ниже этого значения диак снова переключается в состояние высокого сопротивления (выключено). Это двунаправленное поведение, то есть обычно одинаковое как для положительного, так и для отрицательного полупериодов.

Большинство DIAC имеют напряжение пробоя около 30 В. Таким образом, их поведение в некоторой степени похоже на (но гораздо более точно контролируется и происходит при более низких напряжениях, чем) неоновая лампа.

ЦИАП

не имеют электрода затвора, в отличие от некоторых других тиристоров. Некоторые TRIAC содержат встроенный DIAC последовательно (я никогда не видел такого в полевых условиях) с терминалом «затвора» TRIAC для этой цели. ДИАП также называют симметричными триггерными диодами из-за симметрии их характеристической кривой. Поскольку DIAC являются двунаправленными устройствами, их выводы помечены не как анод и катод, а как A1 и A2 или Mt1 («Главный вывод») и Mt2. Большинство листов спецификаций не удосуживаются маркировать A1 / A2 или Mt1 / Mt2.

Также см. Как проверить DIAC


Диммер для коммерческих ламп в странах с напряжением 220 В. Br100 - диак.

Диак обеспечивает более чистое переключение симистора. Диоды - это специализированные диоды Шокли, соединенные спина к спине.


Демпферы

Демпферная цепь (обычно RC-типа) часто используется между МТ1 и МТ2. Демпферные цепи используются для предотвращения преждевременного срабатывания, вызванного, например, скачками напряжения в сети переменного тока или индуктивными нагрузками, такими как двигатели.Кроме того, резистор затвора или конденсатор (или оба параллельно) могут быть подключены между затвором и MT1 для дальнейшего предотвращения ложного срабатывания. Это может увеличить требуемый ток запуска и, возможно, задержку выключения при разрядке конденсатора.

В этой схеме выше "горячая" сторона линии переключается, а нагрузка подключается к холодной или заземленной стороне. Резистор на 100 Ом и конденсатор 0,1 мкФ предназначены для демпфирования симистора. Эти компоненты должны использоваться с индуктивными нагрузками, такими как двигатели, контакторы и т. Д.

Для получения дополнительной информации о вышеуказанном оптроне см. Оптоизолятор серии moc30xx (файл в формате pdf)

Схемы приложений SCR

- Самодельные проекты схем

В этой статье мы познакомимся со многими интересными схемами приложений SCR, а также изучим основные особенности и свойства SCR, также называемого тиристорным устройством.

Что такое SCR или тиристор

SCR - это аббревиатура от Silicon Controlled Rectifier, так как название предполагает, что это своего рода диод или выпрямляющий агент, проводимость или работу которого можно контролировать с помощью внешнего триггера.

Это означает, что это устройство будет включаться или выключаться в ответ на внешний слабый сигнал или напряжение, очень похоже на транзистор, но сильно отличается по своим техническим характеристикам.

Распиновка SCR C106

Глядя на рисунок, мы видим, что SCR имеет три вывода, которые можно обозначить следующим образом:

Если сторона устройства с печатью обращена к нам,

  • Правый концевой вывод называется " ворота".
  • Центральный вывод - «Анод», а
  • Левый конец - «Катод»

Как подключить тиристор

Затвор - это вход триггера SCR и требует триггера постоянного тока с напряжением около 2 В, постоянный ток в идеале должен быть более 10 мА.Этот триггер применяется между затвором и землей схемы, то есть положительный полюс постоянного тока идет на затвор, а отрицательный - на землю.

Проводимость напряжения между анодом и катодом включается, когда применяется триггер затвора, и наоборот.

Крайний левый вывод или катод SCR всегда должен быть подключен к заземлению цепи запуска, то есть заземление цепи запуска должно быть сделано общим путем подключения к катоду SCR, иначе SCR никогда не будет реагировать на применяемые триггеры.

Нагрузка всегда подключается через анод, и напряжение питания переменного тока может потребоваться для активации нагрузки.

SCR особенно подходят для переключения нагрузок переменного тока или импульсных нагрузок постоянного тока. Чистые или чистые нагрузки постоянного тока не будут работать с тиристорами, поскольку постоянный ток вызовет эффект фиксации на тиристорах и не позволит выключиться даже после удаления триггера затвора.

