Tyristor – princip činnosti, parametry, obvody

• Regulátory výkonu řady S mají originální design, nevyžadují další zdroj napájení a snadno se připojují.
• Díky možnosti instalace na DIN lištu je možné zařízení snadno instalovat, odstraňovat a přemisťovat.
• Vestavěná tepelná ochrana SCR zajišťuje vypnutí tyristorů, aby se zabránilo jejich přehřátí.
• Regulátory výkonu řady SP48P (26,46) lze použít v rozsahu napětí od 180 V AC do 480 V AC.
• Díky možnosti instalace na DIN lištu je možné zařízení snadno instalovat, odstraňovat a přemisťovat.
• Chladič má velkou povrchovou plochu, dostatečnou pro efektivní chlazení regulátoru.

Značení (příklad)

LED indikace
-Vstup:
Zelená LED začne svítit při nízkém řídicím signálu 4 mA a svítí na plný jas při řídicím proudu 20 mA.
-TH Err (chyba):
Červená LED dioda se rozsvítí při přehřátí regulátoru a signalizuje nouzové vypnutí tyristorů regulátoru.
Instalace a připojení
Pro zajištění normálního chlazení zařízení musí být instalováno ve svislé poloze.
Mezi zařízením a zdí nebo jinými zařízeními je nutné zajistit dostatečný volný prostor pro chlazení (alespoň 30 mm horizontálně a alespoň 50–100 mm vertikálně).
Provozní doporučení:

• Regulátory řady SP48Pxx jsou napájeny řídicím signálem, takže signál z jednoho analogového výstupu regulátoru může ovládat pouze jeden výkonový regulátor řady SP48Pxx.
• Maximální regulovaný výkon – 95 % jmenovitého výkonu zátěže.
• Při výběru regulátoru věnujte pozornost tabulce závislosti maximálního přípustného proudu na okolní teplotě – regulátory nelze při vysokých teplotách zatěžovat na plný výkon.

Konstrukce tyristorového regulátoru SP48P	Instalace tyristorového regulátoru SP48P	Schéma zapojení tyristorového regulátoru SP48P

Volby:

• Standardní řídicí vstup 4–20 mA (proudová smyčka)
• Regulace výkonu změnou fázového úhlu otevření tyristoru
• Široký rozsah provozních napětí 180…480 V AC
• Není potřeba žádný další zdroj napájení
• Galvanické oddělení mezi řídicím obvodem a napájecím obvodem
• Montáž na DIN lištu

Technické vlastnosti tyristorového regulátoru výkonu
Maximální zatěžovací proud	26,46А
Minimální zatěžovací proud	0,6А
Jmenovité napětí	180 ~ 480VAC
Doporučená externí pojistka	FWC-32A10F(32А), 63FE(63А) není v ceně
Celkové rozměry, mm)	130 * 54 * 98
Hmotnost	0.6 kg a 0,9 kg

Použití: Tyto tyristorové regulátory výkonu se používají ve všech odvětvích průmyslu, kde je nutné regulovat aktivní zátěž, například v průmyslových pecích, při zpracování plastů, v dopravě. Tyristorový regulátor výkonu se skládá ze dvou protiběžně zapojených výkonových tyristorů, izolovaného zářiče a regulačního obvodu.

Tyristor je zařízení sestávající z polovodiče a má zpravidla pouze dvě aktivní polohy: „zavřeno“ a „otevřeno“. V prvním případě je monokrystalický polovodič ve stavu nejnižší elektrické vodivosti a ve druhém v nejvyšším stavu.

Stojí za zmínku, že v těchto dvou stabilních stavech dochází za určitých okolností k přechodové fázi, ale proces probíhá poměrně rychle.

Podle principu činnosti by zařízení mělo být korelováno s elektronickým spínačem, existují však mezi nimi drobné rozdíly: tyristor lze spínat tlakem a vypnout pouze odlehčením plnicího a napájecího proudu. Princip činnosti polovodičového senzoru tedy není nějaký složitý proces.

Většinou se tyristor používá jako klíčový nebo elektronický spínač, který se používá v elektrických mechanických systémech.

Tyristorové zařízení

Oprava ustáleného stavu zařízení je možná díky přítomnosti řady funkcí ve vnitřní struktuře zařízení. Můžete to vidět na níže uvedeném diagramu:

Na této struktuře je zřejmé, že tyristor je prezentován ve formě 2 jednoduchých elektronických tranzistorů, které si nejsou podobné ve struktuře, ale jsou vzájemně propojeny. Kromě toho hrají ve složení polovodičového elektrického zařízení klíčovou roli následující tři jednotky:

• Katoda;
• Anoda;
• Řídicí elektroda.

