Tristorlar tam idarə olunmayan güc elektron açarlarıdır. Tez-tez texniki kitablarda bu cihaz üçün başqa bir ad görə bilərsiniz - bir əməliyyatlı tiristor. Başqa sözlə, idarəetmə siqnalının təsiri altında bir vəziyyətə keçir - keçirici. Daha dəqiq desək, bir dövrə daxildir. Onu söndürmək üçün dövrədə birbaşa cərəyanın sıfıra enməsini təmin edən xüsusi şərait yaratmaq lazımdır.
Tiristorların xüsusiyyətləri
Tiristor açarları elektrik cərəyanını yalnız irəli istiqamətdə aparır və qapalı vəziyyətdə o, yalnız irəli deyil, həm də əks gərginliyə tab gətirə bilər. Tiristorun quruluşu dörd qatlıdır, üç çıxış var:
- Anod (A hərfi ilə qeyd olunur).
- Katod (C və ya K hərfi).
- Nəzarət elektrodu (U və ya G).
Tiristorlar bütün cərəyan gərginliyi xüsusiyyətlərinə malikdir, onlardan elementin vəziyyətini qiymətləndirmək üçün istifadə edilə bilər. Tiristorlar çox güclü elektron açarlardır, onlar gərginliyin 5000 volta və cari gücün - 5000 amperə (tezlik 1000 Hz-dən çox olmadıqda) çata biləcəyi dövrələri dəyişdirməyə qadirdirlər.
Tiristorun işləməsiDC dövrələri
Adi tiristor nəzarət çıxışına cari impuls tətbiq etməklə işə salınır. Üstəlik, müsbət olmalıdır (katodla əlaqədar). Keçici prosesin müddəti yükün xarakterindən (induktiv, aktiv), cərəyan impulsunun tənzimləyici dövrəsinin amplitudasından və yüksəliş sürətindən, yarımkeçirici kristalın temperaturundan, həmçinin tiristorlara tətbiq olunan cərəyandan və gərginlikdən asılıdır. dövrədə mövcuddur. Dövrənin xüsusiyyətləri birbaşa istifadə olunan yarımkeçirici elementin növündən asılıdır.
Tiristorun yerləşdiyi dövrədə yüksək gərginlik artımının baş verməsi yolverilməzdir. Məhz, elementin kortəbii olaraq açıldığı belə bir dəyər (nəzarət dövrəsində heç bir siqnal olmasa belə). Lakin eyni zamanda, idarəetmə siqnalı çox yüksək yamacda olmalıdır.
Söndürmə yolları
Tiristor keçidinin iki növü fərqləndirilə bilər:
- Təbii.
- Məcburi.
Və indi hər növ haqqında daha ətraflı. Təbii tiristor alternativ cərəyan dövrəsində işləyərkən baş verir. Üstəlik, bu keçid cərəyan sıfıra düşəndə baş verir. Lakin məcburi keçid həyata keçirmək üçün çox sayda müxtəlif yollar ola bilər. Hansı tiristor nəzarətini seçmək sxem dizaynerindən asılıdır, lakin hər bir növ haqqında ayrıca danışmağa dəyər.
Məcburi keçidin ən xarakterik yolu qoşulmaqdırbir düymə (açar) istifadə edərək əvvəlcədən doldurulmuş bir kondansatör. LC dövrəsi tiristorun idarəetmə dövrəsinə daxildir. Bu dövrə tam doldurulmuş bir kondansatör ehtiva edir. Keçici proses zamanı cərəyan yük dövrəsində dalğalanır.
Məcburi keçid üsulları
Məcburi keçidin bir neçə başqa növü var. Tez-tez tərs polarite ilə bir keçid kondansatörünü istifadə edən bir dövrə istifadə olunur. Məsələn, bu kondansatör bir növ köməkçi tiristordan istifadə edərək dövrəyə qoşula bilər. Bu vəziyyətdə, əsas (işləyən) tiristorda boşalma baş verəcəkdir. Bu, kondansatördə əsas tiristorun birbaşa cərəyanına yönəldilmiş cərəyanın dövrədəki cərəyanı sıfıra endirməyə kömək edəcəyinə səbəb olacaqdır. Buna görə tiristor sönəcək. Bu, tiristor cihazının yalnız onun üçün xarakterik olan öz xüsusiyyətlərinə malik olması səbəbindən baş verir.
