Контролисани исправљачи - уређај, шеме, принцип рада
Контролисани исправљачи се користе за регулисање излазног напона у исправљеним колима наизменичне струје. Заједно са другим методама контроле излазног напона након исправљача, као што су ЛАТР или реостат, контролисани исправљач омогућава постизање веће ефикасности уз високу поузданост кола, што се не може рећи за регулацију помоћу ЛАТР или реостата.
Коришћење контролисаних вентила је прогресивније и много мање гломазно. Тиристори су најпогоднији за улогу контролисаних вентила.
У почетном стању тиристор је закључан и има два могућа стабилна стања: затворено и отворено (проводно).Ако је напон извора већи од доње радне тачке тиристора, онда када се струјни импулс примени на контролну електроду, тиристор ће прећи у проводно стање и наредни импулси примењени на контролну електроду неће утицати на струју аноде у на било који начин, то јест, контролно коло је одговорно само за отварање тиристора, али не и за његово затварање. Може се тврдити да тиристори имају значајно повећање снаге.
За искључивање тиристора потребно је смањити његову анодну струју тако да она постане мања од струје држања, што се постиже смањењем напона напајања или повећањем отпора оптерећења.
Тиристори у отвореном стању су способни да проводе струје до неколико стотина ампера, али су у исто време тиристори прилично инерциони. Време укључивања тиристора је од 100 нс до 10 μс, а време искључења је десет пута дуже - од 1 μс до 100 μс.
Да би тиристор радио поуздано, брзина пораста анодног напона не би требало да прелази 10-500 В / μс, у зависности од модела компоненте, у супротном може доћи до лажног пребацивања услед дејства капацитивне струје кроз пн спојеве. .
Да би се избегло лажно пребацивање, контролна електрода тиристора је увек шантована отпорником, чији је отпор обично у опсегу од 51 до 1500 ома.
Поред тиристора, други се користе за регулисање излазног напона у исправљачима. полупроводнички уређаји: тријаци, динистори и тиристори са закључавањем. Динистори се укључују напоном примењеним на аноду, а имају две електроде, као диоде.
Тријаци се разликују по могућности укључивања контролних импулса барем у односу на аноду, барем у односу на катоду, али се сви ови уређаји, попут тиристора, искључују смањењем анодне струје на вредност испод струје задржавања. Што се тиче тиристора који се могу закључати, они се могу закључати применом струје обрнутог поларитета на контролну електроду, али је појачање при гашењу десет пута мање него при укључивању.
Тиристори, тријаци, динистори, тиристори који се могу контролисати — сви ови уређаји се користе у напајањима и кола аутоматизације за регулацију и стабилизацију напона и снаге, као иу заштитне сврхе.
Тиристори се по правилу користе уместо диода у контролисаним исправљачким колима. Код једнофазних мостова, тачка укључивања диоде и тачка укључивања тиристора су различите, постоји фазна разлика између њих, што се може одразити с обзиром на угао.
Једносмерна компонента напона оптерећења је нелинеарно повезана са овим углом јер је напон напајања инхерентно синусоидан.ДЦ компонента напона оптерећења повезана после регулисаног исправљача може се наћи по формули:
Управљачка карактеристика тиристорског исправљача показује зависност излазног напона од оптерећења од фазе (од угла укључивања) моста:
Код индуктивног оптерећења струја кроз тиристоре ће имати правоугаони облик, а под углом већим од нуле струја ће се повлачити услед дејства самоиндуковане ЕМФ из индуктивности оптерећења.
У овом случају, основни хармоник струје мреже ће бити померен у односу на напон за одређени угао. За уклањање стезања користи се нулта диода, кроз коју се струја може затворити и дати помак мањи од половине угла моста.
Да би смањили број полупроводника, прибегавају асиметричном контролисаном исправљачком колу, где пар диода замењује неутралну диоду и резултат је исти.
Кола појачала такође дозвољавају употребу тиристора. Такве шеме вам омогућавају да постигнете већу ефикасност. Минимални напон дају диоде, а повећани напон се напаја преко тиристора. У случају највеће потрошње диоде су све време затворене, а угао укључивања тиристора је увек 0. Недостатак кола је потреба за додатним намотајем трансформатора.