Vzhledem k tomu, že tyristor má čtyři sériově zapojené diody, má jeho přechodová vrstva tvar: (p) – (p) – (p) – (p). Tato skutečnost vysvětluje kapacitu I, která proudí pouze jedním směrem: z plusu do mínusu.

Když už mluvíme a popisujeme vzhled tyristorů, je třeba říci, že jsou vyrobeny z různých pouzder, takže možnost s jednoduchým odvodem tepla je vyloučena, ale kvůli přítomnosti masivního kovového pouzdra jsou schopny odolat vysokým proudům.

Princip činnosti tyristoru

Podle principu činnosti, jak jsme již řekli, by mělo být zařízení porovnáno s elektronickým spínačem, protože oba jsou schopny procházet proud pouze jedním směrem (ke katodě z anody). Pamatujte, že to bude možné pouze ve stabilní „otevřené“ poloze.

Nyní přistoupíme přímo k úvaze o mechanismu působení tyristoru. Výchozí stav zařízení je „zavřeno“. Za známku nebo signál začátku procesu přechodu do „otevřeného“ lze považovat výskyt napětí objevujícího se mezi kladnou elektrodou a řídicí svorkou. Akci můžete zvrátit pomocí následujících metod:

1. snížit tlak;
2. snížit současnou úroveň.

V budovách s nestejnosměrným proudem se používá druhá možnost. To se ale dá vysvětlit, protože střídavý proud v elektrické síti je prezentován v sinusovém tvaru, kdy jeho hodnota směřuje k nule a velmi často se vynuluje. Když už mluvíme o strukturách se stejnosměrným proudem, častěji se používá první možnost.

Otevřená a zavřená poloha

Takže, jak víme, princip fungování našeho zařízení je jiný. V budovách s konstantním napětím dochází po krátkodobém zvýšení napětí k přechodu z výchozího stavu do stavu „otevřeno“. Poté jsou zvažovány dvě možné možnosti:

• Polohu „otevřeno“ lze udržet i po ztrátě regulace napětí na anodovém výstupu. To může být možné, pokud je „U“, které je přivedeno na svorku ovládání anody, větší než odblokovací „U“. Průchod elektrického proudu zařízením končí vesměs pouze přerušením elektrického obvodu nebo vypnutím zdroje energie (oba tyto procesy musí být krátkodobé). Proč elektrický proud (když byl tento obvod obnoven) přestane téci? Aby proud mohl protékat, musí být znovu přivedeno napětí.
• Zařízení se přesune do polohy „zavřeno“ ihned po poklesu napětí.

Takže v systémech, kde proud = konstantní, existuje několik způsobů, jak provozovat náš elektrický spotřebič:

• Udržením stavu „otevřeno“;
• Naprostý opak první možnosti.

Stojí za zmínku, že nejčastěji se používá metoda číslo 1. Provozní podmínky tyristoru v provedeních, kde se napětí nerovná konstantě, jsou různé. Tam dochází k návratu do výchozí polohy automaticky, to znamená v důsledku poklesu napájecího proudu. V případě, že jsou napětí často přiváděna do plusu a mínusu, stane se na výstupu, že bude generován P proud o určité frekvenci. Takto jsou konfigurovány systémy pouzdra pulzního podávání, které je schopné formalizovat sinusoidu v P.

Základní parametry tyristoru

Je čas porozumět klíčovým parametrům tyristoru. Samozřejmě je důležité o nich mluvit a je třeba jim rozumět.

Začněme odblokovacím konstantním řídicím napětím „Vy“ – to je minimální hodnota konstantního napětí na řídicí elektrodě. „Vy“ způsobuje přechodný proces tyristoru z polohy „zavřeno“ do polohy „otevřeno“. Je to tedy přítomnost odblokovacího stejnosměrného napětí, které vysvětluje otevření zařízení a přítomnost stejnosměrného nebo střídavého proudu v elektrickém obvodu.

Druhým důležitým parametrem je hodnota zpětného napětí „Vrev max“. Je to tento prvek, který demonstruje hodnotu napětí, a konečně „I avg“ je průměrná hodnota proudu. „I avg“ ukazuje, kolik proudu může protékat polovodičovým zařízením.

