थिर्यिस्टर्स क्या हैं? आपरेशन के सिद्धांत और thyristors की विशेषताओं

Thyristors बिजली इलेक्ट्रॉनिक कुंजी हैं,पूरी तरह से प्रबंधित नहीं किया। अक्सर तकनीकी पुस्तकों में आप इस डिवाइस का एक और नाम देख सकते हैं - एक एकल ऑपरेशन थाइरिस्टर। दूसरे शब्दों में, नियंत्रण संकेत के प्रभाव में इसका एक राज्य में अनुवाद किया जाता है - एक संचालन राज्य। यदि निर्दिष्ट करना है, तो इसमें एक श्रृंखला शामिल है। इसे बंद करने के लिए, विशेष परिस्थितियों को बनाना आवश्यक है जो सर्किट में आगे की ओर शून्य में शून्य को सुनिश्चित करते हैं।

Thyristors सुविधाएँ

थिरिस्टर स्विच विद्युत प्रवाह चालू करता हैकेवल आगे की दिशा में, और बंद स्थिति में यह न केवल प्रत्यक्ष, बल्कि रिवर्स वोल्टेज को भी रोकता है। थाइरिस्टर की संरचना चार परत है, तीन निष्कर्ष हैं:

1. एनोड (अक्षर ए द्वारा इंगित)।
2. कैथोड (पत्र सी या के)।
3. नियंत्रण इलेक्ट्रोड (वाई या जी)।

Thyristors volt-ampere का एक पूरा परिवार हैविशेषताओं, वे तत्व की स्थिति का न्याय करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। थिरिस्टर्स बहुत शक्तिशाली इलेक्ट्रॉनिक स्विच होते हैं, वे सर्किट को स्विच करने में सक्षम होते हैं जिसमें वोल्टेज 5000 वोल्ट तक पहुंच सकता है, और वर्तमान ताकत 5000 एम्पियर (आवृत्ति 1000 हर्ट्ज से अधिक नहीं है)।

डीसी सर्किट में थिरिस्टर ऑपरेशन

वर्तमान आपूर्ति की आपूर्ति करके एक पारंपरिक थाइरिस्टर चालू किया जाता हैनियंत्रण आउटपुट के लिए नाड़ी। इसके अलावा, यह सकारात्मक होना चाहिए (कैथोड के संबंध में)। क्षणिक प्रक्रिया की अवधि लोड की प्रकृति (अपरिवर्तनीय, सक्रिय), वर्तमान पल्स के नियंत्रण सर्किट में वृद्धि की दर, अर्धचालक क्रिस्टल का तापमान, और सर्किट में उपलब्ध थाइरिस्टर्स पर लागू वर्तमान और वोल्टेज पर निर्भर करता है। सर्किट विशेषताओं का उपयोग सीधे अर्धचालक तत्व के प्रकार पर निर्भर करता है।

सर्किट में जिसमें थाइरिस्टर स्थित है,वोल्टेज वृद्धि की उच्च दर की घटना अस्वीकार्य है। अर्थात्, वह मान जिस पर तत्व स्वचालित रूप से स्विच करता है (भले ही नियंत्रण सर्किट में कोई सिग्नल न हो)। लेकिन साथ ही, नियंत्रण संकेत में विशेषता का एक बहुत ही ढलान होना चाहिए।

बंद करने के तरीके

Thyristors के दो प्रकार के कम्यूटेशन हैं:

1. प्राकृतिक।
2. मजबूर कर दिया।

और अब हर तरह के बारे में और अधिक। प्राकृतिक तब होता है जब थाइरिस्टर एक एसी सर्किट में काम करता है। और यह स्विचिंग तब होती है जब वर्तमान शून्य पर गिर जाती है। लेकिन आप कई अलग-अलग तरीकों से मजबूर स्विचिंग लागू कर सकते हैं। स्कीम डिजाइनर को हल करने के लिए किस प्रकार का थाइरिस्टर नियंत्रण चुनने के लिए नियंत्रण है, लेकिन यह अलग-अलग प्रकार के बारे में बात करने लायक है।

