Tyrystor - element elektroniczny wykonany na bazie materiałów półprzewodnikowych, może składać się z trzech lub więcej połączeń pn i ma dwa stany stabilne: zamknięty (niski przewodnictwo), otwarty (wysoki przewodnictwo).

Jest to sucha formuła, która dla tych, którzy dopiero zaczynają opanować elektrotechnikę, absolutnie nic nie znaczy. Przeanalizujmy zasadę działania tego elementu elektronicznego dla zwykłych ludzi, że tak powiem, dla manekinów i gdzie można je zastosować. W rzeczywistości jest to elektroniczny analog przełączników, których używasz na co dzień.

Istnieje wiele rodzajów tych elementów, które mają różne cechy i mają różne zastosowania. Rozważ konwencjonalny tyrystor jednokierunkowy.

Metodę oznaczania na schematach pokazano na rycinie 1.

Element elektroniczny ma następujące wnioski:

  • anoda - pozytywny wniosek;
  • katoda - wniosek negatywny;
  • elektroda kontrolna G.

Zasada działania tyrystora

Głównym zastosowaniem tego typu elementu jest tworzenie na ich podstawie tyrystorowych przełączników mocy do przełączania dużych prądów i ich regulacji. Włączanie odbywa się za pomocą sygnału przesyłanego do elektrody kontrolnej. Jednocześnie element nie jest w pełni kontrolowany, a do jego zamknięcia konieczne jest zastosowanie dodatkowych środków, które zapewnią, że napięcie spadnie do zera.

Jeśli powiemy, jak tyrystor działa w prostych słowach, to analogicznie do diody może przewodzić prąd tylko w jednym kierunku, więc podłączając go, należy przestrzegać właściwej polaryzacji . Po przyłożeniu napięcia do anody i katody element ten pozostanie zamknięty, dopóki odpowiedni sygnał elektryczny nie zostanie przyłożony do elektrody kontrolnej. Teraz, niezależnie od obecności lub braku sygnału sterującego, nie zmieni swojego stanu i pozostanie otwarty.

Warunki zamknięcia tyrystora:

  1. Usuń sygnał z elektrody kontrolnej;
  2. Zmniejszyć napięcie na katodzie i anodzie do zera.

W przypadku sieci prądu przemiennego spełnienie tych warunków nie powoduje szczególnych trudności. Napięcie sinusoidalne, zmieniające się z jednej wartości amplitudy na drugą, zmniejsza się do zera, a jeśli w tym momencie nie będzie sygnału sterującego, tyrystor zamknie się.

W przypadku zastosowania tyrystorów w obwodach prądu stałego do wymuszonego przełączania (zamykania tyrystora) stosuje się szereg metod, z których najczęściej stosuje się kondensator, który został wstępnie naładowany. Obwód z kondensatorem jest podłączony do obwodu sterującego tyrystora. Kiedy kondensator zostanie podłączony do obwodu, nastąpi wyładowanie do tyrystora, prąd rozładowania kondensatora zostanie skierowany przeciwnie do prądu stałego tyrystora, co doprowadzi do zmniejszenia prądu w obwodzie do zera i tyrystor zamknie się.

Możesz pomyśleć, że użycie tyrystorów jest nieuzasadnione, czy nie jest łatwiej używać zwykłego klucza? Ogromnym plusem tyrystora jest to, że pozwala on przełączać ogromne prądy w obwodzie anodowo-katodowym za pomocą nieistotnego sygnału sterującego podawanego do obwodu sterującego. W takim przypadku nie występuje iskrzenie, co jest ważne dla niezawodności i bezpieczeństwa całego obwodu.

Obwód włączenia

Obwód sterujący może wyglądać inaczej, ale w najprostszym przypadku obwód włącznika tyrystorowego ma postać pokazaną na rysunku 2.

Żarówka L jest podłączona do anody, a dodatni zacisk zasilacza GB jest do niej podłączony przełącznikiem K2. Katoda jest podłączona do minusu mocy.

Po zasileniu przełącznika K2 napięcie akumulatora zostanie przyłożone do anody i katody, ale tyrystor pozostaje zamknięty, lampa nie świeci. Aby włączyć lampę, należy nacisnąć przycisk K1, sygnał przez rezystancję R zostanie dostarczony do elektrody kontrolnej, przełącznik tyrystorowy zmieni swój stan na otwarty, a lampa zapali się. Rezystancja ogranicza prąd dostarczany do elektrody kontrolnej. Ponowne naciśnięcie przycisku K1 nie ma wpływu na stan obwodu.

