Türistorid on toiteelektroonilised võtmed, mis ei ole täielikult juhitavad. Sageli näete tehnilistes raamatutes selle seadme teist nime - ühe toiminguga türistor. Teisisõnu, juhtsignaali mõjul kantakse see ühte olekusse - juhtivasse. Täpsem alt sisaldab see vooluringi. Selle väljalülitamiseks on vaja luua eritingimused, mis tagavad alalisvoolu langemise ahelas nullini.
Türistoride omadused
Türistori klahvid juhivad elektrivoolu ainult ettepoole ja suletud olekus talub see mitte ainult edasi-, vaid ka tagurpidi pinget. Türistori struktuur on neljakihiline, sellel on kolm väljundit:
- Anood (tähistatud tähega A).
- Katood (täht C või K).
- Juhtelektrood (U või G).
Türistoritel on terve rida voolu-pinge karakteristikuid, neid saab kasutada elemendi oleku hindamiseks. Türistorid on väga võimsad elektroonilised võtmed, nad on võimelised lülitama ahelaid, milles pinge võib ulatuda 5000 voltini ja voolutugevus 5000 amprit (samal ajal kui sagedus ei ületa 1000 Hz).
Türistor töötab sisseAlalisvooluahelad
Tavapärane türistor lülitatakse sisse, rakendades juhtväljundile vooluimpulsi. Pealegi peab see olema positiivne (katoodi suhtes). Siirdeprotsessi kestus sõltub koormuse iseloomust (induktiivne, aktiivne), vooluimpulsi juhtimisahela amplituudist ja tõusukiirusest, pooljuhtkristallide temperatuurist, samuti türistoritele rakendatavast voolust ja pingest. vooluringis saadaval. Skeemi omadused sõltuvad otseselt kasutatava pooljuhtelemendi tüübist.
Ahelas, milles türistor asub, on pinge kõrge tõusu esinemine vastuvõetamatu. Nimelt selline väärtus, mille juures element iseeneslikult sisse lülitub (isegi kui juhtahelas pole signaali). Kuid samal ajal peab juhtsignaal olema väga suure kaldega.
Väljalülitamise viisid
Türistori lülitusi saab eristada kahte tüüpi:
- Looduslik.
- Sunnitud.
Ja nüüd iga liigi kohta üksikasjalikum alt. Loomulik tekib siis, kui türistor töötab vahelduvvooluahelas. Veelgi enam, see lülitus toimub siis, kui vool langeb nullini. Kuid sunniviisilise ümberlülitamise rakendamiseks võib olla palju erinevaid viise. Millist türistori juhtimist valida, otsustab vooluringi projekteerija, kuid igast tüübist tasub rääkida eraldi.
Kõige iseloomulikum viis sundlülitamiseks on ühendaminekondensaator, mis oli nupu (võtme) abil eellaaditud. LC-ahel sisaldub türistori juhtimisahelas. See ahel sisaldab täielikult laetud kondensaatorit. Siirdeprotsessi ajal kõigub vool koormusahelas.
Sundlülitamise meetodid
Sunnitud ümberlülitamist on mitut muud tüüpi. Sageli kasutatakse vooluahelat, mis kasutab vastupidise polaarsusega lülituskondensaatorit. Näiteks saab selle kondensaatori vooluringiga ühendada mingi abitüristori abil. Sel juhul tekib peamisel (töötaval) türistoril tühjenemine. See toob kaasa asjaolu, et kondensaatoris aitab põhitüristori alalisvoolule suunatud vool vähendada vooluahela voolu nullini. Seetõttu lülitub türistor välja. See juhtub põhjusel, et türistorseadmel on oma omadused, mis on iseloomulikud ainult sellele.
On ka skeeme, milles LC-ahelad on ühendatud. Need tühjenevad (ja kõikumisega). Kohe alguses liigub tühjendusvool töötaja poole ja pärast nende väärtuste ühtlustamist lülitatakse türistor välja. Pärast seda liigub vool võnkeahelast läbi türistori pooljuhtdioodi. Sel juhul rakendatakse voolu ajal türistorile teatud pinge. See on moodul võrdne pingelanguga dioodil.
Türistori töö vahelduvvooluahelates
Kui türistor on vahelduvvooluahelas, on võimalik selliseidtoimingud:
- Lülitage sisse või välja elektriahel aktiivse takistusliku või takistusliku koormusega.
- Muutke koormust läbiva voolu keskmist ja efektiivset väärtust tänu võimalusele reguleerida juhtsignaali momenti.
Türistorklahvidel on üks omadus – need juhivad voolu ainult ühes suunas. Seega, kui teil on vaja neid vahelduvvooluahelates kasutada, peate kasutama vastastikku ühendust. Efektiivsed ja keskmised vooluväärtused võivad muutuda, kuna hetk, mil signaal türistoritele antakse, on erinev. Sel juhul peab türistori võimsus vastama miinimumnõuetele.
Faasijuhtimismeetod
Sund-tüüpi faasijuhtimismeetodi puhul reguleeritakse koormust faasidevaheliste nurkade muutmisega. Kunstlikku lülitamist saab läbi viia spetsiaalsete vooluahelate abil või on vaja kasutada täielikult juhitavaid (lukustatavaid) türistoreid. Nende alusel valmistatakse reeglina türistorlaadija, mis võimaldab reguleerida voolutugevust olenev alt aku laetuse tasemest.
