Üldiselt kasutame paljusid elektrilised ja elektroonilised komponendid samal ajal kujundades elektroonikaprojekte ja üldisi vooluringe. Nende põhikomponentide hulka kuuluvad takistid, transistorid, kondensaatorid, dioodid, induktiivpoolid, valgusdioodid, türistorid või räni abil juhitavad alaldid, IC-d ja nii edasi. Vaatleme alaldeid, mis on liigitatud kahte tüüpi, näiteks kontrollimatud alaldid (dioodid) ja juhitavad alaldid (türistorid). Tegelikult soovivad paljud inseneriõpilased ja elektroonilised harrastajad teada elektri- ja elektroonikakomponentide põhitõdesid. Kuid siin selles artiklis lubage meil üksikasjalikult arutada türistori või räniga juhitava alaldi õpetuse põhitõdesid ja omadusi.
Räni kontrollitav alaldi
Türistori või räni abil juhitav alaldi on mitmekihiline pooljuhtseade ja sarnaneb transistoriga. Räni abil juhitav alaldi koosneb kolmest klemmist (anood, katood ja värav), erinevalt kahest klemmdioodi (anood ja katood) alaldist. Dioode nimetatakse kontrollimatuteks alalditeks, kui nad juhivad (ettepoole suunatud kallutamise korral ilma igasuguse juhtimiseta) alati, kui dioodi anoodipinge on suurem kui katoodipinge.
Diood ja türistor
Kuid räni abil juhitavad alaldid ei tööta, isegi kui anoodi pinge on suurem kui katoodi pinge, välja arvatud juhul, kui (kolmanda klemmi) värava klemm on käivitatud. Seega, andes värava terminalile käivitava impulsi, saame juhtida türistori tööd (ON või OFF). Seega nimetatakse türistorit ka juhitava alaldi või räni abil juhitava alaldina.
Räni kontrollitud alaldi põhitõed
Erinevalt dioodi kahest kihist (P-N) ja transistoride kolmest kihist (P-N-P või N-P-N) koosneb räni abil juhitav alaldi neljast kihist (P-N-P-N), millel on kolm P-N ristmikud mis on ühendatud järjestikku. Räni abil juhitavat alaldit või türistorit tähistab sümbol, nagu on näidatud joonisel.
Räni kontrollitav alaldi
Räni abil juhitav alaldi on ka ühesuunaline seade, kuna see juhib ainult ühes suunas. Asjakohase käivitamise korral saab türistorit kasutada avatud vooluahela lülitina ja ka alaldi dioodina. Türistorit ei saa siiski kasutada võimendina ja seda saab kasutada ainult värava klemmi käivitava impulsiga juhitava lülitamise jaoks.
Türistori saab valmistada mitmesugustest materjalidest, näiteks räni, ränikarbiid, galliumarseniid, galliumnitriid ja nii edasi. Kuid hea soojusjuhtivus, suur voolutugevus, kõrgepinge võimekus, räni ökonoomne töötlemine on muutnud türistorite valmistamiseks teiste materjalidega võrreldes eelistatumaks, mistõttu neid nimetatakse ka räni abil juhitavateks alalditeks.
Räni kontrollitud alaldi töö
Türistori töötamist saab mõista, kui arvestada räni abil juhitava alaldi kolme töörežiimi. Türistori kolm töörežiimi on järgmised:
- Tagurpidi blokeerimise režiim
- Edasi blokeerimise režiim
- Edasijuhtimisrežiim
Tagurpidi blokeerimise režiim
Kui pöörame türistorite anoodi- ja katoodühendused ümber, siis on alumine ja ülemine diood vastupidises suunas kallutatud. Seega puudub juhtivus, seega vool ei voola. Seega nimetatakse seda vastupidiseks blokeerimisrežiimiks.
