De thyristormodule gebruikt een multimeter om de drie elektroden van de thyristor te onderscheiden
SilicON Controlled Rectifier, SCR heeft zich ontwikkeld tot een grote familie sinds het uitkwam in de jaren 1950, en de belangrijkste leden zijn unidirectionele thyristors, bidirectionele thyristors, lichtgestuurde thyristors, omgekeerd geleidende thyristors, uitschakelthyristoren, snelle thyristors, enz. wachten. Tegenwoordig gebruikt iedereen een unidirectionele thyristor, wat mensen vaak een gewone thyristor noemen. Het is samengesteld uit vier lagen halfgeleidermaterialen, met drie PN-overgangen en drie externe elektroden: de elektrode getrokken uit de eerste laag P-type halfgeleider wordt anode A genoemd. , de elektrode getrokken uit de derde laag P-type halfgeleider is wordt de stuurelektrode G genoemd, en de elektrode die wordt getrokken uit de vierde laag van de N-type halfgeleider wordt kathode K genoemd. Uit het circuitsymbool van de thyristor blijkt dat het een unidirectioneel geleidend apparaat is, zoals een diode, en de sleutel is dat het een extra stuurelektrode G heeft, waardoor het totaal andere werkkarakteristieken heeft dan de diode.
Met een multimeter zijn de drie elektroden van de thyristor te onderscheiden
De drie elektroden van gewone thyristors kunnen worden gemeten met het R×100-tandwiel van de multimeter. Zoals we allemaal weten, is er een pN-overgang tussen de thyristors G en K (figuur 2(a)), wat overeenkomt met een diode, G is de positieve pool en K is de negatieve pool. Zoek daarom, volgens de methode om de diode te testen, twee van de drie polen uit. Eén pool, meet de voorwaartse en achterwaartse weerstand, de weerstand is klein, de zwarte pen van de multimeter is verbonden met de stuurpaal G, de rode pen is verbonden met de kathode K en de resterende is de anode A. Om te testen of de thyristor nu goed of slecht is, u kunt het zojuist gedemonstreerde circuit van het leerbord gebruiken (figuur 3). Als de voeding SB is aangesloten, is de lamp goed als hij brandt en is hij slecht als hij niet brandt.
Hoe de drie polen van een siliciumgestuurde gelijkrichter te identificeren
De methode om de drie polen van de thyristor te identificeren is heel eenvoudig. Gebruik volgens het principe van pN-overgang gewoon een multimeter om de weerstandswaarde tussen de drie polen te meten.
De voorwaartse en achterwaartse weerstand tussen de anode en de kathode is meer dan een paar honderdduizend ohm, en de voorwaartse en achterwaartse weerstand tussen de anode en de stuurelektrode is meer dan een paar honderdduizend ohm (er zijn twee pN-overgangen tussen hen, en de richting Integendeel, dus de positieve en negatieve richtingen van de anode en de stuurpaal zijn niet met elkaar verbonden).
Er is een pN-overgang tussen de stuurelektrode en de kathode, dus de voorwaartse weerstand ligt in het bereik van enkele ohm tot honderden ohm, en de omgekeerde weerstand is groter dan de voorwaartse weerstand. De eigenschappen van de stuurpooldiode zijn echter niet ideaal. De omgekeerde richting is niet volledig geblokkeerd en er kan een relatief grote stroom doorheen gaan. Daarom is de gemeten stuurpaalomkeerweerstand soms relatief klein, wat niet betekent dat de stuurpaalkarakteristieken niet goed zijn. . Bovendien moet bij het meten van de voorwaartse en achterwaartse weerstand van de stuurpaal de multimeter in het R*10- of R*1-blok worden geplaatst om te voorkomen dat de stuurpaal bij een te hoge spanning omgekeerd doorslaat.
Als wordt gemeten dat de kathode en de anode van het onderdeel zijn kortgesloten, of de anode en de stuurpaal zijn kortgesloten, of de stuurpaal en de kathode omgekeerd zijn kortgesloten, of de stuurpaal en de kathode een open circuit heeft, betekent dit dat het onderdeel beschadigd is.
