Giriş: Yourristor Operasyonlarının Çift Dinamikleri

Thyristors yüksek güç elektroniklerinde temel bileşenler olarak kalır, önemli gerilimler ve mevcutları endüstriyel motor sürücülerinden HUBE iletim sistemlerine kadar uzanan uygulamaları doğru bir şekilde kontrol eder.Bu süreçler sadece akademik kavramlar değildir, mühendisler doğrudan etki devreleri, geçiş ve sistemi güvenilirliğe sahip olmalıdır.

Kontrol sinyaline yanıt veren sıradan anahtarlardan farklı olarak, aristors kendini teşvik eden davranışları bir kez tetikledi. Bu davranış, özellikle hedef cihazın kapatılması ve latching ve komünasyonun ayrıntılı bir anlayışı, mühendislerin uygun tetikleyici stratejileri seçmesine ve kendi iktidar dönüştürücü mekanizmalarına özel olarak tanıtılmasına olanak tanır.

The Latching Mechanism in Thyristors

Ne Konfektes Latching Davranışları

Latching, bir yourristorun kapı uyarısının kaldırılmasından sonra yürütme durumunda kaldığını ve anode-cathode mevcut olan bir kritik eşini tam olarak aşdığını açıklar: Bu geri bildirim döngüsü, diğerinden sonra, geri dönüş işlemine ve #8212'ye kadar devam eden iki dönüştürücünün sonucu olarak gerçekleşir.

Mevcut iki anahtar eş, latching bölgesini tanımlar. [DÜDÜDÜ:0) Mevcut , mevcut geri dönüş sonrası yenidenjeneratif süreci korumak için gerekli olan minimum anode akımıdır.[Dönetici:2) Mevcut olan , mevcut olan tüm kesintilerin altındaki yüklerin bir marjını korumak için, cihazın zaten bir kez devletten geri çekilmesini engelleyecektir.

Rejeneratif Süreçlerin Fiziksel Basis

Bir aristokratın iç yapısı, olumlu bir geri dönüş sırasında, npn transistörünün üssüne doğru hareket ettirilir. Bu, pnpn transistörünün üssü olarak modellenebilir ve np transistöratörün tam olarak birbirine bağlı olarak hareket eder. Olumlu bir kapı pulsu uygulanırken, şu anki npn transistöre akışları tekrar tekrarlamak için geri döner.

Güvenilir latching için, kapı pulu, geçici veya eksik bir dönüş için yeterli amplitüdün olması gerekir. Pratikte, tasarımcılar kapı sinyalinin kaldırılmasından önce güçlü, iyi şekilli bir nabız temin etmek için hızlı bir şekilde gecikme süresi garanti altına alınabilir. Tüm işletim koşullarını sağlamak için çok dar veya zayıf bir şekilde çalışır.

Sıcaklık ve Cihaz Variations

Mevcutları kaldırmak ve tutmak sabit değerler değildir; düşük sıcaklıklara, cihaz yaşına ve üretim toleranslarına değişebilir. Sıcaklık yükselirken, mevcut olan genellikle şarj taşıyıcı hareketliliği ve yaşam artışları için, yenidenjeneratif döngü için daha kolay hale getirmek, düşük sıcaklıklara göre, mevcut olan eğimler azalır ve aristokratlar ısının fonksiyonları olarak daha yüksek bir anode mevcut olabilir.

Thyristors ayrıca bir kapı sinyali olmadan cihazında hızlı bir artış meydana gelebileceğini belirtti. Bu, kontraksiyon yoluyla mevcut olan yerinden edilmeler, rejeneratif süreci başlatmak için yeterli olabilir. Snubber devreleri, gerilim artışının hızıyla paralel olarak sınırlayabilir ve yanlış latchingleri engelleyebilir.

Kapı Tefsir ve Latching ile İlişkisi

Kapı Sürücü Gereksinimleri

Bir kapı tetikleyicisi, güvenilir latching sağlamak için üç kriteri karşılamalıdır: yeterli zirve, yeterli nabız genişliği ve uygun yükseliş zamanı.Geçmiş kapı mevcut cihazı ve #8217; minimum kapı tetikleyicisi, mevcut olan 10 ila 20 mikrosaniyeli yükleri oluşturmak için en az 10 ila 20 mikrosaniyen genişliğini sağlamak için uzun süre.

Yüksek güç yourristors genellikle kapı devrelerinde yüksek akım bir artış sağlayan devreleri gerektirir, ancak yükleme bileşeninin başlangıçta düşük olmasına rağmen cihaz devam etmesini sağlar.Bu iki seviyeli kapı sürücüsü, kapı devrelerinde hızlı bir şekilde hareket eden ilk aksak gücü azaltır.

