Kaedah Pergerakan Thyristor dalam Elektronik Kuasa

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Kebanyakannya peralatan penukar dan penggunaan bekalan kuasa mod suis elektronik kuasa komponen seperti thyristor, MOSFET, dan peranti semikonduktor kuasa lain untuk operasi menukar frekuensi tinggi pada peringkat kuasa tinggi. Pertimbangkan thyristor yang sering kita gunakan sebagai suis bistable dalam beberapa aplikasi. Thyristor ini menggunakan suis yang perlu dihidupkan dan dimatikan. Untuk menghidupkan thyristor, terdapat beberapa kaedah menghidupkan thyristor yang disebut kaedah pencetus thyristor. Begitu juga, untuk mematikan thyristor, ada kaedah yang disebut kaedah atau teknik pergantian thyristor. Sebelum membincangkan teknik pergantian thyristor, kita mesti mengetahui sesuatu mengenai asas-asas thyristor seperti thyristor, operasi thyristor, pelbagai jenis thyristor, dan kaedah menghidupkan thyristor.

Apa itu Thyristor?

Dua hingga empat peranti semikonduktor plumbum yang terdiri daripada empat lapisan bahan jenis N dan P bergantian disebut thyristor. Ini biasanya digunakan sebagai suis dwi-stabil yang hanya akan berlaku apabila terminal gerbang thyristor dipicu. Thyristor juga dipanggil penyearah terkawal silikon atau SCR.




Thyristor

Thyristor

Apakah Pergantungan SCR?

Pergantian tidak lain adalah kaedah mematikan SCR. Ini adalah salah satu kaedah yang digunakan untuk membawa SCR atau thyristor dari keadaan ON ke keadaan OFF. Kami tahu bahawa SCR dapat diaktifkan dengan menggunakan isyarat gerbang ke arah SCR ketika berada dalam forward bias. Tetapi SCR perlu dimatikan apabila diperlukan untuk mengawal kuasa sebaliknya penyaman kuasa.



Litar Komutasi untuk SCR

Litar Komutasi untuk SCR

Apabila SCR bergerak dalam mod konduksi maju, maka terminal gerbangnya hilang kawalannya. Untuk itu, beberapa litar tambahan harus digunakan untuk mematikan thyristor / SCR. Jadi, litar tambahan ini dipanggil litar komutasi.

Jadi istilah ini digunakan terutamanya untuk mengalihkan arus dari satu ane ke yang lain. Litar peralihan terutamanya mengurangkan arus hadapan ke sifar untuk mematikan thyristor. Oleh itu, syarat-syarat berikut harus dipenuhi untuk mematikan thyristor semasa ia dijalankan.

  • Arus maju thyristor atau SCR harus diturunkan menjadi sifar sebaliknya berada di bawah tahap arus tahan.
  • Voltan terbalik yang mencukupi harus disediakan di seluruh SCR / thyristor untuk memulihkan keadaan penyekat hadapannya.

Setelah SCR dimatikan dengan menurunkan arus maju ke sifar, maka terdapat lebihan pembawa cas dalam lapisan yang berlainan. Untuk memulihkan keadaan penyekat hadapan thyristor, pembawa cas lebihan ini harus digabungkan semula. Oleh itu, kaedah pengumpulan semula ini dapat dipercepat dengan menggunakan voltan terbalik di seluruh thyristor.


Kaedah Pergerakan Thyristor

Seperti yang telah kita pelajari di atas, thyristor dapat dihidupkan dengan memicu terminal gerbang dengan nadi jangka pendek voltan rendah. Tetapi setelah dihidupkan, ia akan berterusan sehingga thyristor dibalikkan atau arus beban jatuh ke sifar. Pengaliran thyristor yang berterusan ini menyebabkan masalah dalam beberapa aplikasi. Proses yang digunakan untuk mematikan thyristor disebut commutation. Dengan proses pergantian, mod operasi thyristor diubah dari mod konduktor ke hadapan ke mod penyekat ke hadapan. Oleh itu, kaedah pergantian thyristor atau teknik pergantian thyristor digunakan untuk mematikan.