Схемы приложений SCR

В этой части мы рассмотрим некоторые из популярных приложений SCR, которые представлены в виде статического переключателя, сети с фазовым управлением, зарядного устройства SCR, контроллера температуры и аварийного устройства с одним источником. -светотехника
система.

Series-Static-Switch

Полуволновой последовательный статический коммутатор можно увидеть на следующем рисунке. Когда переключатель нажат, чтобы разрешить подачу питания, ток на затворе SCR становится активным во время положительного цикла входного сигнала, включая SCR.

Резистор R1 контролирует и ограничивает величину тока затвора.

Во включенном состоянии напряжение между анодом и катодом VF тринистора снижается до уровня проводимости RL.Это приводит к резкому снижению тока затвора и минимальным потерям в схеме затвора.

Во время отрицательного входного цикла SCR отключается, потому что анод становится более отрицательным, чем катод. Диод D1 защищает SCR от реверсирования тока затвора.

Правая часть изображения выше показывает результирующую форму сигнала для тока нагрузки и напряжения. Форма волны выглядит как полуволновая подача через нагрузку.

Замыкание переключателя позволяет пользователю достичь уровня проводимости ниже 180 градусов при фазовых сдвигах, происходящих во время положительного периода входного сигнала переменного тока.

Для достижения углов проводимости от 90 ° до 180 ° можно использовать следующую схему. Эта конструкция аналогична описанной выше, за исключением резистора, который здесь выполнен в виде переменного резистора, и исключен ручной переключатель.

Сеть, использующая резисторы R и R1, обеспечивает должным образом контролируемый ток затвора для тиристора в течение положительного полупериода входного переменного тока.

При перемещении ползунка переменного резистора R1 на максимум или в самую нижнюю точку ток затвора может стать слишком слабым, чтобы достичь затвора SCR, и это никогда не позволит SCR включиться.

С другой стороны, когда он перемещается вверх, ток затвора будет медленно увеличиваться, пока не будет достигнута величина включения тиристора. Таким образом, используя переменный резистор, пользователь может установить уровень тока включения для SCR в любом месте между 0 ° и 90 °, как показано в правой части вышеприведенной диаграммы.

Для значения R1, если оно довольно низкое, приведет к быстрому срабатыванию SCR, что приведет к аналогичному результату, полученному на первом рисунке выше (проводимость 180 °).

Однако, если значение R1 больше, для срабатывания тиристора потребуется более высокое положительное входное напряжение. Эта ситуация не позволила бы нам расширить контроль над фазовым сдвигом на 90 °, так как в этот момент входной сигнал находится на самом высоком уровне.

Если SCR не может сработать на этом уровне или для более низких значений входных напряжений при положительном наклоне цикла переменного тока, реакция будет точно такой же для отрицательных наклонов входного цикла.

Технически этот тип работы тринистора называется полуволновым регулированием фазы с переменным сопротивлением.

Этот метод может эффективно использоваться в приложениях, требующих управления среднеквадратичным током или управления мощностью нагрузки.

Зарядное устройство с SCR

Еще одно очень популярное применение SCR - это контроллеры зарядного устройства.

Базовую конструкцию зарядного устройства на базе SCR можно увидеть на следующей диаграмме. Затененная часть будет нашей основной областью обсуждения.

Работу вышеупомянутого зарядного устройства, управляемого SCR, можно понять с помощью следующего объяснения:

Входной пониженный переменный ток выпрямляется двухполупериодным через диоды D1, D2 и подается через выводы анода / катода SCR.Аккумулятор, который заряжается, можно увидеть последовательно с катодным выводом.

Когда аккумулятор находится в разряженном состоянии, его напряжение достаточно низкое, чтобы поддерживать SCR2 в выключенном состоянии. Из-за разомкнутого состояния SCR2 схема управления SCR1 ведет себя точно так же, как наш последовательный статический переключатель, описанный в предыдущих параграфах.

При правильном номинальном входном выпрямленном питании запускает SCR1 с током затвора, который регулируется R1.

Это мгновенно включает SCR, и батарея начинает заряжаться через проводимость SCR анод / катод.

