Kommerziell wurden die ersten Thyristorvorrichtungen im Jahr 1956 veröffentlicht. Mit einer kleinen Vorrichtung kann Thyristor große Mengen an Spannung und Leistung steuern. Das breite Anwendungsspektrum in Lichtdimmern, Stromregelung und Drehzahlregelung des Elektromotors . Bisher wurden Thyristoren als Stromumkehr verwendet, um das Gerät auszuschalten. Tatsächlich wird Gleichstrom benötigt, so dass es sehr schwierig ist, das Gerät anzulegen. Jetzt können die neuen Geräte mithilfe des Steuergatter-Signals ein- und ausgeschaltet werden. Thyristoren können zum vollständigen Ein- und Ausschalten verwendet werden. Der Transistor liegt jedoch zwischen dem Ein- und Ausschaltzustand. Der Thyristor wird also als Schalter verwendet und ist nicht als analoger Verstärker geeignet. Bitte folgen Sie dem Link für: Thyristor-Kommunikationstechniken in der Leistungselektronik

Was ist ein Thyristor?

Ein Thyristor ist eine vierschichtige Festkörperhalbleitervorrichtung mit Material vom P- und N-Typ. Immer wenn ein Gate einen Auslösestrom empfängt, beginnt es zu leiten, bis die Spannung an der Thyistorvorrichtung unter Vorwärtsvorspannung steht. Unter dieser Bedingung fungiert es also als bistabiler Schalter. Um die große Strommenge der beiden Leitungen zu steuern, müssen wir einen Thyristor mit drei Leitungen entwerfen, indem wir die kleine Strommenge mit diesem Strom kombinieren. Dieser Vorgang wird als Steuerleitung bezeichnet. Wenn die Potentialdifferenz zwischen den beiden Leitungen unter Durchbruchspannung liegt, wird das Gerät mit einem Thyristor mit zwei Leitungen eingeschaltet.

Thyristor

Thyristor-Schaltungssymbol

Das Symbol der Thyistorschaltung ist wie unten angegeben. Es hat drei Anschlüsse Anode, Kathode und Gate.

TRIAC-Symbol

Ein Thyristor besteht aus drei Zuständen

Sperrmodus umkehren - In dieser Betriebsart blockiert die Diode die angelegte Spannung.
Vorwärtssperrmodus - In diesem Modus leitet eine in einer Richtung angelegte Spannung eine Diode. Eine Leitung wird hier jedoch nicht stattfinden, da der Thyristor nicht ausgelöst hat.
Vorwärtsleitungsmodus - Der Thyristor hat ausgelöst und es fließt Strom durch das Gerät, bis der Durchlassstrom den als „Haltestrom“ bezeichneten Schwellenwert unterschreitet.

Thyristor-Schichtdiagramm

Thyristor besteht aus drei p-n-Übergänge nämlich J1, J2 und J3. Wenn die Anode in Bezug auf die Kathode auf einem positiven Potential liegt und der Gate-Anschluss nicht mit einer Spannung ausgelöst wird, befinden sich J1 und J3 unter einer Vorwärtsvorspannungsbedingung. Während sich der J2-Übergang unter Sperrvorspannung befindet. Der J2-Übergang befindet sich also im ausgeschalteten Zustand (es findet keine Leitung statt). Wenn der Spannungsanstieg an Anode und Kathode über den V hinausgeht_BO(Durchbruchspannung) Dann tritt für J2 ein Lawinendurchbruch auf, und dann befindet sich der Thyristor im EIN-Zustand (beginnt zu leiten).

Wenn eine V._G (Positives Potential) wird an den Gate-Anschluss angelegt, dann tritt an der Verbindungsstelle J2 ein Durchschlag auf, der von geringem Wert ist V._WENN . Der Thyristor kann durch Auswahl eines geeigneten Werts in den EIN-Zustand wechseln V._G .Unter Lawinendurchbruchbedingungen leitet der Thyristor kontinuierlich ohne Berücksichtigung der Gate-Spannung, bis und es sei denn,

Das Potential V._WENNentfernt wird oder
Der Haltestrom ist größer als der durch das Gerät fließende Strom

Hier V._G - Spannungsimpuls, der die Ausgangsspannung des UJT-Relaxationsoszillators ist.

