Chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình sẽ giới thiệu đến các bạn cũng như là sẽ cùng nhau tìm hiểu về một loại linh kiện điện tử. Đó chính là thyristor, là một loại linh kiện thường dùng trong các board mạch của các thiết bị điện tử. Sẽ có rất nhiều bạn thắc mắc và muốn tìm hiểu về các thông tin liên quan đến loại linh kiện này. Chính vì thế mà bài viết này mình sẽ cung cấp cho các bạn các kiến thức liên quan đến chúng như thyristor là gì ? Cấu tạo ? Nguyên lý hoạt động của linh kiện này ? Các thông số của một thyristor ? Cách kiểm tra một thyristor cũng như các thông tin chi tiết liên quan khác. Từ đó các bạn sẽ có thêm một cái nhìn tổng quan về loại linh kiện này để áp dụng cho học tập và công việc nhé. Còn bây giờ thì bắt đầu nào.

Đây là bài viết chia sẻ kiến thức, bên mình không kinh doanh mặt hàng này. Vui lòng không gọi điện, nhắn tin hỏi hàng. Xin cám ơn !

Thyristor là gì ?

Trước khi vào nội dung chính thì tất cả chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu và khám phá sơ lược về chúng trước nhé. Thyristor hay còn gọi với cái tên không thiếu là Silicon Controlled Rectifier ( Chỉnh lưu silic có tinh chỉnh và điều khiển ) là thành phần bán dẫn cấu trúc từ bốn lớp bán dẫn là một loại linh phụ kiện được sử dụng thoáng rộng trong những thiết bị điện tử. Thyristor thực chất là một điốt được ghép từ bởi 2 transistor có với hai chiều đối nghịch và hoàn toàn có thể điều khiển và tinh chỉnh được ( tương tự hai BJT gồm một BJT loại NPN và một BJT loại PNP ). Chúng hoạt động giải trí khi được cấp điện và tự động hóa ngắt, trở lại trạng thái ngưng dẫn khi không có điện. Nó được thường được dùng cho chỉnh lưu dòng điện có điều khiển và tinh chỉnh .

Lịch sử phát triển của thyristor:

Vào những năm 1950 thì thyristor được đề xuất bởi William Shockley và bảo vệ bởi Moll cùng một số người khác ở phòng thí nghiệm Bell (Hoa Kỳ), được phát triển lần đầu bởi các kỹ sư năng lượng của General Electric (G.E) mà đứng đầu là Gordon Hall và thương mại hóa bởi Frank W. “Bill” Gutzwiller của General Electric năm 1957.

Cấu tạo của một thyristor là gì ?

Thông thường thì một thyristor sẽ gồm có bốn lớp bán dẫn P-N ghép xen kẽ và được nối ra ba chân :

• A – kí hiệu anode : có nghĩa là cực dương
• K – kí hiệu cathode : có nghĩa là cực âm
• G – gate : có nghĩa là cực khiển ( cực cổng )

Kí hiệu của thyristor là gì ?

Về mặt kí hiệu thì thyristor sẽ khá giống với một con diode vậy. Dành cho những bạn chưa biết thì một diode thường thì sẽ được cho phép dòng điện đi qua từ A sang K khi điện thế tại A lớn hơn điện thế tại K, còn với một Thyristor thì vẫn phải bảo vệ điều kiện kèm theo đó và cần thêm một điều kiện kèm theo nữa đó là phải kích thích một dòng điều khiển và tinh chỉnh đi vào chân G .

Các loại thyristor thông dụng trên thị trường:

Dựa vào năng lực bật và tắt của thyristor chúng sẽ được phân thành những loại như sau :

• Thyristor tinh chỉnh và điều khiển silic hoặc SCR
• Thyristor cổng tắt hoặc GTO
• Thyristor cực phát tắt hoặc ETOs
• Thyristor dẫn điện ngược hoặc RCT
• Thyristor Triode hai chiều hoặc TRIAC
• Thyristor MOS tắt hoặc MTO
• Thyristor tinh chỉnh và điều khiển pha hai chiều hoặc BCT
• Thyristor quy đổi nhanh hoặc SCR
• Bộ kiểm soát và điều chỉnh silicon được kích hoạt bằng ánh sáng hoặc LASCR
• Thyristor trấn áp FET hoặc FET-CTHs
• Thyristor tích hợp cổng hoặc IGCT

Nguyên lý hoạt động của thyristor như thế nào ?

