Türistori I - V omadus: peamised pooljuhtide tüübid, lülitusmeetodid ja toitelülitite tööpõhimõte

Suure võimsusega pinge lülitamiseks ja reguleerimiseks kasutatakse türistoreid, mis on omamoodi pooljuhtseadised. Tänapäeval kasutatakse elektrivõrgu korrektse töö tagamiseks erineva võimsusega lüliteid. Peate lihtsalt õigesti valima türistori CVC (voolu-pinge karakteristiku), mis välistab seadmete rikked, tagades selle õige toimimise.

Pooljuhtide omadused

Türistorlülitite põhieesmärk on elektrivoolu ülekandmine edasisuunas. Suletud olekus püüab pooljuht edasi- ja tagurpidi pinge kinni, tagades sellega elektrivõrgu reguleerimise.

Türistori struktuur sisaldab kolme väljundit:

• Juhtelektrood.
• Katood.
• Anood.

Kõigil pooljuhtidel on oma volt-amprite omadused, mille järgi saab hinnata selle elemendi eesmärki ja olekut. Võimsad lülitid on võimelised töötama 5000-voldise pingega ja maksimaalne lubatud vool on 5000 amprit.

Toimimispõhimõte

Türistori tööpõhimõte on äärmiselt lihtne: see lülitatakse sisse, varustades väljundisse võimsaid vooluimpulsse. Sellised signaalid katoodide suhtes peavad olema positiivsed.

Türistori tööd mõjutab pooljuhi temperatuur ja meetodit pinge ja voolu andmiseks ahelas kasutatavatele lülititele.

Elektriskeemis, kus kasutatakse türistoreid, on pinge kõrge tõusukiirus välistatud, mis võib viia elemendi spontaanse sisselülitumiseni. Seetõttu paigaldatakse täiendavad dioodid ja ahelad, mis tagavad pinge võrdsustamise, vältides parasiitide tõusu. Klahvide kasutamise üheks tunnuseks on juhtsignaali omaduste järsuse olemasolu ahelas, mis on vajalik nende õigeks tööks.

Peamised sordid

Tänapäeval on mitu peamist tüüpi pooljuhte, mis erinevad oma disaini, lülituspõhimõtte ja mitmete muude parameetrite poolest. Kõige levinumad on järgmist tüüpi türistorid:

• Optilised lülitid, mis on mõeldud valgusvoo juhtimiseks.
• Väljatransistori juhtimisega türistorid.
• Suure lülituskiirusega inverteri pooljuhid.
• Sümmeetrilised modifikatsioonid võimaldavad asendada kaks antiparalleelselt ühendatud pooljuhti.
• Dioodid muutuvad juhtivaks, kui pinge piigid ületatakse.

Türistorite parameetrid ja I - V omadused olenevalt nende tüübist erinevad oluliselt. Sellest lähtuvalt on ühe või teise tüübi valimisel võimalik tagada elektriahelate õige toimimine, lihtsustades seadmete tööskeemi.

Vahetusmeetodid

Klahvide tööd juhitakse vastavate lülitussignaalide abil, mis võimaldavad avada ja sulgeda sisendeid, tagades samas elektriseadmete korrektse töö.

Tavapärane on eristada kahte ümberlülitusmeetodit:

• Sunnitud.
• Loomulik.

Juhtide loomulik kommutatsioon toimub siis, kui lülitit kasutatakse vahelduvvooluga. Ümbersuunamine toimub siis, kui vool langeb nullini. Seda seadmete juhtimismeetodit ei ole korralikult jaotatud, kuna selle kasutamisel on raske tagada elektriahela õiget toimimist, mis vähendab oluliselt türistorite funktsionaalsust.

Sundkommuteerimiseks on vaja lisakondensaatoreid, mis laaditakse eelnevalt võtmenupule vajutades. Täiendavalt on kasutatud juhtimisahelas LC-ahel, mille eelduseks on laetud kondensaator. Koormusahela üleminekul tekivad võimsad voolukõikumised, mis võimaldab türistoreid vahetada. Praeguseks on kõige levinum sundjuhtimine pooljuhtidega, mis on seletatav selle mitmekülgsuse, lihtsuse ja maksimaalse töökindlusega.

