Применение тиристоров (динисторов, тринисторов, симисторов). Схемы. Использование, включение. Как применять, использовать, включить

Тиристоры в электронных схемах. Тонкости и особенности использования. Виды тиристорных схем. (10+)

Тиристорная схемотехника

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Тиристорные схемы можно разделить на четыре группы:

Переключение переменного напряжения (силовые ключи). Полезным для этих устройств является низкая мощность, рассеиваемая тиристорами в переключательных схемах, так как в них они либо закрыты (не проводят электрический ток), тогда мощность не рассеивается, либо открыты, тогда рассеиваемая мощность невелика благодаря невысокому напряжению на них.

Пороговые устройства. В них используется свойство тиристора переходить из одного состояния в другое при достижении определенного напряжения (или силы тока). К этой группе схем относятся релаксационные генераторы и фазовые регуляторы мощности.

Коммутация постоянного напряжения. Вообще тиристоры плохо приспособлены для работы в цепях постоянного тока. Но большая мощность ряда распространенных тиристоров, их способность работать с очень большими токами и напряжениями и высокая надежность привлекают к ним внимание разработчиков приложений для постоянного тока. Придумано несколько ухищрений, позволяющих закрывать незапираемые тиристоры в цепях постоянного тока.

Экспериментальные устройства. Ряд устройств использует свойства тиристоров в переходных режимах, на участках отрицательного сопротивления.

Остановимся на параметрах, влияющих на применение, и на практических схемах.

Переключательные схемы

Обычно в переключательных схемах используются триодные тиристоры (тринисторы) или симисторы. Их включение производится путем подачи тока на управляющий электрод. Однако, диодные тиристоры (динисторы) также могут коммутировать переменное напряжение. Типичная схема включения диодного тиристора в качестве переключателя:

Питание схемы осуществляется напряжением ниже неотпирающего напряжения динистора, а отпирающий импульс имеет небольшую длительность и напряжение выше отпирающего. Этот скачек отпирает динистор, но не попадает на нагрузку, так как нагрузка подключена через диод, препятствующий подаче на нее обратного напряжения. Если используется симметричный динистор в цепи тока переменной полярности, то вместо диода ставится небольшой дроссель, который фильтрует короткие импульсы напряжения, не допуская их к нагрузке.

Если тиристор или симистор работают в качестве 'выключателей' переменного напряжения, то их переключение происходит при довольно низких значениях напряжения. Включаются они в самом начале волны (когда напряжение и сила тока близки к нулю), выключаются в самом конце волны (ток и напряжение тоже минимальные). Так что в моменты включения и выключения мощность практически не рассеивается.

Для проектирования таких схем важно знать следующие параметры: максимальное напряжение в закрытом состоянии и падение напряжения в открытом состоянии. Максимальное значение напряжения определяет, сможет ли тиристор / симистор коммутировать нашу цепь. Необходимо обратить внимание на то, что для оценки применимости тиристора в конкретной схеме нужно сравнивать его максимальное напряжение с амплитудным, а не действующим напряжением в цепи. Подробнее об амплитудном и действующем напряжениях. Здесь приведу пример. Амплитудное значение напряжения осветительной сети 310 В, а действующее 220 В.

Падение напряжения в открытом состоянии определяет, какую мощность будет выделять открытый тиристор. Для расчетов можно принять, что это падение не зависит от силы тока через прибор.

[Рассеиваемая мощность, Вт] = [Напряжение в открытом состоянии, В] * [Среднее значение модуля силы тока, А]

Обращаю Ваше внимание, что тут нужно использовать именно среднее значение модуля, а не действующее значение силы тока. Однако, действующее значение силы тока - ничто иное, как его среднее квадратическое. Для среднего квадратического и среднего арифметического верно следующее соотношение:

[Среднее арифметическое] < [Среднее квадратическое]

Так что для оценки рассеиваемой мощности применяется формула:

[Рассеиваемая мощность, Вт] < [Напряжение в открытом состоянии, В] * [Действующее значение силы тока, А]

Выбирая тиристор, необходимо убедиться, что он предназначен для работы на нужной частоте. На это влияет время перехода в открытое состояние (включения) и время перехода в закрытое состояние (выключения). Обычно время включения намного меньше времени выключения, так что внимание необходимо обратить на время выключения. Считается нормальным, если время выключения составляет 1% - 1.5% от длительности полупериода. Таким образом, для осветительной сети 50 Гц, время выключения не должно превышать 150 мкс.

Схемы тиристорных коммутаторов переменного напряжения.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.