На підставі того, що було сказано до сих пір про тиристорі, можна припустити, що подача на нього змінної напруги не призведе до яких-небудь наслідків. Пояснення полягає в тому, що у відсутності запускаючої сигналу в двох-транзисторної моделі може протікати тільки струм витоку. Коли полярність напруги анод-катод відповідає нормальній провідності, струм не потече через відсутність зміщення на емітерний переходах обох транзисторів. При зворотній полярності напруги, що подається ми й не очікували жодних змін. Це міркування справедливо, але тільки в тому випадку, якщо прикладається змінна напруга залишається в межах деяких кордонів. Одна з цих кордонів нам знайома, оскільки при досить великій зворотній напрузі настає лавинний пробій. На рис. 13.10 зворотний пробій відбувається в точці А і позначений як BVR. Коли тиристор використовується в комутаторі з фазовим керуванням, важливо не допускати зворотного пробою, тому що це призводить до порушення і випрямлення, і регулювання потужності в навантаженні.

На рис. 13.10 показана ще одна точка пробою В, позначена як ВУГ Дуже важливо зрозуміти, що цей пробою, при прямій полярності прикладеної змінної напруги, відбувається за відсутності запускає сигналу. Це може здатися дивним, тому що результат схожий на той, який ми очікуємо при впливі запускає імпульсу – тиристор регенеративно переходить в стан «включено» і замикається. Таким чином, перевищено основний обмежує показник роботи схеми. Відбувається збільшення струму витоку до величини, достатньої для створення прямого зсуву емітерного переходу л /> л-транзистора. Цього збільшення достатньо, щоб обидва транзистора змогли перейти в стан насичення. Якщо ми хочемо, щоб тиристор управлявся тільки запускають імпульсами, очевидно, що потрібно уникати попадання в точку В. Заради того, щоб показати повні динамічні характеристики тиристора, прикладена напруга на рис. 13.10 було навмисне зроблено вище

чим, властиво реальної схемою. Через впливу температури, а також досить великих допусків на параметри багатьох тиристорів, розумно передбачити великий запас, щоб забезпечити роботу без пробою.

Рис. 13.10. Вольт-амперна характеристика тиристора при нульовій напрузі на керуючому електроді. (А) Ця область подібна лавини або зенеровскому пробою в кремнієвих діодах. (В) Ця область пробою є наслідком надмірної напруги між анодом і катодом. (С) Ця область показує ток утримання /н, Що є мінімальним анодним струмом, необхідним для підтримання тиристора в провідному стані. Зауваження: Попадання в області А и В неприпустимо, тому що пристрій має переводитися в провідний стан тільки запускає сигналом.

Показане на рис. 13.11 напруга знаходиться в межах кордонів, так що не відбувається ні прямого, ні зворотного пробою. Схема запуску зазвичай робиться так, щоб можна було регулювати положення імпульсів, визначають момент запуску.

Схема запуску може включити тиристор негайно з початком позитивного напівперіоду вхідного змінної напруги або запуск може бути затриманий на якийсь час. Рис. 13.11 зображує кілька варіантів затримки запуску. Заштриховані області представляють ту частину періоду, в якому тиристор знаходиться в стані «включено», передаючи потужність в навантаження. Прості схеми запуску, використовуючи вхідна змінна напруга, запускають тиристор, коли напруга досягає деякого встановленого рівня; інші використовують такі RC-ланцюги, які дозволяють мати затримку більше 90 °. Більш складні схеми запуску для регулювання вихідної потужності використовують ланцюг зворотного зв’язку.

Рія.13.11. Форма сигналів при тиристорної комутації. Ці три приклади показують випадки при 45, 90 і 135 градусах кута затримки провідності. Чим раніше тиристор переходить в провідний стан, тим більша потужність потрапляє в навантаження.

Спочатку тиристори використовувалися майже виключно в схемах, що працюють з частотою 60 Гц. Пізніше вони стали ефективно застосовуватися в трифазних системах з частотою 400 Гц. В даний час є тиристори, здатні працювати в інвертора, частота перемикання в яких вище 25 кГц. Максимальна частота тиристора визначається частотними характеристиками напівпровідникових переходів. Можна сказати, що труднощі виникають швидше при надмірно швидкої реакції, ніж при уповільненій. У міру збільшення частоти напруги, що подається, ми виявляємо велику схильність до включення, незалежно від сигналу запуску. Внутрішня ємність / w-переходу може викликати високочастотне включення через появу включає напруги достатньої величини, яке потрапляє на керуючий електрод від основного джерела анодного напруги. Це явище відоме як ефект dv / dt, називається так тому, що струм, через ємність пропорційний частоті прикладається змінної напруги.

Іншим робітникам параметром, який повинен бути в певних межах, є величина di / dt. Це початкова швидкість, з якою зростає анодний струм при включенні. Висока швидкість несприятливо позначається на терміні служби і надійності тиристорів, особливо в потужних пристроях. Часто величину di / dt можна зменшити, включаючи послідовно невелику індуктивність. Оскільки практично не просто отримати відповідні дані, часто розумно зменшити струмовий навантаження. Завжди правильним кроком у цьому напрямку є забезпечення хорошого відведення тепла. Тиристори різняться конструкцією, геометрією керуючих електродів і зовнішнім оформленням. Проектування пристрою і навіть заміні тиристора завжди повинна передувати консультація з добре зарекомендували себе виробником, так як сучасний стан цих приладів прогресує швидше, ніж їх зовнішній вигляд.

Важливу роль грають характеристики запуску тиристорів (а також сімісторов), що визначають час включення і потужність, рассеиваемую тиристором протягом процесу включення. Виробники визначають як мінімальні, так і максимальні значення запускають напруг і струмів. Хоча може здатися, що краще всього вибрати параметри драйвера такими, які забезпечують мінімальні значення напруги і струму, але це призводить до більш повільного включенню і неминуче пов’язаного з цим збільшення потужності, що розсіюється, особливо при високих частотах перемикання. Звичайно, збільшення сигналу запуску також збільшує потужність, рассеиваемую в ланцюзі запуску тиристора, але вона входить в загальну потужність, рассеиваемую в тиристорі, що є більш важливим параметром. Отже, фактично простіше включати тиристор, використовуючи майже максимальні значення запускають імпульсів.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.