为了打开晶闸管,有多种触发方法,其中在其栅极端子处施加触发脉冲。同样,有多种关闭晶闸管的技术,这些技术称为晶闸管换向 技术。可以通过将晶闸管从正向导通状态恢复到正向阻塞状态来实现。为了使晶闸管进入正向阻塞状态,正向电流减小到保持电流以下。为了进行功率调节和功率控制,必须将导电晶闸管正确换向。
在本教程中,我们将介绍各种晶闸管换向技术。我们已经在上一篇文章中介绍了晶闸管及其触发方法。
晶闸管换向主要有两种技术:自然和强制。强制换向技术进一步分为五类,分别是A,B,C,D和E类。
以下是分类:
- 自然换向
- 强制换向
- A类:自换向或负载换向
- B类:共振脉冲换向
- C类:互补换向
- D类:脉冲换向
- E类:外部脉冲换向
自然换向
自然换向仅在交流电路中发生,因此命名为自然换向,因为它不需要任何外部电路。当正周期达到零且阳极电流为零时,立即在晶闸管上施加反向电压(负周期),从而使晶闸管截止。
自然换向发生在交流电压控制器,循环转换器和相位控制整流器中。
强制换向
众所周知,直流电路中没有自然的零电流像自然换向一样。因此,强制换向用于直流电路,也称为直流换向。它需要诸如电感和电容之类的换向元件,以将晶闸管的阳极电流强制降低到保持电流值以下,这就是为什么将其称为强制换向的原因。在斩波器和逆变器电路中主要使用强制换向。强制换向分为六类,下面说明:
1. A类:自换向或负载换向
A类也称为“自换向”,它是所有晶闸管换向技术中最常用的技术之一。在下面的电路中,电感器,电容器和电阻器在阻尼电路下形成二阶。
当我们开始向电路提供输入电压时,晶闸管将不会导通,因为它需要栅极脉冲来导通。现在,当晶闸管导通或正向偏置时,电流将流过电感器并将电容器充电至其峰值或等于输入电压。现在,随着电容器充满电,电感器极性反转,电感器开始与电流相反。因此,输出电流开始减小并达到零。此时,电流低于晶闸管的保持电流,因此晶闸管截止。
2. B类:
B类换向也称为谐振脉冲换向。B类和A类电路之间只有很小的变化。在B类中,LC谐振电路并联连接,而在A类中则串联。
现在,当我们施加输入电压时,电容器开始充电至输入电压(Vs),晶闸管保持反向偏置,直到施加栅极脉冲为止。当我们施加选通脉冲时,晶闸管导通,现在电流开始双向流动。但是,由于其大电抗,因此恒定负载电流流经串联连接的电阻和电感。
然后,正弦电流流过LC谐振电路,以反极性为电容器充电。因此,晶闸管两端出现反向电压,这导致电流Ic(换向电流)与阳极电流I A的流动相反。因此,由于该相反的换向电流,当阳极电流变得小于保持电流时,晶闸管截止。
3. C类:
C类换向也称为互补换向。如下面的电路所示,并联有两个晶闸管,一个是主晶闸管,另一个是辅助晶闸管。
最初,晶闸管都处于关断状态,电容器两端的电压也为零。现在,当将栅极脉冲施加到主晶闸管时,电流将开始从两条路径流动,一条来自R1-T1,另一条来自R2-C-T1。因此,电容器也以板B为正且板A为负的极性开始充电至等于输入电压的峰值。
现在,当栅极脉冲施加到晶闸管T2时,它导通,并且在晶闸管T1两端出现负极性,这导致T1截止。并且,电容器开始以相反极性充电。简单地说,当T1打开时,它关闭T2;当T2打开时,它关闭T1。
4. D类:
D类换向也称为脉冲换向或电压换向。作为C类,D类换向电路也由两个晶闸管T1和T2组成,分别称为主和辅助。此处,二极管,电感器和辅助晶闸管构成换向电路。
最初,晶闸管都处于截止状态,电容器C两端的电压也为零。现在,当我们施加输入电压并触发晶闸管T1时,负载电流开始流过它。并且,电容器以极板A负极和极板B正极的极性开始充电。
现在,当我们触发辅助晶闸管T2时,主晶闸管T1关断,电容器开始以相反极性充电。当它充满电时,它将使辅助晶闸管T2关断,因为当电容器充满电时,电容器不允许电流流过它。
因此,输出电流也将为零,因为在此阶段,由于两个晶闸管均处于OFF状态。
5. E类:
E类换向也称为外部脉冲换向。现在,您可以在电路图中看到晶闸管已经处于正向偏置状态。因此,当我们触发晶闸管时,电流将出现在负载处。
电路中的电容器用于晶闸管的dv / dt保护,脉冲变压器用于关断晶闸管。
现在,当我们通过脉冲变压器提供脉冲时,相反的电流将沿阴极方向流动。该反向电流与阳极电流相反,如果I A – I P <I H晶闸管将关断。
其中 I A 是阳极电流, I P 是脉冲电流, I H 是保持电流。