НАПІВПРОВІДНИКОВІПРИЛАДИ ТА ЇХ СТИСЛА ХАРАКТЕРИСТИКА

Схема вмикання тиристора зображена на рис. 2.37.

Якщо подати в керуюче коло імпульс прямої напруги, тиристор вмикається і залишається увімкненим після зняття сигналу керування.

Вимкнути тиристор можна лише зниженням струму у його анодному колі нижче струму утримання/_т.

У колах постійного струму

'VS1

я„

и_А

а)

Рис. 2.38 - Однофазний регулятор: а) електрична схема; б) часові діаграми роботи

Рис. 2.36 - BAX тиристора вимикання тиристора здійснюється шляхом вмикання паралельно тиристору попередньо зарядженого конденсатора з напругою, полярність якої зворотна щодо тиристора (примусова комутація). У колах змінного струму вимикання тиристора здійснюється природно в момент проходження струму через нуль (невиму-Рис. 2.37 - Найпростіша шена комутація) - тому найширшого вико-схемавмиканнятиристора ристання тиристори набули саме у колах змінного струму у якості напівкерованих електронних перемикачів.

На рис. 2.38 наведено схему найпростішого однофазного регулятора та часові діаграми його роботи. Змінюючи затримку подачі сигналу керування відносно переходунапруги мережі U через нуль - кут регулювання а. - від 0 до я, можна регулювати напругу на навантаженні U від нуля до максимуму.

Тиристори мають багато параметрів (біля ста). Наведемо основні з них.

1) Статичніпараметри:

- струм вмйісання,/;

- струм утримання (мінімальний прямий струм увімкненого тирис
тора при розімкненому колі керування, при подальшому зниженні якого
тиристор переходить у непровідний стан), становить (0,01 + 0,7) А;

- порогова напруга U_n, становить до 2 В.

2) Граничні параметри:

- максимально допустиме значення середнього струму через тирис
тор за певних умов охолодження /,, складає (0,1+2000) А;

- максимально допустиме амплітудне значення зворотної напруги
t^=(100 + 24000)B;

- струм робочого перевантаження, сягає 3/,;

- ударний струм у відкритому стані, що не повторюється, сягає 20/ ;

- допустима середня потужність втрат у відкритому стані.

3) Динамічні параметри:

- час вмикання т (час переходу тирис
тора з непровідного стану у провідний), що
становить (1 *• 10 ) мкс;

- час вимикання т_яи)І (мінімальний про
міжок часу між проходженням через нуль
прямого струму та повторним прикладен
ням напруги до тиристора (див. рис. 2.39),
Що не викликає самовільного вмикання

приладу - час відновлення запірних власти- Рис. 2.39 - Часова діаграма
востей), становить (10 н- 500) мкс; вимикання тиристора

- допустима швидкість зростання відновлюваної напруги на тиристорі,
Що не призводить до його самовільного вмикання за рахунок ємнісного
^струму зміщення структури (яка являє собою паразитний конденсатор) та

внутрішнього додатного зворотного зв'язку (du/dt)_Knm =20 - 500 В/мкс (для гарантованого забезпеПРчення неперевищення їїдопустимого значення паралельно з тиристором зазвичай вмикають ЛС-ланцюжок);

- допустима швидкість зростання прямого струму, що не призво
дить до виходу тиристора з ладу за рахунок локального перегріву струк
тури (di/dt)_Kpum =lO-7QA/MKC (длягарантованогозабезпеченняне-
перевищення її допустимого значення послідовно з тиристором вми
кають невелику індуктивність - дросель).

4) Параметри кола керування:

- це значення постійного та імпульсного струмів кола керування при
напрузі джерела у ньому 12 В, та відповідні їм падіння напруги в колі
керування.

Слід зазначити, що тривалість імпульсу керування повинна бути більшою за час вмикання тиристора - звичайно становить (15 + 20) мкс для активного навантаження.

Симістор або симетричний тиристор - прилад, який є керованим як при позитивній, так і при негативній напрузі на ньому. BAX симіс-тора та його умовне позначення наведено на рис. 2.40. Прилад являє собою п'ятишарову структуру. Його параметри подібні до параметрів три-ністора.

Анод

2.6.3. Спеціальні типи тиристорів (симістор, фототиристор, двоопераційний тиристор, оптронний тиристор)

Керуючий електрод

Рис. 2.40 - BAX симістора та його умовне позначення

2. НАПІВПРОВІДНИКОВІПРИЛАДИ ТА ЇХСТИСЛА ХАРАКТЕРИСТИКА

Фототиристор - прилад, що керується світловим потоком. Параметри його силового кола приблизно такі ж, як і у триністора. Умовне позначення фототиристора наведене на рис. 2.41,a.

Двоопераційний тиристор - прилад, який не тільки вмикається, але й вимикається керуючим сигналом: вмикається як звичайний тиристор, а вимикається подачею в коло керування імпульсу від'ємної напруги, чим забезпечується переривання струму в структурі. Умовне позначення двоопераційного тиристора наведене на рис. 2.41,6.

Оптроний тиристор - це поєднання світлодіода та фототиристора в одному корпусі. Якщочерез світлодіод пропускати струм (під дією UJ, він генеруватиме світловий потік, який, падаючи на структуру тиристора в зоні керуючого^-/? переходу, призведе до генерації в НП вільних носіїв заряду. Ці носії під дією прикладеної до тиристора напруги створюють струм керування і тиристор вмикається. Головна перевага опт-ронних тиристорів - це відсутність гальванічного зв'язку між колом керування та силовим колом. Умовне позначення оптронного тиристора наведене на рис. 2.41,e.

Анод

------ о Катод

а) б) в)

Рис. 2.41 - Умовні позначення фототиристора (а), двоопераційного (6)

та оптронного (в) тиристорів

Наявність у тиристорів внутрішнього додатнього зворотного зв'язку (зона від'ємного опору на BAX) надає їм ряд важливих властивостей. Головне: для вмикання тиристора достатньо в його коло керування подати короткий імпульс струму невеликої потужності. Далі відкритий стан підтримується за рахунок внутрішнього додатного зв'язку. Тому тиристори мають дуже великий коефіцієнт підсилення за потужністю (Десятки тисяч).

Порівняно з транзисторами, тиристори більш стійкі до переван-^Тажень, але мають досить вузький діапазон робочих частот (до сотень герц).

2.6.4. Електростатичні тиристори

Окрім розглянутих вище, в останній час в енергетичній електроніці використовують і деякі новітні види тиристорів, що з'явилися завдяки досягненням напІвпровідниковоїтехнології. Це, наприклад, електростатичні тиристори (або SITh -тиристори - Static Induction Thyristor). Технологія їх виготовлення настільки складна, що опанована у світі лише декількома фірмами. Відповідно, їх вартість досить висока.

Еквівалентна схема і позначення такого тиристора наведені на рис. 2.42. У нормальному стані він проводить струм. Вимикання здійснюється подачею на керуючий електрод негативної відносно до катода напруги.

Анод

о Катод

о Затвор Затвор

Анод

Катод

Анод

Затвор

Затвор о

Катод

Рис. 2.42 - Еквівалентна схема (а) і позначення (б) електростатичного

тиристора

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