अनिवार्य का सबसे विशिष्ट तरीकास्विचिंग एक संधारित्र का कनेक्शन है जिसे बटन (कुंजी) से पूर्व-चार्ज किया गया है। एलसी सर्किट थाइरिस्टर नियंत्रण सर्किट में शामिल है। इस श्रृंखला में एक पूरी तरह से चार्ज संधारित्र भी शामिल है। क्षणिक प्रक्रिया के दौरान, लोड सर्किट में वर्तमान उतार-चढ़ाव होता है।

मजबूर स्विचिंग के तरीके

कई प्रकार के मजबूर हैंस्विचिंग। अक्सर एक सर्किट का उपयोग किया जाता है जिसमें एक स्विचिंग संधारित्र को रिवर्स पोलरिटी का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, इस संधारित्र को कुछ सहायक थाइरिस्टर के माध्यम से सर्किट से जोड़ा जा सकता है। यह मुख्य (काम कर रहे) थाइरिस्टर को निर्वहन करेगा। इससे वर्तमान में मुख्य थाइरिस्टर के प्रत्यक्ष प्रवाह को संधारित्र पर निर्देशित किया जाएगा जिससे सर्किट में शून्य को शून्य में कम करने में मदद मिलेगी। नतीजतन, थाइरिस्टर बंद हो जाएगा। ऐसा कारण है कि थाइरिस्टर डिवाइस की अपनी विशेषताओं, केवल इसके लिए विशेषता है।

कनेक्ट सर्किट भी हैंएलसी चेन उन्हें छुट्टी दी जाती है (और उतार-चढ़ाव के साथ)। बहुत शुरुआत में, निर्वहन प्रवाह कार्यकर्ता की ओर बहता है, और उनके मूल्यों के बराबर होने के बाद, थाइरिस्टर बंद हो जाता है। इसके बाद, वर्तमान में अर्धचालक डायोड से थाइरिस्टर के माध्यम से ऑसीलेटरिंग सर्किट से बहती है। उसी समय, जब तक वर्तमान प्रवाह होता है, थाइरिस्टर पर वोल्टेज लागू होता है। यह डायोड भर में वोल्टेज ड्रॉप के बराबर मॉड्यूलो है।

एसी सर्किट में थिरिस्टर ऑपरेशन

यदि थाइरिस्टर वैकल्पिक सर्किट में शामिल किया गया है, तो निम्नलिखित ऑपरेशन किए जा सकते हैं:

1. सक्रिय-प्रतिरोधी या सक्रिय लोड के साथ विद्युत सर्किट को सक्षम या अक्षम करें।
2. लोड सिग्नल के समय को समायोजित करने की क्षमता के कारण लोड के माध्यम से गुजरने वाले वर्तमान के औसत और वास्तविक मूल्य को बदलें।

Thyristor कुंजी एक सुविधा है -वे केवल एक दिशा में वर्तमान संचालन करते हैं। इसलिए, यदि मौजूदा सर्किट को बदलने में उन्हें उपयोग करना आवश्यक है, तो काउंटर समांतर समावेश को लागू करना आवश्यक है। वास्तविक और औसत वर्तमान मूल्य इस तथ्य के कारण भिन्न हो सकते हैं कि थाइरिस्टर्स को सिग्नल का समय अलग है। उसी समय, थाइरिस्टर की शक्ति न्यूनतम आवश्यकताओं को पूरा करनी चाहिए।

चरण नियंत्रण विधि

कम्यूटेशन के साथ एक चरण नियंत्रण विधि के साथमजबूर प्रकार, भार चरणों के बीच कोणों को बदलकर समायोजित किया जाता है। विशेष सर्किट की मदद से कृत्रिम कमीशन किया जा सकता है, या पूरी तरह से नियंत्रित (लॉक) थाइरिस्टर्स का उपयोग करना आवश्यक है। एक नियम के रूप में, एक नियम के रूप में, एक चार्जर थाइरिस्टर पर बनाया गया है, जो आपको बैटरी चार्ज करने के स्तर के आधार पर वर्तमान को नियंत्रित करने की अनुमति देता है।

