În general, folosim multe componente electrice și electronice în timp ce proiecta proiecte electronice și circuite generale. Aceste componente de bază includ rezistențe, tranzistoare, condensatori, diode, inductoare, LED-uri, tiristoare sau redresoare controlate pe siliciu, circuite integrate și așa mai departe. Să luăm în considerare redresoarele care sunt clasificate în două tipuri, cum ar fi redresoare necontrolate (diode) și redresoare controlate (tiristoare). De fapt, mulți studenți ingineri și pasionați de electronice doresc să cunoască elementele de bază despre componentele electrice și electronice. Dar, aici, în acest articol, permiteți-ne să discutăm în detaliu despre elementele de bază și caracteristicile tutorialului redresorului cu tiristor sau siliciu.
Redresor controlat cu siliciu
Redresorul cu tiristor sau siliciu este un dispozitiv semiconductor multistrat și este similar cu tranzistorul. Redresor controlat cu siliciu constă din trei terminale (anod, catod și poartă) spre deosebire de redresorul cu două diode terminale (anod și catod). Diodele sunt denumite drept redresoare necontrolate pe măsură ce se desfășoară (în condiții de polarizare directă fără control) ori de câte ori tensiunea anodică a diodei este mai mare decât tensiunea catodului.
Diodă și Tiristor
Dar, redresoarele controlate cu siliciu nu conduc chiar dacă tensiunea anodică este mai mare decât tensiunea catodului, cu excepția cazului în care este declanșat terminalul porții (al treilea terminal). Astfel, prin furnizarea impulsului de declanșare la terminalul porții, putem controla funcționarea (PORNIT sau OPRIT) a tiristorului. Prin urmare, tiristorul este numit și redresor controlat sau redresor controlat pe siliciu.
Elementele de bază ale redresorului controlat de siliciu
Spre deosebire de două straturi (P-N) în diodă și trei straturi (P-N-P sau N-P-N) în tranzistoare, redresorul controlat cu siliciu este format din patru straturi (P-N-P-N) cu trei Joncțiuni P-N care sunt conectate în serie. Redresorul sau tiristorul controlat de siliciu este reprezentat de simbolul așa cum se arată în figură.
Redresor controlat cu siliciu
Redresorul controlat cu siliciu este, de asemenea, un dispozitiv unidirecțional, deoarece conduce doar într-o singură direcție. Prin declanșarea adecvată, tiristorul poate fi utilizat ca întrerupător cu circuit deschis și, de asemenea, ca diodă de rectificare. Cu toate acestea, tiristorul nu poate fi utilizat ca amplificator și poate fi utilizat numai pentru operația de comutare controlată cu impulsul de declanșare al terminalului porții.
Tiristorul poate fi fabricat folosind o varietate de materiale, cum ar fi siliciu, carbură de siliciu, arsenură de galiu, nitrură de galiu și așa mai departe. Dar, conductivitatea termică bună, capacitatea de curent ridicat, capacitatea de înaltă tensiune, procesarea economică a siliciului au făcut-o să prefere în comparație cu alte materiale pentru fabricarea tiristorilor, prin urmare, acestea sunt numite și redresoare controlate cu siliciu.
Redresor controlat cu siliciu funcționează
Funcționarea tiristorului poate fi înțeleasă luând în considerare cele trei stări de funcționare a redresorului controlat cu siliciu. Cele trei moduri de funcționare ale tiristorului sunt următoarele:
- Modul de blocare inversă
- Modul de blocare înainte
- Mod de conducere înainte
Modul de blocare inversă
Dacă inversăm conexiunile anodice și catodice ale tiristoarelor, atunci diodele inferioară și superioară sunt polarizate invers. Astfel, nu există o cale de conducere, deci nu va curge curent. Prin urmare, este numit modul de blocare inversă.
