Laboratorium Elektroniki cz II 3

Ćwiczenie 2

UKŁADY TYRYSTOROWE

2.1.    Cel ćwiczenia

W trakcie ćwiczenia studenci powinni zapoznać się z zastosowaniem tyrystorów w układach jednofazowych. Jako przykłady typowych zastosowań wybrano: mostkowy pełnookresowy prostownik sterowany, mostkowy falownik prądu z komutacją równoległą oraz układ regulacji natężenia prądu obciążenia. Układy te należy przebadać w różnych warunkach obciążenia. Należy też zapoznać się z możliwościami wpływania na ich właściwości poprzez odpowiednie układy sterujące pracę tyrystorów.

2.2.    Wprowadzenie

Tyrystorami nazywamy elementy półprzewodnikowe przeznaczone wyłącznie do pracy polegającej na przełączaniu pomiędzy dwoma stabilnymi stanami:

•    stanem blokowania, któremu odpowiada bardzo duża rezystancja tego elementu, a więc rozwarcie obwodu elektrycznego;

•    stanem przewodzenia, któremu odpowiada bardzo mała rezystancja, a więc zwarcie obwodu elektrycznego.

Tyrystory należące do tak zwanych półprzewodnikowych przyrządów mocy są niezwykle ważnymi elementami współczesnej energoelektroniki. Są one najważniejszymi elementami układów przekształtnikowych, w których pełnią rolę sterowanych kluczy elektrycznych. Z tego powodu w ostatnich latach następuje gwałtowny rozwój tej grupy elementów. Stosując kryterium sposobu sterowania, można je podzielić na:

Tyrystory częściowo sterowalne, w których sygnał bramkowy łączenie przyrządu w ściśle określonej chwili, w sytuacji gdy pozostałe elektrody są odpowiednio spolaryzowane. Zaliczamy tu konwencjonalne tyrystory SCR, których klasyfikację zamieszczono w tabl.2.1.

Tyrystory w pełni sterowalne, w których sygnał bramkowy umożliwia tak załączenie, jak i wyłączanie przyrządu w wybranym momencie czasu przy odpowiedniej polaryzacji pozostałych elektrod. Zaliczamy tu tyrystory wyłączalne GTO, tyrystory elektrostatyczne SITH oraz tyrystory sterowane napięciowo MCT.

Tablica 2.1

Klasyfikacja konwencjonalnych tyrystorów SCR

Jednokierunkowe (struktura cztero warstwowa)	Blokujące wstecznie (1)	Dynistory (tyrystory diodowe)
		Tyrystory triodowe (trynistory)	Symetryczne	U(BR) = Ud
			Asymetryczne ASCR (3)	Ur « UD
	Przewodzące wstecznie (2)	Tyrystory diodowe - Dynistory
		Tyrystory triodowe - RTC (4)
Dwukierunkowe (struktura pięciowarstwowa)	Diak (tyrystor diodowy)
	Triak (tyrystor triodowy)

Cd- napięcie blokowania;

C(brj - napięcie przebicia.