Отличительные особенности лавинных тиристоров (ТЛ), выделяющие их среди других разновидностей:
Их работа возможна без дополнительных защитных устройств.
Даже при подаче большого напряжения не повреждаются.
Равномерное распределение напряжения между вентилями не является необходимым условием.
Тиристоры лавинные используются:
— в преобразователях частоты;
— в полууправляемых и управляемых выпрямительных мостах;
— в регуляторах переменного тока;
— в мощных электроприводах, применяемых для транспорта и промышленности;
— в регулируемых выпрямителях и других устройствах.
Область применения также зависит от частоты тока и серии. В лавинных тиристорах используется принцип распределённого шунтирования, благодаря чему обеспечивается достаточная стабилизация температурного напряжения переключения. В результате плотность рабочего тока также остаётся в норме. Несмотря на это, даже в случае больших перегрузок напряжение переключения практически не снижается.
Ток переключения значительно увеличивается в лавинных тиристорах, опять же, за счёт применения распределённого шунтирования. Они способны рассеивать большую мощность при прохождении обратного тока, чем при использовании обычных управляемых вентилей.
Лавинные тиристоры – приборы с контролируемым лавинообразованием. Технология их производства схожа с технологией изготовления лавинных диодов.
Тиристоры лавинные имеют герметичный корпус из металлокерамики. Внутренние контакты – прижимные, что обеспечивает большую устойчивость к циклическим нагрузкам. Ещё одной особенностью ТЛ является то, что в режиме лавинного пробоя в обратном направлении их мощность максимальна.
Высококачественные лавинные тиристорывы можете купить по низкой цене у нас на сайте. Только в нашей компании скидки постоянным клиентам! Также, вы можете купить другие наши товары по выгодным ценам: ТЛ171, ТЛ271, ТЛ371, ТЛ2, ТЛ4.
Лавинные тиристоры не повреждаются при подаче на них больших напряжений и могут работать без дополнительных устройств защиты и равномерного распределения напряжения между последовательно соединенными вентилями, которые необходимы для обычных тиристоров. [1]
Лавинные тиристоры успешно применяются в схемах полупроводниковых разрядников ( рис. 6), служащих для защиты преобразовательных устройств. [3]
Лавинные тиристоры ПТЛ ( УПВКЛ) предназначены для применения в регулируемых выпрямителях, преобразователях частоты и других устройствах: при частоте тока от 50 до 2 000 гц. [4]
Лавинные тиристоры ТЛ ( ВКДУЛ) и ТЛВ ( ВКДУЛВ) предназначены для применения в статических силовых преобразователях электрической энергии, а также в цепях постоянного и переменного тока с частотой от 50 до 400 гц. [5]
Лавинные тиристоры ТЛ предназначены для применения в статических преобразователях электроэнергии, а также в цепях постоянного и переменного тока частотой до 500 гц различных силовых установок. [6]
Лавинные тиристоры серии УПВКЛ предназначены для работы в регулируемых выпрямителях, преобразователях частоты и других устройствах, рассчитанных на ток частотой до 2 000 гц. Конструкция корпуса обеспечивает работу вентилей при значительных линейных вибрационных и ударных ускорениях. [8]
Для лавинных тиристоров этот параметр является обязательным. [9]
Применение в лавинных тиристорах распределенного шунтирования ( рис. 4.12, а) обеспечивает достаточную температурную стабилизацию напряжения переключения, что позволяет повысить рабочую температуру без снижения напряжения переключения ( рис. 4.12, б), а следовательно, и допустимую плотность рабочего тока. При этом напряжение переключения даже при больших перегрузках снижается незначительно. [11]
Применение в лавинных тиристорах распределенного шунтирования позволяет также значительно увеличить ток переключения. [12]
При изготовлении приборов с контролируемым лавинообразованием ( лавинных тиристоров ) используются такие же технологические приемы, как и в производстве лавинных диодов. Лавинные тиристоры допускают меньшие эксплуатационные коэффициенты запаса по напряжению и не. [14]
Что такое тиристор, как он работает, виды тиристоров и описание основных характеристик
Для управления электрическими схемами необходимы мощные элементы коммутации. Эти элементы должны отключать участки схем, включать их, производить переключения. Часто в качестве коммутационных устройств используют тиристоры.