Aby zamknąć klucz elektroniczny, należy odłączyć obwód od źródła zasilania za pomocą przełącznika K2. Ten typ elementów elektronicznych zostanie zamknięty, a w przypadku spadku napięcia zasilania na anodzie do pewnej wartości, która zależy od jego charakterystyki. W ten sposób możesz opisać, w jaki sposób tyrystor działa na manekiny.

Charakterystyka

Główne cechy to:

  • Maksymalny dopuszczalny prąd przewodzenia jest największą możliwą wartością prądu otwartego elementu;
  • Maksymalny dopuszczalny prąd zwrotny - prąd przy maksymalnym napięciu wstecznym;
  • Napięcie przewodzące - spadek napięcia przy maksymalnym prądzie;
  • Napięcie zwrotne - największa dopuszczalna wartość napięcia w stanie zamkniętym;
  • Napięcie włączenia - najniższe napięcie, przy którym utrzymywana jest sprawność urządzenia elektronicznego;
  • Minimalny i maksymalny prąd elektrody kontrolnej;
  • Maksymalne dopuszczalne rozpraszanie mocy.

Rozważane elementy, oprócz kluczy elektronicznych, są często stosowane w sterownikach mocy, które pozwalają na zmianę mocy dostarczanej do obciążenia poprzez zmianę średnich i skutecznych wartości prądu przemiennego. Wielkość prądu jest regulowana przez zmianę momentu dostarczenia sygnału otwierania do tyrystora (przez zmianę kąta otwarcia). Kąt otwarcia (regulacja) to czas od początku półcyklu do otwarcia tyrystora.

Typy danych elementów elektronicznych

Istnieje wiele różnych rodzajów tyrystorów, ale najczęstsze, oprócz tych, które zbadaliśmy powyżej, są następujące:

  • dynistor - element, którego przełączanie następuje po osiągnięciu określonej wartości napięcia przykładanego między anodą i katodą;
  • triak;
  • opto-tyrystor, którego przełączanie odbywa się za pomocą sygnału świetlnego.

Triaki

Chciałbym bardziej szczegółowo omówić triaki. Jak wspomniano wcześniej, tyrystory mogą przewodzić prąd tylko w jednym kierunku, więc gdy zostaną zainstalowane w obwodzie prądu przemiennego, obwód ten reguluje jeden półcykl napięcia sieci. Aby wyregulować oba półokresy, konieczne jest zainstalowanie kolejnego przeciwbieżnego tyrystora równolegle lub zastosowanie specjalnych obwodów za pomocą mocnych diod lub mostków diodowych. Wszystko to komplikuje obwód, czyniąc go uciążliwym i zawodnym.

Tutaj dla takich przypadków wynaleziono triak. Porozmawiajmy o nim i zasadzie pracy dla manekinów. Główną różnicą między triakami z powyższych elementów jest zdolność do przepuszczania prądu w obu kierunkach. W rzeczywistości są to dwa tyrystory ze wspólnym sterowaniem, połączone przeciwrównolegle (ryc. 3 A).

Symbol graficzny tego elementu elektronicznego pokazano na ryc. 3 V. Należy zauważyć, że niewłaściwe jest nazywanie przewodów zasilających anodą i katodą, ponieważ prąd można przewodzić w dowolnym kierunku, dlatego są one oznaczone T1 i T2. Elektroda sterująca jest oznaczona G. Aby otworzyć triak, konieczne jest podanie sygnału sterującego na odpowiednie wyjście. Warunki dla triaka z jednego stanu do drugiego i odwrotnie w sieciach prądu przemiennego nie różnią się od metod sterowania omówionych powyżej.

Ten typ elementów elektronicznych jest stosowany w sektorze produkcyjnym, sprzęcie gospodarstwa domowego i elektronarzędziach do płynnej regulacji prądu. Jest to kontrola silników elektrycznych, elementów grzejnych, ładowarek.

Podsumowując, chciałbym powiedzieć, że zarówno tyrystory, jak i triaki, dojeżdżając do znacznych prądów, mają bardzo skromne rozmiary, a na ich obudowę uwalnia się znaczna moc cieplna. Mówiąc najprościej, są bardzo gorące, dlatego w celu ochrony elementów przed przegrzaniem i rozkładem termicznym stosuje się radiator, którym w najprostszym przypadku jest grzejnik aluminiowy.

Kategoria:

Technologia