Na splošno jih uporabljamo veliko električne in elektronske komponente med načrtovanjem elektronskih projektov in splošnih vezij. Te osnovne komponente vključujejo upore, tranzistorje, kondenzatorje, diode, induktorje, LED, tiristorje ali usmernike s krmiljenjem s silicijem, IC-je itd. Upoštevajmo usmernike, ki so razvrščeni v dve vrsti, kot so nenadzorovani usmerniki (diode) in krmiljeni usmerniki (tiristorji). Pravzaprav si mnogi študentje inženirjev in elektronski konjički želijo poznati osnove o električnih in elektronskih komponentah. Toda v tem članku bomo podrobno razpravljali o osnovah in značilnostih tiristorskega ali silicijevega usmernika usmernika.
Silicijev usmerjeni usmernik
Tiristorski ali silicijev usmernik je večplastna polprevodniška naprava in je podoben tranzistorju. Silicijev usmernik je sestavljen iz treh terminalov (anoda, katoda in vrata), za razliko od dveh terminalov diod (anoda in katoda) usmernik. Diode imenujemo nenadzorovani usmerniki, ki jih izvajajo (v stanju prednaklona brez nadzora), kadar je anodna napetost diode večja od napetosti katode.
Dioda in tiristor
Toda usmerniki s silicijevim nadzorom ne delujejo, čeprav je anodna napetost večja od napetosti katode, razen če se sproži priključek (tretji terminal) vrat. Tako lahko z sprožilnim impulzom do vratnega terminala nadzorujemo delovanje (VKLOP ali IZKLOP) tiristorja. Tiristor se zato imenuje tudi kot krmiljeni usmernik ali silicijev usmernik.
Osnove usmernika z nadzorom silicija
Za razliko od dveh slojev (P-N) na diodi in treh slojev (P-N-P ali N-P-N) na tranzistorjih je silicijev usmernik usmerjen iz štirih slojev (P-N-P-N) s tremi P-N križišča ki so povezani zaporedno. S silicijem usmerjen usmernik ali tiristor je predstavljen s simbolom, kot je prikazano na sliki.
Silicijev usmerjeni usmernik
S silicijem usmerjen usmernik je tudi enosmerna naprava, saj vodi le v eno smer. Z ustreznim sprožitvijo lahko tiristor uporabimo kot stikalo z odprtim vezjem in tudi kot usmerniško diodo. Vendar pa tiristorja ni mogoče uporabiti kot ojačevalnik in ga je mogoče uporabiti samo za preklopno delovanje, krmiljeno s sprožilnim impulzom vratne sponke.
Tiristor lahko izdelamo iz različnih materialov, kot so silicij, silicijev karbid, galijev arzenid, galijev nitrid itd. Toda zaradi dobre toplotne prevodnosti, visokotokovne zmogljivosti, visokonapetostne zmogljivosti in varčne obdelave silicija je bilo v primerjavi z drugimi materiali za izdelavo tiristorjev raje, zato jih imenujemo tudi usmerniki s silicijem.
Silicijev usmerjeni usmernik deluje
Delovanje tiristorja lahko razumemo, če upoštevamo tri načine delovanja silicijevega usmernika. Trije načini delovanja tiristorja so naslednji:
- Način povratnega blokiranja
- Način blokiranja naprej
- Način vodenja naprej
Način povratnega blokiranja
Če obrnemo anodne in katodne povezave tiristorjev, sta spodnji in zgornji diodi obrnjeni. Tako ni prevodne poti, zato ne bo tekel tok. Zato se imenuje način povratnega blokiranja.