Для чего нужен тиристор, его устройство и принцип работы
Тиристором называется полупроводниковый прибор, имеющий два состояния:
Состоит этот полупроводниковый прибор из 4 слоев (областей) полупроводника (в большинстве случаев – кремния) с различной проводимостью и имеет структуру p-n-p-n.
Такой тиристор называется динистором (диодный тиристор). Подобно диоду он имеет два вывода и отпирается напряжением определенного уровня, приложенным в прямом направлении к аноду и катоду.
Более распространен триодный тиристор – тринистор. Он имеет ту же структуру, но с дополнительным выводом – управляющим электродом (УЭ). Все операции с тринистором производятся посредством УЭ.
Также существуют тиристоры с двумя управляющими электродами, но они получили меньшее распространение.
Вольт-амперная характеристика
Принцип действия тиристора наглядно демонстрирует его ВАХ. Она, как и характеристика обычного диода, расположена в I и III квадрантах и состоит из положительной и отрицательной ветвей. Отрицательная ветвь также подобна диодной и содержит участок, при котором прибор заперт — от нуля до Uпробоя. При достижении порогового напряжения происходит лавинный пробой.
Положительная ветвь требует внимательного рассмотрения. Если приложить к тиристору прямое напряжение и начать его увеличивать, то ток будет расти медленно – сопротивление закрытого полупроводникового прибора высоко. Это красный участок графика. При достижении определенного уровня тиристор скачкообразно открывается, его сопротивление уменьшается, падение напряжения также уменьшается, ток растет – синий участок. Этот участок характеризуются отрицательным сопротивлением, но прибор ведет себя здесь неустойчиво, с выраженной тенденцией перехода в открытое состояние.
Далее тиристор выходит в режим обычного диода – зеленая ветвь графика. Так работает диодный тиристор, а способность открываться при достижении определенного уровня называется динисторным эффектом.
Этот свойство также присуще трехэлектродному тиристору, но он используется в таком режиме крайне редко. Более того, при разработке схем этой зоны ВАХ избегают. У тринистора есть управляющий электрод, и включение практически всегда производится с его помощью. Если подать на УЭ ток, то тиристор откроется раньше достижения порогового напряжения (красный пунктир на ВАХ). Чем больше ток, тем раньше отпирание. Если ток достигнет определенного уровня (Iуэ>0), то тиристор откроется при любом напряжении анод-катод и будет вести себя подобно обычному диоду, пока не создадутся условия для выключения.
Важно! Включить тринистор подачей тока на УЭ возможно только при приложенном прямом напряжении между катодом и анодом.
Выключить тиристор (диодный или триодный) сложнее. Для этого требуется, чтобы ток через прибор снизился до определенного уровня (почти до нуля). В цепях переменного тока тиристор может быть переведен в закрытое состояние после снятия управляющего воздействия естественным путем – при ближайшем переходе напряжения через ноль. На самом деле, запирание происходит раньше — когда при снижении напряжения ток снизится до порогового значения. Это зависит от величины нагрузки. В цепях постоянного тока приходится принимать более сложные решения. Например, запирать тиристор можно с помощью конденсатора, заряженного напряжением обратной полярности. При включении коммутационного устройства, он разряжается навстречу прямому току и компенсирует его до нуля.
Также существуют другие способы создания встречного тока, но их устройство еще сложнее. Например, использование колебательных контуров и т.п. Все это усложняет использование тринисторов и динисторов, поэтому относительно недавно были созданы управляемые тиристоры (их также называют двухоперационными). Их отличие в том, что отпирание и запирание осуществляется посредством воздействия на управляющий электрод. Это резко расширяет возможности применения данных полупроводниковых приборов.
Основные характеристики тиристоров
Так как тиристоры в открытом состоянии ведут себя подобно диодам, часть технических характеристик аналогична обычным приборам с p-n переходом:
Но имеются и специфические параметры:
Превышение двух последних параметром могут вызвать ложные срабатывания приборов. Также для тиристоров характерны и другие параметры, определяющие, например, частотные свойства устройства. Найти их можно в соответствующих справочниках.