Sundjuhtimisskeemide sordid

Klahvide töö juhtimiseks saab kasutada erinevat tüüpi sundlülitusi. Kõige sagedamini kasutatakse vastupidise polaarsusega lülituskondensaatoriga ahelat. Selline diood ühendatakse vooluringiga täiendava abitüristori abil, mis tagab laengu moodustumise töötavale pooljuhile.

Kondensaatori vool suunatakse pealüliti voolu suunas, mis võimaldab vähendada võrgu pinget, kuni see parameeter langeb nullini. Kui vool väheneb, lülitatakse türistor välja, mille järel tsüklit korratakse, mis võimaldab õigesti juhtida kogu elektriahela ja eriti selle üksikute elementide tööd.

Samuti on võimalik kasutada sundkommutatsiooniahelat, kus on ühendatud LC-ahelad. Lülitamise alguses suunatakse LC-ahelast tulev vool tööpinge poole, need võrdsustatakse kiiresti ja türistor lülitatakse välja.

Võnkuahelast liigub vool läbi lüliti pooljuhtdioodi. Türistoritele rakendatakse vastav pinge, mis absoluutväärtuses võrdub dioodi pingelangusega.

Kasutage võimsates vooluringides

Türistorite põhieesmärk on korraldada võimsa vooluahela õige töö. Kaasades ahelasse pooljuhid, saate teha järgmisi toiminguid:

• Muutke keskmist voolu, et aidata reguleerida juhtsignaale.
• Ühendage lahti või lubage aktiivse ja takistusliku koormusega elektriahel.

Türistorlülitite eripäraks on nende võime juhtida voolu ainult ühes suunas. Seetõttu on nende kasutamisel vahelduvvooluahelates vaja tagada paralleelühendus. Elektrivoolu keskmised indikaatorid signaalide türistoritele rakendamise ajal võivad muutuda, mis sunnib vooluahela õigeks korraldamiseks kasutama täiendavaid kondensaatoreid.

Sundlülitusega töötamise faasijuhtimismeetod võimaldab koormust reguleerida faasidevahelise pinge amplituudi muutmisega. Selline kunstlik lülitamine toimub spetsiaalsete ahelate või täiendavate lukustatavate võtmete paigaldamise abil. Faasijuhtimismeetodit kasutatakse laadijates, kus see on vajalik voolutugevuse reguleerimiseks, võttes arvesse aku kogunenud energia taset.

Impulsi laiuse reguleerimise tehnoloogiat nimetatakse sageli praeguseks PWM-iks. Kui türistor avaneb, antakse juhtsignaal. Üleminekufaasis muutub pinge nulliks, mis on signaal võtme sulgemiseks. Voolukõver faasijuhtimise kasutamisel ei ole sinusoidne, vaid sõltub täielikult toitepinge lainekujust. Impulsilaiuse juhtimisel on keeruline rakendusskeem, seetõttu kasutatakse seda lülitusmeetodit tööstusseadmetes ja võimsates toiteallikates.

Õige ühendus ja kaitse

Jõutüristorid on voolu tõusu kiiruse seisukohalt kriitilised. Elektrivoolu väärtus, kui see läbi lüliti tagasi voolab, võib langeda nullini, mis toob kaasa pooljuhtide ülepinge. Klahvide kaitsmiseks kasutatakse dünaamilistes režiimides seadmete kaitsmiseks täiendavaid dioode ja erinevaid vooluahelaid.

Sellise vooluringi kasutamine võimaldab lüliteid paralleelselt sisse lülitada, mis hoiab ära pooljuhtide pöördvoolu ja ülepinge langemise nullini. Tänapäeval on vooluahelate skemaatiliseks muutmiseks palju võimalusi, mida kasutatakse sõltuvalt türistorite parameetritest erinevates tingimustes ja režiimides.