Савремена енергетска електроника заиста је започела појавом тиристора. Тиристори су познати и као силиконски контролисани исправљачи или СЦР. То су четири слојевита и трокрака полупроводничка уређаја. А тиристори су једносмерни уређаји.
Исправљачи са контролисаним силицијумом су полупроводнички уређаји који се обично користе за управљање великом снагом у комбинацији са високим напоном. Стога ови уређаји налазе примену у високонапонским системима за контролу наизменичног напајања, круговима затамњивања сијалица, регулаторним круговима итд. СЦР такође проналази примену у исправљању велике снаге наизменичног напона у високонапонском преносу једносмерне енергије. СЦР припада породици тиристара и заправо је назив СЦР заштитно име тиристора од Генерал Елецтрицс.
СЦР је четворослојни уређај са наизменичним материјалима типа Н и П. СЦР се састоје од четворослојног полупроводника који чини ПНПН или НПНП структуру. Силицијум се користи као својствени полупроводник, коме се додају одговарајуће допантне супстанце. Има три терминала која се називају анода, катода и капија. Катода је најјаче допирана, а капија и анода су мање допиране. Централни слој Н-типа је само лагано допиран и такође је дебљи од осталих слојева оснажујући га да подржи висок напон блокирања.
СЦР има три споја, наиме Ј1, Ј2 и Ј3. Анода је повезана са материјалом типа П структуре ПНПН, док је катода повезана са материјалом типа Н. Капија је повезана са материјалом типа П у близини катоде.
То су једносмерни уређаји и проводе струју само у једном смеру. То је од Аноде до Катоде. Покретање СЦР-а се дешава када његова капија добије позитиван напон. СЦР се обично користи у апликацијама за пребацивање попут драјвера релеја, пуњача батерија итд.
Тиристор има три основна стања:
Обрнуто блокирање: У овом стању, тиристор блокира струју на исти начин као и код обрнуто пристрасне диоде.
Блокирање унапред: У овој држави, рад тиристора је такав да блокира проводење струје напред које би нормално носила унапред пристрасна диода.
Даљинско вођење: У овом стању, тиристор је покренут у проводљивости. И даље ће се проводити док предња струја не падне испод граничне вредности познате као задржавајућа струја.
Тиристорска операција
СЦР-СИМБОЛ
СЦР започиње са спровођењем када је унапред пристрасан. У ту сврху се катода држи на негативном, а анода на позитивном напону. Када се напон преднапрезања примени на СЦР, спој Ј1 и Ј3 постају пристрасни, док спој Ј2 постаје обрнуто. Када се позитивни напон примени на капију, спој Ј2 постаје унапред пристран и СЦР се укључује.
У раду се тиристор може сматрати НПН и ПНП транзистором повезаним уназад, формирајући позитивну повратну петљу унутар уређаја. Транзистор са својим емитером повезаним са катодом тиристора је НПН уређај, док је транзистор са својим емитером повезан са анодом тиристор је ПНП уређај . Капија је повезана са базом НПН транзистора. Излаз једног транзистора доводи се на улаз другог, а излаз другог транзистора враћа се на улаз првог. То значи да када струја почне да тече, она се брзо накупља док оба транзистора нису потпуно укључена или засићена. Погледајмо мали пример:
Из доњег кола, овде смо користили тиристор ТИН616.
- Када је капија отворена, одређују се три преломна напона на минималном предњем напону на којем тиристор јако проводи. Сада се већина напона напајања појављује преко отпора оптерећења. Задржавајућа струја је максимална анодна струја која је отворена када се догоди прекид.
- Када капија у ИСКЉУЧЕНОМ стању тиристор пружа отпор у бесконачности него у укљученом стању, пружа врло низак отпор, који је у опсегу од 0,010 до 10.
Начин активирања
У нормалном искљученом стању, СЦР спречава проток струје кроз њега, али када се капија ка катоди повећа и премаши одређени ниво, СЦР се укључује и проводи попут транзистора. Једна важна посебност СЦР-а је да, након што се спроведе, он остаје закачен и наставља да се спроводи чак и након уклањања напона на капији. СЦР остаје укључен све док струја задржавања уређаја не падне на малу вредност. Али ако капија добије пулсирајући напон, а струја кроз њу је испод струје закључавања, СЦР ће остати у искљученом стању. СЦР се може покренути без позитивног напона на капији. СЦР је обично повезан са анодом на позитивну шину и катодом са негативном шином. Ако се примени напон на аноди повећа, капацитивна спрега у уређају индукује набој у капију и СЦР окидаче. Ова врста окидања без спољне струје капија позната је под називом „ДВ / дт окидање“. То се обично дешава при укључивању. То се назива ефекат стопе.
Али покретање ДВ / дт неће укључити СЦР у потпуности, а делимично покренути СЦР ће расипати велику снагу и уређај може оштетити. Да би се спречило покретање ДВ / дт, користи се снубер мрежа. Други начин активирања је повећање предњег напона СЦР изнад номиналног напона пробоја. Покретање напона унапред се јавља када се напон на СЦР-у повећава са отварањем његове капије. Ово се назива „квар лавине“ током којег се спаја 2 квара уређаја. Ово такође делимично укључује СЦР и оштетиће уређај. Дакле, напон не би требало да прелази називни напон СЦР-а.
Како искључити СЦР?
Једном када се СЦР укључи, он ће бити у проводном режиму чак и након уклањања струје на капији. Ово је закључавање СЦР-а. СЦР се може искључити повратним активирањем. То се може учинити применом негативног напона на капију. Уређај се такође може искључити уклањањем анодне струје или тренутним прекидом прекида и катоде.
Примене тиристора:
Тиристори се углавном користе у уређајима где се захтева управљање великом снагом, могуће у комбинацији са високим напоном. Њихов рад чини их погодним за употребу у средње до високонапонским апликацијама за контролу наизменичног напајања, на пример, пригушивању лампи, контролерима и Мотор Цонтрол .
Једна примена СЦР-управљања релејем помоћу СЦР-а:
Ако се прекидач С1 на тренутак притисне, релеј ће се укључити. Може се искључити притиском на С2.
Ако се прекидач С1 замени са ЛДР и Р1 са унапред подешеном поставком од 4,7К, релеј ће се укључити када на ЛДР падне светло. Унапред подешено подесите тачку активирања.
Ако се прекидач С1 замени са 4,7 К НТЦ (негативни температурни коефицијент) термистером и Р1 са унапред подешеном 1К, релеј се укључује када се температура повећа. Унапред подешено подесите тачку активирања.
Фото кредит:
- СЦР-СИМБОЛ аутор викимедиа
