тиристоры силовые

Тиристоры – это силовые двухпозиционные твердотельные переключатели, состоящие из полупроводниковых компонентов: транзисторов и диодов для различного, преимущественно промышленного оборудования переменного (AC) и постоянного (DC) тока. Наиболее распространенным типом тиристора является кремниевый выпрямитель (SCR). Он состоит из четырех слоев PNPN типа и обычно имеет три электрода. Но также возможно купить силовые тиристоры менее популярной конструкции – с двумя или четырьмя выводами.

Что делает тиристор?

Тиристоры — это бистабильные переключатели, то есть они имеют только два возможных состояния: включено или выключено (0 или 1). Они остаются стабильными, даже когда устройство выключено. Текущие модели активируются, т. е. переходят из выключенного состояния во включенное, как только ток достигает контрольных ворот (точки входа). Они будут продолжать пропускать через себя ток до тех пор, пока он не упадет до нуля или пока ток не прекратится или не изменит направление.

Последний вариант известен как обратное смещение или обратное напряжение. Более ранние модели полагались на реверсирование тока для перехода из включенного состояния в выключенное состояние, но более новые модели можно деактивировать через управляющий вентиль. Иногда их называют тиристорами с затвором (GTO).

Управляемые выпрямители представляют собой устройства с высоким коэффициентом усиления, а это означает, что ток, присутствующий на управляющем затворе, может контролировать гораздо более высокий уровень тока между анодом и катодом.

Сферы применения тиристоров

Несмотря на то, что это физически небольшие устройства, цена силовых тиристоров обычно несколько выше более простых полупроводниковых компонентов, так как они могут управлять высокими напряжениями и уровнями тока, использоваться в высоковольтных линиях электропередачи постоянного тока.

Другие виды использования включают:

• Силовые выключатели на заводах и в аналогичных промышленных условиях;
• Выключатели зажигания автомобиля;
• Управление скоростью электродвигателей;
• Регуляторы уровня жидкости;
• Системы контроля давления;
• Сетевые фильтры.

Эти устройства также широко используются в различных электрических схемах. Приложения подобного рода включают в себя:

1. Схемы инвертора.
2. Цепи генератора.
3. Цепи прерывателя.
4. Схемы включения питания.
5. Схемы замены реле.
6. Схемы датчиков уровня.
7. Логические схемы.
8. Цепи управления фазой.
9. Цепи управления скоростью.
10. Схемы таймера.

Как работает тиристор?

Обычно у тиристора есть три отвода или электрода (точки, через которые электричество входит или выходит). Они называются анодом, катодом и затвором (или управляющим затвором). 

Первый — это положительный вывод, а второй — отрицательный, в то время как затвор управляет основным током между анодом и катодом, запуская его с помощью внешнего импульса. Некоторые модели оснащены двумя или четырьмя электродами.

Внутри типичного SCR есть два чередующихся слоя полупроводника N-типа (отрицательного) и полупроводника P-типа (положительного). Всего получается четыре слоя с тремя соединениями между ними. Четырехслойный кремний электрически обработан для увеличения количества электронов, несущих заряд.

Чем тиристор отличается от транзистора

Транзистор — это стандартный электрический компонент, используемый для переключения электрических импульсов и их усиления. Их изобретение в начале 20 века позволило развить радио и междугороднюю телефонию. Однако, несмотря на свою универсальность, они плохо работают с токами высокого напряжения и лучше всего подходят для токов малой мощности в миллиамперах. Для сравнения, миллиампер — это одна тысячная часть ампера. 

Напротив, тиристоры могут работать с гораздо более высокими уровнями мощности, десятками и сотнями ампер, и даже тысячами вольт. Например, нормальной практикой является продажа силовых тиристоров на 400 ампер. Они также полагаются на постоянную потребляемую мощность для правильной работы. 

В транзисторе низкий уровень тока усиливается на входе, но в некоторых устройствах этого недостаточно. Тревога вторжения требует другой реакции. Вам нужен низкий уровень тока в триггере тревоги (например, детекторе движения), чтобы запустить более высокий ток в тревоге, чтобы включить звонок или оповещение, и этот более высокий ток будет продолжаться, даже когда ток триггера прекратится. Транзистор этого сделать не может, а тиристор может. Детектор движения или подобное устройство запускает ток затвора, который, в свою очередь, запускает протекание тока между анодом и катодом.

Как проверить тиристор

Как и любой электрический компонент, необходимо время от времени проверять обычные и таблеточные силовые тиристоры, чтобы убедиться, что они работают правильно. Проще всего это сделать с помощью мультиметра.

Вот как проверить выпрямитель с кремниевым управлением с помощью мультиметра:

1. Подсоедините анод тиристора к положительному (красному) проводу мультиметра. Подсоедините катод к отрицательному (черному) проводу. Переключите измеритель в режим проверки диодов — диод (двухвыводной компонент) в данном случае является самим тиристором. 
2. Установите мультиметр в режим высокого сопротивления — он должен показывать обрыв цепи. Затем измените положение проводов, и устройство все равно должно показывать обрыв цепи.
3. Верните выводы в исходное положение, на этот раз добавив клемму затвора к положительному выводу. Мультиметр должен показать низкий уровень электрического сопротивления. Это указывает на то, что SCR находится во включенном состоянии, и это должно продолжаться после отключения клеммы затвора.

Если мультиметр проходит вышеуказанные проверки – тиристор работает правильно.