13. Тиристорные ключи: типы и параметры.
Используются следующие типы тиристоров:
1. Однооперационный тиристор (просто тиристор).
Это четырехслойная полупроводниковая структура со следующими характеристиками управления:
ВАХ – почти как у диода;
IН – ток удержания;
UНЕ – обратное неповторяющееся напряжение;
UВ – напряжения переключения;
При положительном напряжении на аноде и подаче импульса управления тиристор открывается.
2. Динисторы (с управляющим электродом).
Используют свойство перехода на ВАХ при определенном напряжении (напряжение переключения).
3. Симметричный тиристор (симистор).
Конструктивно и физически представляет собой два встречно параллельно включенных тиристора. Благодаря такой конструкции, обладает двухсторонней проводимостью.
4. Оптотиристоры.
Можно создавать бестрансформаторные схемы управления. Задается ток светодиода.
5.
Двухоперационные (запираемые) тиристоры.
И
меет
такую же ВАХ, как и у тиристора.
Включение осуществляется подачей импульса управления. Выключение за счет подачи импульса управления противоположной полярности. iЗАП = (20 – 50)iОТПРИАНИЯ. При запирании подается большой ток управления. Отличает от обычных тиристоров малое быстродействие. После запирания для восстановления запирающих свойств необходимо времени гораздо больше, чем у обычных тиристоров.
Регуляторы постоянного и переменного напряжения
Регулятор постоянного напряжения
В
современных установках основным способом
регулирования мощности или напряжения
является импульсный способ. Простейший
регулятор:
Если нагрузка R-L, то надо обеспечить защиту коммутационного элемента. Наиболее эффективно – поставить обратный диод. Два принципа управления:
1. Широтно-импульсное регулирование шир.
Период
следования импульсов Т
= const.
Длительность импульсов tИ
= var.
Мощность передаваемая в нагрузку -
.
Коэффициент заполнения
.
,
Q
– скважность.
Среднее за период напряжение UНС = UС=γ. Временная диаграмма для ШИР:
2. Частотно – импульсное регулирование (чир).
tИ = const, f(T) = var.
Виды ЧИР и ШИР
Ток нагрузки повторяет форму напряжения. Величина тока прямо пропорциональна напряжению питания сети UН = ЕСγ. При R-L нагрузке форма тока будет зависеть от длительности периода и импульса:
Суммарный ток нагрузки – среднее значение тока нагрузки за период.
.
Среднее значение тока определяется сопротивлением и скважностью. Суммарный ток через нагрузку не зависит от постоянной времени нагрузки.
Р
ежим
работы преобразователя будет зависеть
от вида нагрузки. Среднее значение тока
нагрузки:
.
Когда ток имеет прерывистый характер:
Регуляторы переменного напряжения
Могут быть и ШИР и ЧИР.
П
ри
активной нагрузке для регулятора с
фазовым регулированием мощность
отдаваемая в нагрузку:
,
где UН
– действующие значение напряжение,
зависит от угла управления α.
От α до π накапливается электромагнитная энергия в индуктивности. Если α < чем угол задержки тока по отношению к напряжению, то подача импульса ничего не меняет в схеме. Чтобы преобразователь работал при малых углах, надо подавать широкие импульсы управления.
Для надежной работы регулятора надо подавать широкие импульсы. Ширина должна быть больше угла отставания. Регулировочная характеристика будет зависеть от характера нагрузки.