Başarısızlık Modular Latching ile İlgili

Eğer latching koşulu karşılanmazsa, aristorkusturmadan hemen sonra bloke durumuna geri dönebilir.Bu durum, eğimin karşısındaki tam tedarik geriliminin ve potansiyel olarak bozulmanın nedeni olarak bilinir.

Başka bir başarısızlık modu, mevcut yükleme cihazı ve#8217'yi aştığında meydana gelir; latching geçici olarak mevcut derecelendirmeyi arttırır. Bu tür durumlarda, yerelleştirilmiş sıcak noktalar, termal runaway ve kalıcı hasarlara yol açabilir. Proper devre tasarımı, sizinkirristokrat’'nin dikkatli bir şekilde seçilmesini gerektirir; mevcut artış ve mevcut limitleri ve uygun mevcut sıcaklık aralığı sırasında kısıtlayabilir.

Komünasyon: Turn-Off Process

Neden Thyristors Özel Turn-Off Tekniks'i Gerekiyor

Belki de bir transistöre kıyasla en ayırt edici özelliği, sadece kapı sinyalini ortadan kaldırarak kapatılamaz.Bir kez, kapı uçarak durumu kontrol eder.Bir aristokrattan çıkarmak için, anode şu anda, mevcut olan bir gerilimin altında azaltılmalıdır.[Dönemli:2]

Komutasyon, mevcut sıfıra zorlama ve sizinristokratın geri kazanabilmesi için, ileri gerilimin yeniden ortaya çıkmasının ardından tekrar tekrar tekrar tekrar tekrar tekrar tekrar tekrar tekrar dönüşecek.Bu, kısa devrelere, sonlu gerilimlere ve sistem kesintilerine neden olabilir.

Doğal Komünasyon (Line Commutation)

Doğal Komünasyon İlkeleri

Doğal komünasyon, aynı zamanda çizgi komünasyon olarak da adlandırılır, AC kaynağı gerilimi doğal olarak mevcut sıfırdan sıfıra doğru uygulanırsa, bir sinüsoid sistem, mevcut geçişin sonunda sıfırdan geçer.Mevcut sıfıra ulaşırken, aristor, sıfırdan sonra cihazda ters bir gerilim uygulanırsa, kurtarma süreci hızlanır ve yourristor, sonraki gerilim yarı döngüsü başlamadan önce durumu engellemeye başlar.

Bu yöntem basit, AC geriliminin her zaman mevcut olduğu standart komünelleme tekniğidir ve bu nedenle, AC kaynağı tarafından sağlanan devrelerde doğal bir sınırlamanın gerçekleşebilmesidir.

Gerilme ve Aşırı Şaşırma

Pratik AC devreleri, kaynağın endükleri ve yük, sizinristokratlar arasında anlık bir transferi engeller. komponasyon aralığı sırasında, hem de gelen ve gelen senristokratlar aynı anda, kısa bir süre içinde bir gerilim yaratırlar.

Kontrassal açının büyüklüğü, kaynaktan ve DC yük akımına bağlıdır. Daha yüksek bir giriş veya daha büyük yük akımı, çakıltma işlemine göre bu etki için hesaplanmalıdır.(FLT:0)[Dönetici:0|D[Dönetici:2 tamamen kontrol edilebilir[Dönetici, üst üste, α 7)

Doğal Komünasyon Sınırları

Doğal komünasyon, uygun bir uyarı gerilimin varlığına bağlıdır. Düşük gerilim bozulması veya zayıf AC şebekeleri olan sistemlerde, kompresyon gerilimi, özellikle ağır yük koşulları altında, ateş açma hatalarının sonucu olarak, geri yükleme işlemi sırasında koruyucu önlemleri talep edebilir ve kurtarma konusunda daha küçük olabilir.

Kuvvetli Kurut

Güçlendirmek Komutasyon Teknikleri

Kuvvetli komünasyon, yapay olarak sizinristokrat akımını azaltan ve DC devrelerinde dönüş yapmak için ters bir gerilime sahip olan bir devre tekniği kapsar.Bu yöntemler altı kategoriye ayrılmıştır ( Sınıfı F aracılığıyla A Sınıfı F) ve nasıl uygulanır. Belirli bir sınıfın seçimi yük tipi, geçiş, maliyet kısıtlamaları gibi faktörlere bağlıdır.

Sınıf A: Self-Commutation by Resonant Load

Sınıfta bir komünasyon, yükün kendi başına, doğal olarak sıfıra doğru halkalar bir rezonans devresinin parçası oluşturur.Bir serisi L-C devresi yükle paralel olarak bağlantılıdır.Reristor çalışırken, resonant devreleri seri dönüştürücü ve indüksiyon sistemlerinde kullanılır.

