Тиристор в цепи постоянного тока схема: 15.4. Закрывание тиристора в цепи постоянного тока

15.4. Закрывание тиристора в цепи постоянного тока

Как было отмечено выше, в схеме выпрямителя тиристор автоматически закрывается при поступлении отрицательной полуволны синусоиды (смене полярности напряжения анод-катод). Если же тиристор применяется в цепях постоянного тока, смены полярности не происходит, и для закрывания тиристора приходится применять специальные схемы запирания, в которых формируется или встречный ток, или встречное напряжение. Схемы запирания тиристора представлены на рис. 15.6.

а)	б)

Рис. 15.6. Схемы запирания тиристоров в цепях постоянного тока:

а – схема встречного напряжения; б – схема встречного тока

Каждая схема содержит коммутирующий конденсатор С, который предварительно заряжается от дополнительного источника питания.

В момент времени, когда нужно закрыть тиристор, замыкается ключ К, в качестве которого может быть использован дополнительный тиристор или транзистор.

На схеме встречного напряжения конденсатор разряжается на тиристор, в результате чего к тиристору прикладывается встречное напряжение. Закрываются переходы П1 и П3, рассасываются заряды в переходе П2, и тиристор закрывается. Главное условие – запасённого в конденсаторе С заряда должно хватить, чтобы поддерживать достаточное по величине встречное напряжение на время завершения переходного процесса закрывания тиристора (см. раздел 14.2). Преимущество схемы – простое исполнение. Недостаток – в момент коммутации происходит бросок напряжения в нагрузке на величину напряжения заряженного конденсатора С.

На схеме встречного тока конденсатор разряжается на трансформатор тока, включённый в анодную цепь тиристора. На вторичной обмотке трансформатора формируется ток, направленный встречно току анодной цепи тиристора.

В результате ток становится меньше тока удержания, рассасываются заряды в переходе П2, и тиристор закрывается. Главное условие – запасённого в конденсаторе С заряда должно хватить, чтобы поддерживать достаточный по величине встречный ток на время завершения переходного процесса закрывания тиристора. Преимущество схемы — в момент коммутации не происходит броска напряжения в нагрузке. Недостаток – применение трансформатора тока (трудность технологического исполнения и большая стоимость изделия).

Контрольные вопросы

1. Приведите примеры использования динистора и тиристора в электронных схемах?

2. Нарисуйте схему ГПН и поясните принцип работы.

3. Чем отличается регулируемый выпрямитель от нерегулируемого? Напишите формулу регулировочной характеристики.

4. Почему в схеме управляемого выпрямителя тиристор закрывается автоматически?

5. Как происходит закрывание тиристора в цепях постоянного тока? Какие схемы применяются для этого?

Лекция 16.

Запираемые тиристоры. Симметричные тиристоры – симисторы

16.1. Запираемые тиристоры

Тиристор, способный не только открываться, но и закрываться под воздействием сигнала на управляющем электроде, называется запираемыйтиристор. Условное графическое обозначение и схема замещения запираемого тиристора представлены на рис. 16.1.

а)	б)

Рис. 16.1. Запираемый тиристор:

а – условное графическое обозначение; б – схема замещения

Рассмотрим принцип работы запираемого тиристора, воспользовавшись схемой замещения. Согласно выражению (14.3) ток во внешней цепи зависит от коэффициентов передачи тока эмиттера транзисторов VT1 иVT2. Ток управленияI_У, поступая на базу транзистораVT2, увеличивает для него ток базы и коэффициент передачи тока₂. Тиристор открывается, когда 1 – (₁+₂) = 0. Более конкретно это описывается выражением

. (16.1)

Если теперь ток управления уменьшить до нуля (I_У= 0), тиристор останется открытым, при условии, что ток анода будет больше тока удержания.

Для закрывания тиристора на управляющий электрод необходимо подать напряжение отрицательной полярности. Тогда ток коллектора VT1 будет протекать по цепи управляющего электрода, а ток базы транзистораVT2 уменьшится, что приведёт к снижению коэффициентов передачи тока

1и₂и прекращению регенеративного процесса. ТранзисторVT2 можно вывести из насыщения при условии

, (16.2)

где I_З– ток запирания тиристора по управляющему электроду.

Способность тиристора к запиранию по управляющему электроду характеризуется коэффициентом запирания

. (16.3)

Из выражения (16.3) следует, что коэффициент запирания зависит от коэффициентов передачи тока ₁и₂и будет тем больше, чем больше₂. Это означает, что чем меньше степень насыщения перехода П2 тиристора, тем легче его закрыть по сигналу управляющего электрода. Степень насыщения перехода П2 зависит от тока через тиристор в открытом состоянии, поэтому коэффициент запирания также будет зависеть от тока анода тиристора (рис. 16.2)

Рис. 16.2. Зависимость коэффициента запирания от тока анода

Схема управления запираемым тиристором должна формировать импульсы положительной (для открывания) и отрицательной (для закрывания) полярности относительно катода. Наиболее просто это можно сделать, если в цепь управляющего электрода включить конденсатор (рис. 16.3).