Thyristor is de afkorting van siliciumgestuurd gelijkrichterelement, een hoogvermogen halfgeleiderapparaat met een vierlaagse structuur van drie pN-overgangen. In feite is de functie van de thyristor niet alleen gelijkrichting, hij kan ook worden gebruikt als een niet-schakelaar om het circuit snel in of uit te schakelen, de omkering van gelijkstroom in wisselstroom te realiseren en de wisselstroom van één frequentie te veranderen in een andere frequentie AC, enz. SCR's hebben, net als andere halfgeleiderapparaten, de voordelen van kleine afmetingen, hoge efficiëntie, goede stabiliteit en betrouwbare werking. Zijn verschijning heeft halfgeleidertechnologie van het gebied van zwakke elektriciteit naar het gebied van sterke elektriciteit gebracht en is een component geworden die gretig wordt gebruikt in de industrie, landbouw, transport, militair wetenschappelijk onderzoek, evenals commerciële en civiele elektrische apparaten.
De structuur en kenmerken van thyristor
De thyristor heeft drie elektroden - de anode (A), de kathode (C) en de poort (G). Het heeft een matrijs met een vierlaagse structuur bestaande uit overlappende geleiders van het p-type en geleiders van het n-type, en er zijn in totaal drie pN-overgangen. Het structuurdiagram en de symbolen.
Thyristors zijn qua structuur heel anders dan siliciumgelijkrichterdiodes met slechts één pN-overgang. De vierlaagse structuur van de thyristor en de referentie van de stuurpaal hebben de basis gelegd voor zijn uitstekende regelkarakteristieken van "controleren van het grote met het kleine". Bij gebruik van een siliciumgestuurde gelijkrichter kan, zolang er een kleine stroom of spanning op de stuurpaal wordt aangelegd, een grote anodestroom of -spanning worden geregeld. Tegenwoordig worden thyristorelementen met een stroomcapaciteit van enkele honderden ampères of zelfs duizenden ampères vervaardigd. Over het algemeen wordt de thyristor onder de 5 ampère een low-power thyristor genoemd en de thyristor boven de 50 ampère een high-power thyristor.
Waarom heeft de thyristor de bestuurbaarheid van "het grote beheersen met het kleine"? Hieronder gebruiken we Chart-27 om kort het werkingsprincipe van de thyristor te analyseren.
Allereerst kunnen we zien dat de eerste, tweede en derde laag van de kathode een NpN-type transistor zijn, terwijl de tweede, derde en vierde laag een andere pNp-type transistor vormen. Onder hen worden de tweede en derde laag gedeeld door twee overlappende buizen. Op deze manier kan het equivalente schakelschema van diagram-27(C) worden getekend voor analyse. Wanneer een doorlaatspanning Ea wordt aangelegd tussen de anode en de kathode, en een positief triggersignaal wordt ingevoerd tussen de stuurelektrode G en de kathode C (equivalent aan de basis-emitter van BG1), zal BG1 een basisstroom Ib1 genereren, door Versterkte, BG1 zal een collectorstroom IC1 hebben die 1 keer is vergroot. Omdat de collector van BG1 is verbonden met de basis van BG2, is IC1 de basisstroom Ib2 van BG2. BG2 versterkt de collectorstroom IC2 van 2 dan Ib2 (Ib1) en stuurt deze terug naar de basis van BG1 voor versterking. Deze cyclus wordt versterkt totdat BG1 en BG2 volledig zijn ingeschakeld. In feite is dit proces een "trigger-on-the-fly"-proces. Voor de thyristor wordt het triggersignaal toegevoegd aan de stuurelektrode en wordt de thyristor onmiddellijk ingeschakeld. De geleidingstijd wordt voornamelijk bepaald door de prestaties van de thyristor. Als de thyristor eenmaal is geactiveerd en