B Sınıfı: Resonant Pulse Commutation

B sınıfı, atanın mevcut olan sıfıra doğru olan bir geri yükleme işlemine yol açan bir yardımcı L-C resonant devresini kullanır.Resonant devresi, cihazınızdan ve #8217'den daha uzun bir süre boyunca geri dönüşümlü bir yük devretme işlemine yol açar.

Sınıf C: Tamamlayıcı Komünasyon

Sınıf C komünasyonunda, iki aristokrat bir yük paylaşımı yapılandırmasına bağlıdır.Birinizin aristokratı geri döndükten sonra, mevcut ve tersine bir gerilim uygulamak için diğerini kompresyon enerjisi depolanır.Bu yaklaşım, her döngüden sonra şarj edilebilirliği sağlar ve genellikle yarı-bridge ve tam-bridge inverterleri uygulanır.

Sınıf D: Ger-Load Commutation

Sınıf D komünasyonu, ana cihazın ortaya çıkmasını sağlayan bir geri dönüş aracının, yüksek frekanslı dönüştürücüler ve pul-altı modlu DC sürücülerin üzerinde hızlı bir şekilde kontrol etmesini sağlayan bir ters yol kullanıyor.Bu yöntem, gelişmiş performans için hızlı bir dönüş değiştiricisi ve bağımsız kontrol sağlıyor.

Sınıf E: Dış Pulse Commutation

Sınıf E, ayrı bir pul dönüştürücü veya yardımcı tedarik gibi dış bir puls kaynağı içerir, bu da sizinristokratta ters bir gerilime neden olabilir. Bu yaklaşım galvanic izolasyonu sunar ve tam olarak kontrol edilen bir dönüş-off pulu sunmak için tasarlanmıştır. Sınıfı E commutation diğer sınıflardan daha az yaygındır, ancak ana devrenin ek parçalara katlanamayacağı yüksek gerilim uygulamaları ile birlikte kullanılabilir.

Sınıf F: AC Line Commutation

Sınıf F aslında doğal bir komünasyondur, AC hattı gerilimine güvenmek, aristordan çıkmak için. Standart sınıflandırma sisteminde ayrı bir sınıf olarak dahil edilir, çünkü zorunlu kompresyon tekniklerine karşı temel yöntemi temsil eder.For DC devreleri için, Sınıflar A yalnızca AC-fedilen sistemlere uygulanır.

Yük Kurutasyonu ve Variations

Yük, Kurutation Path'i sağladığında

Bazı devrelerde, yük kendi başına bir şarj cihazı, mevcut olan tüm uygulamalar için uyarıyı desteklemek için yeterli veya kapasiteye sahiptir.In some circuits, the load inductance form a resonant tank with a commutating cleor, which may be the case in all applications.

İndüksiyon ısıtma ve fırınları genellikle yük kompresyonu kullanır çünkü çalışma bandı, işletim frekansında öngörülebilir bir kesintiye sunar. Yük devresinin resonant frekansı en yüksek achievable komünite oranını belirler ve böylece inverterin çıktı gücü verir.

Komünasyon Yöntemlerinin Karşılaştırması

Her bir komünasyon yöntemi, devre karmaşıklığı, geçiş hızı, maliyet ve güvenilirlik arasındaki ticaret-offları içerir, ancak Affing'in en basit ve en güvenilirdir, ancak AC sistemlerindeki sıkılaştırma yöntemleri ile ilişkilendirilebilir ve kontrol karmaşıklığı ile ilgili olarak işlem yapabilir, ancak DC kaynaklarından işlem sağlar, B, büyük geçiş frekansları için iyi bir basitlik ve performans dengesi sunar, D, D ise ekstra bileşenler pahasına en hızlı şekilde dönüş-off sağlar.

Kapı dönüşücüleri (GTO) ve entegre kapı-kommutlulukları (IGCTs) kapıyı doğrudan kesmeye izin vererek, ancak bu cihazlar hala dışlanmış çöp devrelerini yönetmek için ihtiyaç duyuyor. Modern güç elektroniklerindeki trendler, incelal edilmiş ikik transistör (IGBT) ve silikon MOSFETs gibi tamamen kontrol edilebilir anahtarlarına doğru gidiyor.

Pratik Tasarım

Snubber Devreleri ve dv /t Suppression

Snubber devreleri hem de latching ve komünite güvenilirliği için gereklidir.Sabamdaki gerilimin azaltılması ve cihazı aşabilmenin ardından ileri gerilimin yükselmesi, hata/dt etkileri nedeniyle yanlış tetiklenmesi gerekir.Sessiz döngünün altındaki enerjiyi de azaltır, aynı zamanda yükleme işlemi sırasında yük devre dışı bırakma ve devre dışı bırakma.