Виды тиристоров, их отличия и схемы подключения
На основе двух рассмотренных типов производятся ещё несколько разновидностей тиристоров. Каждый из них имеет свою сферу использования.
Динисторы
Динистор включается в схему подобно обычному диоду последовательно с нагрузкой. Питание может быть постоянным или переменным.
В цепи переменного напряжения также работают симметричные динисторы (двунаправленные динисторы, диаки), представляющие собой два обычных прибора, включенных встречно. Они открываются от любой полуволны синусоидального напряжения. Вольт-амперная характеристика диака симметрична – обратная ветвь также расположена в III квадранте и зеркально повторяет прямую.
Тринисторы
Самый распространенный тип в данной категории полупроводниковых приборов. В профессиональной среде триодные тиристоры называют просто тиристорами, хотя принципиально это неверно. Включается в схему тринистор также подобно обычному диоду (в цепь постоянного или переменного напряжения). Отпирание происходит при подаче на УЭ положительного напряжения (совпадающего по знаку с напряжением анода при прямом включении). У двухоперационных приборов запирание осуществляется подачей на УЭ тока противоположного направления.
Симисторы
Наряду с симметричными динисторами, существуют и симметричные тринисторы (симисторы, триаки). Они представляют собой два тринистора с общим управлением, включенные встречно-параллельно и размещенные в одном корпусе. При необходимости триак можно заменить двумя отдельными приборами, подключив их по соответствующей схеме.
ВАХ симистора также симметрична относительно нуля.
Оптотиристоры
Существуют приборы, схожие по строению и принципу действия с обычными тиристорами, но отпирание которых происходит посредством света, падающего на открытую тиристорную структуру. Если в одном корпусе объединить такой ключ и светодиод, управляемый внешним источником сигнала, то получится устройство, называемое оптотиристором (тиристорным оптроном).
Оптотиристор имеет четыре вывода. Его силовой элемент включается последовательно с нагрузкой, на выводы светодиода подается управляющий сигнал.
Где применяются тиристоры
Каждый полупроводниковый прибор предназначен для решения определенных задач:
К минусам такого применения можно отнести проблему с высоким выделением тепла под нагрузкой.
Тиристоры помогают решить задачи бесконтактной коммутации нагрузок или участков схем. Успех принесет умелое использование преимуществ электронных приборов и обход имеющихся недостатков.
Что такое симистор и как с его помощью управлять нагрузкой
Принцип работы и основные характеристики стабилитрона
Что такое полупроводниковый диод, виды диодов и график вольт-амперной характеристики
Что такое диодный мост, принцип его работы и схема подключения
Для чего нужен диммер, что это такое, схема подключения диммера и принцип его работы
Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения
Улучшенная технология изготовления лавинных тиристоров и диодов
Отличительная особенность и значимое преимущество полупроводниковых лавинных диодов и тиристоров от ООО «РУЭЛКОМ» характеризуется, прежде всего, их способностью выдерживать высокое обратное напряжение и ток, а также восстанавливать свойство электропроводимости p-n перехода.
Основное предназначение лавинных диодов
При воздействии значительных перенапряжений, действие лавинного пробоя для кристаллической структуры диодов серии ВЛ и ДЛ не вызывает никаких разрушительных последствий. Их устойчивость обеспечивается за счет высококачественного кремния, а также уровня его легирования. Важными требованиями при изготовлении, кроме соблюдения качества и обработки исходного материала, является также надежность элементов всей конструкции.
Превышение предельно допустимой рабочей температуры прибора способствует увеличению перепадов напряжения и соответственно негативному влиянию на его параметры во время эксплуатации. Для такого случая предусмотрены различные варианты охладителей, способных нормализовать работу диодов и не допустить их перегрева.
В связи с тем, что лавинные диоды «самозащищаются» от обратных перенапряжений с умеренной энергией, они также используются для защиты других элементов, например обычных тиристоров. Купить лавинный диод оказывается во многих случаях оправданным решением, так как он позволяет сохранить другие, более дорогие приборы. Этот способ особенно заслуживает внимания, когда частота повторения и величина сверхнапряжений неизвестны.