Вначале, из-за низкого уровня разряда батареи, VR будет иметь более низкий потенциал, установленный предустановкой R5 или делителем потенциала.

В этот момент уровень VR будет слишком низким для включения стабилитрона 11 В. В непроводящем состоянии стабилитрон будет почти как разомкнутая цепь, в результате чего тиристор 2 будет полностью отключен из-за практически нулевого тока затвора.

Кроме того, наличие C1 гарантирует, что SCR2 никогда не будет случайно включен из-за скачков или скачков напряжения.

По мере зарядки аккумулятора напряжение на его клеммах постепенно повышается, и, в конечном счете, когда оно достигает установленного значения полного заряда, VR становится достаточно, чтобы включить стабилитрон 11 В, а затем включить SCR2.

Как только SCR2 срабатывает, он эффективно генерирует короткое замыкание, соединяя оконечный вывод R2 с землей и активируя делитель потенциала, созданный сетью R1, R2 на затворе SCR1.

Активация делителя потенциала R1 / R2 на затворе SCR1 вызывает мгновенное падение тока затвора SCR1, заставляя его отключиться.

Это приводит к отключению питания аккумулятора, что предотвращает чрезмерный заряд аккумулятора.

После этого, если напряжение батареи имеет тенденцию падать ниже заданного значения, стабилитрон 11 В выключается, в результате чего SCR1 снова включается, чтобы повторить цикл зарядки.

Управление нагревателем переменного тока с использованием SCR

На приведенной выше диаграмме показано классическое приложение для управления нагревателем с использованием SCR.

Схема предназначена для включения и выключения 100-ваттного нагревателя в зависимости от переключения термостата.

Здесь используется стеклянный ртутный термостат, который, как предполагается, чрезвычайно чувствителен к изменениям уровня температуры вокруг него.

Если быть точным, он может определять даже изменение температуры на 0,1 ° C.

Однако, поскольку эти типы термостатов обычно рассчитаны на работу с очень небольшими значениями тока в диапазоне 1 мА или около того, и поэтому они не слишком популярны в схемах контроля температуры.

В обсуждаемом приложении управления нагревателем тиристор используется в качестве усилителя тока для усиления тока термостата.

Фактически, SCR не работает как традиционный усилитель, а скорее как датчик тока, который позволяет изменяющимся характеристикам термостата управлять переключением более высокого уровня тока SCR.

Мы видим, что питание на тиристор подается через нагреватель и полный мостовой выпрямитель, что позволяет подавать двухполупериодный выпрямленный постоянный ток для тиристора.

В течение периода, когда термостат находится в открытом состоянии, потенциал на конденсаторе 0,1 мкФ заряжается до уровня срабатывания потенциала затвора тиристора посредством импульсов, генерируемых каждым выпрямленным импульсом постоянного тока.

Постоянная времени для зарядки конденсатора определяется произведением RC-элементов.

Это позволяет SCR проводить во время этих импульсных запусков полупериода постоянного тока, позволяя току проходить через нагреватель и обеспечивать необходимый процесс нагрева.

По мере того, как нагреватель нагревается и его температура повышается в заданной точке, активируется токопроводящий термостат и возникает короткое замыкание на конденсаторе 0,1 мкФ. Это, в свою очередь, отключает SCR и отключает питание нагревателя, в результате чего его температура постепенно падает, пока она не упадет до уровня, при котором термостат снова отключится, и SCR сработает.

Аварийная лампа с использованием SCR

В следующем приложении SCR рассказывается о конструкции аварийной лампы с одним источником, в которой батарея 6 В поддерживается в полностью заряженном состоянии, так что подключенная лампа может легко включаться при сбое питания бывает.

При наличии питания двухполупериодный выпрямленный источник постоянного тока с использованием D1, D2 достигает подключенной лампы 6 В.

C1 может заряжаться до уровня, который немного ниже разницы между пиковым значением постоянного тока полностью выпрямленного источника питания и напряжением на R2, что определяется входом источника питания и уровнем заряда батареи 6 В.

При любых обстоятельствах уровень потенциала катода SCR может быть выше, чем у его анода, а также напряжение между катодом и затвором остается отрицательным. Это гарантирует, что SCR остается в непроводящем состоянии.