Teknik pergantian thyristor dikelaskan kepada dua jenis:

  • Pergantungan Semula jadi
  • Pergerakan Paksa

Pergantungan Semula jadi

Secara amnya, jika kita mempertimbangkan bekalan AC, arus akan mengalir melalui garis lintasan sifar sambil menuju dari puncak positif ke puncak negatif. Oleh itu, voltan terbalik akan muncul di seluruh peranti secara serentak, yang akan segera mematikan thyristor. Proses ini dipanggil pergantian semula jadi kerana thyristor dimatikan secara semula jadi tanpa menggunakan komponen luaran atau litar atau bekalan untuk tujuan pergantian.

Pergantian semula jadi dapat dilihat pada pengawal voltan AC, penyearah terkawal fasa, dan penukar siklo.

Pergerakan Paksa

Thristristor dapat dimatikan dengan membalikkan SCR secara terbalik atau dengan menggunakan komponen aktif atau pasif. Arus Thyristor dapat dikurangkan menjadi nilai di bawah nilai arus tahan. Oleh kerana thyristor dimatikan secara paksa ia disebut sebagai proses pergantian paksa. The komponen asas elektronik dan elektrik seperti induktansi dan kapasitansi digunakan sebagai elemen peralihan untuk tujuan pergantian.

Pergantian paksa dapat diperhatikan ketika menggunakan bekalan DC maka itu juga disebut pergantian DC. Litar luaran yang digunakan untuk proses pergantian paksa disebut litar komutasi dan unsur-unsur yang digunakan dalam litar ini disebut elemen komutasi.

Klasifikasi Kaedah Penggantian Paksa

Di sini, klasifikasi kaedah pergantian thyristor dibincangkan di bawah. Pengelasannya dilakukan terutamanya bergantung pada sama ada nadi pergantian adalah nadi arus nadi voltan, sama ada ia disambungkan secara bersiri / selari melalui SCR yang akan diganti, sama ada isyarat itu diberikan melalui thyristor tambahan atau utama, sama ada litar pergantian dikenakan dari sumber tambahan atau sumber utama. Klasifikasi penyongsang boleh dilakukan terutamanya berdasarkan lokasi isyarat perubahan. Pergantian paksa dapat diklasifikasikan ke dalam kaedah yang berbeza seperti berikut:

  • Kelas A: Diri diganti oleh beban yang bergema
  • Kelas B: Diri dikendalikan oleh litar LC
  • Kelas C: Cor L-C diubah oleh SCR yang membawa muatan lain
  • Kelas D: C atau L-C diubah oleh SCR tambahan
  • Kelas E: Sumber nadi luaran untuk pergantian
  • Kelas F: Pergantian talian AC

Kelas A: Dikendalikan oleh Beban Resonasi

Kelas A adalah salah satu teknik pergantian thyristor yang sering digunakan. Sekiranya thyristor dipicu atau dihidupkan, arus anod akan mengalir dengan mengecas kapasitor C dengan titik sebagai positif. Litar bawah-susunan tertib kedua dibentuk oleh perintang atau perintang AC , kapasitor, dan perintang. Sekiranya arus naik melalui SCR dan menyelesaikan separuh kitaran, maka arus induktor akan mengalir melalui SCR ke arah terbalik yang akan mematikan thyristor.

Kaedah Pergantian Thyristor Kelas A

Kaedah Pergantian Thyristor Kelas A

Selepas pergantian thyristor atau mematikan thyristor, kapasitor akan mula melepaskan dari nilai puncaknya melalui perintang dengan cara eksponen. Thyristor akan berada dalam keadaan bias terbalik sehingga voltan kapasitor kembali ke tahap voltan bekalan.

Kelas B: Dikendalikan oleh Litar L-C

Perbezaan utama antara kaedah pergantian thyristor kelas A dan kelas B adalah bahawa LC dihubungkan secara siri dengan thyristor di kelas A, sedangkan selari dengan thyristor di kelas B. Sebelum mencetuskan SCR, kapasitor diisi (dot menunjukkan positif). Sekiranya SCR dipicu atau diberi nadi pemicu, maka arus yang dihasilkan mempunyai dua komponen.

