Power Electronics'deki Thyristors'a Giriş

Thyristors, modern güç elektronik sistemlerinin arka kemiğini oluşturan temel yarı iletken anahtarlama cihazlarıdır.Bu dört katmanlı, üç-terminal cihazlar (anode, kedihode ve kapı) özellikle yüksek gerilimleri kontrol etmek ve büyük akımları kontrol etmek için tasarlanmıştır.Farklı transistörlerin aksine, kutuplu motorların ve kontrol sistemlerinin periyodik olarak kontrol edilen elektrik devrelerinin ve kontrol sistemlerinin sürekli olarak kontrol edilmesi gerekir.

İç Yapı ve İşletim Prensipleri

Senin damlacıklı davranışı yarı iletken yapısından ortaya çıkarsa, bu dört farklı değişkenden oluşur ve P-N-P-N. Bu, üç P-N kavim ve diğer modüle bağlı olarak, N-katmanlık (dode) ve diğer bir sabit kapı arasındaki J2.

Daha Fazla Bilgide Yararlanabilirlik

İlerideki engelleme durumunda, aristor, kedihode'ye göre pozitif bir gerilim yaşar, ancak mevcut akışlar mevcut değildir, çünkü orta kavim J2 geri dönüşsüz kalır.Bu devlet, V[DSM”) veya V) gibi önemli bir gerilim stresine dayanabilecektir.

İleri Bloklama Mekanizması

İleri bir gerilim uygulandığında, J1 ve J3'ün ileri görüşlü hale gelmesi, ancak J2 geri çevrildi, tüm uygulanan gerilimi destekler. J2 genişleyen gerilimler, büyük miktarda elektrik alanı yaratarak, çoğu taşıyıcıyı üç koşulun ortaya çıkarıncaya kadar engellemeye devam eder:

  • [FONT=0)Gate Tetika:[Dönetici:[Dönetici:0))))))))) · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
  • [FONT=0)Forward Breakover Gerilim (V)BO)[Dönetici:0)[Dönemli bir yükse, yüksek çözünürlükte 100-6000 V), J2 klübünlü bir kapı sinyali olmadan avlanır.
  • [FONT:0) Yüksek dV/dt:[Dönder:[Dönder: 0) Hızlı bir artış, dV /dt) Konsül kapasitede mevcut kapasitede kapasitede, bir kapı pulu olmadan bile sizin aristokratını etkili bir şekilde tetikleyebilir.

İleri Seçme Seçme ve Güvenlik Margins

Tasarımcılar, gerilim puanlarını en az 1.5 ila 2 kez üst gerilimin güvenilir operasyon sağlamak ve geçici aşırı gerilimlere dayanabilmesi için devrede beklenen yüksek frekanslı sıcaklıkları önemli ölçüde engelleyebilir: yüksek bir kavim ısısı, kesinti gerilimini azaltır, çünkü veri çarşafları genellikle V)DRM[FL) sıcaklıkla birlikte ısıtılır, genellikle 125°C veya 150 °C’nin maksimum bir kavim ısısını belirtir.

Detaylı Bilgide Etkililik

Ters engelleme yeteneği, anode'de, yürütmeden kedihode negatif bir gerilime dayanabilme yeteneğine işaret eder.Bu durumda hem J1 hem de J3 ters yönde uçabilir, ancak J1 ve J3 ters yönde destek verir.

Mechanism of Ters Blocking

Ters bir gerilim uygulandığında, J1 ve J3'ün geri dönüşüm bölgesi tersine döndü.J1 (P-anode ve N-base arasında) genellikle, tersine engellemenin tersine dönmesi için daha kritik bir kavimdir; J1'deki kesinti bölgesine destek olmak zorunda kalır.

Ters Recovery Özellikleri

Biriniz için, arsa geçişleri, (örneğin AC kutuplu değişiklikler) devre dışı bırakıldığında, cihazın geri yükleme işlemi devre dışı bırakılmalıdır.Bu ters kurtarma işlemi, yüksek frekanslı ve hızlı uçlu uygulamalar için kısa bir gerileme işlemi içerir. Hızlı kurtarma süresi (t) ve geri yükleme işlemi sırasında (Q)) ve geri yükleme işlemine ihtiyaç duyanlar yüksek frekanslılar için kritik parametrelerdir.