LC zəncirlərinin birləşdirildiyi sxemlər də var. Onlar boşaldılır (və dalğalanmalarla). Ən başlanğıcda boşalma cərəyanı işçiyə doğru axır və onların dəyərlərini bərabərləşdirdikdən sonra tiristor söndürülür. Bundan sonra, salınan zəncirdən cərəyan tiristor vasitəsilə yarımkeçirici diodda axır. Bu vəziyyətdə, cərəyan axarkən, tiristora müəyyən bir gərginlik tətbiq olunur. Bu, dioddakı gərginliyin azalmasına bərabər moduldur.
AC dövrələrində tiristorun işləməsi
Tiristor AC dövrəsinə daxil olarsa, belə işlərin aparılması mümkündür.əməliyyatlar:
- Aktiv-rezistiv və ya müqavimətli yüklə elektrik dövrəsini yandırın və ya söndürün.
- İdarəetmə siqnalının anını tənzimləmək imkanı sayəsində yükdən keçən cərəyanın orta və effektiv dəyərini dəyişdirin.
Tiristor açarlarının bir xüsusiyyəti var - onlar cərəyanı yalnız bir istiqamətdə keçirirlər. Buna görə də, onları AC dövrələrində istifadə etməlisinizsə, arxa-arxa bağlantıdan istifadə etməlisiniz. Siqnalın tiristorlara tətbiq olunduğu anın fərqli olması səbəbindən effektiv və orta cərəyan dəyərləri dəyişə bilər. Bu halda, tiristorun gücü minimum tələblərə cavab verməlidir.
Faza nəzarət üsulu
Məcburi tipli faza idarəetmə metodunda yük fazalar arasında bucaqların dəyişdirilməsi ilə tənzimlənir. Süni keçid xüsusi sxemlərdən istifadə etməklə həyata keçirilə bilər və ya tam idarə olunan (kilidlənən) tiristorlardan istifadə etmək lazımdır. Onların əsasında, bir qayda olaraq, batareyanın doldurulma səviyyəsindən asılı olaraq cari gücünü tənzimləməyə imkan verən tiristor şarj cihazı hazırlanır.
Puls genişliyinə nəzarət
Buna PWM modulyasiyası da deyirlər. Tiristorların açılması zamanı nəzarət siqnalı verilir. Qovşaqlar açıqdır və yükdə müəyyən gərginlik var. Bağlanma zamanı (bütün keçid prosesində) heç bir nəzarət siqnalı tətbiq edilmir, buna görə də tiristorlar cərəyan keçirmir. Həyata keçirərkənfaza nəzarət cərəyanı əyri sinusoidal deyil, təchizatı gərginliyinin dalğa şəklində bir dəyişiklik var. Nəticədə, yüksək tezlikli müdaxilələrə həssas olan istehlakçıların işinin pozulması da var (uyğunsuzluq görünür). Tiristor tənzimləyicisi sadə bir dizayna malikdir, bu, heç bir problem olmadan tələb olunan dəyəri dəyişdirməyə imkan verəcəkdir. Sizə kütləvi LATR-lərdən istifadə etmək lazım deyil.
Tristorlar kilidlənə bilər
Tristorlar yüksək gərginlikləri və cərəyanları dəyişmək üçün istifadə edilən çox güclü elektron açarlardır. Ancaq onların bir böyük çatışmazlığı var - idarəetmə natamamdır. Daha dəqiq desək, bu, tiristoru söndürmək üçün birbaşa cərəyanın sıfıra enəcəyi şərait yaratmaq lazım olduğu ilə özünü göstərir.
Tiristorların istifadəsinə bəzi məhdudiyyətlər qoyan, həmçinin onlara əsaslanan sxemləri çətinləşdirən bu xüsusiyyətdir. Bu cür çatışmazlıqlardan xilas olmaq üçün bir nəzarət elektrodu boyunca bir siqnal ilə kilidlənən tiristorların xüsusi dizaynları hazırlanmışdır. Onlar ikili əməliyyatlı və ya kilidlənən tiristorlar adlanır.
Bağlı tiristor dizaynı
Tiristorların dörd qatlı p-p-p-p quruluşunun özünəməxsus xüsusiyyətləri vardır. Onları adi tiristorlardan fərqləndirirlər. İndi elementin tam idarə oluna bilməsi haqqında danışırıq. İrəli istiqamətdə cərəyan gərginliyi xarakteristikası (statik) sadə tiristorlarla eynidir. Bu, yalnız bir tiristorun daha böyük bir dəyəri keçə biləcəyi birbaşa cərəyandır. Ammakilidlənən tiristorlar üçün böyük əks gərginliklərin bloklanması funksiyası təmin edilmir. Buna görə də onu yarımkeçirici diodla arxa-arxaya birləşdirmək lazımdır.
