Orbis pictus 21. století

1. Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

2. Tyristory OB21-OP-EL-ZEL-JANC-L-3-027

3. Tyristory Tyristor lze považovat za základní součástku řízených usměrňovačů. Jeho funkce je založena na tzv. tyristorovém jevu, tj. lavinovitém přechodu z blokovacího do propustného stavu. Tyristor je vlastně spojení dvou bipolárních tranzistorů ve čtyřvrstvé struktuře se třemi přechody PN

4. Tyristory PN přechody ovlivňují činnost součástky ve třech základních stavech, které jsou: závěrný stav blokovací (vypnutý) stav propustný (sepnutý) stav

5. Tyristory V praxi je možné konstruovat tyristory typu PNPN a NPNP. Oba typy se rozlišují podle toho, ke které vrstvě je připojena řídící elektroda — buď k vnitřní vrstvě P nebo N. V praxi se používá pouze struktura PNPN, poněvadž u struktury NPNP se z fyzikálně technologických důvodů nedaří dosahovat potřebných parametrů.

6. Tyristory Obr. 1 Tyristor PNPN - základní uspořádání vrstev a jejich schematické značení

7. Tyristory Zásadní rozdíl mezi tyristorovými součástkami a spínacími tranzistory je ve způsobu sepnutí prvku. U tranzistorů musíme k udržení sepnutého stavu nepřetržitě dodávat řídící proud IB, kdežto u tyristorových součástek po sepnutí řídícím proudovým impulsem IGnemá řídící elektroda na tyto součástky další vliv. K rozepnutí těchto součástek dojde, jestliže proud tyristorem klesne pod minimální (vratnou) hodnotu IH.

8. Tyristory Obr. 2 Přiložení vnějšího napětí na tyristor a)závěrný stav, b) blokovací stav

9. Tyristory Základní stavy tyristoru (triodový tyristor) Závěrný stav(obr. 2a) Na anodu tyristoru je připojen záporný pól a na katodu kladný pól vnějšího zdroje. Na řídící elektrodě nesmí být kladný potenciál. Přechody J1 a J3 jsou proto polarizovány v závěrném směru, zatímco přechod J2 je v propustném stavu. Tyristorem neprochází žádný proud.

10. Tyristory Základní stavy tyristoru (triodový tyristor) Blokovací stav(obr. 2b) Kladný pól vnějšího zdroje je připojen na anodu A a záporný pól je připojen na katodu K tyristoru. Přechody J1 a J3 jsou polarizovány v propustném směru a přechod J2 je polarizován v závěrném směru. Opět na řídící elektrodě není žádný kladný potenciál. Tyristorem prochází jen malý proud závěrně polarizovaného přechodu J2.

11. Tyristory Základní stavy tyristoru (triodový tyristor) Propustný stav(přechod tyristoru z blokovacího do propustného stavu) Důležitou podmínkou je to, že se vychází z blokovacího stavu, který musí nutně tomuto druhu sepnutí předcházet. Na rozdíl od dvou předešlých případů nyní připojíme na řídící elektrodu G napětí proti katodě tak, aby jím byl přechod J3 mezi řídící elektrodou a katodou polarizován v propustném směru. Řídící elektrodou začne procházet proud IG.

12. Tyristory Do skupiny tyristorů patří mnoho součástek, které můžeme podle průběhu ampérvoltové charakteristiky rozdělit do tří skupin: závěrně blokující- mohou spínat jen při jedné polaritě hlavního napětí (hlavním napětím se rozumí napětí přivedené na hlavní vývody, tj. A-K nebo A1-A2). Při opačné polaritě mají stejné vlastnosti jako usměrňovači diody v závěrném směru. obousměrně spínací - mohou spínat při obou polaritách hlavního napětí závěrně vodivé - mohou spínat jen při jedné polaritě hlavního napětí a při opačné polaritě mají stejné vlastnosti jako usměrňovací diody v propustném směru.

13. Tyristory • Průběhy voltampérových charakteristik tří skupin tyristoro­vých součástek • Závěrně blokující • Obousměrně spínací • Závěrně vodivé

14. Tyristory Podle počtu vývodů můžeme tyto součástky rozdělit na: diodové tyristory — mají dva hlavní vývody (A—K, A1— A2). Jejich sepnutí se uskutečňuje zvýšením blokovacího napětí nad hodnotu blokovacího spínacího napětí UB0 nebo světelným signálem. Diodové tyristory jsou vyráběny jako nevýkonové součástky a v aplikacích se používají v pomocných a ovládacích obvodech triodových tyristorů.

15. Tyristory Podle počtu vývodů můžeme tyto součástky rozdělit na: triodové tyristory - mají dva hlavní a jeden řídící vývod G, který pomocí proudového signálu převede tyristor z blokovacího do zapnutého stavu (zapnutí tímto způsobem je u těchto součástek převažující). Triodové tyristory se nejvíce používají jak ve výkonových, tak nevýkonových aplikacích. tetrodové tyristory - mají dva hlavní a dva pomocné vývody, které slouží k zapínání (popř. vypínání) řídícím proudem obou polarit.

16. Princip řízeného usměrňovače Podstata řízení výkonu zátěže spočívá v tom, že proud protéká příslušným spotřebičem jen po čas půlperiody napájecího napětí. Tento interval je určen časovým úsekem, po který je tyristor vodivý. Okamžik zapnutí můžeme řídit buď ručně nebo je odvozen z požadovaných podmínek, a pak se o zapnutí starají řídící obvody.

17. Princip řízeného usměrňovače Obr. 4 Princip řízeného usměrňovače GI - generátor spouštěcích impulsů Y - úhel otevření

18. Princip řízeného usměrňovače Vlastní činnost je následující: Pokud se nepřivede spouštěcí impuls, je tyristor nevodivý, obvodem neprochází proud, na zátěži nevzniká úbytek napětí a příkon ve spotřebiči je nulový. Celé napětí drží tyristor. Po sepnutí napětí na tyristorů poklesne na zanedbatelnou hodnotu a prakticky celá hodnota napájecího napětí se objeví na zátěži. Tento stav trvá tak dlouho, než napájecí proud poklesne pod hodnotu přídržného proudu IH. Tím dojde k vypnutí tyristorů, zaniká proud v obvodu a do zátěže přestává být dodáván příkon.

19. Děkuji za pozornost Ing. Ladislav Jančařík

20. Literatura Chlup J., Keszegh L.: Elektronika pro silnoproudé obory, SNTL Praha 1989 Kubrycht J, Musil R., Voženílek I.: Elektrotechnika pro 1. ročník učebních oborů elektrotechnických, SNTL Praha1980 Bezděk M.: Elektrotechnika I, KOPP České Budějovice 2008