İleri ve Ters Bloklama Karşılaştırma Analizi

İleri ve ters blok arasındaki farklılıkları anlamak, sizinristokrat seçimi ve devre tasarımı için önemlidir. aşağıdaki karşılaştırmalar önemli ayrımlar:

  • [FONT=0]Voltage Polarity:[Döntgen:[Döntgen:0)[Döntgenme:0)Voltage Polarity:[Döntgenme:[Döntgenme:0)[Döntgen:[Döntgen: 0:0)) İleri blokaj, pozitif anode-ta-ta-ta gerilim ile oluşur; ters bloklar negatif anode-ta-tav-ta gerilim ile oluşur.
  • [FONT:0)Triggering Control:[[Dönetici: 1 ) İleri engelleme, kapı tetikleyerek kasıtlı olarak üstesinden gelebilir; ters bloklar kapıdan kontrol edilemez ve devre gerilimi geri çevirerek yönetilmelidir.
  • [FONT:0)Breakdown Mechanisms:) İleri arıza, mevcut, aşırı gerilim veya yüksek dV /dt tarafından tetiklenebilir; tersine kırılma, hiçbir kapı etkisi ile avalanche fenomendir.
  • [FONT=0]Typical Ratings:[D)[DRM[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ[DÜDÜDÜDÜDÜye Değerler) RRM[DRM[DRM[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜye Değerleri)
  • [FONT:0]Temperature Bağımlılık: [Dönetici: 1) Her iki özellik de giderek artan bir kavim sıcaklığıyla azalır, ancak, simetrik bir kavim tasarımları nedeniyle ileri ve ters yönler arasında farklılık gösterebilir.
  • [FONT:0)Leakage Currents:[D)[DRM[DÜDÜDÜDÜDÜDÜ:3) İleride bloke, I) RRM[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ

Tesadüf ve Turn-On Dynamics

Bir kapı darbesi ileri sürülen bir kesintiye uğradığında, aristor tekrar tekrar tekrarlayıcı bir işlemde döner. kapı mevcut enjekte elektronları iç P-katmanına dönüştürürken, N-base bölgeye, forward-biasing J2 ve initiating av multiplication. Bu, şu anda iki iç transistör yapısına (N-P-N-N-P-N-P-N-P-P-N-P-P-P-N-P-N-P-N-P-N-P-P-N-P-N-P-P-P-P-N-P-P-N-P-P-P-P-N-P-P-N-P-P-P-N-N-P-P-P-P-P-N-N-P-P-P-P-N-P-P-P-P-P-N-N-P-P-P-P-P-N-P-P-N-P-N-N-P-P-N-N-P-P-N-P-P-P-N-N-P-P-N-

  • [FONT=0)Gate Tetika (I)GT[D:2)[Dönetici:0)[değiştir | kaynağı değiştir][değiştir | kaynağı değiştir] Belirli bir sıcaklıkta (tipik olarak 25°C) hassas kapı cihazları için birkaç miliamperyalist değer.
  • [FONT:0)Gate Tetikal Gerilme (V[DÜT:2)[Dönetici:0)[Gate Tetikal Gerilimsi:0)Gate Tetikal Gerilme gerilimi (V[DÜDÜT:2)[DÜye Olmayanlar İçin Frekans, Genellikle 1-3 V standart cihazlar için.
  • [FONT:0) Hayır-Kabet kapısı gerilimi (V)GD)[Dönemli: 3)[Dönemli olmayan maksimum kapı gerilimi, endüstriyel ortamlarda gürültü bağışıklığı için önemli.

Anahtar Ratings and Properties for Blocking Performance

Thyristor veri çarşafları, mühendislerin uygun cihaz seçimi için anlaması gereken yetenekleri engelleme ile ilgili birkaç kritik değerlendirmeyi tanımlar:

Gereçmişler

  • [FONT:0]VDRM) (Repetitive Peak Off-Statefer gerilimi): ), Cihazın tekrar tekrar tekrar tekrar tekrarlanması, en yüksek çözünürlükte, en yüksek çözünürlükte olan kayma sıcaklığın da dahil olmak üzere en yüksek gerilim.
  • [FONT:0]VRRM)[DRM[Dönlü Peak Gerilim): [DFLT:3) Cihazın tekrar tekrar tekrar tekrarlanabilir maksimum gerilim.Birçok uygulama için, V RRM) eşitler V).
  • [FONT:0)VDSM) ve V) [FONTM) (Non-RepetitiveWave Gers): En yüksek gerilimler, cihazın sınırlı sürelere dayanabilmesine veya daha az) zarar vermeden dayanabilir.

Current and Thermal Ratings

  • [FONT:0)IT(AV))[Dönetici:0)[Dönetici:0)[Dönetici:0) Cihazın belirtilen bir durumdaki önbellek ve uç açısında ileri düzeydeki en yüksek ortalama mevcut olması.
  • [FONT:0)ITSM) (Surge On-State Current):) Cihazın mevcut en yüksek rekabetsiz zirveye dayanamaz, genellikle ortalama derece derecelendirme süresi 10-20 kez.
  • [FONT:0]I2)t (Fusing Energy): [Dönetici: [Dönetici: 3) Silikon ölmesini sağlamak için gerekli olan ısı enerjisi, koruyucu füzyonlarla koordinasyon için kullanılır.

