Тиристор в цепи постоянного тока

Включение обычного тиристора осуществляется подачей импульса тока в цепь управления положительной полярности, относительно катода. На длительность переходного про­цесса при включении значительное влияние оказывают характер нагрузки (актив­ный, индуктивный и пр.), амплитуда и скорость нарастания импульса тока управления I_у, температура полупроводниковой структуры тиристора, приложенное напряжение и ток нагрузки. В цепи, содержащей тиристор, не должно возникать недопустимых значений скорости нарастания прямого напряжения dU_т/dt ,при которых может произойти самопроизвольное включение тиристора при отсутствии сигнала управления I_у и скорости нарастания тока dI_у/dt. В то же время крутизна сигнала управления должна быть высокой.

Среди способов выключения тиристоров принято различать естественное выключение (или естественную коммутацию) и принудительное (или искусственную коммутацию). Естественная коммутация происходит при работе тиристоров в цепях переменного тока в момент спадания тока до нуля.

Способы принудительной коммутации весьма разнообразны. Наиболее характерны из них следующие: подключение предварительно заряженного конденсатора С ключом S (рис. 15, а); подключение LC-цепи с предварительно заряженным конденсатором C_K (рис. 15, б); использование колебательного характера переходного процесса в цепи нагрузки (рис 15, в).

а б в

Рис. 15. Способы искусственной коммутации тиристоров:

а) – посредством заряженного конденсатора С;

б) – посредством колебательного разряда LC-контура;

в) – за счёт колебательного характера нагрузки.

При коммутации по схеме на рис.15,а подключение коммутирующего конденсатора с обратной полярностью, например другим вспомогательным тиристором, вызовет его разряд на прово­дящий основной тиристор. Так как разрядный ток конденсатора направлен встречно прямому току тиристора, последний снижается до нуля и тиристор выключится.

В схеме на рис.15,б подключение LC-контура вызывает колебательный разряд коммутирующего конденсатора С_к. При этом в начале разрядный ток протекает через тиристор встречно его прямому току, когда они становятся равными, тиристор выключается. Далее ток LC-контура переходит из тиристора VS в диод VD. Пока через диод VD протекает ток контура, к тиристору VS будет приложено обратное напряжение, равное падению напряжения на открытом диоде.

В схеме на рис.15,в включение тиристора VS на комплексную RLC-нагрузку вызовет переходный процесс. При определенных па­раметрах нагрузки этот процесс может иметь колебательный характер с изменением полярности тока нагрузки I_н. В этом случае после выключения тиристора VS происходит включение диода VD, который начинает проводить ток противоположной полярности. Иногда этот способ коммутации называется квазиестественным, так как он связан с изменением полярности тока нагрузки.