Các bạn hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm 2 hình diễn đạt sau để hoàn toàn có thể thuận tiện tưởng tượng hơn về nguyên tắc hoạt động giải trí của thyristor nhé. Cụ thể thì tất cả chúng ta có 3 trường hợp như sau :

Trường hợp 1:  Cực G để hở hay VG = OV

Trong trường hợp khi cực G và VG = OV có nghĩa là transistor T1 không có phân cực ở cực B nên T1 ngưng dẫn. Khi T1 ngưng dẫn IB1 = 0, IC1 = 0 và T2 cũng ngưng dẫn. Như vậy trường hợp này Thyristor không dẫn điện được, dòng điện qua Thyristor là IA = 0 và VAK ≈ VCC .
Tuy nhiên, khi tăng điện áp nguồn VCC lên mức đủ lớn là điện áp VAK tăng theo đến điện thế ngập VBO ( Beak over ) thì điện áp VAK giảm xuống như diode và dòng điện IA tăng nhanh. Lúc này Thyristor chuyển sang trạng thái dẫn điện, dòng điện ứng với lúc điện áp VAK giảm nhanh gọi là dòng điện duy trì IH ( Holding ). Sau đó đặc tính của Thyristor giống như một diode nắn điện .

Trường hợp 2: đóng khóa K

Trường hợp đóng khóa K thì VG = VDC – IGRG và Thyristor dễ chuyển sang trạng thái dẫn điện. Lúc này transistor T1 được phân cực ở cực B1 nên dòng điện IG chính là IB1 làm T1 dẫn điện, cho ra IC1 chính là dòng điện IB2 nên lúc đó I2 dẫn điện, cho ra dòng điện IC2 lại cung ứng ngược lại cho T1 và IC2 = IB1. Nhờ đó mà Thyristor sẽ tự duy trì trạng thái dẫn mà không cần có dòng IG liên tục .

IC1 = IB2    ; IC2 = IB1

Theo nguyên tắc này dòng điện qua hai transistor sẽ được khuếch đại lớn dần và hai transistor chạy ở trạng thái bão hòa. Khi đó điện áp VAK giảm rất nhỏ ( ≈ 0,7 V ) và dòng điện qua Thyristor là :

Thực nghiệm cho thấy khi dòng điện cung ứng cho cực G càng lớn thì áp ngập càng nhỏ tức Thyristor càng dễ dẫn điện .

Trường hợp 3: phân cực ngược Thyristor

Phân cực ngược Thyristor là nối A vào cực âm, K vào cực dương của nguồn VCC. Trường hợp này giống như diode bị phân cực ngược. Thyristor sẽ không dẫn điện mà chỉ có dòng rất nhỏ đi qua. Khi tăng điện áp ngược lên đủ lớn thì Thyristor sẽ bị đánh thủng và dòng điện qua theo chiều ngược lại. Điện áp ngược đủ để đánh thủng Thyristor là VBR, thường thì trị số VBR và VBO bằng nhau và ngược dấu .

IG= 0 ; IG2>IG1>IG

Các thông sỗ kỹ thuật của một thyristor là gì ?

Thông thường thì một thyristor sẽ có những thông số kỹ thuật kỹ thuật nhất định, khi tất cả chúng ta sử dụng cần chăm sóc đến những thông số kỹ thuật này để hoàn toàn có thể tiện cho việc chọn mua và sử dụng. Cụ thể tất cả chúng ta có những thông số kỹ thuật như sau :

Giá trị dòng trung bình được cho phép chạy qua thyristor

Iv,tb

:

Đây là giá trị dòng trung bình được cho phép chạy qua thyristor với điều kiện kèm theo nhiệt độ của cấu trúc tinh thể bán dẫn của thyristor không vượt quá một giá trị nhiệt độ được cho phép. Trong trong thực tiễn, dòng điện được cho phép chạy qua thyristor còn phụ thuộc vào vào điều kiện kèm theo làm mát và thiên nhiên và môi trường. Có thể làm mát tự nhiên nhưng hiệu suất không cao, cho nên vì thế với nhu yếu cao hơn người ta làm mát cưỡng bức thyristor bằng quạt gió hoặc bằng nước, tuy nhiên điều này hoàn toàn có thể khiến size thiết bị tăng đáng kể, dùng cho những thiết bị có hiệu suất lớn. Nói chung hoàn toàn có thể lựa chọn dòng điện theo những điều kiện kèm theo làm mát như sau :

• Làm mát tự nhiên: dòng sử dụng cho phép tới một phần ba dòng cho phép Iv,tb.

  Xem thêm: KOL (marketing) – Wikipedia tiếng Việt

• Làm mát cưỡng bức bằng quạt gió : dòng sử dụng được cho phép bằng hai phần ba dòng được cho phép Iv, tb .
• Làm mát cưỡng bức bằng nước : hoàn toàn có thể sử dụng đến 100 % dòng Iv, tb

Điện áp ngược được cho phép lớn nhất ( Ung, max ) :

Đây là giá trị điện áp ngược lớn nhất được cho phép đặt lên thyristor. Trong những ứng dụng phải bảo vệ rằng tại bất kể thời gian nào điện áp giữa anode và cathode Uak luôn nhỏ hơn hoặc bằng Ung, max. Ngoài ra phải bảo vệ một độ dự trữ nhất định về điện áp, nghĩa là Ung, max phải được chọn tối thiểu là bằng 1,2 – 1,5 lần giá trị biên độ lớn nhất của điện áp trên sơ đồ .

