Retificadores controlados - dispositivo, esquemas, princípio de operação

Os retificadores controlados são usados ​​para regular a tensão de saída em circuitos CA retificados. Juntamente com outros métodos de controle da tensão de saída após o retificador, como LATR ou reostato, um retificador controlado permite obter maior eficiência com alta confiabilidade do circuito, o que não pode ser dito para a regulação usando LATR ou reostato.

O uso de válvulas controladas é mais progressivo e muito menos complicado. Os tiristores são mais adequados para o papel de válvulas controladas.

No estado inicial, o tiristor está travado e possui dois possíveis estados estáveis: fechado e aberto (conduzindo).Se a tensão da fonte for maior que o ponto de operação inferior do tiristor, quando um pulso de corrente for aplicado ao eletrodo de controle, o tiristor entrará em um estado de condução e os pulsos subsequentes aplicados ao eletrodo de controle não afetarão a corrente do ânodo em de qualquer forma, ou seja, o circuito de controle é responsável apenas por abrir o tiristor, mas não por fechá-lo. Pode-se argumentar que os tiristores têm um aumento significativo de potência.

Para desligar o tiristor, é necessário reduzir sua corrente anódica para que fique menor que a corrente de retenção, o que é obtido diminuindo a tensão de alimentação ou aumentando a resistência de carga.

Os tiristores no estado aberto são capazes de conduzir correntes de até várias centenas de amperes, mas, ao mesmo tempo, os tiristores são bastante inerciais. O tempo de ativação do tiristor é de 100 ns a 10 μs e o tempo de desligamento é dez vezes maior - de 1 μs a 100 μs.

Para que o tiristor funcione de maneira confiável, a taxa de aumento da tensão do ânodo não deve exceder 10 - 500 V / μs, dependendo do modelo do componente, caso contrário, pode ocorrer comutação falsa devido à ação da corrente capacitiva através das junções pn .

Para evitar comutações falsas, o eletrodo de controle do tiristor é sempre desviado com um resistor, cuja resistência geralmente está na faixa de 51 a 1500 ohms.

Além dos tiristores, outros são utilizados para regular a tensão de saída nos retificadores. dispositivos semicondutores: triacs, dinistores e tiristores lock-in. Os dinistores são ligados pela tensão aplicada ao ânodo e possuem dois eletrodos, como diodos.

Os triacs se distinguem pela capacidade de incluir pulsos de controle pelo menos em relação ao ânodo, pelo menos em relação ao cátodo, mas todos esses dispositivos, como tiristores, são desligados reduzindo a corrente do ânodo a um valor abaixo da corrente de retenção. Quanto aos tiristores bloqueáveis, eles podem ser bloqueados aplicando uma corrente de polaridade reversa ao eletrodo de controle, mas o ganho ao desligar é dez vezes menor do que ao ligar.

Tiristores, triacs, dinistores, tiristores controláveis ​​- todos esses dispositivos são usados ​​em fontes de alimentação e em circuitos de automação para regular e estabilizar tensão e energia, bem como para fins de proteção.

Como regra, tiristores são usados ​​em vez de diodos em circuitos de retificação controlados. Em pontes monofásicas, o ponto de comutação do diodo e o ponto de comutação do tiristor são diferentes, existe uma diferença de fase entre eles, que pode ser refletida considerando o ângulo.

A componente CC da tensão de carga não é linearmente relacionada a este ângulo porque a tensão de alimentação é inerentemente senoidal. A componente CC da tensão de carga conectada após o retificador regulado pode ser encontrada pela fórmula:

A característica de controle de um retificador controlado por tiristor mostra a dependência da tensão de saída da carga da fase (no ângulo de ativação) da ponte:

Com uma carga indutiva, a corrente através dos tiristores terá uma forma retangular e, em um ângulo maior que zero, a corrente será extraída devido à ação do EMF auto-induzido da indutância da carga.

Nesse caso, o harmônico fundamental da corrente da rede será deslocado em relação à tensão em um determinado ângulo. Para remover a fixação, é usado um diodo zero, através do qual a corrente pode ser fechada e dar um deslocamento menor que a metade do ângulo da ponte.

Para reduzir o número de semicondutores, eles recorrem a um circuito retificador controlável assimétrico, onde um par de diodos substitui um diodo neutro e o resultado é o mesmo.

Circuitos amplificadores também permitem o uso de tiristores. Tais esquemas permitem que você alcance maior eficiência. A tensão mínima é fornecida por diodos e a tensão aumentada é fornecida por tiristores. No caso de maior consumo, os diodos ficam fechados o tempo todo, e o ângulo de comutação do tiristor é sempre 0. A desvantagem do circuito é a necessidade de um enrolamento adicional do transformador.