Sörf ve komünleme devreleri arasındaki etkileşim özellikle zorlanış sistemleri için önemlidir. Kötü tasarlanmış bir snubber, sizinristokrattaki gerilim kurtarmasını yavaşlatarak değerlendirmeli veya test etmelidir. Tasarımcılar, komünleşme ağı ile birlikte, gerekli dönüş süresi için yeterli bir geri dönüş gerilimi alır.

Heat Management ve Anahtarlama Kayıpları

Her iki latching ve komünasyon kayıpları geçmek için katkıda bulunur.Başlangıçta, güç dağılımı, mevcut olmayan ve ileri gerilimin düşmesi sırasında, daha sofistike ısı batması ve daha sofistike ısınması gerektiren yüksek frekanslı uygulamalar için, bu kayıplar toplam ısı bütçesine hakim olabilir.

Thyristor modülleri genellikle sürekli ısı battılarını ve termal sensörlerin kesişme ısısını izlemek için dahil eder.In agresif komünasyon senaryolarında, cihazın tekrarlanan komünasyon olayları sırasındaki ısı geçişinin ısı geçişinin ısı geçişinin ısı geçişinin ısıtılmasının önemli ölçüde daha kısa olabilir.

Harsh Ortalarında Yeniden kullanılabilirlik için tasarım

Endüstriyel ve faydalı uygulamalarda kullanılanlarınız gerilim geçicilerine, harmonik bozulmaya ve sıcaklık aşırılığa dayanmalıdır.Projektör, devrenin mevcut yüklerden en kötü durumdaki varyasyonları karşılamak için yeterli olmalıdır. Örneğin, kompresyon gerilimi 20%'ye kadar azaltılabilir; hata sırasında, hata sırasında, uyarı başarısızlığın riskini artırmak için tasarım süresinden önemli ölçüde daha kısa olmalıdır.

Overcurrent ve overvoltage'a karşı koruma kritiktir. Hızlı tepki verme, moloz devreleri ve gerilim-klamlama cihazları, kompresyon kaybolursa felaket başarısızlığı engelleyebilir. Reddant commutation yollarını, seri veya paralel yourristor düzenlemeleri gibi, sistem kullanılabilirliği. Düzenli izleme, ve sıcaklık erken bir endişe vericidir.

Latching ve Commutation Principles

Kontrollü Rectifiers ve AC Voltage Düzenlemeleri

Faz kontrollü retifiers, doğal kompresyon standarttır çünkü AC tedarikin kendisi, çıkış gerilimini belirler ve bu devrelerdeki üst düzey artışlar, cihazın puanlarının dikkat edilmesi için gerekli olan minimum yükü belirler.

DC Motor Drives ve Chopper Devreleri

DC motor hızı kontrolü, bir DC chopper'daki aristokratları kapatmak için zorlanma bağlıdır. Sınıf B veya Sınıf D komünasyonu genellikle bu devrelerde kullanılır. geçiş frekansı, motor armature'de mevcut olan dalgalanmaları etkiler, tork pürüzsüzliği ve audible gürültüyü etkiler.

HUBE ve High-Voltage Uygulamaları

Yüksek gerilim doğrudan mevcut (HKER) iletim sistemleri, her cihazın mevcut olan bağlantılarını, H999 dönüştürücülerdeki tüm aristokratların gerilim-akım ağlarını ve kapı ateşlerini kullanarak bağlantı kurması için eşleştirilir.Herhangi bir cihazın mevcuttu ve güvenilir bir işlem için ateş açma yönünden ayarlaması gerekir.

Sonuç: Çift Süreçleri Üste Çıkarmak

Kombinasyon ve komünasyon süreçleri, her iki işlemden daha fazla ihtiyaç duyulmadığında, sürekli kapı sürücüsü olmadan stabil bir iletim sağlar, ancak komponasyon, cihazın artık gerekli olmadığı durumlarda devlet aygıtının yedeklenmesini sağlar.

Daha fazla okuma için, [[Döneticileri ile ilgili kapsamlı referanslara bakınız:0)Mohan, Undeland ve Robbins[Dönetici: 1 ), bu, komponasyon tekniklerinin yazarlı bir tedavi sağlar.|benzersiz geçiş davranışı hakkında ayrıntılı bilgi için, [[Döneticileri [Döneticileri Güç Elektroniki Üzerine Araştırma Sistemine bağlı olarak yayınlanır.