Какова функция тиристора в электрических цепях?
В области электротехники тиристор является ключевым компонентом, играющим жизненно важную роль во многих электрических цепях. Как поставщик электрических деталей, я воочию стал свидетелем разнообразных применений и функций тиристоров, которые десятилетиями питали широкий спектр электрических устройств и систем. В этом блоге я углублюсь в то, что такое тиристор, его разные типы и, самое главное, его функции в электрических цепях.
Что такое тиристор?
Тиристор представляет собой полупроводниковый прибор с четырьмя слоями чередующихся материалов P-типа и N-типа, образующими три PN-перехода. Это бистабильный переключатель, что означает, что он имеет два стабильных состояния: состояние ВЫКЛ (непроводящий) и состояние ВКЛ (проводящий). Как только тиристор переводится во включенное состояние, он остается проводящим, даже если сигнал запуска снят, до тех пор, пока ток, протекающий через него, не упадет ниже определенного значения, называемого током удержания.
Наиболее распространенным типом тиристоров является кремниевый управляемый выпрямитель (SCR), который широко используется в приложениях управления мощностью. Другие типы включают тиристор с затвором-выключением (GTO), симистор и тиристор с активированным светом (LASCR). Каждый тип имеет свои уникальные характеристики и функции, но все они имеют общие фундаментальные переключающие свойства тиристоров.
Типы тиристоров и их применение
Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR)
SCR — самый простой и широко используемый тип тиристора. В основном он используется для выпрямления и контроля мощности. В схеме выпрямителя тиристор может преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). В отличие от простого диодного выпрямителя, тиристор может контролировать количество мощности, подаваемой на нагрузку, регулируя угол зажигания, который является точкой в цикле переменного тока, в которой тиристор переходит в режим проводимости.
Например, в системе управления скоростью двигателя тиристор можно использовать для регулирования напряжения, подаваемого на двигатель, тем самым контролируя его скорость. SCR обеспечивает эффективное и точное управление мощностью, что важно во многих промышленных и потребительских приложениях.
Тиристор «Ворота-Выключения-Выключения» (GTO)
GTO — это особый тип тиристора, который можно выключить, подав отрицательный ток затвора, в дополнение к включению положительным током затвора. Возможность отключения делает его подходящим для применений, где требуется быстрое переключение, например, в мощных цепях постоянного тока и в приложениях с импульсной мощностью.
В системе привода постоянного тока высокой мощности GTO можно использовать для управления потоком мощности на двигатель, обеспечивая быстрое ускорение и замедление. Его также можно использовать в источниках питания ускорителей частиц и других высокоэнергетических устройств.
ТРИАК
Симистор — это двунаправленный тиристор, который может проводить ток в обоих направлениях. Он обычно используется в приложениях управления питанием переменного тока, например, в диммерах освещения и регуляторах скорости двигателей. В отличие от тиристора, который может проводить ток только в одном направлении, триак может управлять мощностью в цепи переменного тока без необходимости использования сложных схем выпрямления и инверсии.
Например, в домашнем диммере симистор можно использовать для изменения мощности, подаваемой на лампочку, позволяя пользователю регулировать яркость. TRIAC представляет собой простое и экономичное решение для управления питанием переменного тока.
Свет — активированный SCR (LASCR)
LASCR вызывает проводимость под действием света, а не электрического сигнала затвора. Он часто используется в приложениях, где требуется электрическая изоляция, например, в копировальных аппаратах, принтерах и системах оптической связи.
В системе оптической связи LASCR можно использовать для преобразования оптических сигналов в электрические, обеспечивая надежный и эффективный способ передачи данных на большие расстояния.
Функции тиристоров в электрических цепях
Контроль мощности
Одной из основных функций тиристоров в электрических цепях является регулирование мощности. Регулируя угол открытия тиристора, можно точно регулировать количество мощности, подаваемой на нагрузку. Это особенно полезно в приложениях, где требуется переменная мощность, например, при управлении скоростью двигателя, управлении отоплением и освещением.
Например, в промышленной системе отопления тиристор можно использовать для регулирования мощности, подаваемой на нагревательные элементы, обеспечивая поддержание температуры на нужном уровне. Это не только повышает энергоэффективность, но и продлевает срок службы нагревательных элементов.
Исправление
Тиристоры можно использовать в качестве выпрямителей для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Как упоминалось ранее, тиристор можно использовать в схеме выпрямителя для обеспечения переменного выходного напряжения постоянного тока путем управления углом зажигания. Это важно в таких приложениях, как зарядные устройства для аккумуляторов, источники питания постоянного тока и зарядные станции для электромобилей.
В зарядном устройстве для аккумулятора можно использовать выпрямитель на основе SCR для эффективной зарядки аккумулятора, регулируя зарядный ток в соответствии с состоянием заряда аккумулятора.
Регулирование напряжения
Тиристоры также могут использоваться для регулирования напряжения в электрических цепях. Управляя проводимостью тиристора, напряжение на нагрузке можно поддерживать на постоянном уровне. Это имеет решающее значение в приложениях, где требуется стабильное напряжение, например, в электронных устройствах и системах питания.
Например, в источнике питания с регулированием напряжения тиристор можно использовать для компенсации изменений входного напряжения, гарантируя, что выходное напряжение останется постоянным.
Переключение
Тиристоры являются отличными переключающими устройствами благодаря их способности быстро переключаться между состояниями ВКЛ и ВЫКЛ. Их можно использовать для переключения мощных нагрузок в электрических цепях, таких как двигатели, обогреватели и системы освещения.
В схеме управления двигателем тиристор можно использовать для запуска, остановки и изменения направления вращения двигателя. Высокая скорость переключения тиристоров обеспечивает быструю реакцию и точное управление двигателем.
Реальные примеры
Давайте посмотрим на некоторые реальные примеры использования тиристоров. В автомобильной промышленности тиристоры используются в различных электрических системах. Например,DAF 2184202 Водяной насос с электромагнитной муфтойВозможно использование тиристора для регулирования мощности и переключения. Водяной насос является важным компонентом системы охлаждения двигателя, а тиристор помогает обеспечить эффективную работу насоса, контролируя подаваемую на него мощность.
Другим примером являетсяDaf 1622831, 1447928 Клапан регулирования давления топлива. В этой системе тиристор может использоваться для регулирования напряжения, подаваемого на клапан, который, в свою очередь, управляет давлением топлива в двигателе. Это имеет решающее значение для правильной работы двигателя и достижения оптимальной топливной экономичности.
Daf 1782431 Датчик температурытакже может включать в свою электрическую цепь тиристор. Тиристор можно использовать для управления питанием датчика, гарантируя его работу в соответствующем температурном диапазоне и обеспечивая точные измерения температуры.
Контакт для покупки и переговоров
Если вам нужны высококачественные электрические детали, включая тиристоры и другие компоненты, подобные упомянутым выше, свяжитесь с нами. Мы стремимся предоставить вам надежную продукцию и профессиональное обслуживание. Независимо от того, являетесь ли вы производителем OEM, поставщиком услуг по техническому обслуживанию или частным лицом, ищущим конкретные электрические детали, у нас есть инвентарь и опыт для удовлетворения ваших потребностей. Свяжитесь с нами и давайте начнем обсуждение ваших требований.
Ссылки
- Шиллинг Д.Л. и Белов К. (1979). Электрические цепи: дискретные и непрерывные. МакГроу - Хилл.
- Рашид, МЗ (2019). Силовая электроника: схемы, устройства и приложения. Пирсон.
- Миллман Дж. и Грабель А. (1987). Микроэлектроника. МакГроу - Хилл.