Kaedah Pergantian Thyristor Kelas B

Kaedah Pergantian Thyristor Kelas B

Arus beban berterusan yang mengalir melalui beban R-L dipastikan oleh reaktansi besar yang dihubungkan secara bersiri dengan beban yang dijepit dengan dioda freewheeling. Sekiranya arus sinusoidal mengalir melalui litar L-C resonan, maka kapasitor C diisi dengan titik sebagai negatif pada akhir separuh kitaran.

Jumlah arus yang mengalir melalui SCR menjadi sifar dengan arus terbalik yang mengalir melalui SCR menentang arus beban untuk pecahan kecil dari ayunan negatif. Sekiranya arus litar resonan atau arus terbalik menjadi lebih besar daripada arus beban, maka SCR akan dimatikan.

Kelas C: C atau L-C Ditukar oleh Beban SCR yang lain

Dalam kaedah pergantian thyristor di atas, kami memerhatikan hanya satu SCR tetapi dalam teknik pergantian thyristor kelas C ini, akan ada dua SCR. Satu SCR dianggap sebagai thyristor utama dan yang lain sebagai thyristor tambahan. Dalam klasifikasi ini, kedua-duanya boleh bertindak sebagai SCR utama yang membawa arus beban dan mereka boleh dirancang dengan empat SCR dengan beban merentasi kapasitor dengan menggunakan sumber arus untuk membekalkan penukar integral.

Kaedah Pergantian Thyristor Kelas C

Kaedah Pergantian Thyristor Kelas C

Sekiranya thyristor T2 dipicu, kapasitor akan dicas. Sekiranya thyristor T1 dipicu, maka kapasitor akan terlepas dan arus pelepasan C ini akan menentang aliran arus beban di T2 kerana kapasitor ditukar melintasi T2 melalui T1.

Kelas D: L-C atau C Beralih oleh SCR Tambahan

Kaedah pergantian thyristor kelas C dan kelas D dapat dibezakan dengan arus beban di kelas D: hanya satu dari SCR yang akan membawa arus beban sementara yang lain bertindak sebagai thyristor tambahan sedangkan di kelas C kedua SCR akan membawa arus beban. Thristor tambahan terdiri daripada perintang di anodnya yang mempunyai rintangan kira-kira sepuluh kali rintangan beban.

Jenis Kelas D

Jenis Kelas D

Dengan mencetuskan Ta (thyristor tambahan) kapasitor diisi sehingga voltan bekalan dan Ta akan dimatikan. Voltan tambahan jika ada, kerana induktansi yang besar pada saluran input akan dikeluarkan melalui rangkaian diod-induktor-beban.

Sekiranya Tm (thyristor utama) dipicu, arus akan mengalir dalam dua jalur: arus peralihan akan mengalir melalui jalan C-Tm-L-D, dan arus beban akan mengalir melalui beban. Sekiranya cas pada kapasitor dibalikkan dan dipegang pada tahap itu menggunakan dioda dan jika Ta dicetuskan semula, maka voltan melintasi kapasitor akan muncul di seberang Tm melalui Ta. Oleh itu, thyristor utama Tm akan dimatikan.

Kelas E: Sumber Nadi Luaran untuk Pergantian

Untuk teknik peralihan thyristor kelas E, pengubah tidak dapat tepu (kerana mempunyai jurang besi dan udara yang mencukupi) dan mampu membawa arus beban dengan penurunan voltan yang kecil berbanding dengan voltan bekalan. Sekiranya thyristor T dipicu, arus akan mengalir melalui pengubah beban dan nadi.

Jenis Kelas E

Jenis Kelas E

Penjana denyut luaran digunakan untuk menghasilkan denyut positif yang dibekalkan ke katod thyristor melalui pengubah nadi. Kapasitor C dicas sekitar 1v dan dianggap tidak mempunyai impedansi sifar untuk jangka masa denyut mati. Voltan melintang thyristor dibalikkan oleh nadi dari pengubah elektrik yang membekalkan arus pemulihan terbalik, dan untuk masa tutup yang diperlukan ia menahan voltan negatif.

