Электроузел — ресурс, связанный с электричеством.

Что такое тиристор и их виды

Многие видели тиристоры в гирлянде «Бегущий огонь», это самый простой пример описываемого устройства и как оно работает. Кремниевый выпрямитель или тиристор очень похож на транзистор. Это многослойное полупроводниковое устройство, основным материалом которого является кремний, чаще всего в пластиковом корпусе. Из-за того, что его принцип работы очень схож с ректификационным диодом (выпрямительные приборы переменного тока или динисторы), на схемах обозначение часто такое же — это считается аналог выпрямителя.

Фото — Cхема гирлянды бегущий огонь

Бывают:

• ABB запираемые тиристоры (GTO),
• стандартные SEMIKRON,
• мощные лавинные типа ТЛ-171,
• оптронные (скажем, ТО 142-12,5-600 или модуль МТОТО 80),
• симметричные ТС-106-10,
• низкочастотные МТТ,
• симистор BTA 16-600B или ВТ для стиральных машин,
• частотные ТБЧ,
• зарубежные TPS 08,
• TYN 208.

Но в это же время для высоковольтных аппаратов (печей, станков, прочей автоматики производства) используют транзисторы типа IGBT или IGCT.

Фото — Тиристор

Но, в отличие от диода, который является двухслойным (PN) трехслойного транзистора (PNP, NPN), тиристор состоит из четырех слоев (PNPN) и этот полупроводниковый прибор содержит три p-n перехода. В таком случае, диодные выпрямители становятся менее эффективными. Это хорошо демонстрирует схема управления тиристорами, а также любой справочник электриков (например, в библиотеке можно бесплатно почитать книгу автора Замятин).

Тиристор – это однонаправленный преобразователь переменного тока, то есть он проводит ток только в одном направлении, но в отличие от диода, устройство может быть сделано для работы в качестве коммутатора разомкнутой цепи или в виде ректификационного диода постоянного электротока. Другими словами, полупроводниковые тиристоры могут работать только в режиме коммутации и не могут быть использованы как приборы амплификации. Ключ на тиристоре не способен сам перейти в закрытое положение.

Кремниевый управляемый выпрямитель является одним из нескольких силовых полупроводниковых приборов вместе с симисторами, диодами переменного тока и однопереходными транзисторами, которые могут очень быстро переключаться из одного режима в другой. Такой тиристор называется быстродействующим. Конечно, большую роль здесь играет класс прибора.

Т161

Тиристор низкочастотный штыревого исполнения. Тиристоры Т161-160-11 предназначены для работы в цепях постоянного и переменного тока различных силовых электротехнических установок частотой до 500 Гц, а также в полупроводниковых преобразователях электроэнергии. Конструкция тиристоров штыревая в металлокерамическом корпусе с гибким выводом и прижимными контактами. Климатическое исполнение и категория размещения УХЛ2 и Т2 для эксплуатации в атмосфере типа I и II по ГОСТ 15150-69. Максимально допустимый средний прямой ток в открытом состоянии — 160 А Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии и повторяющееся импульсное обратное напряжение — 1100 В Охлаждение воздушное естественное или принудительное. Обозначение типономинала и полярность выводов приводятся на корпусе. Габаритные размеры: — общая длина — 240 мм — длина шпильки — 16 мм — резьба — М20 Масса тиристора не более 270 г. Рекомендуемые охладители: О171, О371, ОM101. Технические условия: ТУ16-2006 ИЕАЛ.432000.053ТУ.

Структура условного обозначения: Т161-160-11 Т — тиристор; 1 — порядковый номер модификации конструкции; 6 — обозначение диаметра корпуса по ГОСТ 20859.1-89; 1 — обозначение конструктивного исполнения корпуса по ГОСТ 20859.1-89; 160 — максимально допустимый средний ток в открытом состоянии, А; 11 — класс по повторяющемуся напряжению.

Технические характеристики тиристоров низкочастотных штыревого исполнения Т161-160:

Условные обозначения электрических параметров низкочастотных тиристоров:

•
IT(AV)
— Максимально допустимый средний ток в открытом состоянии. •
UDRM
— Максимальное повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии. •
URRM
— Максимальное повторяющееся импульсное обратное напряжение. •
IDRM
— Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии. •
IRRM
— Повторяющийся импульсный обратный ток. •
ITSM
— Ударный ток в открытом состоянии. •
rT
— Динамическое сопротивление тиристора. •
(dVD/dt)crit
— Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии. •
(diT/dt)crit
— Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии. •
UTM
— Импульсное напряжение в открытом состоянии. •
UT(TO)
— Пороговое напряжение тиристора. •
IL
— Ток включения тиристора. •
IH
— Ток удержания тиристора. •
IGT
— Отпирающий постоянный ток управления. •
UGT
— Отпирающее постоянное напряжение управления. •
td
— Время задержки включения. •
tq
— Время выключения. •
Rthjc
— Тепловое сопротивление переход-корпус тиристора. •
Tj
— Температура перехода тиристора.