Charakteristika tyristorů

Volba tyristorů na základě technických a mechanických vlastností je dána závislostí napětí v elektrickém obvodu na požadovaném elektrickém proudu. Podívejme se na klíčové mechanické vlastnosti tyristorů:

• Maximální přípustná hodnota proudu (tato hodnota ukazuje maximální možnou hodnotu; ukazuje maximální možnou hodnotu zařízení v poloze „otevřeno“);
• Maximální hodnota přípustného proudu diody;
• stejnosměrné napětí;
• Opačné hodnoty napětí;
• Vypínací napětí;
• Nejmenší množství proudu na řídicím elektrickém vodiči;
• Maximální přípustný výkon.

Technické vlastnosti tyristoru

Nyní přejdeme k technickým vlastnostem:

1. Maximální zpětné napětí může dosáhnout 100 voltů ve stavu „otevřeno“;
2. Hodnota napětí v poloze „zavřeno“ je 100 voltů;
3. Puls v otevřené poloze dosahuje 30 ampér, ale opakovaný dosahuje 10;
4. Průměrné napětí je 1,00-1,50 V;
5. Průměrná hodnota proudu není stanovena;
6. Časový úsek pro zapnutí a vypnutí zařízení je velmi odlišný: 10 mikrosekund a 100.

Typy tyristorů

Existuje několik typů tyristorů, které lze klasifikovat pomocí následujících metod:

• podle režimů ovládání;
• podle elektrické vodivosti;
• v souladu s provozním postupem;
• podle formy řízení.

Začněme tedy klasifikací tyristorů podle regulačních režimů. Je třeba říci, že polovodičový nástroj má dvě výstupní cesty, které se liší svými otvory.

Pokud se jeden otevře přivedením napětí do anodového bloku, pak se druhý otevře do katodového bloku. Existuje však určitá poznámka: dodává se nejen napětí, ale také impuls. Pokud je impuls připojen k řídicímu výstupu a katodě, bude mít zařízení následující název: „Katodou řízený tyristor“. Jinak – s anodou.

Podle elektrické vodivosti

Přejděme k další klasifikaci zařízení. Jak bylo řečeno dříve, tyristory (jednotlivé) vedou proud pouze v jednom směru, to znamená, že neexistuje žádný zpětný vodič (toto je první typ elektrické vodivosti). Měli bychom si však udělat rezervaci, protože víme, že naše zařízení funguje tak, že dodává napětí jako klíč (spínač), a pokud použijeme dvojitý prvek, tedy symetrický tyristor, pak bude zařízení schopno vést proud v dvěma směry najednou (jedná se o zpětnou vodivost – 2. typ).

Podle provozního režimu

Nakonec přejděme k poslednímu typu klasifikace. Existují tři hlavní, které se nejčastěji používají v moderních, pokročilejších polovodičových prvcích:

Je také možné hovořit o následujících podtypech tyristoru: Uzamykatelné a neuzamykatelné (v prvním případě: „+“ je připojeno k záporně nabité elektrodě a „-“ je připojeno ke kladně nabité elektrodě; ve 2. případ, opačný stav věcí); Rychle působící (schopné přejít z „zavřeného“ stavu do „otevřeného“ stavu v krátké době, bez ztráty účinnosti); Elektrický impuls (proveďte proces fázového přechodu s minimálními ztrátami).

Tyristorový regulátor

Důležitým prvkem v tyristorovém systému je regulátor výkonu. Je to jeho schéma, které budeme zvažovat:

Tato struktura vypadá docela jednoduše. Náš stmívač (ve výše uvedeném provedení) je napájen a funguje díky přítomnosti střídavého proudu v elektrické síti, jehož napětí je 220 Voltů.

Pojďme ke složení, regulátor výkonu v tomto případě zahrnuje:

1. Polovodičová dioda „vd1“;
2. Rezistor „r1“ pro variabilní účely;
3. Rezistor „r2“ je trvalý;
4. Nízká vodivostní kapacita „c1“;
5. Spínací zařízení Tyristor „vs1“.

Všechny hodnoty, které se doporučuje použít pro jmenovitý obvod, jsou uvedeny na obrázku. Kromě toho je třeba říci, že v roli „vd1“ (dioda) můžete použít buď prvek „KD-209“ nebo „KU-103V“, jehož výkon je více než 2 watty a napětí je ne méně než 50 voltů.