पल्स चौड़ाई नियंत्रण

इसे पीडब्लूएम मॉड्यूलेशन भी कहा जाता है। Thyristors के उद्घाटन के दौरान, एक नियंत्रण संकेत लागू किया जाता है। संक्रमण खुले हैं, और लोड पर कुछ वोल्टेज है। समापन के दौरान (पूरे क्षणिक प्रक्रिया के दौरान), कोई नियंत्रण संकेत लागू नहीं होता है, इसलिए, thyristors वर्तमान संचालन नहीं करते हैं। जब चरण नियंत्रण किया जाता है, वर्तमान वक्र sinusoidal नहीं है, आपूर्ति वोल्टेज संकेत परिवर्तन का आकार बदलता है। नतीजतन, उपभोक्ताओं के काम में भी व्यवधान है, जो उच्च आवृत्ति हस्तक्षेप (असंगतता होती है) के प्रति संवेदनशील हैं। सरल डिजाइन में थाइरिस्टर पर नियामक होता है, जो बिना किसी समस्या के आवश्यक मूल्य को बदलने की अनुमति देगा। और आपको भारी एलएटीआर का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है।

थिरिस्टर्स, लॉक करने योग्य

Thyristors बहुत शक्तिशाली इलेक्ट्रॉनिक कुंजी हैं,वे उच्च वोल्टेज और धाराओं को बदलने के लिए उपयोग किया जाता है। लेकिन उनके पास एक बड़ी कमी है - प्रबंधन अपूर्ण है। और अधिक विशेष रूप से, यह इस तथ्य से प्रकट होता है कि थाइरिस्टर को बंद करने के लिए, ऐसी स्थितियां बनाना आवश्यक है जिसके अंतर्गत आगे की ओर शून्य हो जाएगी।

यह सुविधा है जो कुछ लगाती हैthyristors के उपयोग पर प्रतिबंध, और उन पर आधारित सर्किट भी जटिल। इन दोषों से छुटकारा पाने के लिए, विशेष थाइरिस्टर डिज़ाइन विकसित किए गए हैं, जो एक नियंत्रण इलेक्ट्रोड से सिग्नल द्वारा बंद कर दिए जाते हैं। उन्हें दो-ऑपरेटिव, या लॉक करने योग्य, thyristors कहा जाता है।

लॉक थिरिस्टर डिजाइन

आर-पी-पी-पी वाई थाइरिस्टर्स की चार-परत संरचनाइसकी अपनी विशेषताएं हैं। वे उन्हें पारंपरिक thyristors से मतभेद देते हैं। यह अब तत्व की पूरी नियंत्रणशीलता के बारे में है। आगे की दिशा में वोल्ट-एम्पियर विशेषता (स्थैतिक) सरल थाइरिस्टर्स के समान ही है। यह सिर्फ एक प्रत्यक्ष वर्तमान थाइरिस्टर मूल्य में और अधिक पास कर सकता है। लेकिन लॉक थाइरिस्टर्स के लिए बड़े रिवर्स वोल्टेज को अवरुद्ध करने के लिए कोई फ़ंक्शन नहीं हैं। इसलिए, इसे अर्धचालक डायोड के साथ बैक-टू-बैक कनेक्ट करना आवश्यक है।

एक लॉक करने योग्य थाइरिस्टर की विशेषता विशेषता -यह सीधे तनाव में एक महत्वपूर्ण गिरावट है। यात्रा करने के लिए, नियंत्रण टर्मिनल पर एक शक्तिशाली वर्तमान नाड़ी (ऋणात्मक, अनुपात 1: 5 में प्रत्यक्ष वर्तमान मूल्य में) लागू करना आवश्यक है। लेकिन केवल नाड़ी अवधि जितनी छोटी हो सके - 10 ... 100 μs। लॉक थाइरिस्टर्स के पास सीमित वोल्टेज का कम मूल्य होता है और परंपरागत लोगों की तुलना में वर्तमान होता है। अंतर लगभग 25-30% है।