Thyristor-Schichtdiagramm

Thyristor-Schaltkreise

DC-Thyristorschaltung
AC-Thyristorschaltung

DC-Thyristorschaltung

Bei Anschluss an die Gleichstromversorgung verwenden wir Thyristor, um die größeren Gleichstromlasten und den Strom zu steuern. Der Hauptvorteil des Thyristors in einem Gleichstromkreis als Schalter ergibt eine hohe Stromverstärkung. Ein kleiner Gate-Strom kann große Mengen an Anodenstrom steuern, so dass der Thyristor als strombetriebene Vorrichtung bekannt ist.

DC-Thyristorschaltung

AC-Thyristorschaltung

Bei Anschluss an die Wechselstromversorgung verhält sich der Thyristor anders, da er nicht mit dem Gleichstromkreis identisch ist. Während eines halben Zyklus wird der Thyristor als Wechselstromkreis verwendet, wodurch er aufgrund seines in Sperrrichtung vorgespannten Zustands automatisch ausgeschaltet wird.

Thyristor-Wechselstromkreis

Arten von Thyristoren

Basierend auf den Ein- und Ausschaltfunktionen werden die Thyristoren in die folgenden Typen eingeteilt:

Siliziumgesteuerter Thyristor oder SCRs
Tor schalten Thyristoren oder GTOs aus
Emitter schalten Thyristoren oder ETOs aus
Rückwärtsleitende Thyristoren oder RCTs
Bidirektionale Triodenthyristoren oder TRIACs
MOS schalten Thyristoren oder MTOs aus
Bidirektionale phasengesteuerte Thyristoren oder BCTs
Schnell schaltende Thyristoren oder SCRs
Lichtaktivierte siliziumgesteuerte Gleichrichter oder LASCRs
FET-gesteuerte Thyristoren oder FET-CTHs
Integrierte Gate-kommutierte Thyristoren oder IGCTs

Zum besseren Verständnis dieses Konzepts werden hier einige Arten von Thyristoren erläutert.

Siliziumgesteuerter Gleichrichter (SCR)

Ein siliziumgesteuerter Gleichrichter ist auch als Thyristorgleichrichter bekannt. Es ist eine vierschichtige stromsteuernde Festkörpervorrichtung. SCRs können Strom nur in eine Richtung leiten (unidirektionale Geräte). SCRs können normal durch den Strom ausgelöst werden, der an den Gate-Anschluss angelegt wird. Um mehr über SCR zu erfahren. Bitte folgen Sie dem Link, um mehr zu erfahren über: Grundlagen und Eigenschaften des SCR-Tutorials

Tor Thyristoren (GTOs) ausschalten

Eine der speziellen Arten von Hochleistungshalbleiterbauelementen ist GTO (Gate-Off-Thyristor). Die Gate-Klemme steuert die Schalter, die ein- und ausgeschaltet werden sollen.

GTO-Symbol

Wenn ein positiver Impuls zwischen den Kathoden- und Gate-Anschlüssen angelegt wird, wird das Gerät eingeschaltet. Kathoden- und Gate-Anschlüsse verhalten sich wie ein PN-Kreuzung und es gibt eine kleine Spannung relativ zwischen den Anschlüssen. Als SCR ist es nicht zuverlässig. Um die Zuverlässigkeit zu verbessern, müssen wir einen kleinen positiven Gate-Strom aufrechterhalten.

Wenn ein negativer Spannungsimpuls zwischen den Gate- und Kathodenanschlüssen angelegt wird, schaltet sich das Gerät aus. Um die Gatekathodenspannung zu induzieren, wird ein Teil des Durchlassstroms gestohlen, was wiederum dazu führen kann, dass der induzierte Vorwärtsstrom abfällt und GTO automatisch in den Sperrzustand übergeht.

Anwendungen

Motorantriebe mit variabler Drehzahl
Hochleistungswechselrichter und Traktion

GTO-Anwendung auf Frequenzumrichtern

Es gibt zwei Hauptgründe für den Antrieb mit einstellbarer Geschwindigkeit: die Konversationsenergiekonversation und -steuerung. Und es sorgt für einen reibungsloseren Betrieb. In dieser Anwendung ist hochfrequentes rückwärtsleitendes GTO verfügbar.

GTO-Anwendung

Emitter Thyristor ausschalten

Der Emitter-Ausschalt-Thyristor ist ein Typ des Thyristors und wird unter Verwendung eines MOSFET ein- und ausgeschaltet. Es beinhaltet beide Vorteile von der MOSFET und GTO. Es besteht aus zwei Gates - ein Gate wird zum Einschalten verwendet und ein anderes Gate mit einem Serien-MOSFET wird zum Ausschalten verwendet.

