Čo je tyristor?

Tyristor je polovodičová súčiastka používaná na spínanie a riadenie toku elektrického prúdu. Tyristor, známy aj ako kremíkom riadený usmerňovač (SCR), je robustná elektronická súčiastka používaná v aplikáciách s vysokým prietokom prúdu. Pozostávajú zo štyroch vrstiev striedajúcich sa polovodičových materiálov typu n a p, ktoré sú vybavené anódou, katódou a hradlom. Tyristory začnú viesť, keď dostanú dané napätie na svorku hradla, a v závislosti od niekoľkých premenných budú pokračovať vo vedení, aj keď sa napätie hradla odstráni. Tieto prevádzkové veličiny a široký rozsah menovitých výkonov robia z tyristorov mimoriadne užitočné regulátory prúdu.

adobestock_5464718211Hoci tyristory https://www.tme.eu/sk/katalog/tyristory_19/ možno vo všeobecnosti klasifikovať ako jednoduché zariadenia na spínanie prúdu, rozsah prevádzkových premenných, ktorými disponujú, ich robí veľmi užitočnými v mnohých riadiacich aplikáciách. Tyristory sú v podstate vysokoprúdové spínacie zariadenia zložené zo štyroch striedajúcich sa p a n vrstiev. Anóda sa nachádza na prvej p vrstve, svorka hradla na druhej p vrstve a katóda na poslednej n vrstve. V stave nečinnosti nedochádza k prenosu prúdu cez anódovú/katódovú cestu. Na zapnutie prvku a vedenie prúdu je potrebné na hradlovú vrstvu priložiť napätie pevnej hodnoty.

Skutočnosť, že prvok sa neaktivuje, ak napätie hradla klesne pod jeho prahovú hodnotu, je jednou z užitočných veličín, ktoré tyristor má. To umožňuje presné riadenie spínacích podmienok prvku. Keď je tyristor zapnutý, zostane aktívny aj vtedy, keď sa napätie hradla odpojí a pretekajúci prúd neklesne pod hodnotu udržiavania prvku. Toto známe udržiavacie napätie je ďalšou užitočnou vlastnosťou tyristorov. Ak hodnota anódového napätia klesne pod udržiavacie napätie, tyristor sa nezapne, aj keď dostane impulz na hradlo.

Tyristory dokážu pohodlne zvládnuť veľmi vysoké hodnoty napätia a prúdu. Bežne sa používajú v regulátoroch striedavého prúdu s nulovou sekvenciou, napájacích zdrojoch, regulátoroch napájaných fázami a zariadeniach na prenos energie na veľké vzdialenosti. Posledná aplikácia zahŕňa obrovské banky tyristorov usporiadaných v konfiguráciách Graetzovho mostíka, ktoré sú schopné spoľahlivo spínať výkony niekoľkých megawattov (1 000 000 wattov). Na druhom konci stupnice sa v malých zdrojoch striedavého a jednosmerného prúdu môžu používať tyristory s výkonom 20 W alebo menej. Táto flexibilita a rozsah menovitých výkonov robí z tyristora jeden z najužitočnejších regulátorov prúdu v arzenáli konštruktéra obvodov.