Bakit gumagamit ng mga modernong inverters ang mga transistor, hindi ang mga thyristors

Ang mga thyristors ay nabibilang sa mga aparato ng semiconductor ng istraktura ng p-n-p-n, at, sa katunayan, ay kabilang sa isang espesyal na klase mga bipolar transistors, apat na layer, tatlo (o higit pa) mga transitional aparato na may alternating conductivity.

Pinapayagan ito ng thyristor aparato na gumana tulad ng isang diode, iyon ay, upang makapasa sa kasalukuyang sa isang direksyon lamang.

At tulad din ng isang field effect transistor, thyristor mayroong isang control electrode. Bukod dito, bilang isang diode, ang thyristor ay may isang kakaiba - nang walang iniksyon ng mga minorya na nagtatrabaho ng singil sa mga kargamento sa pamamagitan ng control electrode hindi ito papasok sa isang estado ng pagsasagawa, iyon ay, hindi ito bubuksan.

Ang isang pinasimple na modelo ng thyristor ay nagpapahintulot sa amin na maunawaan na ang control elektrod dito ay katulad sa base ng isang bipolar transistor, gayunpaman, mayroong isang limitasyon na posible na i-unlock ang thyristor gamit ang batayang ito, ngunit hindi ito mai-lock.

Ang isang thyristor, tulad ng isang makapangyarihang transistor na epekto ng patlang, maaari siyempre lumipat ng mga makabuluhang alon. At hindi tulad ng mga transistor na epekto ng patlang, ang mga kapangyarihan na inililipat ng thyristor ay maaaring masukat sa mga megawatts sa mataas na boltahe ng operating. Ngunit ang mga thyristors ay may isang seryosong disbentaha - isang makabuluhang oras ng pag-turn-off.

Upang mai-lock ang thyristor, kinakailangan upang matakpan o makabuluhang bawasan ang direktang kasalukuyang nito para sa isang sapat na mahabang panahon, kung saan ang mga walang dalang mga carrier na nagtatrabaho sa singil, mga pares ng electron-hole, ay magkakaroon ng oras upang muling pagsasaayos o malutas. Hanggang sa magambala ang kasalukuyang, ang thyristor ay mananatili sa isang estado ng pagsasagawa, iyon ay, magpapatuloy itong kumilos bilang diode.

Ang mga AC sinusoidal kasalukuyang lumilipat na circuit ay nagbibigay ng mga thyristors ng isang naaangkop na mode ng operating - isang boltahe ng sinusoidal na huminahon sa paglipat sa kabaligtaran na direksyon, at ang thyristor ay awtomatikong nakakandado. Ngunit upang mapanatili ang operasyon ng aparato, kinakailangan na mag-aplay ng isang pag-unlock ng kontrol sa pulso sa control electrode sa bawat kalahating siklo.

Sa mga circuit na may kapangyarihang DC, gumagamit sila ng mga karagdagang pandiwang pantulong, ang pagpapaandar ng kung saan ay upang pilitin na mabawasan ang anode kasalukuyang ng thyristor, at ibalik ito sa naka-lock na estado. At dahil ang muling pagsingil ng mga carrier kapag naka-lock, ang bilis ng paglipat ng thyristor ay mas mababa kaysa sa isang malakas na transistor na epekto sa larangan.

Kung ihahambing namin ang oras ng kumpletong pagsasara ng thyristor sa oras ng kumpletong pagsasara ng transistor ng epekto ng larangan, ang pagkakaiba ay umabot sa libu-libong beses: ang isang epekto ng transistor ng patlang ay nangangailangan ng maraming mga nanosecond (10-100 ns) upang magsara, at ang thyristor ay nangangailangan ng maraming microseconds (10-100 μs). Pakiramdam ang pagkakaiba.

Siyempre, may mga lugar ng aplikasyon ng mga thyristors kung saan ang mga transistor na walang epekto sa larangan ay hindi makatiis ng kumpetisyon sa kanila. Para sa mga thyristors, halos walang mga paghihigpit sa maximum na pinapayagan na nakabukas na kapangyarihan - ito ang kanilang kalamangan.