Kilidilə bilən tiristorun xarakterik xüsusiyyəti irəli gərginliklərin əhəmiyyətli dərəcədə azalmasıdır. Söndürməni həyata keçirmək üçün idarəetmə çıxışına güclü bir cərəyan nəbzi (mənfi, birbaşa cərəyan dəyərinə 1: 5 nisbətində) tətbiq edilməlidir. Ancaq yalnız nəbz müddəti mümkün qədər qısa olmalıdır - 10 … 100 μs. Kilidilə bilən tiristorlar adi olanlardan daha aşağı məhdudlaşdırıcı gərginliyə və cərəyana malikdir. Fərq təxminən 25-30% təşkil edir.
Tiristorların növləri
Qıfıla bilənlər yuxarıda müzakirə edildi, lakin daha çox növ yarımkeçirici tiristorlar var ki, onları da qeyd etməyə dəyər. Geniş çeşidli dizaynlar (şarj cihazları, açarlar, güc tənzimləyiciləri) müəyyən növ tiristorlardan istifadə edir. Bir yerdə bir işıq axını təmin etməklə nəzarətin həyata keçirilməsi tələb olunur, yəni bir optotiristor istifadə olunur. Onun özəlliyi ondadır ki, idarəetmə sxemində işığa həssas olan yarımkeçirici kristaldan istifadə edilir. Tiristorların parametrləri fərqlidir, hamısının öz xüsusiyyətləri var, yalnız onlar üçün xarakterikdir. Buna görə də, ən azı ümumi mənada, bu yarımkeçiricilərin hansı növlərinin mövcud olduğunu və harada istifadə edilə biləcəyini başa düşmək lazımdır. Beləliklə, bütün siyahı və hər növün əsas xüsusiyyətləri budur:
- Diod-tiristor. Bu elementin ekvivalenti antiparalel olaraq bağlandığı tiristorduryarımkeçirici diod.
- Dinistor (diod tiristoru). Müəyyən bir gərginlik səviyyəsi keçərsə, o, tam keçirici ola bilər.
- Triak (simmetrik tiristor). Onun ekvivalenti antiparalel bağlı iki tiristordur.
- Yüksəksürətli çevirici tiristor yüksək keçid sürətinə malikdir (5…50 µs).
- Sahə tranzistoru ilə idarə olunan tiristorlar. Siz tez-tez MOSFET-lərə əsaslanan dizaynları tapa bilərsiniz.
- İşıq axını ilə idarə olunan optik tiristorlar.
Element mühafizəsini həyata keçirin
Tiristorlar irəli cərəyan və irəli gərginliyin fırlanma dərəcələri üçün kritik olan cihazlardır. Onlar, yarımkeçirici diodlar kimi, çox tez və kəskin şəkildə sıfıra enən tərs bərpa cərəyanlarının axını kimi bir fenomen ilə xarakterizə olunur və bununla da həddindən artıq gərginlik ehtimalını artırır. Bu həddindən artıq gərginlik, endüktansı olan bütün dövrə elementlərində cərəyanın qəfil dayanmasının nəticəsidir (hətta quraşdırma üçün xarakterik olan ultra aşağı endüktanslar - naqillər, lövhə izləri). Qorunmanı həyata keçirmək üçün dinamik iş rejimlərində özünüzü yüksək gərginliklərdən və cərəyanlardan qorumağa imkan verən müxtəlif sxemlərdən istifadə etmək lazımdır.
Bir qayda olaraq, işləyən tiristorun dövrəsinə daxil olan gərginlik mənbəyinin induktiv müqaviməti elə bir dəyərə malikdir ki, bəzi əlavələri daxil etməmək artıq kifayətdir.endüktans. Bu səbəbdən, praktikada, tiristor söndürüldükdə dövrədə sürət və həddindən artıq gərginliyin səviyyəsini əhəmiyyətli dərəcədə azaldan bir keçid yolunun formalaşması zənciri daha tez-tez istifadə olunur. Bu məqsədlə ən çox kapasitiv-rezistiv sxemlər istifadə olunur. Onlar tiristorla paralel olaraq bağlanır. Bu cür sxemlərin dövrə modifikasiyalarının kifayət qədər bir neçə növü, həmçinin onların hesablanması üsulları, tiristorların müxtəlif rejimlərdə və şəraitdə işləmə parametrləri var. Lakin kilidlənən tiristorun keçid trayektoriyasının formalaşdırılması sxemi tranzistorlarla eyni olacaq.
