E26 Thyristor Grundlagen Eine Vierschichtdiode besteht aus einer Abfolge von vier verschieden dotierten Halbleiterschichten. Grundsätzlich ist ein Thyristor genauso aufgebaut, besitzt aber zusätzlich zur Anode und Kathode eine Gate- oder Steuerelektrode. Die Kennlinie der Vierschichtdiode entspricht im Wesentlichen der eines Thyristors mit nicht angeschlossener Gateelektrode, d.h. πΌπΊ = 0. ID A IF G K URM IG>0 IH UR UF IG=0 UDM UD IR Abb. 1 Kennlinie eines Thyristors Bei Rückwärtsbeanspruchung, d.h. die Polung der angelegten Spannung ππ erfolgt in Sperrrichtung, fließt nur ein sehr geringer Sperrstrom. Beim Überschreiten einer maximalen Sperrspannung ππ π zündet der Thyristor unkontrolliert, der Sperrstrom πΌπ steigt stark an und kann zur Zerstörung des Thyristors führen. Auch bei Polung in Durchlassrichtung fließt nur ein geringer Sperrstrom πΌπ· , der Thyristor blockiert. Beim Erhöhen der Spannung ππ· bis zur Nullkippspannung ππ·π zündet der Thyristor, er wird niederohmig. Der sich einstellende Strom πΌπΉ hängt von der Außenbeschaltung ab und fließt trotz der nur noch kleinen Restspannung ππΉ zwischen Anode und Kathode weiter. Zum Löschen des Thyristors muß der Strom πΌπΉ den Haltestrom πΌπ» , zumindest kurzzeitig, unterschreiten. E26, 3/07, S.1 Eine symmetrische Kennline erhält man im Prinzip durch Antiparallelschaltung zweier Vierschichtdioden oder Thyristoren, praktisch durch eine Fünfschichtdiode. Dieses Bauelement bezeichnet man als Diac oder, wenn eine gemeinsame Gateelektrode vorhanden ist, als Triac. Die Zündung eines Thyristors oder Triacs kann auch unterhalb der Nullkippspannung durch Stromfluß πΌπΊ in die Gateelektrode erfolgen. Auf Grund der Sperrschichtkapazitäten πΆ fließt auch bei zeitlicher Änderung der Spannung ππ· ein dem Gatestrom in der Wirkung vergleichbarer Ladestrom πΌ = πΆ β πππ· /ππ‘ und kann zur Zündung der Vielschichtdiode führen. Versuchsvorbereitung - Aufbau und Anwendung von Diacs, Thyristoren und Triacs - Effektivwerte, Phasenanschnittsteuerung, Wellenpaketsteuerung - Berechnen Sie den Effektivwert eines phasenanschnittgesteuerten Stromes πΌπππ π in Abhängigkeit vom Anschnittwinkel π. - Wie groß ist beim Tiefpass die Phasenverschiebung π zwischen der Eingangsspannung ππΈ π‘ = ππΈ0 sin ππ‘ und der Ausgangsspannung ππ΄ π‘ = ππ΄0 sin ππ‘ + π ? Stellen Sie eine Gleichung zur Berechnung der Phasenverschiebung π bis zum Erreichen eines bestimmten Spannungswertes ππ in der Ausgangsspannung auf. U UE0 UA0 UZ οͺο οͺ E26, 3/07, S.2 Aufgaben - Bestimmen Sie die Kennlinie eines Thyristors. Messen Sie πΌπ· ππ· bzw. πΌπΉ ππΉ für verschiedene πΌπΊ und πΌπ ππ ! Ermitteln Sie den zur Zündung notwendigen Gatestrom πΌπ bzw. die zugehörige Spannung ππ . Stellen Sie Ihre Meßwerte grafisch dar. - Messen Sie die Gate-Schaltzeit π‘πΊ des Thyristors. Der Thyristor wird dazu mit einer pulsierenden Gleichspannung, aus der auch der Gatestrom abgeleitet wird, über einen geeigneten Vorwiderstand betrieben. Die Schaltzeit kann dann oszillografisch ermittelt werden. - Ermitteln Sie die zur Zündung führende Anstiegsgeschwindigkeit der am Thyristor anliegenden Spannung. Betreiben Sie dazu den Thyristor mit einer sinusförmigen Spannung. Ermitteln Sie die zur Zündung führende Anstiegsgeschwindigkeit aus der zur Zündung führenden Frequenz der Spannung. - Bauen Sie eine Phasenanschnittsteuerung mit einem Thyristor bzw. mit einem Triac (Abb.2) auf. Berechnen Sie π und πΆ so, dass ein möglichst großer Regelbereich realisiert wird. (siehe Versuchsvorbereitung und Messung von ππ ) R Thyristor bzw. Triac C Abb. 2 Schaltung zur Phasenanschnittsteuerung Bestimmen Sie den möglichen Bereich des Phasenanschnittwinkels π. Messen Sie den Effektivwert des Stromes πΌπππ π . Vergleichen Sie mit den zu erwartenden Werten. (Versuchsvorbereitung) - Untersuchen Sie die Spannung am Verbraucher hinsichtlich zu erwartender Oberwellen. E26, 3/07, S.3
© Copyright 2024 ExpyDoc
