Электротехника Касаткин (967630), страница 42
Текст из файла (страница 42)
10.27. Триодиый гирисгор кроме аиодно;о и катодного выводов имеет еше вывод управляюшего электрода УЭ. Последний подключается либо к ближайшей к катоду р-области, либо к ближайшей к аноду л области. В соответствии с этим различают катодное и анодное управление тнристором. Первое лодключенне более распространено. Структура тиристора с катодным управлением, его условное изображение и ВАХ приведены на рис. !0.28. При изменении напряжения управления У изменяется и напряжение включения тиристора 0 .
Следователь- ти вил' но, его можно использовать как управляемый ключ. Для запирания триодного тиристора необходимо уменьшить ток практически до нуля. Рис. 102 7 Рис. 10.29 а2 д) Рис. !0.30 Рис. 1ОДЯ 255 Типовая конструкция трнодного тиристора большой мощности приведена на рис. 10.29, где ! — основание из меди; 2 — трубка нз стали со стеклоизолятором; 3, 4 — четырехслойная структура р-л-р-л с припаянными к ней вольфрамовыми дискамн 5 и 6; 7, 8 — стержневые вьь воды катода и управляющего электрода соответственно, которые через переходные втулки 9 соединяются с гибкими наружными выводами.
Разновидностью управляемых тиристоров являются запираемые триодные гирисгоры, в которых запнранне возмохою при помощи коротких по длительности импульсов напряжения 17 обратной поляр. уа ности. Их условное изображение приведено на рис. 10.30, а н б для катодного и анодного управлений соответственно, Основная область применения тнристоров — преобразовательная техника.
Номинальные значения токов у некоторых типов тиристоров в открьпом состоянии достигают 5000 А, а номинальные значения напряжений в закрытом состоянии — до 5000 В. 10.7, ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ РЕЗИСТОРЫ, КОНДЕНСАТОРЫ, ОПТОЗЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ На основе полупроводников изготовляются резисторы с постоянным сопротивлением, а также резисторы с нелинейными ВАХ. К последним относится варисгор. Его типовая ВАХ и условное изображение приведены на рис.
! 0.31. Варисторы применяются, например, в стабилизаторах и ограничителях напряжения подобно опорному диоду в цепи на рис. 10.13, б. Полупроводниковые резисторы, сопротивление которых сильно зависит от температуры внешней среды, назьваются гермореэисгорами. Различают' терморезисторы с положительным и отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, В конденсаторах на основе полупроводников — варикапах — используется изменение емкости р-л перехода в зависимости от приложенного СРФ !0 го ЦЕ Рис. ! О.
32 Рис. !0.31 256 к нему напряжения. Условное иэображение и типовая характеристика варикапа приведены на рис. 10,32. К оптоэлектронным относятся полупроводниковые приборы, способные работать в качестве источников (светоизлучаюптие диоды) и приемников (фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры) излучения, Работа свегоиэлучающего диода основана на явлении индукционной электролюминесценции, т. е. излучения квантов света при рекомбинации носителей заряда в р-и переходе, смещенном в прямом направлении. Работа фоторезисторов, фотодиодов, фототранэисторов и фототиристоров основана на явлении внутреннего фотоэффекта, т. е. генерации в полупроводниках избыточных пар носителей заряда — электронов и дырок — под действием излучения, В фогореэисгорах это приводит к изменению электрической проводимости полупроводника при его освещении. В 87огодиодах избыточность носителей зарцпа увеличивает потенциальный барьер р.л перехода.
Если к освещенному фотодиоду подключить резистор, то в цепи наблюдается ток, т. е. преобразование энергии излучения в электрическую. Фогогранзисгор с двумя р-и переходами имеет структуру обычного биполярного транзистора, но только два вывода — коллекторный и эмнттерный. Ток в цепи фототранзистора зависит не только от напряжения между коллектором и эмиттером, но и от его освещенности. Фогогцрисгор с тремя р-л переходами также имеет два вывода— анодный и катодный.
Его ВАХ подобна ВАХ триодного тнристора на рис. 10.28 с той особенностью, что напряжение включения У зави. екл сит от освещенности фототирнстора, та,в, кпассиеикяция попупвоводникопых уствоястп По своим функциональным задачам полупроводниковые устройства можно разделить на три группы; преобразовательные, в том числе выпрямительные; усилительные и импульсные, в том числе логические, Преобразовательные чстройства осуществляют преобразование напряжения и тока источника энергии в напряжение и ток, необходимые приемнику энергии. Выпрямительные устройства служат для преобразования синусоицальных напряжений н токов в постоянные.
Обратное преобразование реализуют инйерторы, а изменение значений постоянного напряжения и частоты синусоидального тока — преобразователи напряжения и частоты. Преобразовательные устройства широко применяются в злектроприводе, устройствах электросварки, злектротермни и т. д. В усилительных устройствах те нли иные параметры сигналов увеличиваются до значений, необходимых для работы исполнительных органов. При помощи импульсных и логических устройств создают различные системы управления.