Impulsi laiuse juhtimine
Nad kutsuvad seda ka PWM-modulatsiooniks. Türistorite avanemise ajal antakse juhtsignaal. Ühendused on avatud ja koormusel on pinge. Sulgemise ajal (kogu siirdeprotsessi ajal) juhtsignaali ei rakendata, mistõttu türistorid ei juhi voolu. Rakendamiselfaasijuhtimise voolukõver ei ole sinusoidne, esineb muutus toitepinge lainekujus. Järelikult rikutakse ka kõrgsageduslike häirete suhtes tundlike tarbijate tööd (ilmub ühildumatus). Türistori regulaatoril on lihtne disain, mis võimaldab teil vajalikku väärtust probleemideta muuta. Ja te ei pea kasutama suuri LATR-e.
Türistorid lukustatavad
Türistorid on väga võimsad elektroonilised lülitid, mida kasutatakse kõrgepinge ja voolu lülitamiseks. Kuid neil on üks suur puudus – juhtimine on puudulik. Täpsem alt väljendub see selles, et türistori väljalülitamiseks on vaja luua tingimused, mille korral alalisvool väheneb nullini.
Just see funktsioon seab türistorite kasutamisele teatud piirangud ja muudab ka nendel põhinevad vooluringid keeruliseks. Sellistest puudustest vabanemiseks töötati välja spetsiaalsed türistorid, mis lukustatakse signaaliga mööda ühte juhtelektroodi. Neid nimetatakse kahefunktsioonilisteks ehk lukustatavateks türistoriteks.
Lukustav türistori disain
Türistoride neljakihilisel p-p-p-p struktuuril on oma omadused. Need erinevad tavalistest türistoritest. Nüüd räägime elemendi täielikust juhitavusest. Voolu-pinge karakteristik (staatiline) edasisuunas on sama, mis lihtsatel türistoritel. See on lihts alt alalisvoolu türistor, mis suudab läbida palju suurema väärtuse. Agalukustatavate türistorite suurte pöördpingete blokeerimise funktsiooni ei pakuta. Seetõttu on vaja see ühendada pooljuhtdioodiga.
Lukustatava türistori iseloomulik tunnus on päripinge oluline langus. Väljalülitamiseks tuleks juhtväljundile rakendada võimas vooluimpulss (negatiivne, vahekorras 1:5 alalisvoolu väärtusega). Kuid ainult impulsi kestus peaks olema võimalikult lühike - 10 … 100 μs. Lukustatavatel türistoritel on tavapärastest madalam pinge ja vool. Erinevus on ligikaudu 25-30%.
Türistoride tüübid
Lukustatavatest oli juttu eespool, kuid pooljuhttüristoreid on palju rohkem, mis samuti väärivad mainimist. Paljudes konstruktsioonides (laadijad, lülitid, võimsusregulaatorid) kasutatakse teatud tüüpi türistoreid. Kuskil nõutakse, et juhtimine toimuks valgusvooga, mis tähendab, et kasutatakse optotüristorit. Selle eripära seisneb selles, et juhtahelas kasutatakse valgustundlikku pooljuhtkristalli. Türistorite parameetrid on erinevad, kõigil on oma omadused, mis on iseloomulikud ainult neile. Seetõttu on vaja vähem alt üldiselt mõista, mis tüüpi neid pooljuhte on olemas ja kus neid kasutada saab. Niisiis, siin on kogu loend ja iga tüübi peamised omadused:
- Diood-türistor. Selle elemendi ekvivalent on türistor, millega see on antiparalleelselt ühendatudpooljuhtdiood.
- Dinistor (dioodtüristor). Teatud pingetaseme ületamisel võib see muutuda täielikult juhtivaks.
- Triac (sümmeetriline türistor). Selle ekvivalent on kaks antiparalleelselt ühendatud türistorit.
- Kiire invertertüristor on suure lülituskiirusega (5…50 µs).
- Väljatransistoriga juhitavad türistorid. Sageli võite leida MOSFET-idel põhinevaid kujundusi.
- Valgusvoogudega juhitavad optilised türistorid.
Rakenda elemendikaitse
Türistorid on seadmed, mis on kriitilise tähtsusega pärivoolu ja pärivoolu pinge pöördekiiruste jaoks. Neid, nagu ka pooljuhtdioode, iseloomustab selline nähtus nagu vastupidiste taastumisvoolude vool, mis langeb väga kiiresti ja järsult nullini, suurendades sellega ülepinge tõenäosust. See ülepinge on tingitud asjaolust, et vool peatub järsult kõigis vooluringi elementides, millel on induktiivsus (isegi paigaldamisele iseloomulikud ülimadalad induktiivsused - juhtmed, plaadirajad). Kaitse rakendamiseks on vaja kasutada mitmesuguseid skeeme, mis võimaldavad teil end dünaamilistes töörežiimides kõrgepinge ja voolu eest kaitsta.
Reeglina on töötava türistori ahelasse siseneva pingeallika induktiivtakistus sellise väärtusega, et see on enam kui piisav, et jätta lisamatainduktiivsus. Sel põhjusel kasutatakse praktikas sagedamini lülitusteede moodustamise ahelat, mis türistori väljalülitamisel vähendab oluliselt vooluahela kiirust ja liigpinge taset. Sel eesmärgil kasutatakse kõige sagedamini mahtuvus-takistuslikke ahelaid. Need on türistoriga paralleelselt ühendatud. Selliste vooluahelate ahelate modifikatsioone on üsna palju, samuti nende arvutamise meetodeid, türistorite töö parameetreid erinevates režiimides ja tingimustes. Kuid lukustatava türistori lülitustrajektoori moodustamise skeem on sama, mis transistoridel.