Kelas F: Talian AC Digunakan

Dalam teknik pergantian thyristor kelas F, voltan gantian digunakan untuk bekalan dan, semasa kitaran separuh positif bekalan ini, arus beban akan mengalir. Sekiranya beban sangat induktif, maka arus akan kekal sehingga tenaga yang tersimpan dalam beban induktif habis. Semasa separuh kitaran negatif kerana arus beban menjadi sifar, maka thyristor akan dimatikan. Sekiranya voltan wujud untuk jangka masa mematikan nilai peranti, maka kekutuban negatif voltan merentasi thyristor keluar akan mematikannya.

Jenis Kelas F

Jenis Kelas F

Di sini, jangka masa separuh kitaran mestilah lebih besar daripada masa mematikan thyristor. Proses pergantian ini serupa dengan konsep penukar tiga fasa. Mari kita pertimbangkan, terutamanya T1 dan T11 melakukan dengan sudut pemicu penukar, yang sama dengan 60 darjah dan beroperasi dalam mod konduksi berterusan dengan beban yang sangat induktif.

Sekiranya thyristor T2 dan T22 dicetuskan, maka seketika arus melalui peranti masuk tidak akan naik ke tahap arus beban. Sekiranya arus melalui thyristor masuk memasuki tahap arus beban, maka proses pergantian thyristor keluar akan dimulakan. Voltan bias balik thyristor ini harus diteruskan sehingga keadaan penyekat ke hadapan tercapai.

Kegagalan Kaedah Pergerakan Thyristor

Kegagalan penggantian thyristor berlaku terutamanya kerana mereka bergerak dalam talian dan penurunan voltan boleh menyebabkan voltan tidak mencukupi untuk bergerak, sehingga menyebabkan kesalahan apabila thyristor berikut dinyalakan. Oleh itu, kegagalan perubahan berlaku kerana beberapa sebab, beberapa di antaranya dibincangkan di bawah.
Thyristor memberikan masa pemulihan terbalik yang agak perlahan sehingga arus balik utama mungkin membekalkan dalam pengalihan pemajuan. Ini dapat menandakan 'arus kesalahan,' yang muncul dengan cara siklik oleh pelesapan daya yang berkaitan dapat dilihat pada kegagalan SCR.

Dalam litar elektrik, pergantian pada dasarnya apabila arus mengalir dari satu cabang litar ke litar yang lain. Kegagalan penggantian terutamanya berlaku apabila perubahan jalan gagal kerana sebab apa pun.
Untuk litar penyongsang atau penerus, yang menggunakan SCR, kegagalan peralihan boleh berlaku kerana dua sebab asas.

Sekiranya thyristor gagal dihidupkan, aliran arus tidak akan bertukar & kaedah pergantian akan menjadi pendek. Begitu juga, jika thyristor jatuh pendek untuk dimatikan, aliran arus mungkin sebahagiannya bergerak ke cabang berikutnya. Jadi ini juga dianggap sebagai kegagalan.

Perbezaan antara Teknik Pergantian Semula Jadi dan Pergerakan Paksa

Perbezaan antara pergantian semula jadi dan pergantian paksa dibincangkan di bawah.

Pergantungan Semula jadi

Pergerakan Paksa

Pergantian semula jadi menggunakan voltan AC pada inputPergantian paksa menggunakan voltan DC pada input
Ia tidak menggunakan komponen luaranIa menggunakan komponen luaran
Pergantungan seperti ini digunakan dalam pengawal voltan AC dan penerus terkawal.Ia digunakan dalam penyongsang dan pencincang.
SCR atau Thyristor akan dinyahaktifkan kerana voltan bekalan negatifSCR atau Thyristor akan dinyahaktifkan kerana voltan dan arus,
Semasa perjalanan, tidak ada kehilangan kuasaSemasa perjalanan, kehilangan kuasa berlaku
Tanpa kosKos yang ketara

Thyristor boleh dipanggil penyearah terkawal. Terdapat pelbagai jenis thyristor, yang digunakan untuk merancang berasaskan elektronik kuasa projek elektrik yang inovatif . Proses menghidupkan thyristor dengan memberikan pulsa pemicu ke terminal gerbang disebut pemicu. Begitu juga, proses mematikan thyristor disebut komutasi. Harap artikel ini memberikan maklumat ringkas mengenai teknik pergantian thyristor yang berbeza. Bantuan teknikal lebih lanjut akan diberikan berdasarkan komen dan pertanyaan anda di bahagian komen di bawah.