Первые обеспечивают необ. ходимую временную программу, а вторые — необходимую логическую программу совместной работы отдельных частей объекта управления. 9-27 257 Отметим, что деление полупровоцниковых устройств по их функциональному назначению в известной степе2щ условно, Реальные полупроводниковые устройства часто содержат элементы нескольких групп, а также генераторы синусоидальных колебаний, стабилизаторы напряженна и т.
п. тпя. НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ В общем случае структурная схема выпрямнтельного устройства (рнс. 1033) содержит трансформатор Т, выпрямитель В, сглаживающий фильтр Ф и стабилизатор выпрямленного напряжения Сг, Трансформа. тор служит для изменения синусондального напряжения сети С до необходимого уровня, которое затем выпрямляется, Сглажнваняций фильтр уменьшает пульсации выпрямленного напряжения. Стабилизатор поддерживает неизменным напряжение на приемнике П при изме. ненни напряжения сети.
Отдельные узлы выпрямнтельного устройства могут отсутствовать, что зависит от условий работы. В дальнейшем вместо термина "выпрямительное устройство" будем пользоваться сокращенным — "выпрямитель". По числу фаз источника выпрямленного сннусоидального напряжения различают однофазные и многофазные (чаще трехфазные) выпрямители, цо схемотехническому решению — с выводом нулевой точки трансформатора н мостовые, по возможностям регулирования выпрямленного напряжения — неуправляемые и управляемые. В неуправляемых выпрямителях для выпрямленна синусоилального напряженна включаются диоды, т. е. неуправляемые вентили, а для сглаживания выпрямленного напряженин— обычно емкостные фильтры. Для упрощения расчетов примем, что приемншс представляет собой резистнвный двухполюсник с сопротивлением нагрузки, а диоды— идеальные ключи, т.
е. реализуют короткое замыкание цепи для тока в прямом направлении н ее разрыв для тока в обратном направлении. А, Однофазные выпрямители, В однофазном выпрямителе с пулевым выводом трансформатора приемник подключается к выводу от середины вторичной обмотки трансформатора (рис. 10.34) . Рассмотрим сначала работу выпрямителя без сглаживающего фильтра (ключ К реэомкнут). Если в каппой половине вторичной обмотки с числом витков 5гз считать положительным то напРавление тока, пРи котоРом соответствующий диод открыл, то ток в каждой половине обмотки и в каждом Рис. 10.35 25а гн Рнс, 1О.
М Рнс. 10.35 иаи диоде будет синусоидальным в течение положительного (для атой половины) полупериода и равным нулю в течение отрицательного полупериода (рнс. 10.35, а). В приемнике положительные направления обоих токов со. г) впадают,т.е. г' =1, +!г (рис.10.35,б).
н При идеальном трансформаторе по. стоянная составляюпюя тока нагрузки и„,( и,1 2 то = — 2т = 0,642 (10,12) н его дейстьующее значение т12 22 2 т12 / — — 1 1 а = / — 3' Г„т,М Т о Т о ,/2 (1О.! 3, нг 1 = (1~ — (г) — = у„я — а(пщг ны и' ~ равны значениям соответствующих величин сипусоидального тока той же амплитудой, Ток в первичной обмотке трансформатора с числом витков и, сину. соидальный и совпацает по фазе с синусоидальным напряжением сети (рис.
10.35, е) ж1 И1 и = (иа па) = Р з1пссг. 2юа ю а' 2 Рассмотрим, как изменится работа выпрямителя после включения сглаживаюц1его фильтра (кл1оч К замкнут). По первому закону Кирхгофа для узла 1 цепи прямой ток диода УР1 1 С "С 0=С вЂ” ' + и/г, ~И н н' где и = и = и, = У зап оаг С н и ! = С вЂ” = сассозсзг ~С С и, — напряжение на конденсаторе филгнра и ток в нем. Подставив в зто уравнение значение тока 1, =О, определим момент времени г, закрывания диода: соСсоз ьз11 + — "' з1псг11 = О, г Н откуда Н агсаь(-сог С1 Г1 = оа Начиная с момента времени г1, напряжение на приемнике будет изменяться по зкспоненцнальному закону (см.
й 5.5): 1 — 11 С и =и =У зальаге ' н С т как показано на рис. 10.36, а штриховой линией. В момент времени г, напряжение на конденсаторе и и на входе вы- ПРЯМИтЕЛЯ Иа = — У Зтн СЗГ бУДУт РаВНЫ И ОтКРОЕтСЯ ДИОД )ГРа. ДаЛЕЕ процесс в цепи будет периодически повторяться. Происходит периоди2бс ческая зарядка конденсатора фильтра током 1. от источника энергии и его последующая разрядка на цепь приемника (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