Рис. 16.3. Простейшая схема управления запираемым тиристором

При разомкнутом ключе К конденсатор С заряжается через резистор R1, и на управляющий электрод тиристора поступает импульс положительной полярности. Когда процесс заряда конденсатора закончится, ток управляющего электрода станет равным нулю. Если теперь замкнуть ключ К, начнётся разряд конденсатора С через резисторR2, и на управляющий электрод тиристора поступит импульс отрицательной полярности. Чтобы произошло закрывание тиристора, необходимо выполнить условие

;, (16.4)

где U_З– напряжение на управляющем электроде, необходимое для запирания тиристора;

I_З– ток управляющего электрода, необходимый для запирания тиристора;

t_З– длительность запирающего импульса.

Существуют более сложные схемы управления, в которых для запирания тиристора применяется отдельный источник питания, а также специальные драйверы управления, как, например, в мощных запираемых тиристорах, сведения о которых можно прочитать в литературе [6, 11, 17].

Принципы создания полупроводниковых аппаратов постоянного тока

Переключение тиристора в проводящее состояние осущест­вляется подачей на его вход управляющего сигнала с опреде­ленной длительностью и амплитудой. После снятия управляю­щего импульса тиристор остается включенным неограниченно долго, если ток в анодной цепи его не снижается до величины, меньшей тока удержания

I_уд.

Поэтому при использовании тиристоров в качестве коммутирующих элементов не только для за­мыкания, но и для размыкания цепей постоянного тока необхо­димо прибегать к искусственным мерам, обеспечивающим кратковременное прерывание тока в анодной цепи тиристоров или уменьшение его до значений I_a< I_уд.

Практически это может быть реализовано с помощью про­стых схем, приведенных на рис. 8.1. В схеме на рис. 8.1, а от­ключение тока нагрузки осуществляется размыканием механи­ческого контакта S1, включенного последовательно с тиристором VS. По истечении времени, достаточного для восстановле­ния управляемости тиристором, контакт

S1 может быть вновь замкнут. Цепь при этом остается разомкнутой, так как тиристор находится  в выключенном состоянии. Аналогично схема работает и при кратковременном шунтировании тиристора за­мыкаемым контактом S2, подсоединение которого на рис. 8.1, а показано штриховыми линиями. В обоих случаях через механи­ческие контакты протекает полный ток нагрузки, и они должны быть на него рассчитаны. Недостатком подобных схем является также то, что тиристоры в них при возврате контактов в исход­ное состояние подвергаются воздействию прямого напряжения с высокими значениями скорости нарастания  dufdt.

Улучшенным вариантом исполнения коммутационного уст­ройства является схема, приведенная на рис. 8.1, б. Рассмотрим последова­тельность ее работы. В исходном состоянии тиристор закрыт, напряжение на нагрузке R_н и конденсаторе С_к отсутст­вует.

Включение схемы осуществляется управляющим сигналом, который необходимо подать на управляющий электрод тиристора. При этом одновременно с током нагрузки I_н = U/R_н через тиристор протекает ток зарядки конденсатора С_к.

Конденсатор заряжается с указанной на рисунке полярно­стью за время, определяемое постоянной времени цепи t = R₁ С_к.

Последующим замыканием контакта S заряженный практи­чески до напряжения источника питания конденсатор С_к под­ключается параллельно тиристору. Он начинает разряжаться. Причем ток разрядки протекает через тиристор в направлении, противоположном анодному току. При превышении током i_C, анодного тока I_н создаются условия для выключения тиристора и обесточивания нагрузки. Такой способ вы­ключения тиристора, называемый принудительным (искусствен­ным) емкостным, является предпочтительным, так как позво­ляет уменьшить время восстановления управляемости тиристора и скорость приложения напряжения в прямом направлении не­посредственно после коммутации тока.

Управление двигателем постоянного тока с помощью тиристора

Тиристоры представляют собой полупроводниковые устройства, предназначенные для коммутации больших мощностей. Как и тиристоры, транзисторы также используются в качестве переключающих устройств. Транзисторы — это крошечные электронные компоненты, которые изменили мир. Мы можем найти их в каждом устройстве, таком как телевизоры, мобильные телефоны, ноутбуки, калькуляторы, наушники и т. д. Текущий. Основные разница между транзистором и тиристором составляет . Транзистору требуется постоянное питание, чтобы оставаться включенным, но в случае тиристора нам нужно запустить его только один раз, и он останется включенным. Для приложений, таких как схема сигнализации, которая должна срабатывать один раз и оставаться включенной навсегда, мы не можем использовать транзистор. Итак, для преодоления этих проблем мы используем Тиристор .