Применение тиристора

Назначение тиристоров может быть самое различное, например, очень популярен самодельный сварочный инвертор на тиристорах, зарядное устройство для автомобиля (тиристор в блоке питания) и даже генератор. Из-за того, что сам по себе прибор может пропускать как низкочастотные, так и высокочастотные нагрузки, его также можно использовать для трансформатора для сварочных аппаратов (на их мосте используются именно такие детали). Для контроля работы детали в таком случае необходим регулятор напряжения на тиристоре.

Фото — применение Тиристора вместо ЛАТРа

Не стоит забывать и про тиристор зажигания для мотоциклов.

Описание конструкции и принцип действия

Тиристор состоит из трех частей: «Анод», «Катод» и «Вход», состоящий из трех p-n переходов, которые могут переключаться из положений «ВКЛ» и «ВЫКЛ» на очень высокой скорости. Но при этом, он также может быть переключен с позиции «ВКЛ» с различной продолжительности по времени, т. е. в течение нескольких полупериодов, чтобы доставить определенное количество энергии к нагрузке. Работа тиристора можно лучше объяснить, если предположить, что он будет состоять из двух транзисторов, связанных друг с другом, как пара комплементарных регенеративных переключателей.

Самые простые микросхемы демонстрируют два транзистора, которые совмещены таким образом, что ток коллектора после команды «Пуск» поступает на NPN транзистора TR 2 каналы непосредственно в PNP-транзистора TR 1. В это время ток с TR 1 поступает в каналы в основания TR 2 . Эти два взаимосвязанных транзистора располагаются так, что база-эмиттер получает ток от коллектора-эмиттера другого транзистора. Для этого нужно параллельное размещение.

Фото — Тиристор КУ221ИМ

Несмотря на все меры безопасности, тиристор может непроизвольно переходить из одного положения в другое. Это происходит из-за резкого скачка тока, перепада температур и прочих разных факторов. Поэтому перед тем, как купить тиристор КУ202Н, Т122 25, Т 160, Т 10 10, его нужно не только проверить тестером (прозвонить), но и ознакомиться с параметрами работы.

Типичные тиристорные ВАХ

Для начала обсуждения этой сложной темы, просмотрите схему ВАХ-характеристик тиристора:

Фото — характеристика тиристора ВАХ

1. Отрезок между 0 и (Vвo,IL) полностью соответствует прямому запиранию устройства;
2. В участке Vво осуществляется положение «ВКЛ» тиристора;
3. Отрезок между зонами (Vво, IL) и (Vн,Iн) – это переходное положение во включенном состоянии тиристора. Именно в этом участке происходит так называемый динисторный эффект;
4. В свою очередь точки (Vн,Iн) показывают на графике прямое открытие прибора;
5. Точки 0 и Vbr – это участок с запиранием тиристора;
6. После этого следует отрезок Vbr — он обозначает режим обратного пробоя.

Естественно, современные высокочастотные радиодетали в схеме могут влиять на вольт-амперные характеристики в незначительной форме (охладители, резисторы, реле). Также симметричные фототиристоры, стабилитроны SMD, оптотиристоры, триодные, оптронные, оптоэлектронные и прочие модули могут иметь другие ВАХ.

Фото — ВАХ тиристора

Кроме того, обращаем Ваше внимание, что в таком случае защита устройств осуществляется на входе нагрузки.

Проверка тиристора

Перед тем, как купить прибор, нужно знать, как проверить тиристор мультиметром. Подключить измерительный прибор можно только к так называемому тестеру. Схема, по которой можно собрать такое устройство, представлена ниже:

Фото — тестер тиристоров

Согласно описанию, к аноду необходимо подвести напряжение положительного характера, а к катоду – отрицательного. Очень важно использовать величину, которая соответствует разрешению тиристора. На чертеже показаны резисторы с номинальным напряжением от 9 до 12 вольт, это значит, что напряжение тестера немного больше, чем тиристора. После того, как Вы собрали прибор, можно начинать проверять выпрямитель. Нужно нажать на кнопку, которая подает импульсные сигналы для включения.

Проверка тиристора осуществляется очень просто, на управляющий электрод кнопкой кратковременно подается сигнал на открытие (положительный относительно катода). После этого если на тиристоре загорелись бегущие огни, то устройство считается нерабочим, но мощные приборы не всегда сразу реагируют после поступления нагрузки.