Скорость зарядки подключенного аккумулятора определяется R1 и активируется через диод D1.

Зарядка поддерживается только до тех пор, пока анод D1 остается более положительным, чем его катод.

При наличии входного питания двухполупериодное выпрямление аварийной лампы сохраняет ее включенным.

Во время сбоя питания конденсатор C1 начинает разряжаться через D1, R1 и R3 до момента, когда катод SCR1 становится менее положительным, чем его катод.

Кроме того, тем временем переход R2, R3 становится положительным, что приводит к увеличению напряжения между затвором и катодом для SCR, включая его включение.

Теперь SCR срабатывает и позволяет батарее подключаться к лампе, мгновенно освещая ее через питание от батареи.

Лампа может оставаться включенной, как ни в чем не бывало.

Когда питание возвращается, конденсаторы C1 снова перезаряжаются, в результате чего тиристор выключается и отключает питание лампы от батареи, так что теперь лампа светится через входной источник постоянного тока.

Различные приложения SCR, собранные с этого веб-сайта

Простая сигнализация дождя:

Вышеупомянутая схема сигнализации дождя может использоваться для включения нагрузки переменного тока, такой как лампа, автоматически складывающаяся крышка или штора.

Датчик изготавливается путем прикрепления к металлическим штифтам, винтам или аналогичному металлу поверх пластикового корпуса.Провода из этих металлов подключаются к базе каскада запускающего транзистора.

Датчик - единственная часть цепи, которая находится на открытом воздухе и предназначена для обнаружения дождя.

Когда начинается дождь, капли воды перекрывают металл датчика.

Небольшое напряжение начинает течь через металлы датчика и достигает базы транзистора, транзистор немедленно проводит и подает требуемый ток затвора на тиристор.

SCR также реагирует и включает подключенную нагрузку переменного тока для открытия автоматической крышки или просто сигнал тревоги для исправления ситуации по желанию пользователя.

Охранная сигнализация SCR

В предыдущем разделе мы обсуждали особое свойство SCR, при котором он фиксируется в ответ на нагрузки постоянного тока.

Схема, описанная ниже, эффективно использует указанное выше свойство SCR для срабатывания сигнализации в ответ на возможную кражу.

Здесь изначально SCR удерживается в выключенном положении, пока его затвор остается установленным или закрепленным с потенциалом земли, который является корпусом актива, который необходимо защитить.

Если попытка украсть актив осуществляется путем отвинчивания соответствующего болта, потенциал земли на тиристоре снимается, и транзистор активируется через соответствующий резистор, подключенный между его базой и плюсом.

SCR также мгновенно срабатывает, потому что теперь он получает напряжение на затворе от эмиттера транзистора и фиксирует сигнал тревоги подключенного постоянного тока.

Сигнализация остается включенной до тех пор, пока ее не выключит вручную, надеюсь, фактический владелец.

Simple Fence Charger, Energizer Circuit

SCR идеально подходят для создания цепей зарядного устройства для ограждений.Зарядным устройствам Fence в первую очередь требуется каскад генератора высокого напряжения, где крайне необходимо устройство переключения высокого напряжения, такое как SCR. Таким образом, тиристоры становятся особенно подходящими для таких приложений, где они используются для создания требуемых высоких напряжений дуги.

Цепь CDI для автомобилей:

Как объяснено в приведенной выше заявке, SCR также широко используются в автомобилях в их системах зажигания. В цепях зажигания емкостного разряда или системах CDI используются тиристоры для генерации переключения высокого напряжения, необходимого для процесса зажигания или для запуска зажигания транспортного средства.

Как проверить SCR

Проверка SCR с помощью мультиметра.
Мультиметр можно использовать для достаточно эффективной проверки тиристоров. Первая процедура - проверить работу диода между затвором и катодом SCR. Этот тест аналогичен тому, что вы делали в случае тестирования кремниевого диода (см. Тестирование кремниевого диода).

Теперь переведите селекторный переключатель мультиметра в положение высокого сопротивления. Подключите положительный вывод мультиметра к аноду тринистора, а отрицательный - к катоду.Мультиметр покажет обрыв цепи. Теперь поменяйте местами соединения, и мультиметр снова покажет обрыв.