Тиристор работает только в режиме переключения. Тиристор может использоваться для управления большими постоянными токами и нагрузками. Тиристор ведет себя как Электронная защелка при использовании в качестве переключателя, потому что при однократном срабатывании она остается в состоянии проводимости до тех пор, пока не будет сброшена вручную. В этом проекте мы собираемся показать вам , как управлять нагрузкой или двигателем постоянного тока с помощью тиристора . Вы можете заменить двигатель постоянного тока любой другой нагрузкой постоянного тока и управлять любой цепью постоянного тока.

 

Необходимый материал

• Источник питания 9 В постоянного тока
• Тиристор – TYN612
• Двигатель постоянного тока (в качестве нагрузки постоянного тока)
• Резистор (510, 1 кОм)
• Переключатель
• Кнопка
• Соединительные провода

 

Схема цепи

Переключатель S1 в цепи используется для сброса цепи или для выключения тиристора. Кнопка Push S2 используется для запуска тиристора путем подачи импульса затвора через него. Положение переключателя S1 можно заменить нормально разомкнутым переключателем на тиристоре.

 

Тиристор — TYN612

Здесь, в названии Тиристор TYN612 , «6» указывает значение повторяющегося пикового напряжения в закрытом состоянии, V _DRM и V _RRM равно «1000 В» и значение среднеквадратичного значения тока в открытом состоянии, I _{T (RMS)} , составляет 12 А. Тиристор TYN612 подходит для всех режимов управления, таких как защита от перенапряжения, схема управления двигателем, схемы ограничения пускового тока, схемы зажигания емкостного разряда и схемы регулирования напряжения. . Диапазон тока срабатывания затвора (I _GT ) составляет от 5 мА до 15 мА. Диапазон рабочих температур от -40 до 125 °C.

Схема контактов тиристора TYN612

 

Конфигурация контактов тиристора TYN612

0

Номер контакта.

Название контакта	Описание
1	К	Катод тиристора
2	А	Анод тиристора
3	Г	Тиристорные ворота, используемые для срабатывания

 

Управление двигателем постоянного тока с помощью тиристорной схемы

Первоначально переключатели S1 и S2 остаются в нормально замкнутом и нормально разомкнутом состоянии соответственно. Когда питание включено, тиристор остается смещенным в обратном направлении до подачи импульса затвора. Для подачи стробирующего импульса мы должны использовать кнопку S2. Когда переключатель S2 замыкается, SCR включается и фиксируется, даже если мы отпускаем кнопку S2.

Если тиристор самостоятельно зафиксировался во включенном состоянии, единственный способ отключить тиристор от проводимости — отключить подачу питания. Для этого мы используем переключатель S1, который отключает питание схемы, а тиристор сбрасывается или выключается.

Сопротивление R1 используется для обеспечения достаточного тока затвора для включения SCR. Сопротивление R2 используется для уменьшения чувствительности затвора и увеличения способности dv/dt. Таким образом, он предотвращает ложное срабатывание тиристора. Узнайте больше о тиристорах и способах их срабатывания здесь.

Управление двигателем постоянного тока с помощью тиристора / SCR

5 месяцев назад 9 января 2020 г. Анас Эджаз

12 466 просмотров

Тиристор представляет собой четырехслойный полупроводниковый прибор, проводящий ток только в одном направлении. Он действует как бистабильный переключатель и работает только тогда, когда на вентиль поступает текущий триггер. После срабатывания тиристора он остается в состоянии проводимости, пока мы не сбросим его вручную.

Цепи тиристорного переключения можно использовать для управления гораздо большими нагрузками, такими как лампы, двигатели, нагреватели и т. д. В этом руководстве мы покажем, как управлять Двигатель постоянного тока с использованием тиристора TYN612. Двигатель запустится, когда мы подадим импульс на его клемму затвора.

Buy From Amazon

Hardware Required

The following components are required to make a DC Motor Control circuit

S.No	Components	Value	QTY
1	TYN612 Тиристор		1
2	Двигатель постоянного тока		1
3	Resistor	510 ohm, 1k	1
4	Switch		1
5	Battery	9V	1
6	Джампер -провода		—
7	Plow		1

Tyn612RIED DINELEEL.

0007

Цепь управления двигателем постоянного тока

Соединения

1. Поместите тиристор на макетную плату и подключите катодную клемму к GND.
2. Подсоедините одну клемму двигателя постоянного тока к клемме Anode тиристора, а другую клемму к переключателю.
3. Подсоедините вывод затвора тиристора к резистору и нажмите кнопку, как показано на принципиальной схеме.
4. Для проверки цепи подключите аккумулятор и замкните переключатель S1. Если вы хотите запустить двигатель, нажмите кнопку, а чтобы выключить двигатель, разомкните переключатель S1.

Пояснение к работе

В этой схеме переключатель S1 используется для СБРОСА или ВЫКЛЮЧЕНИЯ цепи. Когда переключатель S1 замкнут, двигатель не запустится, пока не будет нажата кнопка. Кнопка используется для запуска тиристора путем подачи импульса на клемму затвора тиристора. Как только на затвор подается импульс, тиристор начинает работать, и двигатель включается.