Parasti mēs izmantojam daudzus elektriskie un elektroniskie komponenti vienlaikus izstrādājot elektronikas projektus un vispārējās shēmas. Pie šiem pamata komponentiem pieder rezistori, tranzistori, kondensatori, diodes, induktori, gaismas diodes, tiristori vai ar silīciju vadāmi taisngrieži, IC un tā tālāk. Apskatīsim taisngriežus, kas ir klasificēti divos veidos, piemēram, nekontrolēti taisngrieži (diodes) un kontrolējami taisngrieži (tiristori). Patiesībā daudzi inženierzinātņu studenti un elektroniskie hobiji vēlas uzzināt elektrisko un elektronisko komponentu pamatus. Bet šeit šajā rakstā ļaujiet mums detalizēti apspriest par tiristora vai silīcija kontrolēta taisngrieža apmācības pamatiem un īpašībām.
Silīcija kontrolēts taisngriezis
Tiristors vai silīcija vadīts taisngriezis ir daudzslāņu pusvadītāju ierīce un ir līdzīga tranzistoram. Silīcija vadīts taisngriezis sastāv no trim spailēm (anoda, katoda un vārtu), atšķirībā no diviem gala diodes (anoda un katoda) taisngriežiem. Diodes tiek sauktas par nekontrolētiem taisngriežiem, kad tās vada (uz priekšu vērstas novirzes apstākļos bez jebkādas vadības) ikreiz, kad diodes anoda spriegums ir lielāks par katoda spriegumu.
Diods un tiristors
Bet silīcija kontrolētie taisngrieži nedarbojas, pat ja anoda spriegums ir lielāks par katoda spriegumu, ja vien netiek iedarbināts (trešā spailes) vārtu spaile. Tādējādi, nodrošinot iedarbināšanas impulsu vārtu terminālim, mēs varam kontrolēt tiristora darbību (ON vai OFF). Tādējādi tiristoru sauc arī par kontrolētu taisngriezi vai silīcija kontrolētu taisngriezi.
Silīcija kontrolētā taisngrieža pamati
Atšķirībā no diviem slāņiem (P-N) diodē un trim slāņiem (P-N-P vai N-P-N) tranzistoros, silīcija kontrolētais taisngriezis sastāv no četriem slāņiem (P-N-P-N) ar trim P-N krustojumi kas ir savienoti virknē. Silīcija vadāmo taisngriezi vai tiristoru attēlo simbols, kā parādīts attēlā.
Silīcija kontrolēts taisngriezis
Silīcija vadīts taisngriezis ir arī vienvirziena ierīce, jo tā darbojas tikai vienā virzienā. Pareizi iedarbinot, tiristoru var izmantot kā atvērtas ķēdes slēdzi un arī kā taisngriezi. Tiristoru nevar izmantot kā pastiprinātāju, un to var izmantot tikai komutācijas darbībai, ko kontrolē ar vārtu spailes iedarbināšanas impulsu.
Tiristoru var izgatavot, izmantojot dažādus materiālus, piemēram, silīciju, silīcija karbīdu, gallija arsenīdu, gallija nitrīdu utt. Bet labā siltuma vadītspēja, augsta strāvas spēja, augstsprieguma spēja, silīcija ekonomiskā apstrāde ir devusi priekšroku tiristoru izgatavošanai salīdzinājumā ar citiem materiāliem, tāpēc tos sauc arī par silīcija kontrolētiem taisngriežiem.
Silīcija kontrolēts taisngriezis darbojas
Tiristora darbību var saprast, ņemot vērā silīcija kontrolētā taisngrieža trīs darbības režīmus. Trīs tiristora darbības režīmi ir šādi:
- Reversās bloķēšanas režīms
- Pārsūtīt bloķēšanas režīmu
- Vadīšanas uz priekšu režīms
Reversais bloķēšanas režīms
Ja mēs apgriežam tiristoru anoda un katoda savienojumus, tad apakšējā un augšējā diode ir pretēja. Tādējādi nav vadīšanas ceļa, tāpēc strāva netiks plūst. Tādējādi to sauc par reversās bloķēšanas režīmu.
Pārsūtīt bloķēšanas režīmu
Parasti bez aktivizējoša impulsa uz vārtu spaili silīcija vadīts taisngriezis paliek izslēgts, norādot, ka strāvas plūsma uz priekšu (no anoda uz katodu) nav. Tas ir tāpēc, ka mēs savienojām divas diodes (gan augšējā, gan apakšējā diodes ir uz priekšu), lai izveidotu tiristoru. Bet, savienojums starp šīm divām diodēm ir pretējs, kas novērš strāvas plūsma no augšas uz leju. Tādējādi šis stāvoklis tiek saukts par priekšu bloķējošu režīmu. Šajā režīmā, pat ja tiristora stāvoklis ir tāds pats kā parastajam uz priekšu orientētajam diodam, tas nedarbosies, jo vārtu spaile netiek iedarbināta.