Emitter Thyristor ausschalten

Wenn ein Gate 2 mit einer positiven Spannung angelegt wird und der MOSFET eingeschaltet wird, der in Reihe mit dem PNPN-Thyristorkathodenanschluss geschaltet ist. Der MOSFET ist mit dem verbunden Thyristor-Gate-Anschluss wird ausgeschaltet, wenn an Gate 1 eine positive Spannung angelegt wird.

Der Nachteil eines MOSFET, der in Reihe mit dem Gate-Anschluss geschaltet ist, besteht darin, dass der Gesamtspannungsabfall von 0,3 V auf 0,5 V und die damit verbundenen Verluste ansteigen.

Anwendungen

Das ETO-Gerät wird für den Fehlerstrombegrenzer und den Festkörper verwendet Leistungsschalter Aufgrund seiner hohen Stromunterbrechung, schnellen Schaltgeschwindigkeit, kompakten Struktur und geringen Leitungsverluste.

Betriebseigenschaften von ETO in Halbleiterschaltern

Im Vergleich zu elektromechanischen Schaltanlagen können die Halbleiter-Leistungsschalter Vorteile in Bezug auf Lebensdauer, Funktionalität und Geschwindigkeit bieten. Während des vorübergehenden Ausschaltens können wir die Betriebseigenschaften von a beobachten ETO Halbleiter-Netzschalter .

ETO-Anwendung

Rückwärtsleitende Thyristoren oder RCTs

Der normale Hochleistungsthyristor unterscheidet sich vom rückwärtsleitenden Thyristor (RCT). RCT kann aufgrund der Sperrdiode keine Sperrblockierung durchführen. Wenn wir Freilauf oder Sperrdiode verwenden, ist dies für diese Art von Geräten vorteilhafter. Weil die Diode und der SCR niemals leiten und gleichzeitig keine Wärme erzeugen können.

RCT-Symbol

Anwendungen

RCTs oder rückwärtsleitende Thyristoren in Frequenzumrichtern und Wechslern, verwendet in AC-Controller durch die Nutzung Snubbers Schaltung .

Anwendung im AC-Controller mithilfe von Snubbern

Schutz der Halbleiterelemente Durch Überspannungen werden die Kondensatoren und Widerstände einzeln parallel zu den Schaltern angeordnet. So sind die Komponenten immer vor Überspannungen geschützt.

RCT-Anwendung

Bidirektionale Triodenthyristoren oder TRIACs

TRIAC ist ein Gerät zur Steuerung des Stroms und es ist ein Halbleiter mit drei Anschlüssen Gerät. Es leitet sich vom Namen Triode für Wechselstrom ab. Thyristoren können nur in eine Richtung leiten, TRIAC kann jedoch in beide Richtungen leiten. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Wechselstromwellenform für beide Hälften umzuschalten: Eine verwendet TRIAC und die andere ist hintereinander angeschlossene Thyristoren. Um eine Hälfte des Zyklus einzuschalten, verwenden wir einen Thyristor und um einen anderen Zyklus zu betreiben, verwenden wir rückwärts geschaltete Thyristoren.

Triac

Anwendungen

Wird in Haushaltslichtdimmern, kleinen Motorsteuerungen, elektrischen Lüfterdrehzahlregelungen und der Steuerung kleiner Haushaltswechselstromgeräte verwendet.

“hochziehen oder runterziehen ”

Anwendung im Haushaltslichtdimmer

Durch die Verwendung der Hackteile von Wechselstrom Spannung Der Lichtdimmer funktioniert. Die Lampe kann nur die Teile der Wellenform passieren. Wenn dim mehr ist als das Zerhacken der Wellenform ist auch mehr. Hauptsächlich bestimmt die übertragene Leistung die Helligkeit der Lampe. Typischerweise wird TRIAC zur Herstellung des Lichtdimmers verwendet.

Triac-Anwendung

Das ist alles über Arten von Thyristoren und ihre Anwendungen . Wir glauben, dass die Informationen in diesem Artikel für Sie hilfreich sind, um dieses Projekt besser zu verstehen. Darüber hinaus sind alle Fragen zu diesem Artikel oder Hilfe bei der Implementierung der Elektro- und Elektronikprojekte Sie können sich gerne an uns wenden, indem Sie im Kommentarbereich unten eine Verbindung herstellen. Hier ist eine Frage an Sie, welche Arten von Thyristoren gibt es?

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