Затем подключите выводы анода и затвора тринистора к положительному выводу мультиметра, а катод - к отрицательному выводу. Мультиметр покажет низкое сопротивление, указывающее на включение SCR. Теперь осторожно снимите клемму затвора с анода, и мультиметр снова покажет низкое сопротивление, указывающее на состояние фиксации. Здесь батарея мультиметра обеспечивает ток удержания для симистора.Если все вышеперечисленные тесты положительны, можно предположить, что SCR работает нормально.

Цепь для проверки тринистора.

Это еще один метод тестирования SCR. С помощью этой схемы можно проверить почти все типы SCR. Схема представляет собой простую схему для демонстрации основного переключающего действия SCR. Подключите тиристор к цепи, как показано на схеме, и включите S2. Лампа не должна гореть. Теперь нажмите кнопочный переключатель S1 ON, и вы увидите, как загорится лампа, указывающая на включение SCR.Лампа останется включенной, даже если кнопка S1 будет отпущена (указывает на фиксацию). Если вышеуказанные проверки положительны, мы можем сделать вывод, что SCR в порядке.

Похожие сообщения

Беспроводной измеритель напряжения сети.

Как проверить полевые транзисторы-Jfet и Mosfet

2.11: Тиристоры - Workforce LibreTexts

Шокли предложил четырехслойный диодный тиристор в 1950 году.Это было реализовано только спустя годы в компании General Electric. Теперь доступны SCR для регулирования уровней мощности от ватт до мегаватт. Самые маленькие устройства, упакованные как малосигнальные транзисторы, переключают 100 миллиампер при напряжении около 100 В переменного тока. Самые большие упакованные устройства имеют диаметр 172 мм, коммутируют 5600 А при 10 000 В переменного тока. SCR наивысшей мощности может состоять из цельной полупроводниковой пластины диаметром несколько дюймов (100 мм).

Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR): (a) профиль легирования, (b) эквивалентная схема BJT.

Кремниевый управляемый выпрямитель представляет собой четырехслойный диод с подключением затвора, как показано на рисунке выше (а). При включении он проводит как диод для одной полярности тока. Если не сработал, он не проводит. Работа объяснена в терминах эквивалента составного подключенного транзистора на рисунке выше (b). Положительный сигнал запуска подается между выводами затвора и катода. Это заставляет транзистор, эквивалентный NPN, проводить. Коллектор проводящего транзистора NPN тянет низкий уровень, перемещая базу PNP в направлении ее напряжения коллектора, что заставляет PNP проводить.Коллектор проводящего PNP тянет вверх, перемещая основание NPN в направлении его коллектора. Эта положительная обратная связь (регенерация) усиливает уже проводимое состояние NPN. Более того, NPN теперь будет проводить даже при отсутствии стробирующего сигнала. Как только SCR проводит, он продолжает работать до тех пор, пока присутствует положительное анодное напряжение. Для показанной батареи постоянного тока это навсегда. Однако тиристоры чаще всего используются с переменным током или пульсирующим постоянным током. Проводимость прекращается с истечением положительной половины синусоиды на аноде.Более того, наиболее практичные схемы SCR зависят от цикла переменного тока, идущего от нуля до отсечки, или переключает SCR.

На рисунке ниже (а) показан профиль легирования SCR. Обратите внимание, что катод, который соответствует эквивалентному эмиттеру NPN-транзистора, сильно легирован, как указывает N + . Анод также сильно легирован (P + ). Это эквивалентный эмиттер PNP-транзистора. Два средних слоя, соответствующие базовым и коллекторным областям эквивалентных транзисторов, менее легированы: N - и P.Этот профиль в SCR большой мощности может быть распределен по всей полупроводниковой пластине значительного диаметра.

Тиристоры: (a) поперечное сечение, (b) символ кремниевого выпрямителя (SCR), (c) символ запорного тиристора (GTO).

