Osnove i karakteristike tiristorskog ili silicijskog kontroliranog ispravljača

Osnove i karakteristike tiristorskog ili silicijskog kontroliranog ispravljača

Općenito, koristimo mnoge električne i elektroničke komponente dok je projektirao elektroničke projekte i opće sklopove. Te osnovne komponente uključuju otpornike, tranzistore, kondenzatore, diode, prigušnice, LED, tiristore ili silicijske ispravljače, IC-ove itd. Razmotrimo ispravljače koji su razvrstani u dvije vrste kao što su nekontrolirani ispravljači (diode) i kontrolirani ispravljači (tiristori). Zapravo, mnogi studenti inženjerstva i elektronički hobisti žele znati osnove o električnim i elektroničkim komponentama. Ali, ovdje u ovom članku razgovarajmo detaljno o osnovama i karakteristikama tiristora ili silicija pod nadzorom ispravljača.



Ispravljač kontroliran silicijem

Tiristorski ili silicijski kontrolirani ispravljač višeslojni je poluvodički uređaj i sličan je tranzistoru. Ispravljač kontroliran silicijem sastoji se od tri terminala (anoda, katoda i ulaz) za razliku od ispravljača s dvije terminalne diode (anoda i katoda). Diode se nazivaju nekontroliranim ispravljačima dok provode (tijekom stanja pristranosti bez ikakve kontrole) kad god je anodni napon diode veći od napona katode.


Dioda i tiristor

Dioda i tiristor





No, ispravljači pod nadzorom silicija ne provode se iako je anodni napon veći od napona katode, osim dok se ne aktivira priključak (trećeg terminala). Dakle, pružanjem impulsa za okidanje na terminal vrata, možemo kontrolirati rad (UKLJUČENO ili ISKLJUČENO) tiristora. Stoga se tiristor naziva i kontroliranim ispravljačem ili silicijskim ispravljačem.

Osnove ispravljača pod nadzorom silicija

Za razliku od dva sloja (P-N) u diodi i tri sloja (P-N-P ili N-P-N) u tranzistorima, silicijski kontrolirani ispravljač sastoji se od četiri sloja (P-N-P-N) s tri P-N čvorišta koji su povezani u seriju. Ispravljač ili tiristor kojim se kontrolira silicij predstavljen je simbolom kao što je prikazano na slici.



Ispravljač kontroliran silicijem

Ispravljač kontroliran silicijem

Ispravljač kojim se kontrolira silicij također je jednosmjerni uređaj jer vodi samo u jednom smjeru. Odgovarajućim aktiviranjem, tiristor se može koristiti kao prekidač otvorenog kruga, a također i kao ispravljačka dioda. Međutim, tiristor se ne može koristiti kao pojačalo i može se koristiti samo za preklopni rad kontroliran pulsnim pulsom na priključku vrata.

Tiristor se može proizvesti pomoću različitih materijala kao što su silicij, silicijev karbid, galijev arsenid, galij nitrid i tako dalje. Ali, dobra toplinska vodljivost, visoka struja, visokonaponska sposobnost, ekonomična obrada silicija učinila je da preferiraju u usporedbi s drugim materijalima za izradu tiristora, stoga se oni nazivaju i ispravljačima pod nadzorom silicija.


Ispravljač s kontroliranim silicijem radi

Rad tiristora može se razumjeti uzimajući u obzir tri stanja rada silicijskog ispravljača. Tri načina rada tiristora su kako slijedi:

  • Način obrnutog blokiranja
  • Način blokiranja naprijed
  • Način vođenja prema naprijed

Način obrnutog blokiranja

Ako preokrenemo anodne i katodne veze tiristora, tada su donja i gornja dioda obrnuto pristrane. Dakle, nema provodnog puta, pa struja neće teći. Stoga se naziva način obrnutog blokiranja.