Edasi blokeerimise režiim
Üldiselt, ilma värava klemmi käivitava impulssita, jääb räni abil juhitav alaldi välja lülitatuks, mis näitab voolu edasisuunas (anoodilt katoodile) puudumist. Seda seetõttu, et ühendasime türistori moodustamiseks kaks dioodi (nii ülemine kui ka alumine dioodid on ettepoole kallutatud). Kuid nende kahe dioodi vaheline ristmik on vastupidine, mis välistab voolu vool ülevalt alla. Seega nimetatakse seda olekut edasiliikumise blokeerimisrežiimiks. Selles režiimis, kuigi türistori seisund on nagu tavalisel ettepoole kallutatud dioodil, ei toimi see, kuna väravaterminali ei käivitata.
Edasijuhtimisrežiim
Selles ettejuhtimisrežiimis on anoodi pinge peab olema suurem kui katoodi pinge ja kolmas klemmivärav tuleb türistori juhtimiseks käivitada sobivalt. Seda seetõttu, et alati, kui väravaklemm käivitatakse, juhib alumine transistor, mis lülitab sisse ülemise ja seejärel ülemise transistori, alumise transistori ja seega aktiveerivad transistorid üksteist. See mõlema transistori sisemise positiivse tagasiside protsess kordub, kuni mõlemad aktiveeruvad täielikult ja seejärel voolu anoodist katoodini. Niisiis nimetatakse seda räni abil juhitava alaldi töörežiimi edasijuhtimisrežiimiks.
Räni kontrollitud alaldi omadused
Räni kontrollitud alaldi omadused
Joonisel on kujutatud räni abil juhitavate alaldi omadused ja see kujutab ka türistori tööd kolmes erinevas režiimis, näiteks vastupidises blokeerimisrežiimis, ettepoole blokeerimise režiimis ja edasijuhtimise režiimis. The V-I omadused türistori esindavad ka vastupidist blokeerivat pinget, ettepoole blokeerivat pinget, vastupidist purunemispinge, hoidevoolu, murdepinget ja nii edasi, nagu on näidatud joonisel.
Räni kontrollitud alaldi rakendused
Räni abil juhitavat alaldit kasutatakse vooluahelates, mis tegelevad selliste suurte voolude ja pingetega nagu elektrisüsteem vooluahelad üle 1 kV või üle 100 A.
Türistore kasutatakse spetsiaalselt vooluahela sisemise võimsuskadu vähendamiseks. Räni abil juhitavaid alaldeid saab kasutada vooluahela juhtimiseks vooluvõrgus ilma kadudeta, kasutades türistorite sisse-välja lülitamise juhtimist.
Räni abil juhitavaid alaldeid kasutatakse ka alaldamise eesmärgil, st alates vahelduvvool alalisvoolule . Tavaliselt kasutatakse türistore Vahelduvvoolu muundurid (tsüklokonverterid), mis on räni abil juhitava alaldi kõige tavalisem rakendus.
Räni abil juhitava alaldi praktiline rakendamine
SCR-põhine Cycloconverter by Edgefxkits.com
The SCR-põhine tsüklokonverter on räni abil juhitava alaldi praktiline rakendus, milles ühefaasilise asünkroonmootori kiirust reguleeritakse kolmes etapis. Asünkroonmootorid on konstantse kiirusega masinad ja neid kasutatakse sageli mitmetes rakendustes, näiteks pesumasinates, veepumpades jne. Need rakendused nõuavad mootori erinevat kiirust, mida saab saavutada selle SCR-põhise tehnika abil.
SCR-põhine tsüklokonverterite plokkskeem, autor Edgefxkits.com
Türistoril põhinevat tsüklokonverterit kasutatakse asünkroonmootori kiiruse reguleerimiseks sammude kaupa. Selles projektis on lülitite paar ühendatud mikrokontrolleriga 8051 ja neid kasutatakse mootori soovitud kiiruse (F, F / 2 ja F / 3) valimiseks. Lülitite olekust lähtuvalt edastab mikrokontroller käivitusimpulsid kahesilla räni abil juhitavatele alalditele. Seega reguleeritakse asünkroonmootori pöörlemiskiirust kolme etapi alusel, lähtudes nõudest.
Kas soovite kujundada elektroonika projektid räniga juhitavate alaldite baasil? Seejärel postitage oma ideed allpool olevasse kommentaaride jaotisse, et saada meie tehnilist abi teie inseneriprojektide kujundamisel.