Način blokiranja naprej
Na splošno brez sprožilnega impulza do terminala ostane usmernik s silicijevim nadzorom izklopljen, kar kaže na pretok toka v smeri naprej (od anode do katode). To je zato, ker smo dve diodi (zgornja in spodnja dioda sta usmerjeni naprej) skupaj povezali v tiristor. Toda spoj med tema dvema diodama je obrnjen, kar odpravlja pretok toka od zgoraj navzdol. Zato se to stanje imenuje način blokiranja naprej. V tem načinu, čeprav je tiristor v stanju kot običajna prednapeta dioda, ne bo deloval, saj se vratni terminal ne sproži.
Način vodenja naprej
V tem načinu dirigiranja naprej anodna napetost mora biti večja od napetosti katode in tretja priključna vrata morajo biti sprožena primerno za prevod tiristorja. To je zato, ker kadarkoli se sproži zaporni terminal, bo spodnji tranzistor vodil, kar vklopi zgornji tranzistor, nato pa zgornji tranzistor na spodnji tranzistor in s tem tranzistorji medsebojno aktivirajo. Ta postopek notranje pozitivne povratne informacije obeh tranzistorjev se ponavlja, dokler se oba popolnoma ne aktivirata in nato tok preide od anode do katode. Torej, ta način delovanja s silicijem usmerjenega usmernika imenujemo način vodenja naprej.
Značilnosti usmerjenega usmernika s silicijem
Značilnosti usmerjevalnika s silicijevim nadzorom
Slika prikazuje lastnosti usmernika usmerjenega s silicijem in predstavlja delovanje tiristorja v treh različnih načinih, kot so način povratnega blokiranja, način blokiranja naprej in način vodenja naprej. The V-I značilnosti tiristorja predstavljajo tudi povratno blokirno napetost, blokirno napetost naprej, povratno napetost izpada, zadrževalni tok, preklopno napetost itd.
Silicijeve usmerjene usmerniške aplikacije
Uporaba silicijevega usmernika se uporablja v vezjih, ki se ukvarjajo z velikimi tokovi in napetostmi, kot so elektroenergetski sistem tokokrogi z več kot 1kV ali več kot 100A toka.
Tiristorji se posebej uporabljajo za zmanjšanje notranje izgube moči v vezju. S silicijevim usmernikom usmerjevalniki se lahko uporabljajo za nadzor moči v tokokrogu brez izgub z uporabo vklopno-izklopnega nadzora tiristorjev.
S silikonom nadzorovani usmerniki se uporabljajo tudi za namene rektifikacije, tj izmenični tok v enosmerni tok . Običajno se tiristorji uporabljajo v Pretvorniki AC v AC (ciklokonverterji), ki je najpogostejša uporaba silicijevega usmernika.
Praktična uporaba silicijevega usmernika
Ciklokonverter na osnovi SCR, ki ga Edgefxkits.com
The Ciklokonverter na osnovi SCR je praktična uporaba silicijevega usmernika, pri katerem se hitrost enofaznega asinhronskega motorja krmili v treh korakih. Indukcijski motorji so stroji s stalno hitrostjo in se pogosto uporabljajo v več aplikacijah, kot so pralni stroji, vodne črpalke itd. Te aplikacije zahtevajo različne hitrosti motorja, ki jih je mogoče doseči s to tehniko, ki temelji na SCR.
Blok diagram ciklokonverterja, ki temelji na SCR, Edgefxkits.com
Tiristorski ciklo pretvornik se uporablja za nadzor hitrosti asinhronega motorja v korakih. V tem projektu je par stikal povezan z mikrokrmilnikom 8051 in se uporabljajo za izbiro želene hitrosti (F, F / 2 in F / 3) motorja. Na podlagi stanja stikal mikrokrmilnik odda sprožilne impulze na silikonsko usmerjene usmernike dvojnega mosta. Tako se hitrost asinhronega motorja nadzoruje v treh korakih glede na zahteve.
Ali želite oblikovati elektronski projekti na osnovi silicijevih usmernikov? Nato objavite svoje ideje v spodnjem oddelku za komentarje za našo tehnično pomoč pri oblikovanju vaših inženirskih projektov.