Način blokiranja naprijed

Općenito, bez ikakvog okidačkog impulsa na priključku, silikonski kontrolirani ispravljač ostaje isključen, što ukazuje na to da struja ne teče u smjeru naprijed (od anode do katode). To je zato što smo spojili dvije diode (i gornja i donja diode su pristrane) kako bismo stvorili tiristor. Ali, spoj između ove dvije diode je obrnuto pristran, što eliminira protok struje od vrha do dna. Stoga se ovo stanje naziva načinom blokiranja prema naprijed. U ovom načinu rada, iako je tiristor u stanju poput konvencionalne diode s prednje pristranosti, neće se ponašati jer se terminal vrata ne aktivira.

Način vođenja prema naprijed

U ovom načinu vođenja prema naprijed, anodni napon mora biti veći od napona katode a treća terminalna vrata moraju se aktivirati prikladno za provođenje tiristora. To je zato što, kad god se aktivira zaporni terminal, tada će voditi donji tranzistor koji uključuje gornji tranzistor, a zatim gornji tranzistor uključuje donji tranzistor i tako se tranzistori međusobno aktiviraju. Ovaj proces unutarnje pozitivne povratne sprege oba tranzistora ponavlja se sve dok se oba ne aktiviraju u potpunosti i tada struja prijeđe s anode na katodu. Dakle, ovaj način rada ispravljača pod nadzorom silicija naziva se načinom vođenja prema naprijed.

Karakteristike ispravljača pod nadzorom silicija

Karakteristike ispravljača pod nadzorom silicija

Karakteristike ispravljača pod nadzorom silicija

Slika prikazuje karakteristike ispravljača kontrolirane silikonom i također prikazuje rad tiristora u tri različita načina, kao što su način obrnutog blokiranja, način blokiranja prema naprijed i način vođenja prema naprijed. The V-I karakteristike tiristora također predstavljaju napon blokiranja obrnutog napona, napon blokiranja naprijed, napon obrnutog proboja, struju zadržavanja, prekidni napon itd. kao što je prikazano na slici.

Primjene ispravljača s kontroliranim silicijem

Primjena ispravljača kontroliranog silicijem koristi se u krugovima koji se bave velikim strujama i naponima kao što su elektroenergetski sustav krugovi s strujom većom od 1kV ili većom od 100A.

Tiristori se posebno koriste za smanjenje unutarnjeg gubitka snage u krugu. Ispravljači s kontroliranim silicijem mogu se koristiti za kontrolu snage u krugu bez ikakvih gubitaka korištenjem on-off prekidačke kontrole tiristora.

Ispravljači kontrolirani silicijem također se koriste u svrhu ispravljanja, tj. Od izmjenična na istosmjernu . Uobičajeno se koriste tiristori u Pretvarači izmjeničnog u izmjenični (ciklokonverteri) koji je najčešća primjena ispravljača kontroliranog silicijem.

Praktična primjena silikonski kontroliranog ispravljača

SCR zasnovan Cycloconverter tvrtke Edgefxkits.com

SCR zasnovan Cycloconverter tvrtke Edgefxkits.com

The Ciklokonvertor na bazi SCR-a je praktična primjena silicijskog ispravljača u kojem se brzina jednofaznog asinhronog motora kontrolira u tri koraka. Indukcijski motori su strojevi s konstantnom brzinom i često se koriste u nekoliko primjena, poput strojeva za pranje rublja, pumpi za vodu itd. Ove primjene zahtijevaju različite brzine motora koje se mogu postići ovom tehnikom koja se temelji na SCR-u.

Blok dijagram Cycloconverter na temelju SCR-a, Edgefxkits.com

Blok dijagram Cycloconverter na temelju SCR-a, Edgefxkits.com

Tiristorski ciklokonvertor koristi se za kontrolu brzine asinhronog motora u koracima. U ovom su projektu par sklopki povezani s mikrokontrolerom 8051 i oni se koriste za odabir željene brzine (F, F / 2 i F / 3) motora. Na temelju statusa prekidača, mikrokontroler isporučuje okidačke impulse na silikonski kontrolirane ispravljače dvostrukog mosta. Dakle, brzina indukcijskog motora kontrolira se u tri koraka na temelju zahtjeva.

Želite li dizajnirati elektronički projekti na bazi ispravljača pod nadzorom silicija? Zatim objavite svoje ideje u odjeljku za komentare u nastavku radi naše tehničke pomoći u dizajniranju vaših inženjerskih projekata.