Tyristorový modul používa multimeter na rozlíšenie troch elektród tyristora
SilicON Controlled Rectifier, SCR sa od svojho uvedenia v 50-tych rokoch rozvinul do veľkej rodiny a medzi jeho hlavných členov patria jednosmerné tyristory, obojsmerné tyristory, svetlom riadené tyristory, reverzne vodivé tyristory, vypínacie tyristory, rýchle tyristory atď. počkaj. Dnes každý používa jednosmerný tyristor, ktorý ľudia často nazývajú obyčajným tyristorom. Pozostáva zo štyroch vrstiev polovodičových materiálov s tromi PN prechodmi a tromi vonkajšími elektródami: elektróda vytiahnutá z prvej vrstvy polovodiča typu P sa nazýva anóda A. , elektróda vytiahnutá z tretej vrstvy polovodiča typu P je nazývaná riadiaca elektróda G a elektróda vytiahnutá zo štvrtej vrstvy polovodiča typu N sa nazýva katóda K. Zo symbolu obvodu tyristora je zrejmé, že ide o jednosmerné vodivé zariadenie ako dióda a kľúč je že má prídavnú riadiacu elektródu G, vďaka čomu má úplne iné pracovné charakteristiky ako dióda.
Tri elektródy tyristora je možné rozlíšiť pomocou multimetra
Tri elektródy obyčajných tyristorov je možné merať prevodom R×100 multimetra. Ako všetci vieme, medzi tyristormi G a K je pN prechod (obrázok 2(a)), ktorý je ekvivalentný dióde, G je kladný pól a K je záporný pól. Preto podľa spôsobu testovania diódy zistite dva z troch pólov. Jeden pól, zmerajte jeho odpor vpred a vzad, odpor je malý, čierne pero multimetra je pripojené k riadiacemu pólu G, červené pero je pripojené ku katóde K a zvyšný je anóda A. Na test či je tyristor dobrý alebo zlý, môžete použiť práve demonštrovaný obvod výučbovej dosky (obrázok 3). Keď je pripojený zdroj SB, žiarovka je dobrá, ak svieti, a je zlá, ak nesvieti.
Ako identifikovať tri póly kremíkového riadeného usmerňovača
Spôsob identifikácie troch pólov tyristora je veľmi jednoduchý. Podľa princípu pN prechodu stačí použiť multimeter na meranie hodnoty odporu medzi tromi pólmi.
Dopredný a spätný odpor medzi anódou a katódou je viac ako niekoľko stoviek tisíc ohmov a predný a spätný odpor medzi anódou a riadiacou elektródou je viac ako niekoľko stoviek tisíc ohmov (medzi nimi sú dva pN prechody, a smer Naopak, takže kladný a záporný smer anódy a riadiaceho pólu nie sú spojené).
Medzi riadiacou elektródou a katódou je pN prechod, takže jej dopredný odpor je v rozsahu niekoľkých ohmov až stoviek ohmov a spätný odpor je väčší ako dopredný odpor. Charakteristiky diódy riadiaceho pólu však nie sú ideálne. Spätný smer nie je úplne zablokovaný a môže prechádzať relatívne veľký prúd. Preto je niekedy nameraný spätný odpor riadiaceho pólu relatívne malý, čo však neznamená, že charakteristiky riadiaceho pólu nie sú dobré. . Okrem toho, pri meraní predného a spätného odporu riadiaceho pólu by mal byť multimeter umiestnený v bloku R*10 alebo R*1, aby sa zabránilo spätnému rozpadu riadiaceho pólu, keď je napätie príliš vysoké.
Ak sa nameria, že katóda a anóda súčiastky boli skratované, alebo anóda a riadiaci pól sú skratované, alebo riadiaci pól a katóda sú skratované naopak, alebo riadiaci pól a katódy sú otvorené, to znamená, že súčiastka je poškodená.
Tyristor je skratka pre kremíkový riadený usmerňovací prvok, čo je vysokovýkonné polovodičové zariadenie so štvorvrstvovou štruktúrou troch pN prechodov. Funkciou tyristora v skutočnosti nie je len usmernenie, ale možno ho použiť aj ako bezvypínač na rýchle zapnutie alebo vypnutie obvodu, realizáciu inverzie jednosmerného prúdu na striedavý prúd a zmenu striedavého prúdu jednej frekvencie. do inej frekvencie striedavého prúdu atď. SCR, podobne ako iné polovodičové zariadenia, majú výhody malých rozmerov, vysokej účinnosti, dobrej stability a spoľahlivej prevádzky. Jeho vzhľad priniesol polovodičovú techniku z oblasti slabej elektriny do oblasti silnej elektriny a stal sa komponentom, ktorý sa s nadšením používa v priemysle, poľnohospodárstve, doprave, vojenskom vedeckom výskume, ako aj v komerčných a civilných elektrospotrebičoch.
Štruktúra a vlastnosti tyristora
Tyristor má tri elektródy - anódu (A), katódu (C) a hradlo (G). Má matricu so štvorvrstvovou štruktúrou zloženou z prekrývajúcich sa vodičov typu p a vodičov typu n a celkovo existujú tri pN prechody. Schéma jeho štruktúry a symboly.
Tyristory sa svojou štruktúrou veľmi líšia od kremíkových usmerňovacích diód s iba jedným pN prechodom. Štvorvrstvová štruktúra tyristora a referencia riadiaceho pólu položili základ pre jeho vynikajúce riadiace vlastnosti „riadenie veľkého s malým“. Pri použití kremíkového riadeného usmerňovača, pokiaľ sa na riadiaci pól privádza malý prúd alebo napätie, je možné ovládať veľký anódový prúd alebo napätie. V súčasnosti sa vyrábajú tyristorové prvky s prúdovou kapacitou niekoľko stoviek ampérov až tisícov ampérov. Vo všeobecnosti sa tyristor pod 5 ampérov nazýva nízkovýkonový tyristor a tyristor nad 50 ampér sa nazýva vysokovýkonný tyristor.
