Tècniques de commutació de tiristor

Per activar un tiristor, hi ha diversos mètodes d’activació en què s’aplica un pols de desencadenament al seu terminal Gate. De la mateixa manera, hi ha diverses tècniques per apagar un tiristor, aquestes tècniques s’anomenen tècniques de commutació de tiristor. Es pot fer tornant el Tiristor a l'estat de bloqueig cap endavant des de l'estat de conducció cap endavant. Per portar el Tiristor a un estat de bloqueig cap endavant, el corrent cap endavant es redueix per sota del nivell de manteniment actual. Als efectes del condicionament de la potència i el control de la potència, s'ha de commutar correctament un tiristor conductor.

En aquest tutorial, explicarem les diverses tècniques de commutació del tiristor. Ja hem explicat sobre Thyristor i els seus mètodes de desencadenament al nostre article anterior.

Hi ha principalment dues tècniques per a la commutació del tiristor: natural i forçada. La tècnica de commutació forçada es divideix en cinc categories que són de classe A, B, C, D i E.

A continuació es mostra la classificació:

• Conmutació natural
• Commutació forçada
  • Classe A: Conmutació automàtica o de càrrega
  • Classe B: commutació de pols de ressonància
  • Classe C: commutació complementària
  • Classe D: commutació d'impulsos
  • Classe E: commutació de pols extern

Conmutació natural

La commutació natural només es produeix en circuits de corrent altern i s’anomena així perquè no requereix cap circuit extern. Quan un cicle positiu arriba a zero i el corrent d'ànode és zero, s'aplica immediatament un voltatge invers (cicle negatiu) a través del Tiristor que fa que el Tiristor s'apagui.

Es produeix una commutació natural als controladors de voltatge de corrent altern, als cicloconvertidors i als rectificadors de fase controlats.

Commutació forçada

Com sabem, no hi ha corrent zero natural als circuits de CC com una commutació natural. Per tant, la commutació forçada s’utilitza en circuits de CC i també s’anomena commutació de CC. Requereix elements de commutació com la inductància i la capacitat per reduir amb força el corrent d’ànode del Tiristor per sota del valor actual de retenció, per això s’anomena Comutació Forçada. La commutació forçada s’utilitza principalment en circuits Chopper i Inversors. La commutació forçada es divideix en sis categories, que s’expliquen a continuació:

1. Classe A: Conmutació automàtica o de càrrega

La classe A també s’anomena “autoconmutació” i és una de les tècniques més utilitzades entre totes les tècniques de commutació de tiristor. Al circuit següent, l’inductor, el condensador i la resistència formen un segon ordre sota circuit humit.

Quan comencem a subministrar la tensió d'entrada al circuit, el Tiristor no s'encén, ja que requereix un pols de porta per activar-lo. Ara, quan el Tiristor s'activa o esbiaixa cap endavant, el corrent fluirà a través de l'inductor i carregarà el condensador al seu valor màxim o igual al voltatge d'entrada. Ara, a mesura que el condensador es carrega completament, la polaritat de l’inductor s’inverteix i l’inductor comença a oposar-se al flux de corrent. Per això, el corrent de sortida comença a disminuir i arriba a zero. En aquest moment, el corrent es troba per sota del corrent de manteniment del Tiristor, de manera que el Tiristor s’APAGA.

2. Classe B:

La commutació de classe B també s’anomena commutació per pols de ressonància. Només hi ha un petit canvi entre els circuits de classe B i classe A. A la classe B el circuit ressonant LC està connectat en paral·lel mentre que a la classe A està en sèrie.

Ara, a mesura que apliquem la tensió d'entrada, el condensador comença a carregar-se fins a la tensió d'entrada (Vs) i el Tiristor es manté invertit esbiaixat fins que s'aplica el pols de la porta. Quan apliquem el pols de la porta, el Tiristor s'activa i ara el corrent comença a fluir per les dues vies. Però, llavors, el corrent de càrrega constant flueix a través de la resistència i la inductància connectades en sèrie, a causa de la seva gran reactància.

A continuació, un corrent sinusoïdal flueix pel circuit ressonant LC per carregar el condensador amb la polaritat inversa. Per tant, una tensió inversa apareix a través de l'tiristor, que fa que el corrent Ic (corrent de commutació) per oposar-se al corrent de l'ànode de corrent I _A. Per tant, a causa d'aquest corrent commutador oposat, quan el corrent d'ànode és menor que el corrent de retenció, el Tiristor s'apaga.

3. Classe C:

La commutació de classe C també es coneix com a commutació complementària. Com podeu veure al circuit següent, hi ha dos Tiristor en paral·lel, un és principal i un altre és auxiliar.

Inicialment, tant el Tiristor està en estat OFF com el voltatge del condensador també és nul. Ara, a mesura que el pols de la porta s'aplica al tiristor principal, el corrent començarà a fluir des de dos camins, un és de R1-T1 i el segon és R2-C-T1. Per tant, el condensador també comença a carregar-se fins al valor màxim igual al voltatge d’entrada amb la polaritat de la placa B positiva i la placa A negativa.

Ara, a mesura que el pols de la porta s'aplica al Tiristor T2, s'activa i apareix una polaritat de corrent negativa a través del Tiristor T1 que fa que T1 s'apagui. I el condensador comença a carregar-se amb la polaritat inversa. Simplement podem dir que quan T1 s’activa s’APAGA T2 i quan T2 s’activa s’APAGA T1.

4. Classe D:

La commutació de classe D també s’anomena commutació per impuls o commutació de tensió. Com a classe C, el circuit de commutació de classe D també consta de dos Tiristor T1 i T2 i es denomina principal i auxiliar respectivament. Aquí, el díode, l’inductor i el Tiristor auxiliar formen el circuit de commutació.

Inicialment, tant el Tiristor està en estat OFF com el voltatge del condensador C també és nul. Ara, quan apliquem la tensió d’entrada i activem el Tiristor T1, el corrent de càrrega comença a fluir-hi. I, el condensador comença a carregar-se amb la polaritat de la placa A negativa i la placa B positiva.

Ara, mentre activem el Tiristor auxiliar T2, el Tiristor principal T1 s'apaga i el condensador comença a carregar-se amb la polaritat oposada. Quan es carrega completament, fa que el Tiristor auxiliar T2 s’apagui, perquè un condensador no permet el flux de corrent a través d’ell quan es carrega completament.

Per tant, el corrent de sortida també serà zero perquè en aquesta etapa, a causa dels dos, els tiristor estan en estat OFF.

5. Classe E:

La commutació de classe E també s’anomena commutació de pols extern. Ara, es pot veure al diagrama del circuit, el Tiristor ja està en biaix cap endavant. Així, mentre activem el Tiristor, el corrent apareixerà a la càrrega.

El condensador del circuit s’utilitza per a la protecció dv / dt del Tiristor i el transformador de pols s’utilitza per apagar el Tiristor.

Ara, quan donem pols a través del transformador d’impulsos, correrà un corrent oposat en la direcció del càtode. Aquest corrent oposat s’oposa al flux del corrent d’ànode i si el tiristor I _A - I _P <I _H s’apagarà.

On I _A és el corrent d'ànode, I _P és el corrent d'impuls i I _H manté el corrent de manteniment.