Бесконтактные аппараты на полупроводниковых приборах, страница 3

          Транзисторы - слаботочные элементы, и на их основе можно построить аппараты, осуществляющие функции реле. Для бесконтактного управления сильноточными цепями применяются полупроводниковые переключающие диоды, наиболее широкое применение из которых нашли тиристоры - управляемые диоды.

          Тиристоры представляют собой четырёхслойную кремниевую структуру с выводами от двух крайних областей (анод и катод) и внутренней базовой области (управляющий электрод). На рис. 4 приведены условное обозначение тиристора и его вольт-амперная характеристика. Когда на анод подан положительный потенциал, при возрастании напряжения ток через управляемый диод будет очень большим. Это соответствует отключенному состоянию тиристора (участок 1). При достижении напряжения, соответствующего переключению, резко уменьшается внутренне сопротивление тиристора (участок 2 отрицательного сопротивления) и он переходит во включенное состояние (участок 3). Падение напряжения на тиристоре оказывается очень небольшим (еденицы вольт и ниже), и величина тока i практически определяется сопротивлением внешней нагрузки, включенным в анодную цепь.

          Напряжение переключения имеет максимальное значение (несколько сотен вольт) при отсутствии тока в цепи управляющего электрода. При увеличении тока управления величина напряжения падает. Практически при токе i_уп » 100 мА она уменьшается до нескольких десятков вольт. Выключение состояния тиристора при обратном смещении (участок 4) характеризуется допустимым обратным напряжением U_обр, равным нескольким сотням вольт. Значения U_обр, U_{п max}, i_уп для разных типов тиристоров различны.

          Тиристор может оставаться включённым длительное время даже при отсутствии тока в цепи управляющего электрода. Коэффициент усиления транзистора сравнительно невысок - не превышает 100 (по току). Тиристоры открываются при токах в несколько десятков миллиампер, а номинальные токи их определяются сотнями ампер. В этих условиях коэффициенты усиления тиристоров по току (отношение анодного тока к току в цепи управляющего электрода) достигают 10⁴, а по мощности оказываются ещё больше высокими. Тиристор переходит в выключенное состояние при анодном токе, равным нулю. Однако при небольшом анодном токе его можно выключить и по цепи управления. Тиристоры - быстродействующие приборы: время переключения - единицы, десятки микросекунд.

          Система импульсно-фазового управления СИФУ. Система импульсно-фазового управления СИФУ служит для выдачи управляющего импульса на тиристор синхронно с частотой напряжения сети. Импульс изменяется при этом по фазе по отношению к напряжению сети. В электроприводе ЭТО1 (рис. 5) СИФУ выполнена по принципу вертикального управления, заключающемуся в том, что управляющий сигнал вычитается из опорного переменного напряжения (синусоидальным или пилообразной формы), частота которого равна частоте анодного напряжения тиристора.