Tiristorski modul uporablja multimeter za razlikovanje treh elektrod tiristorja
SilicON Controlled Rectifier, SCR se je razvil v veliko družino, odkar se je pojavil v petdesetih letih prejšnjega stoletja, njeni glavni člani pa so enosmerni tiristorji, dvosmerni tiristorji, svetlobno krmiljeni tiristorji, reverzno prevodni tiristorji, izklopni tiristorji, hitri tiristorji itd. čakati. Danes vsi uporabljajo enosmerni tiristor, ki ga ljudje pogosto imenujemo navaden tiristor. Sestavljen je iz štirih plasti polprevodniških materialov, s tremi PN-stiki in tremi zunanjimi elektrodami: elektroda, ki je vlečena iz prve plasti polprevodnika tipa P, se imenuje anoda A. , elektroda, vlečena iz tretje plasti polprevodnika tipa P, pa je imenovana krmilna elektroda G, elektroda, ki je vlečena iz četrte plasti polprevodnika N-tipa, pa se imenuje katoda K. Iz simbola vezja tiristorja je razvidno, da je enosmerna prevodna naprava, kot je dioda, in ključ je da ima dodatno krmilno elektrodo G, zaradi česar ima popolnoma drugačne delovne karakteristike od diode.
Tri elektrode tiristorja lahko ločimo z multimetrom
Tri elektrode navadnih tiristorjev lahko merimo z zobnikom R×100 multimetra. Kot vsi vemo, obstaja pN spoj med tiristorjema G in K (slika 2(a)), ki je enakovreden diodi, G je pozitivni pol, K pa negativni pol. Zato glede na metodo testiranja diode ugotovite dva od treh polov. En pol, izmerite njegov upor naprej in nazaj, upor je majhen, črno pero multimetra je povezano s kontrolnim polom G, rdeče pero je povezano s katodo K, preostalo pa je anoda A. Za testiranje ne glede na to, ali je tiristor dober ali slab, lahko uporabite pravkar prikazano vezje učne plošče (slika 3). Ko je napajalnik SB priključen, je žarnica dobra, če sveti, in slaba, če ne sveti.
Kako prepoznati tri poli silicijevega krmiljenega usmernika
Metoda identifikacije treh polov tiristorja je zelo preprosta. V skladu z načelom pN spoja preprosto uporabite multimeter za merjenje vrednosti upora med tremi poli.
Prednji in povratni upor med anodo in katodo je več kot nekaj sto tisoč ohmov, prednji in povratni upor med anodo in krmilno elektrodo pa več kot nekaj sto tisoč ohmov (med njima sta dva pN spoja, in smer Nasprotno, torej pozitivna in negativna smer anode in krmilnega pola nista povezani).
Med krmilno elektrodo in katodo je pN spoj, zato je njegov prednji upor v območju od nekaj ohmov do sto ohmov, povratni upor pa je večji od prednjega upora. Vendar značilnosti diode krmilnega pola niso idealne. Vzvratna smer ni popolnoma blokirana in skoznjo lahko prehaja razmeroma velik tok. Zato je včasih izmerjena povratna upornost krmilnega droga razmeroma majhna, kar pa ne pomeni, da lastnosti krmilnega droga niso dobre. . Poleg tega je treba pri merjenju sprednjega in vzvratnega upora krmilnega droga multimeter namestiti v blok R*10 ali R*1, da preprečite povratno okvaro krmilnega droga, ko je napetost previsoka.
Če se izmeri, da sta bili katoda in anoda komponente v kratkem stiku, ali sta anoda in krmilni pol v kratkem stiku, ali sta krmilni pol in katoda v kratkem stiku v nasprotni smeri, ali sta krmilni pol in je katoda v odprtem tokokrogu, to pomeni, da je komponenta poškodovana.
Tiristor je okrajšava za silicijev krmiljeni usmerniški element, ki je polprevodniška naprava visoke moči s štirislojno strukturo treh pN-stikov. Pravzaprav funkcija tiristorja ni samo usmerjanje, lahko se uporablja tudi kot ne-stikalo za hiter vklop ali izklop vezja, realizacijo inverzije enosmernega toka v izmenični tok in spreminjanje izmeničnega toka ene frekvence. v drugo frekvenco AC itd. SCR-ji imajo, tako kot druge polprevodniške naprave, prednosti majhne velikosti, visoke učinkovitosti, dobre stabilnosti in zanesljivega delovanja. Njena pojavnost je polprevodniško tehnologijo prenesla s področja šibke elektrike na področje močne elektrike in je postala komponenta, ki se vneto uporablja v industriji, kmetijstvu, prometu, vojaških znanstvenih raziskavah, pa tudi komercialnih in civilnih električnih aparatih.
Struktura in značilnosti tiristorja
Tiristor ima tri elektrode - anodo (A), katodo (C) in vrata (G). Ima matrico s štirislojno strukturo, sestavljeno iz prekrivajočih se vodnikov tipa p in vodnikov tipa n, skupaj pa so trije pN spoji. Njegov strukturni diagram in simboli.
Tiristorji se po strukturi zelo razlikujejo od silicijevih usmerniških diod z le enim pN spojem. Štiriplastna struktura tiristorja in referenca krmilnega pola sta postavila temelj za njegove odlične krmilne lastnosti "krmiljenja velikega z majhnim". Pri uporabi silicijevega krmiljenega usmernika je mogoče nadzorovati velik anodni tok ali napetost, dokler se na krmilni drog uporablja majhen tok ali napetost. Trenutno so izdelani tiristorski elementi s tokovno zmogljivostjo več sto amperov ali celo tisoč amperov. Na splošno se tiristor pod 5 amperov imenuje tiristor majhne moči, tiristor nad 50 amperov pa tiristor visoke moči.