Схематические символы для SCR и GTO показаны на рисунках выше (b и c). Основной символ диода указывает на то, что проводимость от катода к аноду однонаправлена, как у диода. Добавление вывода затвора указывает на контроль проводимости диода.Выключатель выключения затвора (GTO) имеет двунаправленные стрелки вокруг вывода затвора, указывающие на то, что проводимость может быть отключена отрицательным импульсом, а также инициирована положительным импульсом.

В дополнение к повсеместно используемым SCR на основе кремния были произведены экспериментальные устройства из карбида кремния. Карбид кремния (SiC) работает при более высоких температурах и обладает большей теплопроводностью, чем любой металл, уступая алмазу. Это должно позволить использовать устройства с физической мощностью меньше или с большей мощностью.

Обзор

  • SCR - наиболее распространенный представитель семейства тиристорных четырехслойных диодов.
  • Положительный импульс, приложенный к затвору SCR, запускает его в состояние проводимости. Проводимость продолжается, даже если стробирующий импульс удален. Проводимость прекращается только тогда, когда напряжение между анодом и катодом падает до нуля.
  • SCR
  • чаще всего используются с источником переменного тока (или пульсирующим постоянным током) из-за непрерывной проводимости.
  • Выключатель выключения затвора (GTO) может быть выключен подачей отрицательного импульса на затвор.
  • Выключатель
  • SCR мегаватт мощности, до 5600 А и 10 000 В.

SCR Тиристорный регулятор фазы | Схема

Фазовое регулирование - это наиболее распространенный метод, используемый при регулировании мощности тиристоров. Там, где используются методы управления фазой, используется только часть волны переменного тока. Тиристорные устройства блокируют проводимость до тех пор, пока они не перейдут во включенное состояние.

Срабатывание тиристора может произойти в любой момент в течение данного полупериода. Чем дольше задерживается срабатывание, тем ниже будет напряжение нагрузки.

Использование тиристора, такого как тиристор, тиристор GTO или симистор с подходящей схемой запуска, позволит бесконечно изменять напряжение нагрузки от нуля до максимально доступного значения.

Напряжение нагрузки фактически регулируется углом срабатывания тиристора α. Угол срабатывания - это показатель задержки срабатывания, который измеряется в электрических градусах. Когда напряжение нагрузки максимально, угол срабатывания равен нулю.

Методы фазового регулирования могут быть одинаково хорошо применены к нагрузкам постоянного и переменного тока, питаемых от источника переменного тока.В случае нагрузок постоянного тока изменяется среднее напряжение нагрузки, в то время как в случае нагрузок переменного тока изменяется среднеквадратичное напряжение нагрузки. В обоих случаях это приводит к колебаниям средней мощности нагрузки.

На рисунке 1 показаны типичные формы сигналов напряжения нагрузки для управляемой нагрузки постоянного тока, где используются методы управления фазой.

Рис. 1 Формы напряжения для нагрузки постоянного тока с фазовым управлением

Из этих форм сигналов обратите внимание, что для высокой мощности нагрузки угол запуска мал, а угол проводимости θ , период, в течение которого тиристор проводит, большой.Для малой мощности нагрузки α является большим, а θ - малым. По мере увеличения угла триггера угол проводимости уменьшается. Для цепей с однофазным питанием и резистивной нагрузкой:

На рисунке 2 показаны типичные формы сигналов для ситуации, когда для управления мощностью в нагрузке переменного тока используются методы управления фазой. Принципы идентичны принципам применения постоянного тока, с той лишь разницей, что ток нагрузки является двунаправленным.

Рисунок 2 Формы напряжения для нагрузки переменного тока с фазовым управлением

Преимущества фазового управления:

  • Широкий спектр применений, от очень низкой до очень высокой мощности
  • Высокая эффективность
  • Малый размер, компактность в оснащении
  • Умеренная стоимость.

Фазовое управление имеет два основных недостатка:

  • Изрезанная форма волны создает гармоники (кратные частоте питания), которые отражаются обратно в систему питания.Эти гармоники могут в крайних случаях мешать работе другого оборудования.
  • Быстрое переключение тиристоров вызывает очень быстрое увеличение тока нагрузки, вызывая высокочастотные колебания. Частота этих колебаний обычно находится в диапазоне AM-вещания и может создавать помехи для оборудования связи, работающего на этих частотах. Колебания, называемые радиочастотными помехами (RFI), могут излучаться напрямую, но также могут проникать в систему питания. Радиопомехи, создаваемые тиристорными цепями, возрастают по мере приближения угла триггера к 90 °.Он минимален, когда срабатывание происходит при 0 ° или 180 °. Возврат радиопомех в систему питания можно предотвратить с помощью схем подавления радиопомех, как показано на фиг. , , , 3, .