Thời gian phục sinh đặc thù khóa của thyristor τ ( μs ) :

Đây là thời hạn tối thiểu phải đặt điện áp âm lên giữa anode và cathode của thyristor sau khi dòng anode-cathode đã về bằng không trước khi lại hoàn toàn có thể có điện áp Uak dương mà thyristor vẫn khóa. τ là một thông số kỹ thuật quan trọng của thyristor. Thông thường phải bảo vệ thời hạn dành cho quy trình khóa phải bằng 1,5 – 2 lần τ .

Tốc độ tăng điện áp được cho phép dU / dt ( V / μs ) :

Thiristor là một thành phần bán dẫn có tinh chỉnh và điều khiển, có nghĩa là dù được phân cực thuận ( Uak > 0 ) nhưng vẫn phải có tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh thì nó mới được cho phép dòng chạy qua. Khi thyristor phân cực thuận, phần đông điện áp rơi trên lớp tiếp giáp J2 như hình vẽ .

Lớp tiếp giáp J2 bị phân cực ngược nên độ dày của nó mở ra, tạo ra vùng khoảng trống nghèo điện tích, cản trở dòng điện chạy qua. Vùng khoảng trống này hoàn toàn có thể coi như một tụ diện có điện dung Cj2. Khi có điện áp biến thiên với vận tốc lớn, dòng điện của tụ hoàn toàn có thể có giá trị đáng kể, đóng vai trò như dòng tinh chỉnh và điều khiển. Kết quả là thyristor hoàn toàn có thể mở ra khi chưa có tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh vào cực điều khiển và tinh chỉnh G. Tốc độ tăng điện áp là một thông số kỹ thuật phân biệt thyristor tần số thấp với thyristor tần số cao. Ở thyristor tần số thấp, dU / dt vào lúc 50 đến 200 V / μs còn với những thyristor tần số cao dU / dt hoàn toàn có thể lên tới 500 – 2000 V / μs .

Cách đo kiểm tra Thyristor như thế nào ?

Trong phần này mình sẽ hướng dẫn những bạn phương pháp đo kiểm tra thyristor bằng cách đặt đồng hồ đeo tay thang x1W. Đầu tiên ta đặt que đen vào Anode và que đỏ vào cathode. Ban đầu kim của đồng hồ đeo tay sẽ không lên, sau đó dùng Tua – vít chập chân A vào chân G thì ta thấy kim đồng hồ đeo tay di dời. Tiếp theo sau đó ta bỏ Tua – vít ra đồng hồ đeo tay vẫn lên kim, như vậy là Thyristor tốt. Các Thyristor thường được ứng dụng trong những mạch chỉnh lưu nhân đôi tự động hóa của nguồn xung tivi màu .
Để hoàn toàn có thể bảo vệ riêng thyristor còn hoạt động giải trí hay đã chết thì yên cầu tất cả chúng ta phải kiểm tra. Việc này hoàn toàn có thể không thiết yếu so với những loại thyristor mới mua. Nhưng với những loại đã mua dữ trữ vĩnh viễn thì việc kiểm tra là điều nên làm. Tránh những trường hợp khi tất cả chúng ta đã hàn vào mạch rồi nhưng khí đó mới biết răng thyristor đã hỏng thì rất khó giải quyết và xử lý thay mới. Lúc này sẽ làm kém nghệ thuật và thẩm mỹ board mạch cũng như phần nào đó làm ảnh hưởng tác động đến những linh phụ kiện và đường điện chạy trong board .

Ứng dụng của thyristor là gì ?

Các thiết bị thyristor tiên phong được sản xuất cho mục tiêu thương mại vào năm 1956. Một thiết bị thyristor nhỏ hoàn toàn có thể trấn áp một lượng lớn điện áp và nguồn năng lượng. Vì thế nó được ứng dụng trong kiểm soát và điều chỉnh ánh sáng, điều khiển và tinh chỉnh hiệu suất điện và tinh chỉnh và điều khiển vận tốc của động cơ điện. Trước đây, thyristor được dùng cho đảo ngược dòng điện để tắt thiết bị. Trên thực tiễn, nó có dòng điện trực tiếp nên rất khó sử dụng cho thiết bị. Nhưng giờ đây, bằng cách sử dụng tín hiệu cổng tinh chỉnh và điều khiển hoàn toàn có thể bật và tắt những thiết bị mới, hoàn toàn có thể sử dụng Thyristor để bật và tắt trọn vẹn. Vì vậy, thyristor được sử dụng làm công tắc nguồn chứ không thích hợp làm bộ khuếch đại analog .
Trên thị tế thì thyristor đa phần được sử dụng ở những ứng dụng nhu yếu điện áp và dòng điện lớn, và thường được sử dụng để điều khiển và tinh chỉnh dòng xoay chiều AC ( Alternating current ), vì sự đổi khác cực tính của dòng điện khiến thiết bị hoàn toàn có thể đóng một cách tự động hóa ( được biết như thể quy trình Zero Cross-quá trình đóng cắt đầu ra tại lân cận điểm 0 của điện áp hình sin ). Ta hoàn toàn có thể ví dụ một ứng dụng của thyristor như sau :