ingeschakeld, is de stroom die door de circulaire feedback naar de basis van BG1 vloeit niet alleen de initiële Ib1, maar de stroom die wordt versterkt door BG1 en BG2 ( 1 * 2 * Ib1), die veel groter is dan Ib1, genoeg om BG1 continu ingeschakeld te houden. Op dit moment blijft de thyristor ingeschakeld, zelfs als het triggersignaal verdwijnt. Pas als de voeding Ea wordt afgesneden of Ea wordt verlaagd zodat de collectorstroom in BG1 en BG2 kleiner is dan de minimale waarde voor behoud van geleiding, kan de thyristor worden uitgeschakeld. Als de polariteit van Ea wordt omgekeerd, zullen BG1 en BG2 natuurlijk in de afgesneden toestand zijn vanwege de sperspanning. Op dit moment kan de thyristor niet werken, zelfs als het triggersignaal wordt ingevoerd. Omgekeerd is Ea verbonden met de positieve richting, terwijl het triggersignaal negatief is en de thyristor niet kan worden ingeschakeld. Als het triggersignaal niet wordt toegevoegd en de positieve anodespanning een bepaalde waarde overschrijdt, wordt bovendien de thyristor ingeschakeld, maar dit is al een abnormale werksituatie.
De regelbare eigenschap van de thyristor om de geleiding te regelen (er gaat een grote stroom door de thyristor) via een triggersignaal (kleine triggerstroom) is een belangrijk kenmerk dat het onderscheidt van gewone siliciumgelijkrichterdiodes.
Het belangrijkste gebruik van thyristors in circuits
Het meest elementaire gebruik van gewone thyristors is gecontroleerde gelijkrichting. Het bekende diodegelijkrichtcircuit behoort tot het oncontroleerbare gelijkrichtcircuit. Als de diode wordt vervangen door een thyristor, kan een regelbaar gelijkrichtcircuit, omvormer, snelheidsregeling, motorbekrachtiging, contactloze schakelaar en automatische regeling worden gevormd. Nu teken ik het eenvoudigste enkelfasige halfgolfregelbare gelijkrichtcircuit [Figuur 4(a)]. Als tijdens de positieve halve cyclus van de sinusvormige wisselspanning U2 geen triggerpuls Ug wordt ingevoerd naar de stuurpool van VS, kan VS nog steeds niet worden ingeschakeld. Pas wanneer U2 in de positieve halve cyclus zit en de triggerpuls Ug op de stuurpool wordt gezet, wordt de thyristor geleidend getriggerd. Teken nu het golfvormdiagram [Figuur 4(c) en (d)], het is te zien dat alleen wanneer de triggerpuls Ug arriveert, er een spanning UL-uitgang is op de belasting RL (het gearceerde deel op het golfvormdiagram) . Als Ug vroeg arriveert, zal de thyristor vroeg inschakelen; als Ug te laat komt, zal de thyristor later inschakelen. Door de aankomsttijd van de triggerpuls Ug op de stuurpaal te wijzigen, kan de gemiddelde waarde UL van de uitgangsspanning op de belasting (het gebied van het gearceerde deel) worden aangepast. In de elektrotechnische technologie wordt de halve cyclus van wisselstroom vaak ingesteld op 180 graden, wat elektrische hoek wordt genoemd. Op deze manier wordt in elke positieve halve cyclus van U2 de elektrische hoek die wordt ervaren vanaf de nulwaarde tot het moment waarop de triggerpuls arriveert, de stuurhoek genoemd; de elektrische hoek waaronder de thyristor wordt ingeschakeld in elke positieve halve cyclus wordt de geleidingshoek θ genoemd. Het is duidelijk dat beide en θ worden gebruikt om het inschakel- of blokbereik van de thyristor in de halve cyclus van de doorlaatspanning weer te geven. Door de stuurhoek of geleidingshoek θ te wijzigen, wordt de gemiddelde waarde UL van de pulsgelijkstroomspanning op de belasting gewijzigd en wordt de regelbare gelijkrichting gerealiseerd.