Большие возможности лавинных тиристоров
Лавинные тиристоры ТЛ с контролируемым лавинообразованием изготавливаются по такой же технологии, как и диодные выпрямители серии ДЛ и ВЛ. Они также не выходят из строя при повышенном обратном напряжении и имеют лавиннообразные участки, через которые происходит включение компонента при подаче токового управляющего сигнала и прямого напряжения на анод. Тиристоры ТЛ могут выступать в роли ограничителей непродолжительных импульсов, как и выпрямительные мосты.
При качественной очистке, температурный диапазон кремния расширяется и впоследствии допускается повышение номинального тока компонента в целом, не увеличивая размеры его p-n перехода. Изменение состава кремниевой основы позволяет просто уменьшить или совсем исключить отрицательные эффекты, связанные с перенапряжениями. Таким образом, если купить лавинные тиристоры и применить их в определенных узлах схемы, то часто отпадает необходимость использования отдельных устройств для подавления перенапряжений или выбора элементов с существенным запасом по напряжению.
На тиристоры и диоды лавинные цена, в первую очередь, зависит от их класса и отбора по индивидуальным характеристикам.
Тиристоры: принцип работы, назначение, характеристики, проверка работоспособности
Тиристор представляет собой вид полупроводниковых приборов, предназначенный для однонаправленного преобразования тока (т.е. ток пропускается только в одну сторону).
Этот преобразователь имеет два устойчивых состояния: закрытое (состояние низкой проводимости) и открытое (состояние высокой проводимости). Назначение тиристора – выполнение функции электроключа, особенность которого – невозможность самостоятельного переключения в закрытое состояние. Прибор выполняет функции коммутатора разомкнутой цепи и ректификационного диода в сетях постоянного тока. Основным материалом при производстве этого полупроводникового устройства является кремний. Корпус изготавливается из полимерных материалов или металла – для моделей, работающих с большими токами.
Устройство тиристора и области применения
В состав прибора входят 3 электрода:
В отличие от двухслойного диода, тиристор состоит из 4-х слоев – p-n-p-n. Оба устройства пропускают ток в одну сторону. На большинстве старых моделей его направление обозначается треугольником. Внешнее напряжение подается знаком «-» на катодный электрод (область с электропроводностью n-типа), «+» – на анодный электрод (область с электропроводностью p-типа).
Тиристоры применяют в сварочных инверторах, блоках питания зарядного устройства для автомобиля, в генераторах, для устройства простой сигнализации, реагирующей на свет.
Принцип работы тиристоров
В специализированной литературе тиристор называется «однооперационным» и относится к группе не полностью управляемых радиодеталей. Он переходит в активное состояние при получении импульса определенной полярности от объекта управления. На скорость активации и последующее функционирование оказывают влияние:
Переключение из одного состояния в другое осуществляется с помощью управляющих сигналов. Для полного отключения тиристора требуется выполнить дополнительные действия. Выключение осуществляется несколькими способами:
При эксплуатации возможны незапланированные переключения из одного положения в другое, которые провоцируются перепадами характеристик электроэнергии и температуры.
Классификационные признаки
По способу управления различают следующие виды тиристоров:
Диодные (динисторы)
Активируются импульсом высокого напряжения, подаваемым на анод и катод. В конструкции присутствуют 2 электрода, без управляющего.
Триодные (тринисторы)
Разделяются на две группы. В первой управляющее напряжение поступает катод и электрод управления, во второй – на анод и управляющий электрод.
Симисторы
Выполняют функции двух включенных параллельно тиристоров.
Оптотиристоры
Их функционирование осуществляется под действием светового потока. Функцию управляющего электрода выполняет фотоэлемент.
По обратной проводимости тиристоры разделяются на:
Основные характеристики тиристоров, на которые стоит обратить внимание при покупке
Проверка тиристора на исправность
Прибор можно проверить несколькими способами, один из них – использование специального самодельного тестера, собираемого по представленной ниже схеме:
Такая схема предназначена для работы при напряжении 9-12 В. Для других значений напряжения питания производят перерасчет величин R1-R3.
Отличительные особенности лавинных тиристоров (ТЛ), выделяющие их среди других разновидностей:
