Тиристорный модуль использует мультиметр для различения трех электродов тиристора.
Управляемый выпрямитель SlicON, SCR превратился в большое семейство с момента его появления в 1950-х годах, и его основные члены включают однонаправленные тиристоры, двунаправленные тиристоры, управляемые светом тиристоры, тиристоры с обратной проводимостью, запирающие тиристоры, быстродействующие тиристоры и т. д. ждать. Сегодня все используют однонаправленный тиристор, который часто называют обычным тиристором. Он состоит из четырех слоев полупроводниковых материалов с тремя PN-переходами и тремя внешними электродами: электрод, извлеченный из первого слоя полупроводника P-типа, называется анодом A. Электрод, извлеченный из третьего слоя полупроводника P-типа, называется анодом A. называется управляющим электродом G, а электрод, извлеченный из четвертого слоя полупроводника N-типа, называется катодом K. Из символа схемы тиристора видно, что это однонаправленное проводящее устройство, подобное диоду, а ключ что у него есть дополнительный управляющий электрод G, что делает его рабочие характеристики совершенно отличными от диода.
Три электрода тиристора можно различить мультиметром.
Три электрода обычных тиристоров можно измерить с помощью шестерни мультиметра R×100. Как мы все знаем, между тиристорами G и K имеется pN-переход (рис. 2(а)), который эквивалентен диоду, где G — положительный полюс, а K — отрицательный полюс. Поэтому по методике проверки диода узнайте два из трех полюсов. Один полюс, измерьте его прямое и обратное сопротивление, сопротивление маленькое, черная ручка мультиметра подключена к контрольному полюсу G, красная ручка подключена к катоду K, а оставшаяся часть является анодом A. Для проверки независимо от того, хороший тиристор или плохой, вы можете использовать только что продемонстрированную схему обучающей платы (рис. 3). При подключении блока питания СБ лампочка хорошо, если она светится, и плохо, если не светится.
Как определить три полюса кремниевого управляемого выпрямителя
Метод определения трех полюсов тиристора очень прост. В соответствии с принципом pN-перехода просто используйте мультиметр для измерения значения сопротивления между тремя полюсами.
Прямое и обратное сопротивление между анодом и катодом более нескольких сотен тысяч Ом, а прямое и обратное сопротивление между анодом и управляющим электродом более нескольких сотен тысяч Ом (между ними два pN-перехода, а направление наоборот, поэтому положительное и отрицательное направления анода и полюса управления не связаны).
Между управляющим электродом и катодом имеется pN-переход, поэтому его прямое сопротивление находится в диапазоне от нескольких Ом до сотен Ом, а обратное сопротивление больше прямого сопротивления. Однако характеристики управляющего полюсного диода не идеальны. Обратное направление полностью не блокируется, и через него может проходить относительно большой ток. Поэтому иногда измеренное обратное сопротивление полюса управления относительно мало, что не означает, что характеристики полюса управления плохие. . Кроме того, при измерении прямого и обратного сопротивления полюса управления мультиметр следует размещать в блоке R*10 или R*1 для предотвращения обратного пробоя полюса управления при слишком высоком напряжении.
Если установлено, что катод и анод компонента закорочены, или анод и управляющий полюс закорочены, или управляющий полюс и катод закорочены наоборот, или управляющий полюс и катод разомкнут, это означает, что компонент поврежден.
Тиристор — это аббревиатура кремниевого управляемого выпрямительного элемента, представляющего собой мощный полупроводниковый прибор с четырехслойной структурой из трех pN-переходов. На самом деле функция тиристора не только выпрямительная, его можно использовать и как невыключатель для быстрого включения или выключения цепи, реализовать инверсию постоянного тока в переменный, изменить переменный ток одной частоты в переменный ток другой частоты и т. д. SCR, как и другие полупроводниковые устройства, имеют преимущества небольшого размера, высокой эффективности, хорошей стабильности и надежной работы. Его появление перенесло полупроводниковую технологию из области слабого электричества в область сильного электричества и стало компонентом, который охотно используется в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, в военных научных исследованиях, а также в коммерческих и гражданских электроприборах.
Структура и характеристики тиристора
Тиристор имеет три электрода - анод (А), катод (С) и затвор (Г). Он имеет кристалл с четырехслойной структурой, состоящей из перекрывающихся проводников p-типа и проводников n-типа, а всего имеется три pN-перехода. Его структурная схема и символы.
Тиристоры сильно отличаются по структуре от кремниевых выпрямительных диодов только с одним pN-переходом. Четырехслойная структура тиристора и эталон полюса управления заложили основу для его превосходных характеристик управления «управление большим с помощью малого». При использовании управляемого кремнием выпрямителя, пока на управляющий полюс подается небольшой ток или напряжение, можно управлять большим анодным током или напряжением. В настоящее время изготавливаются тиристорные элементы с силой тока в несколько сотен и даже тысяч ампер. Как правило, тиристор ниже 5 ампер называется тиристором малой мощности, а тиристор выше 50 ампер называется тиристором большой мощности.
Почему у тиристора есть управляемость «управление большим с помощью малого»? Ниже мы используем Chart-27 для краткого анализа принципа работы тиристора.
Прежде всего, мы видим, что первый, второй и третий слои от катода представляют собой транзистор типа NpN, а второй, третий и четвертый слои образуют еще один транзистор типа pNp. Среди них второй и третий слои разделены двумя перекрывающимися трубками. Таким образом, для анализа можно нарисовать эквивалентную принципиальную схему Диаграммы-27(C). Когда между анодом и катодом подается прямое напряжение Ea, а между управляющим электродом G и катодом C подается положительный триггерный сигнал (эквивалентно базе-эмиттеру BG1), BG1 будет генерировать базовый ток Ib1 через Усиленный, BG1 будет иметь ток коллектора IC1, увеличенный в 1 раз. Поскольку коллектор BG1 соединен с базой BG2, IC1 представляет собой ток базы Ib2 BG2. BG2 усиливает ток коллектора IC2, равный 2, чем Ib2 (Ib1) и отправляет его обратно на базу BG1 для усиления. Этот цикл усиливается до полного включения BG1 и BG2. По сути, этот процесс представляет собой процесс «запуска на лету». Для тиристора сигнал запуска добавляется к управляющему электроду, и тиристор сразу включается. Время проводимости в основном определяется производительностью тиристора. После срабатывания и включения тиристора, благодаря круговой обратной связи, ток, протекающий в базу БЗ1, представляет собой не только начальный Iб1, но и ток, усиленный БГ1 и БГ2 ( 1* 2*Iб1), который намного больше чем Ib1, достаточно, чтобы держать BG1 постоянно включенным. В это время, даже если триггерный сигнал исчезнет, тиристор останется включенным. Только при отключении питания Еа или понижении Еа так, чтобы коллекторный ток в БГ1 и БГ2 был меньше минимального значения для поддержания проводимости, тиристор можно выключить. Конечно, если поменять полярность Еа, BG1 и BG2 будут в состоянии отсечки из-за обратного напряжения. В это время, даже если триггерный сигнал поступает, тиристор не может работать. И наоборот, Еа подключен к положительному направлению, а сигнал триггера отрицательный, и тиристор не может быть включен. Кроме того, если триггерный сигнал не добавить, а положительное анодное напряжение превысит определенное значение, тиристор также будет включен, но это уже нештатная рабочая ситуация.
Управляемая характеристика тиристора по управлению проводимостью (через тиристор проходит большой ток) через триггерный сигнал (малый триггерный ток) является важной особенностью, отличающей его от обычных кремниевых выпрямительных диодов.
Основное применение тиристоров в схемах
Самое основное применение обычных тиристоров - управляемое выпрямление. Знакомая всем схема диодного выпрямления относится к схеме неуправляемого выпрямления. Если диод заменить тиристором, можно сформировать управляемую схему выпрямления, инвертор, регулирование скорости, возбуждение двигателя, бесконтактный переключатель и автоматическое управление. Теперь я нарисую простейшую однофазную полуволновую управляемую схему выпрямления [рис. 4(а)]. В течение положительного полупериода синусоидального переменного напряжения U2, если на управляющий полюс АС не поступит триггерный импульс Ug, включить АС все равно нельзя. Только когда U2 находится в положительном полупериоде и на управляющий полюс подается триггерный импульс Ug, тиристор срабатывает, чтобы проводить. Теперь нарисуйте его осциллограмму [рис. 4(c) и (d)], на которой видно, что только при поступлении триггерного импульса Ug на нагрузке RL появляется выходное напряжение UL (заштрихованная часть на осциллограмме) . Если Ug придет раньше, тиристор включится раньше; если Ug прибудет с опозданием, тиристор включится позже. Изменяя время прихода триггерного импульса Ug на полюс управления, можно регулировать среднее значение UL выходного напряжения на нагрузке (площадь заштрихованной части). В электротехнической технике полупериод переменного тока часто принимают равным 180 градусам, что называется электрическим углом. Таким образом, в каждом положительном полупериоде U2 электрический угол от нулевого значения до момента поступления запускающего импульса называется управляющим углом ; электрический угол, на который тиристор включается в каждом положительном полупериоде, называется углом проводимости θ. Очевидно, что и , и θ используются для представления диапазона включения или блокировки тиристора в полупериоде прямого напряжения. Изменяя угол управления или угол проводимости θ, изменяется среднее значение UL импульсного постоянного напряжения на нагрузке и реализуется управляемое выпрямление.