Modul de blocare înainte
În general, fără nici un impuls care să declanșeze terminalul porții, redresorul controlat cu siliciu rămâne oprit, indicând că nu există curent de curent în direcția înainte (de la anod la catod). Acest lucru se datorează faptului că am conectat două diode (ambele diode superioare și inferioare sunt polarizate înainte) împreună pentru a forma un tiristor. Dar, joncțiunea dintre aceste două diode este polarizată invers, ceea ce elimină fluxul de curent de sus până jos. Prin urmare, această stare este denumită modul de blocare directă. În acest mod, chiar dacă tiristorul are o stare ca o diodă convențională polarizată înainte, acesta nu va conduce deoarece terminalul porții nu este declanșat.
Modul de dirijare înainte
În acest mod de conducere înainte, tensiunea anodică trebuie să fie mai mare decât tensiunea catodului iar a treia poartă terminală trebuie declanșată corespunzător pentru conducerea tiristorului. Acest lucru se datorează faptului că, ori de câte ori este declanșat terminalul porții, atunci tranzistorul inferior va conduce care comută tranzistorul superior și apoi tranzistorul superior comută tranzistorul inferior și astfel tranzistorii se activează reciproc. Acest proces de feedback pozitiv intern al ambelor tranzistoare se repetă până când ambele se activează complet și apoi curentul va trece de la anod la catod. Deci, acest mod de funcționare al redresorului controlat cu siliciu este numit modul de conducere directă.
Caracteristici ale redresorului controlat de siliciu
Caracteristici ale redresorului controlat de siliciu
Figura prezintă caracteristicile redresorului controlat de siliciu și reprezintă, de asemenea, funcționarea tiristorului în trei moduri diferite, cum ar fi modul de blocare inversă, modul de blocare înainte și modul de conducere înainte. Caracteristicile V-I de tiristor reprezintă, de asemenea, tensiunea de blocare inversă, tensiunea de blocare înainte, tensiunea de rupere inversă, curentul de menținere, tensiunea de rupere și așa mai departe, așa cum se arată în figură.
Aplicații redresoare controlate cu siliciu
Aplicarea redresorului controlat cu siliciu este utilizată în circuitele care se ocupă de curenți și tensiuni mari, cum ar fi sistemul de alimentare electrică circuite cu curent mai mare de 1kV sau mai mare de 100A.
Tiristoarele sunt folosite special pentru a reduce pierderile interne de energie din circuit. Redresoarele controlate cu siliciu pot fi utilizate pentru a controla puterea din circuit fără pierderi utilizând controlul de comutare pornit-oprit al tiristoarelor.
Redresoarele controlate cu siliciu sunt utilizate și în scopuri de rectificare, adică din curent alternativ la curent continuu . De obicei, tiristoarele sunt utilizate în Convertoare AC-AC (cycloconverters) care este cea mai comună aplicație a redresorului controlat cu siliciu.
Aplicarea practică a redresorului controlat cu siliciu
Cycloconverter bazat pe SCR de Edgefxkits.com
Cicloconvertor bazat pe SCR este aplicația practică a redresorului controlat cu siliciu, în care viteza motorului cu inducție monofazat este controlată în trei pași. Motoarele cu inducție sunt mașini cu viteză constantă și utilizate frecvent în mai multe aplicații, cum ar fi mașinile de spălat, pompele de apă etc. Aceste aplicații necesită viteze diferite ale motorului care pot fi realizate folosind această tehnică bazată pe SCR.
Diagrama blocului Cycloconverter bazat pe SCR de Edgefxkits.com
Cicloconvertorul cu tiristor este utilizat pentru controlul vitezei motorului de inducție în trepte. În acest proiect, o pereche de comutatoare este interfațată cu microcontrolerul 8051 și acestea sunt utilizate pentru selectarea vitezei dorite (F, F / 2 și F / 3) a motorului. Pe baza stării comutatoarelor, microcontrolerul livrează impulsurile de declanșare către redresoarele cu punte duală controlate de siliciu. Astfel, viteza motorului de inducție este controlată în trei pași pe baza cerinței.
Vrei să proiectezi proiecte electronice bazat pe redresoare controlate cu siliciu? Apoi, postați ideile dvs. în secțiunea de comentarii de mai jos pentru asistența noastră tehnică în proiectarea proiectelor dvs. de inginerie.