Parametreleri Anahtarlama

  • [FONT:0]dV/dt (Critical Rate of Rise of Off-State Voltage):[Dönderin gerilimi geri çekmeden sonra tekrarlanabilir maksimum hız, 50 V /μs'den 1000 V /μs'e kadar tipik değerler.
  • [FONT:0]--Iy (Critical Rate of Rise of On-State Current): ), mevcut olan maksimum oranın yerel ısıtma nedeniyle cihazı zarar vermeden artırabileceği maksimum oran.

Pratik uygulamalar Biyönerge Bloking

simetrik engeller, aristokratların kullanımlarını, gerilim kutupluluğun tersine çevirdiği geniş bir AC güç kontrol uygulamaları içinde sağlar:

AC gerilim kontrolörleri

AC gerilim kontrolörleri (ayrıca AC düzenleyicileri olarak da bilinir), antiparallel (veya tek bir TRIAC) ile bağlantılı iki aristokrat, dönüş motorlarında gecikmeli bir yüke teslim edilen RMS gerilimini kontrol eder.

Faz-Kontrol Reaktörler

Faz kontrollü retifiers yourristors'ı DC motor sürücüleriyle DC'ye dönüştürmek için kullanıyor. Ters bloklama kapasitesi, cihazlar doğal olarak AC gerilimi kutupluluğu tersine çevirdiğinde, dışsal baskı devreleri olmadan doğal bir şekilde yorumlanması sağlar.Bu retifiers yaygın olarak DC motor sürücülerinde kullanılır, batarya şarj cihazı ve yorumsuz güç malzemeleridir.

Solid-State Circuit Breakers

Katı devlet devrelerinin ortadan kaldırılması, kontrol edilen bir kapı pulu veya aşırı gerilimin kesintisi ile, bir dizi element veya resonant komünasyon devresi tarafından kesintiye uğratılması için iki yönlü bir engelle yol açtı.

Statik VAR Compensators (SVCs)

Thyristor kontrollü reaktörler ve SVC sistemlerindeki anlık kapasitörler, AC hattı gerilimlerini yüzlerce kilo volta kadar işlemek için sağlam iki yönlü bir engel gerektirir. Bu sistemler dinamik olarak reaktif güç tazminatını ayarlayarak güç iletim ağlarında gerilim sağlar.

Thyristor Selection Performansı için Görüşler

Verilen bir uygulama için uygun yourristor seçmek, gereksinimleri ve işletim koşullarını engelleme konusunda dikkatli bir analiz gerektirir. Anahtar faktörler şunları içerir:

  • [FONT=0)Peak Gerilim Stresi:[DDRM[D)[DRM[DD)[D)[D))) Cihazın geçiş olayları, yıldırım veya ağ bağlantılarının üzerinden en az% 50 oranındaki artışlar ile karşılaşacaktır. VDRM ve V[FLT: 4 )
  • [FONT=0]Temperature Range:[Dönetici sıcaklığı aralığı göz önünde bulundurulur ve gerilim, sızıntı akımı ve kapı duyarlılığını engellemek için eğrileri uygular. Kuvvetli soğutma yüksek çevre sıcaklıklarında dikkate değer engelleme yeteneği korumak için gerekli olabilir.
  • [[Dönlendirme Frekansı:[Dönder:[Dönder:) Yüksek geçiş frekansları daha hızlı dönüş-on ve dönüş özellikleri talep eder, bu da gerilim puanlarında ticaret-offları gerektirebilir. Hızlı kurtarma yourristors yüksek dV/dt için optimize edilmiş yüksek uygulamalar için kullanılabilir.
  • [FONT=0) Koruma Devreleri:[Dönetici:[Dönetici:0) Snubber ağları (ekran devreleri) sizin aristor limit dV /dt ve geçici aşırı yüklemeleri bastırın. Proper snubber tasarımı, cihazı ömrünü genişletir ve istenmeyen tetikleyicileri önler.
  • [FONT=0] Dizi ve Paralel Operasyon:[Dönetici:[Dönetici:0)) Tek bir cihazın derecelendirmesinin ötesindeki gerilimleri engellemeye ihtiyaç duyan sistemler için, birden fazla yourristors seride bağlanabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

İleri ve geri dönüşümlü devrelerin doğru şekilde bloke edilmesi, dış devre dışı bırakmadan, temel mekanizmaları ve uygulama bazlı gereksinimleriniz, yüksek çözünürlükte hızlanan sistemlere karşı hassas olarak doğrulanabilir ve yüksek gerilimli geçişlere kadar doğru yönlendirilme olanak sağlar.