Thyristors के प्रकार

ऊपर हम लॉक माना जाता है, लेकिन वहाँ हैअर्धचालक थाइरिस्टर्स के कई प्रकार हैं, जो उल्लेखनीय हैं। विभिन्न प्रकार के डिज़ाइनों (चार्जर, स्विच, पावर कंट्रोलर) में, कुछ प्रकार के थाइरिस्टर्स का उपयोग किया जाता है। कहीं भी यह आवश्यक है कि प्रकाश की धारा की आपूर्ति करके नियंत्रण किया जाए, इसलिए एक ओपिथोथिस्टर का उपयोग किया जाता है। इसकी विशिष्टता इस तथ्य में निहित है कि नियंत्रण सर्किट में प्रकाश के प्रति संवेदनशील अर्धचालक क्रिस्टल का उपयोग किया जाता है। Thyristors के पैरामीटर अलग हैं, सभी के पास अपनी विशेषताओं, केवल उनके लिए विशेषता है। इसलिए, कम से कम सामान्य शब्दों में यह कल्पना करना आवश्यक है कि इनमें से किस प्रकार के अर्धचालक मौजूद हैं और जहां उन्हें लागू किया जा सकता है। तो, यहां संपूर्ण सूची और प्रत्येक प्रकार की मुख्य विशेषताएं हैं:

1. डायोड-thyristor। इस तत्व के बराबर एक थाइरिस्टर है, जिसमें एक काउंटर समांतर सेमीकंडक्टर डायोड जुड़ा हुआ है।
2. Dinistor (डायोड थाइरिस्टर)। यदि एक निश्चित वोल्टेज स्तर पार हो गया है तो यह कुल चालकता की स्थिति में जा सकता है।
3. Triac (सममित थाइरिस्टर)। इसके बराबर विपरीत दिशा में जुड़े दो थाइरिस्टर्स हैं।
4. थिरिस्टर इन्वर्टर उच्च गति कम्यूटेशन की उच्च गति (5 ... 50 माइक्रोन) अलग है।
5. एफईटी नियंत्रण के साथ थिरिस्टर्स। एमओएसएफईटी के आधार पर डिज़ाइन ढूंढना अक्सर संभव होता है।
6. ऑप्टिकल थाइरिस्टर्स, जो प्रकाश धाराओं द्वारा नियंत्रित होते हैं।

तत्व सुरक्षा लागू करना

Thyristors वे उपकरण हैं जो महत्वपूर्ण हैंप्रत्यक्ष वर्तमान और आगे वोल्टेज के उदय की दर। उनके लिए, साथ ही अर्धचालक डायोड के लिए, इस तरह की घटना रिवर्स रिकवरी धाराओं के प्रवाह के रूप में विशेषता है, जो ओवरवॉल्टेज की संभावना को बढ़ाते हुए, बहुत तेज़ी से और तेजी से शून्य मान तक गिर जाती है। यह ओवरवॉल्टेज इस तथ्य का एक परिणाम है कि सर्किट के सभी तत्वों में वर्तमान में एक अधिष्ठापन है (यहां तक ​​कि घुमावदार - तारों, बोर्ड के ट्रैक के लिए बहुत छोटे इंडक्टर्स विशेषता) अचानक मौजूद हो जाते हैं। सुरक्षा को लागू करने के लिए, विभिन्न सर्किटों का उपयोग करना आवश्यक है, जो ऑपरेशन के गतिशील तरीके में उच्च वोल्टेज और धाराओं से संरक्षित किए जा सकते हैं।

एक नियम के रूप में, स्रोत के अपरिवर्तनीय प्रतिरोधवोल्टेज, जो ऑपरेटिंग थाइरिस्टर के सर्किट में प्रवेश करता है, का इतना मूल्य है कि सर्किट में कुछ अतिरिक्त अधिष्ठापन को शामिल करने के लिए पर्याप्त नहीं है। इस कारण से, व्यावहारिक रूप से, स्विचिंग पथ बनाने की श्रृंखला का अक्सर उपयोग किया जाता है, जो थाइरिस्टर डिस्कनेक्ट होने पर सर्किट में ओवरवॉल्टेज की गति और स्तर को काफी कम करता है। कैपेसिटिव-प्रतिरोधी श्रृंखलाएं अक्सर इन उद्देश्यों के लिए उपयोग की जाती हैं। वे थाइरिस्टर के साथ समानांतर में जुड़े हुए हैं। ऐसे सर्किटों के सर्किट संशोधन के कुछ प्रकार हैं, साथ ही साथ उनकी गणना के तरीकों, विभिन्न तरीकों और शर्तों में थाइरिस्टर्स के संचालन के लिए पैरामीटर हैं। लेकिन लॉक थाइरिस्टर के स्विचिंग पथ बनाने की श्रृंखला ट्रांजिस्टर की तरह ही होगी।