Тиристоры часто используются в различных силовых устройствах: электроприводе, источниках питания, мощных преобразовательных установках. Для снижения потерь эти приборы работают в основном в ключевом режиме. Основные требования, предъявляемые к тиристорам:
— малые потери при коммутации;
— большая скорость переключения из одного состояния в другое;
— малое потребление в цепи управления;
— большой коммутируемый ток;
— высокое рабочее напряжение.
Силовая электроника непрерывно развивается и силовые приборы непрерывно совершенствуются. Разработаны и выпускаются приборы на токи до 1000 А и рабочее напряжение свыше 6 кВ. Быстродействие силовых приборов таково, что они могут работать на частотах до 1 МГц. Значительно снижена мощность управления силовыми ключами.
Тиристоры делятся на две группы: диодные тиристоры (дини- сторы) и триодные тиристоры (тринисторы). Для коммутации цепей переменного тока разработаны специальные симметричные тиристоры-симисторы.
Динисторы
Динистор — это двухэлектродный прибор диодного типа, имеющий три p-n перехода. Крайняя область pназывается анодом. Другая крайняя область n — катодом. Структура динистора приведена на рис. 3.43. Схему замещения динистора можно представить в виде двух триодных структур, соединённых между собой. Деление динистора на составляющие транзисторы и схема замещения приведены на рис. 3.44. При таком соединении коллекторный ток первого транзистора является током базы второго, а коллекторный ток второго транзистора — током базы первого. Благодаря этому внутреннему соединению внутри прибора есть положительная обратная связь.
Внешние p-n переходы работают на прямом токе (эмиттерные переходы), а внутренний переход имеет обратное включение (коллекторный переход). Внутренний p-n переход имеет большую величину сопротивления и поэтому при малых значениях внешнего напряжения ток, протекающий через прибор, близок нулю. При внешнем напряжении, равном напряжению электрического пробоя внутреннего p-n перехода, сопротивление этого перехода резко уменьшается, происходит скачкообразное увеличение тока через прибор, т.е. включение динистора. (С ростом напряжения при U = Uвкл один из транзисторов будет переходить в режим насыщения. Коллекторный ток этого транзистора, протекая в цепи базы второго транзистора, откроет его, а последний, в свою очередь, увеличит ток базы первого. В результате коллекторные токи транзисторов будут лавинообразно нарастать, пока оба транзистора не перейдут в режим насыщения). Падение напряжения на открытом динисторе меньше 2 В, что примерно равно падению напряжения на обычном диоде. Вольт амперная характеристика динистора приведена на рис. 3.45, а, а схема импульсного включения на рис. 3.45, б.
Выключить динистор можно, понизив ток в нём до значения тока удержания (Iуд). Различные способы выключения динистора приведены на рис. 3.46. В схеме а прерывается ток в цепи динистора. В схеме б напряжение на динисторе делается равным нулю. В схеме в ток динистора понижается до I включением добавочного резистора Rд В схеме г при замыкании ключа К на анод динистора подаётся напряжение противоположной полярности при помощи конденсатора С. Недостаток динистора в том, что нельзя изменять напряжение включения.