Zakaj ima tiristor možnost nadzora "krmiljenja velikega z majhnim"? Spodaj uporabljamo diagram-27 za kratko analizo principa delovanja tiristorja.
Najprej lahko vidimo, da so prva, druga in tretja plast od katode tranzistor tipa NpN, medtem ko druga, tretja in četrta plast tvorijo drug tranzistor tipa pNp. Med njimi si drugi in tretji sloj delita dve prekrivajoči se cevi. Na ta način je mogoče za analizo narisati diagram enakovrednega vezja grafikona-27(C). Ko je med anodo in katodo uporabljena napetost Ea in je med krmilno elektrodo G in katodo C (enakovredno baznemu oddajniku BG1) vnesen pozitivni sprožilni signal, bo BG1 ustvaril bazni tok Ib1 skozi Ojačen bo imel BG1 kolektorski tok IC1 povečan za 1-krat. Ker je kolektor BG1 povezan z bazo BG2, je IC1 osnovni tok Ib2 BG2. BG2 ojača kolektorski tok IC2 2 kot Ib2 (Ib1) in ga pošlje nazaj v bazo BG1 za ojačanje. Ta cikel se poveča, dokler se BG1 in BG2 popolnoma ne vklopita. Pravzaprav je ta proces "sprožilec na letu". Za tiristor se sprožilni signal doda krmilni elektrodi in tiristor se takoj vklopi. Prevodni čas je v glavnem določen z zmogljivostjo tiristorja. Ko se tiristor sproži in vklopi, zaradi krožne povratne zveze tok, ki teče v bazo BG1, ni le začetni Ib1, ampak tok, ojačen z BG1 in BG2 ( 1* 2*Ib1), ki je veliko večji kot Ib1, dovolj, da ostane BG1 stalno vklopljen. V tem času, tudi če sprožilni signal izgine, tiristor ostane vklopljen. Šele ko je napajanje Ea prekinjeno ali Ea znižano tako, da je kolektorski tok v BG1 in BG2 manjši od minimalne vrednosti za vzdrževanje prevodnosti, lahko tiristor izklopimo. Seveda, če je polarnost Ea obrnjena, bosta BG1 in BG2 zaradi obratne napetosti v izklopljenem stanju. V tem času, tudi če je vhodni signal sprožitve, tiristor ne more delovati. Nasprotno pa je Ea vezan na pozitivno smer, medtem ko je prožilni signal negativen in tiristorja ni mogoče vklopiti. Poleg tega, če se sprožilni signal ne doda in pozitivna anodna napetost preseže določeno vrednost, se bo vklopil tudi tiristor, vendar je to že nenormalna delovna situacija.
Krmilljiva lastnost tiristorja za krmiljenje prevodnosti (velik tok teče skozi tiristor) preko prožilnega signala (majhen prožilni tok) je pomembna značilnost, ki ga razlikuje od navadnih silicijevih usmerniških diod.
Glavna uporaba tiristorjev v vezjih
Najosnovnejša uporaba navadnih tiristorjev je krmiljeno usmerjanje. Znano diodno usmerjevalno vezje spada v nekontrolirano usmerjevalno vezje. Če diodo zamenjamo s tiristorjem, lahko oblikujemo krmilljivo usmerniško vezje, inverter, regulacijo hitrosti, vzbujanje motorja, brezkontaktno stikalo in avtomatsko krmiljenje. Zdaj narišem najpreprostejše enofazno polvalovno krmiljeno usmerjevalno vezje [Slika 4(a)]. Med pozitivnim polciklom sinusne izmenične napetosti U2, če ni prožilnega impulza Ug, vnesenega na krmilni pol VS, VS še vedno ni mogoče vklopiti. Šele ko je U2 v pozitivnem polciklu in je sprožilni impulz Ug dodan na krmilni pol, se tiristor sproži za prevajanje. Sedaj narišite njegov diagram valovne oblike [sliki 4(c) in (d)], lahko vidite, da šele ko pride sprožilni impulz Ug, pride do izhodne napetosti UL na obremenitvi RL (zasenčen del na diagramu valovne oblike) . Če Ug pride zgodaj, se bo tiristor zgodaj vklopil; če Ug pride pozno, se bo tiristor vklopil kasneje. S spreminjanjem časa prihoda prožilnega impulza Ug na krmilni steber lahko nastavljamo povprečno vrednost UL izhodne napetosti na bremenu (območje osenčenega dela). V elektrotehnični tehnologiji je polovični cikel izmeničnega toka pogosto nastavljen na 180 stopinj, kar imenujemo električni kot. Na ta način se v vsakem pozitivnem polciklu U2 električni kot, ki se pojavi od ničelne vrednosti do trenutka, ko pride sprožilni impulz, imenuje krmilni kot; električni kot, pri katerem je tiristor vklopljen v vsakem pozitivnem polciklu, se imenuje prevodni kot θ. Očitno se oba in θ uporabljata za predstavitev vklopnega ali blokirnega območja tiristorja v polciklu napetosti naprej. S spremembo regulacijskega kota ali prevodnega kota θ se spremeni povprečna vrednost UL impulzne enosmerne napetosti na bremenu in se izvede krmiljeno usmerjanje.