Kinokontrol ng thyristors ang megawatts ng lakas sa mga malalaking halaman ng kuryente, sa mga pang-industriya na welding machine ay nagpapalipat-lipat sila ng mga alon ng daan-daang mga amperes, at ayon sa kaugalian ay kinokontrol din nila ang megawatt induction furnaces sa mga steel mills. Dito, ang mga transistor ng epekto ng patlang ay hindi naaangkop sa anumang paraan. Sa mga pulser converters ng medium power, panalo ang field transpormador.

Ang isang mahabang pagsara ng thyristor, tulad ng nabanggit sa itaas, ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na kapag naka-on, kinakailangan nitong alisin ang boltahe ng kolektor, at tulad ng isang bipolar transistor, ang thyristor ay tumatagal ng isang hangganan na oras upang mag-recombine o mag-alis ng mga operator ng minorya.

Ang mga problema na nagdudulot ng thyristors na may kaugnayan sa kakaiba na ito ay nauugnay lalo na sa kawalan ng kakayahan na lumipat sa mataas na bilis, tulad ng magagawa ng mga transistor na epekto sa larangan.At kahit na bago mag-apply ang boltahe ng kolektor sa thyristor, dapat isara ang thyristor, kung hindi man maiiwasan ang paglilipat ng mga pagkalugi ng kapangyarihan, ang semiconductor ay mag-init.

Sa madaling salita, ang paglilimita sa dU / dt ay naglilimita sa pagganap. Ang isang balangkas ng pagwawaldas ng kapangyarihan bilang isang function ng kasalukuyang at on-time na naglalarawan sa problemang ito. Ang mataas na temperatura sa loob ng kristal ng thyristor ay hindi lamang maaaring maging sanhi ng isang maling alarma, ngunit makagambala rin sa paglipat.

Sa mga resonant na inverters sa thyristors, ang problema sa pag-lock ay nalulutas ng kanyang sarili, kung saan ang pag-atake ng reverse polarity ay humahantong sa pag-lock ng thyristor, sa kondisyon na ang pagkakalantad ay medyo mahaba.

Inihayag nito ang pangunahing bentahe ng transistor na epekto sa larangan sa ibabaw ng thyristors. Ang mga epekto ng patlang na transistor ay may kakayahang gumana sa mga dalas ng daan-daang kilohertz, at ang kontrol ngayon ay hindi isang problema.

Ang thyristors ay gagana nang maaasahan sa mga frequency ng hanggang sa 40 kilohertz, mas malapit sa 20 kilohertz. Nangangahulugan ito na kung ang thyristors ay ginamit sa mga modernong inverters, kung gayon ang mga aparato na may sapat na mataas na lakas, sabihin, 5 kilowatt, ay magiging masalimuot.

Sa kahulugan na ito, ang mga transistor na epekto sa larangan ay ginagawang mas malambot ang mga inverters dahil sa mas maliit na sukat at bigat ng mga cores ng mga transformer ng kuryente at choke.

Ang mas mataas na dalas, mas maliit ang sukat na kinakailangan ng mga transformer at choke upang i-convert ang parehong kapangyarihan, kilala ito sa lahat na pamilyar sa circuitry ng mga modernong convert ng pulso.

Siyempre, sa ilang mga aplikasyon, ang mga thyristors ay lubhang kapaki-pakinabang, halimbawa dimmers upang ayusin ang ningning ng ilawnagpapatakbo sa isang dalas ng network na 50 Hz, sa anumang kaso, mas kapaki-pakinabang ang paggawa sa mga thyristors, mas mura sila kaysa sa kung ang mga transistor na epekto sa larangan ay ginamit doon.

At sa mga welding na inverterHalimbawa, mas kapaki-pakinabang na gumamit ng mga transistor ng epekto ng patlang, tiyak dahil sa kadalian ng paglipat ng kontrol at ang mataas na bilis ng paglilipat na ito. Sa pamamagitan ng paraan, kapag lumilipat mula sa isang thyristor papunta sa isang transistor circuit, sa kabila ng mataas na gastos ng huli, ang mga hindi kinakailangang mamahaling sangkap ay hindi kasama sa mga aparato.