Pārsūtīšanas vadīšanas režīms
Šajā priekšējā vadīšanas režīmā anoda spriegumam jābūt lielākam par katoda spriegumu un trešie termināla vārti jāiedarbina atbilstoši tiristora vadīšanai. Tas ir tāpēc, ka ikreiz, kad tiek iedarbināts vārtu spailes, vadīs apakšējais tranzistors, kas ieslēdz augšējo tranzistoru, bet pēc tam augšējais tranzistors ieslēdz apakšējo tranzistoru un tādējādi tranzistori aktivizē viens otru. Šis abu tranzistoru iekšējās pozitīvās atgriezeniskās saites process atkārtojas, līdz abi tiek pilnībā aktivizēti, un pēc tam strāva būs no anoda līdz katodam. Tātad šo silīcija kontrolētā taisngrieža darbības režīmu sauc par vadīšanas režīmu uz priekšu.
Silīcija kontrolēto taisngriežu raksturlielumi
Silīcija kontrolēto taisngriežu raksturlielumi
Attēlā parādīti silīcija kontrolētā taisngrieža raksturlielumi, kā arī attēlota tiristora darbība trīs dažādos režīmos, piemēram, reversās bloķēšanas režīmā, bloķēšanas uz priekšu režīmā un vadīšanas uz priekšu režīmā. The V-I raksturojums tiristora pārstāv arī reverso bloķēšanas spriegumu, bloķēšanas spriegumu uz priekšu, apgrieztā sadalījuma spriegumu, aiztures strāvu, pārrāvuma spriegumu utt., kā parādīts attēlā.
Silīcija kontrolētas taisngriežu programmas
Silīcija kontrolētā taisngrieža pielietojums tiek izmantots ķēdēs, kas nodarbojas ar lielām strāvām un spriegumiem, piemēram, elektroenerģijas sistēma shēmas ar vairāk nekā 1kV vai lielāku par 100A strāvu.
Tiristori tiek īpaši izmantoti, lai samazinātu ķēdes iekšējo strāvas zudumu. Silīcija kontrolētos taisngriežus var izmantot, lai kontrolētu strāvu ķēdē bez zaudējumiem, izmantojot tiristoru ieslēgšanas / izslēgšanas pārslēgšanas vadību.
Silīcija kontrolētie taisngrieži tiek izmantoti arī rektifikācijas nolūkos, t.i., no maiņstrāva pret līdzstrāvu . Parasti tiristorus izmanto Maiņstrāvas līdz maiņstrāvas pārveidotāji (ciklokonvertori), kas ir visizplatītākais silīcija kontrolētā taisngrieža pielietojums.
Silīcija kontrolētā taisngrieža praktiskā pielietošana
Uz SCR balstīts Cycloconverter ar Edgefxkits.com
The SCR balstīts ciklokonverteris ir silīcija kontrolēta taisngrieža praktisks pielietojums, kurā vienfāzes asinhronā motora ātrumu kontrolē trīs posmos. Asinhronie motori ir mašīnas ar nemainīgu ātrumu un bieži tiek izmantotas vairākās lietojumprogrammās, piemēram, veļas mazgājamās mašīnās, ūdens sūkņos utt. Šīm lietojumprogrammām ir nepieciešams atšķirīgs motora ātrums, ko var sasniegt, izmantojot šo SCR balstīto tehniku.
SCR balstīta Cycloconverter bloķēšanas diagramma, ko sagatavojusi Edgefxkits.com
Tiristora bāzes ciklokonvertors tiek izmantots asinhronā motora ātruma kontrolēšanai pa soļiem. Šajā projektā slēdžu pāri ir savienoti ar mikrokontrolleru 8051, un tos izmanto, lai izvēlētos vēlamo motora ātrumu (F, F / 2 un F / 3). Pamatojoties uz slēdžu statusu, mikrokontrolleris piegādā iedarbinošos impulsus ar silīcija kontrolētiem divkāršā tilta taisngriežiem. Tādējādi asinhronā motora ātrumu kontrolē trīs posmos, pamatojoties uz prasību.
Vai vēlaties noformēt elektronikas projekti pamatojoties uz silīcija kontrolētiem taisngriežiem? Pēc tam ievietojiet savas idejas komentāru sadaļā zemāk, lai saņemtu mūsu tehnisko palīdzību jūsu inženiertehnisko projektu izstrādē.