Trong mạch điện động cơ M là động cơ vạn năng, loại động cơ hoàn toàn có thể dùng điện AC hay DC. Dòng điện qua động cơ là dòng điện ở bán kỳ dương và được đổi khác trị số bằng cách biến hóa góc kích của dòng IG. Khi Thyristor chưa dẫn thì chưa có dòng qua động cơ, diode D nắn điện bán kỳ dương nạp vào tụ qua điện trở R1 và biến trở VR. Điện áp cấp cho cực G lấy trên tụ C và qua cầu phân áp R2 – R3 .
Giả sử điện áp đủ để kích cho cực G là VG = 1V và dòng điện kích IGmin = 1 mA thì điện áp trên tụ C phải khoảng chừng 10V. Tụ C nạp điện qua R1 và qua VR với hằng số thời hạn là : T = ( R1 + VR ) C. Khi biến hóa trị số VR sẽ làm đổi khác thời hạn nạp của tụ tức là biến hóa thời gian có dòng xung kích IG sẽ làm đổi khác thời gian dẫn điện của Thyristor tức là đổi khác dòng điện qua động cơ và làm cho vận tốc của động cơ biến hóa .
Khi dòng AC có bán kỳ âm thì diode D và Thyristor đều bị phân cực nghịch nên diode ngưng dẫn và Thyristor cũng chuyển sang trạng thái ngưng dẫn .

Các ưu nhược điểm khi sử dụng thyristor là gì ?

Hầu hết mọi thứ khi sử dụng đều có những điểm mạnh và điểm yếu đúng không nào ? Và thyristor cũng không ngoại lệ, chúng cũng có những cái làm rất tốt và những cái chưa tốt. Và phần này mình sẽ liệt kệ ra những thứ mà chúng làm tốt và chưa tốt để những bạn hoàn toàn có thể biết thêm nhé .

Ưu điểm:

Một số ưu điểm của thyristor hay bộ chỉnh lưu điều khiển và tinh chỉnh silic ( SCR ) :

• Có thể giải quyết và xử lý điện áp, dòng điện và hiệu suất lớn .
• Có thể được bảo vệ bằng cầu chì .
• Rất dễ bật .
• Mạch kích hoạt cho bộ chỉnh lưu được điều khiển và tinh chỉnh bằng silicon ( SCR ) rất đơn thuần .
• Rất đơn thuần để trấn áp .
• Ngân sách chi tiêu thấp .
• Nó hoàn toàn có thể tinh chỉnh và điều khiển nguồn xoay chiều .

Nhược điểm:

Một số điểm yếu kém của thyristor hay bộ chỉnh lưu điều khiển và tinh chỉnh silic ( SCR ) :

• Bộ chỉnh lưu khiển silic ( SCR ) là thiết bị một chiều, vì thế nó chỉ hoàn toàn có thể điều khiển và tinh chỉnh hiệu suất bằng nguồn một chiều trong nửa chu kỳ luân hồi dương của nguồn xoay chiều. Do đó chỉ có nguồn một chiều được tinh chỉnh và điều khiển bằng thyristor .
• Trong mạch xoay chiều, nó cần phải được bật trên mỗi chu kỳ luân hồi .
• Không thể sử dụng ở tần số cao .
• Dòng điện ở cổng ( gate ) không hề âm .

Lời kết:

Trên đây là một số thông tin và kiến thức cơ bản về thyristor là gì ? Hy vọng nó sẽ cần thiết cho những bạn đang cần tìm hiểu. Vì là kiến thức cá nhân và thu thập được trên các trang mạng nên không thể tránh khỏi sai sót, rất mong được sự đóng góp của các bạn để bài viết được hoàn hảo hơn.

Website: congnghedoluong.com và thietbicambien.vn

Đây là bài viết chia sẻ kiến thức, bên mình không kinh doanh mặt hàng này. Vui lòng không gọi điện, nhắn tin hỏi hàng. Xin cám ơn !

[ Total : 1 Average : 5/5 ]