Prečo má tyristor ovládateľnosť „riadenie veľkého s malým“? Nižšie používame tabuľku-27 na stručnú analýzu princípu činnosti tyristora.
V prvom rade môžeme vidieť, že prvá, druhá a tretia vrstva z katódy sú tranzistor typu NpN, zatiaľ čo druhá, tretia a štvrtá vrstva tvoria ďalší tranzistor typu pNp. Medzi nimi je druhá a tretia vrstva zdieľaná dvoma prekrývajúcimi sa rúrkami. Týmto spôsobom možno na analýzu nakresliť ekvivalentnú schému zapojenia z diagramu-27(C). Keď sa medzi anódu a katódu privedie dopredné napätie Ea a medzi riadiacu elektródu G a katódu C sa privedie kladný spúšťací signál (ekvivalent bázického žiariča BG1), BG1 vygeneruje bázový prúd Ib1 cez Zosilnený BG1 bude mať kolektorový prúd IC1 zväčšený 1-krát. Pretože kolektor BG1 je spojený s bázou BG2, IC1 je prúd bázy Ib2 BG2. BG2 zosilňuje kolektorový prúd IC2 2 ako Ib2 (Ib1) a posiela ho späť do základne BG1 na zosilnenie. Tento cyklus sa zosilňuje, kým sa BG1 a BG2 úplne nezapnú. V skutočnosti je tento proces procesom „spúšťača za chodu“. Pre tyristor sa spúšťací signál pridá k riadiacej elektróde a tyristor sa okamžite zapne. Čas vedenia je určený hlavne výkonom tyristora. Akonáhle je tyristor spustený a zapnutý, vďaka kruhovej spätnej väzbe prúd tečúci do bázy BG1 nie je len počiatočný Ib1, ale prúd zosilnený BG1 a BG2 ( 1* 2*Ib1), ktorý je oveľa väčší. ako Ib1, dosť na to, aby BG1 zostal nepretržite zapnutý. V tomto čase, aj keď spúšťací signál zmizne, tyristor zostane zapnutý. Len keď sa preruší napájanie Ea alebo sa Ea zníži tak, že kolektorový prúd v BG1 a BG2 je menší ako minimálna hodnota pre zachovanie vodivosti, je možné tyristor vypnúť. Samozrejme, ak je polarita Ea obrátená, BG1 a BG2 budú v odpojenom stave kvôli spätnému napätiu. V tomto čase, aj keď je na vstupe spúšťací signál, tyristor nemôže fungovať. Naopak, Ea je pripojený k kladnému smeru, zatiaľ čo spúšťací signál je záporný a tyristor sa nedá zapnúť. Okrem toho, ak sa nepridá spúšťací signál a kladné anódové napätie prekročí určitú hodnotu, zapne sa aj tyristor, ale toto je už abnormálna pracovná situácia.
Riaditeľná charakteristika tyristora na riadenie vodivosti (veľký prúd prechádza tyristorom) cez spúšťací signál (malý spúšťací prúd) je dôležitou vlastnosťou, ktorá ho odlišuje od bežných kremíkových usmerňovacích diód.
Hlavné použitie tyristorov v obvodoch
Najzákladnejšie použitie obyčajných tyristorov je riadené usmernenie. Známy diódový usmerňovací obvod patrí k nekontrolovateľnému usmerňovaciemu obvodu. Ak je dióda nahradená tyristorom, môže vzniknúť regulovateľný usmerňovací obvod, menič, regulácia otáčok, budenie motora, bezkontaktný spínač a automatické riadenie. Teraz nakreslím najjednoduchší jednofázový polvlnový riadený rektifikačný obvod [obrázok 4(a)]. Počas kladného polcyklu sínusového striedavého napätia U2, ak na riadiaci pól VS nie je vstup spúšťacieho impulzu Ug, stále nie je možné VS zapnúť. Len keď je U2 v kladnom polovičnom cykle a spúšťací impulz Ug je privedený na riadiaci pól, tyristor sa spustí do vedenia. Teraz nakreslite jeho diagram priebehu [obrázok 4(c) a (d)], je vidieť, že iba keď príde spúšťací impulz Ug, je na záťaži RL výstup napätia UL (šrafovaná časť na diagrame priebehu) . Ak Ug príde skoro, tyristor sa zapne skoro; ak Ug príde neskoro, tyristor sa zapne neskôr. Zmenou doby príchodu spúšťacieho impulzu Ug na riadiacom póle je možné upraviť priemernú hodnotu UL výstupného napätia na záťaži (plocha tienenej časti). V elektrotechnickej technike sa polovičný cyklus striedavého prúdu často nastavuje na 180 stupňov, čo sa nazýva elektrický uhol. Týmto spôsobom sa v každom kladnom polcykle U2 elektrický uhol zaznamenaný od nulovej hodnoty do okamihu, keď príde spúšťací impulz, nazýva riadiaci uhol; elektrický uhol, pri ktorom je tyristor zapnutý v každom kladnom polcykle, sa nazýva uhol vedenia θ. Je zrejmé, že obe a θ sa používajú na vyjadrenie rozsahu zapnutia alebo bloku tyristora v polovičnom cykle dopredného napätia. Zmenou riadiaceho uhla alebo uhla vedenia θ sa mení priemerná hodnota UL impulzného jednosmerného napätia na záťaži a realizuje sa regulovateľná rektifikácia.