Рис. 3 Подавление радиопомех

На радиочастотах конденсатор обеспечивает путь с низким сопротивлением, по которому радиопомехи, генерируемые тиристором, возвращаются в тиристор. Для частот линий электропередачи конденсатор имеет высокий импеданс и не влияет на работу электрического оборудования.

Катушка индуктивности обеспечивает путь с высоким сопротивлением для высокочастотных колебаний, пытающихся проникнуть в источник питания. На частотах линии электропередачи он обеспечивает минимальное сопротивление и не влияет на работу электрического оборудования.

Полупериодный управляемый выпрямитель - однофазный

Функция этой схемы заключается в управлении средним значением мощности в нагрузке постоянного тока, питаемой от источника переменного тока. Это достигается за счет управления средним значением напряжения нагрузки с использованием методов управления фазой.

Конфигурация схемы аналогична однофазному однополупериодному выпрямителю, основное изменение состоит в том, что диод заменен на тиристор. Также должна быть включена цепь запуска для управления SCR. Возможны многие варианты схемы запуска. Будет обсуждаться только одна схема запуска.

Эксплуатация

В схеме этого типа необходимо сконфигурировать схему запуска так, чтобы импульсы запуска могли изменяться от начала положительного полупериода до конца полупериода.Импульсы должны быть синхронизированы с сетью, чтобы при заданной настройке RV 1 задержка запуска была одинаковой в каждом положительном полупериоде.

В цепи в Рисунок 4 , D 1 , R 1 и ZD 1 обеспечивают регулируемое питание для цепи триггера UJT. Цепь триггера подключена так, что при срабатывании тринистора триггерная цепь эффективно замыкается накоротко из-за очень низкого прямого падения напряжения на проводящем тиристоре.Это приводит к:

  • Только один запускающий импульс в каждом положительном полупериоде
  • Время, необходимое конденсатору для достижения пикового напряжения и, следовательно, заставляет UJT запускать SCR, одинаковое в каждом положительном полупериоде.

Рисунок 4 Однофазный полуволновой управляемый выпрямитель

По мере того, как напряжение на конденсаторе поднимается до пикового напряжения UJT, увеличивается, срабатывание SCR задерживается на каждом плюсе. полупериод, вызывающий снижение среднего напряжения нагрузки.Угол срабатывания регулируется настройкой на RV 1 . По мере увеличения RV 1 постоянная времени в цепи триггера увеличивается, увеличивая угол триггера. Аналогично, если настройка на RV 1 уменьшается, постоянная времени и угол срабатывания триггера уменьшаются.

Когда RV 1 имеет минимальное значение, угол срабатывания будет равен нулю, а напряжение нагрузки будет максимальным.

Это значение идентично значению, полученному от неуправляемого однофазного полуволнового выпрямителя.

Когда RV 1 установлено на максимальное значение, угол срабатывания будет 180 °, а напряжение нагрузки будет нулевым. Для углов срабатывания от 0 ° до 180 ° напряжение нагрузки определяется по формуле:

Пример 1

Определите напряжение нагрузки постоянного тока, подаваемое от однофазного полуволнового выпрямителя, где переменный ток входное напряжение - 240 В, угол срабатывания - 60 °.

Пиковое обратное напряжение, которому подвергается SCR, также важно и находится из:

Пример 2

В Примере 1 входное напряжение переменного тока составляло 240 В. Определите требуемый номинал PRV. ЮКЖД.

Управляемый однофазный полуволновой выпрямитель имеет недостатки, аналогичные недостаткам неуправляемого однофазного полуволнового выпрямителя. Наиболее важными из них являются:

  • Низкий выход постоянного тока для данного входа переменного тока
  • Низкая частота пульсаций и «грубая» форма волны напряжения нагрузки
  • Насыщение сердечника питающего трансформатора при высоком токе нагрузки.