Tato struktura řídí pouze jeden poloviční cyklus v síťovém procesu. Pokud odtud vyjmeme 4 prvky, kromě polovodičové diody, pak bude schopna přenášet pouze polovinu vlny střídavým proudem a zátěž například na pájecích zařízeních nebo žárovkách bude pocházet pouze z padesáti procent. z celkového výstupního výkonu.

Tyristorové schopnosti

Tyristor je schopen přeskočit konvenční, zjednodušeně řečeno, dodatečné půlperiodické bloky, které jsou odříznuty prvkem „vd1“. Změní-li se umístění proměnného odporu „r1“, změní se také účinnost elektrického systému (nahoru nebo dolů, v závislosti na napětí).

Výstupní řídicí trubice zařízení je připojena k elektrokladnému výstupu na kondenzátoru. V případě, že se napětí na kondenzátoru zvýší, to znamená, že jeho hodnota dosáhne určité úrovně, začne procházet polovinou periody „+“.

Proměnný odpor může určit rychlost nabíjení zařízení. Čím dříve tedy nabíjení dosáhne své maximální hodnoty, tím rychleji se tyristor otevře a bude moci spustit polovinu půlcyklu v polární části.

Za zmínku stojí pasivní elektronická součástka, která nepřijímá část záporné půlvlny, to však není nebezpečné, protože kondenzátor má polární vlastnost, která umožňuje regulovat napětí na koncích prvku .

Naše struktura tedy ukazuje následující: stmívač je schopen měnit hodnotu výkonu v rozsahu 50 až 100 procent (což je absolutní norma pro „průměrnou páječku“).

Typy regulátorů výkonu

Nyní navrhuji zvážit všechny typy regulátorů výkonu, je jich poměrně hodně, ale trocha znalostí o nich rozhodně nikomu neublíží:

• Stmívač. Stejný nástroj, o kterém jsme hovořili v naší struktuře. Nejčastěji se používá jako ovládací prvek výkonové zátěže, přičemž je do obvodu zapojen sériově. Pokud mluvíme o statistice, pak se stmívač používá k nastavení jasu světla v různých typech lamp;
• Automatický regulátor výkonu. Jedná se o elektronickou strukturu, která umožňuje měnit hodnoty dodávaného výkonu (k tomu dochází udržováním procesu zapínání zařízení v půlperiodě střídavým proudem);
• Regulátor výkonu “Simostornoy”. Analog automatického regulátoru, také používaný v elektrických obvodech se střídavým proudem (používá se pro okamžité změny různých parametrů obvodu);
• Autoelektronický regulátor výkonu. Jedná se o systém určený k regulaci výkonu a řízení rychlosti elektromotorů;
• “Obloukový” výkonový stmívač. Jedná se o prvek, který má konstrukci, která je schopna poskytovat trvalou podporu pro určitou hodnotu hoření oblouku.

Aplikace tyristorů

Takže, jak jste se dozvěděli dříve, hlavním účelem tyristorů je jejich schopnost řídit výkon zátěže.

Kromě toho mají řadu dalších výhod, a to: jsou „usměrňovačem“, mají dvě nominálně stabilní polohy a slouží jako proudový zesilovač. Právě kvůli výše zmíněným kvalitativním vlastnostem našla polovodičová součástka poměrně široké uplatnění.

Tyristor se používá jako vypínač/vypínač v elektrických spínacích zařízeních, protože je schopen sepnout a vypnout elektrický obvod.

Aktivně se také používá jako konverzní zařízení (protože tyristor je schopen generovat stejnosměrný proud na střídavý) v solárních panelech, v systémech nepřerušitelného napájení a v dalších oblastech souvisejících s napájením.

Mělo by se také říci o schopnostech tyristoru v elektronickém zapalování, protože zařízení se používá ve spalovacích motorech, rozdělovačích a bateriích pro provoz startéru.

Pokud mluvíme o každodenním životě, musíme si uvědomit, že polovodičové zařízení se používá ve svařování nebo ve strojírenství jako invertor.

Kde koupit tyristor?

Je zřejmé, že tyristor je poměrně účinné elektrické zařízení, které je v současné době žádané. Ptáte se: “Kde to můžu koupit?”

Aliexpress vám určitě doporučím. Skvělý internetový obchod, který téměř vždy pomůže. Nejen, že je vše snadné a přehledné, ale hlavně je to levné a rozmanité (co se týče výběru produktů). Pokud jde o tyristory, na Aliexpress je velké množství typů a existují také analogy. Obecně to používejte a kupujte!