Фото — схема тестера для тиристоров

Помимо проверки прибора, также рекомендуется использовать специальные контроллеры или блок управления тиристорами и симисторами ОВЕН БУСТ или прочие марки, он работает примерно также, как и регулятор мощности на тиристоре. Главным отличием является более широкий спектр напряжений.

Видео: принцип работы тиристора

Как совершает свою работу тиристор?

Тиристор — это управляемый полупроводниковый прибор, который способен быстро провести ток в одну сторону. Слово управляемый обозначает тиристор не просто так, так как с его помощью, в отличие от диода, который также проводит общий ток лишь к одному полюсу, можно выбирать отдельный момент, когда тиристор начнёт процесс проведения тока.

Тиристор обладает сразу тремя выводами тока:

Чтобы осуществить течение тока через такой тиристор, стоит выполнить следующие условия: деталь обязана в обязательном порядке расположена на самой цепи, которая будет находиться под общим напряжением, на управляющую часть электрода должен быть подан нужный кратковременный импульс. В отличие от транзистора, управление таким тиристор не будет требовать от пользователя удержания управляющего сигнала.

Но в этом все трудности использования такого прибора заканчиваться не будут: тиристор можно легко закрыть, если прервать поступление в него тока по цепи, либо создав обратное напряжение анод — катод. Это будет значить то, что применение тиристора в цепях постоянного тока считается довольно специфичным и в большинстве случаев полностью неблагоразумно, а в цепях переменного, к примеру, в таком устройстве как тиристорный регулятор, схема создана таким методом, чтобы было полностью обеспечено условие для закрытия прибора. Любая данная полуволна будет полностью закрывать соответствующий отдел тиристора.

Технические характеристики

Рассмотрим технические параметры тиристора серии КУ 202е. В этой серии представляются отечественные маломощные устройства, основное применение которых ограничивается бытовыми приборами: его используют для работы электропечей, обогревателей и т.д.

На чертеже ниже представлена цоколевка и основные детали тиристора.

Фото — ку 202

1. Установленное обратное напряжение в открытом состоянии (макс) 100 В
2. Напряжение в закрытом положении 100 В
3. Импульс в открытом положении — 30 А
4. Повторяющийся импульс в открытом положении 10 А
5. Среднее напряжение <=1,5 В
6. Неотпирающее напряжение >=0,2 В
7. Установленный ток в открытом положении <=4 мА
8. Ток обратный <=4 мА
9. Отпирающий ток постоянного типа <=200 мА
10. Установленное постоянное напряжение <=7 В
11. Время включения <=10 мкс
12. Время выключения <=100 мкс

Включение устройства осуществляется в течение микросекунд. Если Вам понадобится замена описанного прибора, то проконсультируйтесь с продавцом-консультантом электромагазина – он сможет подобрать аналог по схеме.

Фото — тиристор ку202н

Цена тиристора зависит от его марки и характеристик. Мы рекомендуем покупать отечественные приборы – они более долговечны и отличаются доступной стоимостью. На стихийных рынках можно купить качественный мощный преобразователь до сотни рублей.

Т161-160-5

Описание

Маркировка тиристора

1. Т – Тиристор.
2. Конструктивное исполнение (Тип корпуса).
3. Средний ток в открытом состоянии; А.
4. Класс по напряжению; x100 В.
5. Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии (dvD/dt)crit.
6. Группа по времени выключения (по tq).
7. Климатическое исполнение.

(dvD/dt)crit — для тиристоров низкочастотных, лавинных, быстродействующих, частотно-импульсных

tq — для тиристоров низкочастотных, лавинных

Примечание: Допускается обозначение групп приборов цифровым кодом или сочетанием цифрового и буквенно-цифрового

* — только для приборов на токи меньше 100А

Характеристики тиристора Т161-160-5

Расшифровка обозначений в таблицах:

• IT(AV) — Максимально допустимый средний ток в открытом состоянии.
• UDRM — Максимальное повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии.
• URRM — Максимальное повторяющееся импульсное обратное напряжение.
• IDRM — Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии.
• IRRM — Повторяющийся импульсный обратный ток.
• ITSM — Ударный ток в открытом состоянии.
• rT — Динамическое сопротивление тиристора.
• (dVD/dt)crit — Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии.
• (diT/dt)crit — Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии.
• UTM — Импульсное напряжение в открытом состоянии.
• UT(TO) — Пороговое напряжение тиристора.
• IL — Ток включения тиристора.
• IH — Ток удержания тиристора.
• IGT — Отпирающий постоянный ток управления.
• UGT — Отпирающее постоянное напряжение управления.
• td — Время задержки включения.
• tq — Время выключения.
• Rthjc — Тепловое сопротивление переход-корпус тиристора.
• Tj — Температура перехода тиристора.