Формы сигналов

Рисунок 5 показывает типичные формы сигналов для схемы в Рисунок 4 , когда угол запуска установлен на 60 °.

Рис. 5 Формы сигналов однофазного полуволнового управляемого выпрямителя

Из-за характера формы сигнала напряжения нагрузки и других недостатков однофазный полуволновой управляемый выпрямитель находит мало применений в промышленности. Напротив, многофазные выпрямители с полуволновым управлением широко используются.

Полноволновой управляемый выпрямитель - однофазный

Эта схема выпрямителя преодолевает основные недостатки полуволнового управляемого выпрямителя. Единственный способ добиться дальнейшего улучшения характеристик - это использовать многофазные выпрямители.

Однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель представляет собой мостовой выпрямитель, однако он может иметь одну из следующих форм:

  • Два тиристора и два диода - полууправляемый мост
  • Четыре тиристора - a полностью управляемый мост.

Здесь будет обсуждаться только полууправляемый мост, потому что полностью управляемый мост не дает никаких преимуществ при питании резистивных нагрузок, но требует более сложной схемы запуска. Полностью управляемые мосты используются в таких приложениях, как управление скоростью двигателя постоянного тока, где требуется рекуперативное торможение.

Полууправляемый мостовой выпрямитель

Полууправляемый мост показан на Рисунок 6.

Рисунок 6 Однофазный полууправляемый мостовой выпрямитель

В этой схеме ток нагрузки за один полупериод подается через SCR 1 и D 2 , причем SCR 2 и D 1 имеют обратное смещение.В следующем полупериоде ток нагрузки подается через SCR 2 и D 1 с SCR 1 и D 2 с обратным смещением. Ток нагрузки, конечно, не может течь, пока соответствующий тиристор не перейдет во включенное состояние.

SCR и диоды в этой цепи работают с 50-процентным рабочим циклом; то есть они проводят только 50 процентов времени. Этот факт можно принять во внимание с некоторой степенью осторожности при выборе номинального тока для тиристоров и диодов для конкретного применения.

Способ, которым схема запуска сконфигурирована в этой схеме, таков, что каждый SCR будет получать несколько импульсов запуска в каждом полупериоде. Однако это обычно не представляет проблемы, потому что импульс запуска не влияет на проводящий тиристор или на тиристор с обратным смещением.

Как и у полуволнового выпрямителя, выходное напряжение этой цепи регулируется потенциометром в цепи триггера.

Когда α = 0 °, напряжение нагрузки является максимальным, и:

Когда α = 180 °, напряжение нагрузки равно нулю.Для углов срабатывания от 0 ° до 180 ° напряжение нагрузки может быть определено из следующего выражения:

Пример 3

Определите напряжение нагрузки постоянного тока, подаваемое от однофазного полууправляемого мостового выпрямителя, где вход переменного тока напряжение составляет 240 В, а угол срабатывания установлен на 60 °.

SCR и диоды в этой схеме подвергаются тому же самому PRV, что и диоды в однофазном неуправляемом мостовом выпрямителе, то есть:

Пример 4

В схеме Рисунок 6 входное напряжение переменного тока составляет 240 В.Определите требуемый номинал PRV тиристоров и диодов.

Обратите внимание, что выходное напряжение для этой схемы в два раза больше, чем у полуволнового управляемого выпрямителя для того же угла запуска. Управляемый мостовой выпрямитель лучше подходит и обычно используется для питания нагрузок малой и средней мощности.

Схема на рисунке 6 может быть изменена, чтобы настроить схему запуска так, чтобы в каждом полупериоде подавался только один импульс запуска, как на рисунке Рисунок 7 .Оба SCR по-прежнему срабатывают одновременно; однако включится только SCR с прямым смещением.

Рисунок 7 Однофазный полууправляемый мостовой выпрямитель с модифицированной схемой запуска

Формы сигналов

Типичные формы сигналов для однофазной схемы мостового выпрямителя с полууправлением, где угол запуска установлен на 60 ° , показаны на рисунке Рисунок 8 .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *