- Commutazione naturale
- Commutazione forzata
- 1. Classe A: commutazione automatica o del carico
- 2. Classe B:
- 3. Classe C:
- 4. Classe D:
- 5. Classe E:
Per attivare un tiristore, sono disponibili vari metodi di attivazione in cui viene applicato un impulso di attivazione al suo terminale Gate. Allo stesso modo, ci sono varie tecniche per spegnere un tiristore, queste tecniche sono chiamate tecniche di commutazione del tiristore. Può essere fatto riportando il tiristore nello stato di blocco in avanti dallo stato di conduzione in avanti. Per portare il tiristore nello stato di blocco diretto, la corrente diretta viene ridotta al di sotto del livello di corrente di mantenimento. Ai fini del condizionamento e del controllo della potenza, un tiristore conduttore deve essere commutato correttamente.
In questo tutorial, spiegheremo le varie tecniche di commutazione del tiristore. Abbiamo già spiegato il tiristore e i suoi metodi di attivazione nel nostro articolo precedente.
Esistono principalmente due tecniche per la commutazione a tiristori: naturale e forzata. La tecnica di commutazione forzata è ulteriormente suddivisa in cinque categorie che sono Classe A, B, C, D ed E.
Di seguito è la classificazione:
- Commutazione naturale
- Commutazione forzata
- Classe A: commutazione automatica o del carico
- Classe B: commutazione risonante-impulso
- Classe C: commutazione complementare
- Classe D: commutazione a impulsi
- Classe E: commutazione a impulsi esterni
Commutazione naturale
La commutazione naturale si verifica solo nei circuiti CA, ed è così chiamata perché non richiede alcun circuito esterno. Quando un ciclo positivo arriva a zero e la corrente anodica è zero, viene immediatamente applicata una tensione inversa (ciclo negativo) attraverso il tiristore che provoca lo spegnimento del tiristore.
Una commutazione naturale si verifica nei controller di tensione CA, nei cicloconvertitori e nei raddrizzatori a controllo di fase.
Commutazione forzata
Come sappiamo non esiste una corrente zero naturale nei circuiti CC come la commutazione naturale. Quindi, la commutazione forzata viene utilizzata nei circuiti CC ed è anche chiamata commutazione CC. Richiede elementi di commutazione come induttanza e capacità per ridurre con forza la corrente anodica del tiristore al di sotto del valore di corrente di mantenimento, ecco perché è chiamata commutazione forzata. La commutazione principalmente forzata viene utilizzata nei circuiti chopper e inverter. La commutazione forzata è suddivisa in sei categorie, spiegate di seguito:
1. Classe A: commutazione automatica o del carico
La Classe A è anche chiamata "Auto-commutazione" ed è una delle tecniche più utilizzate tra tutte le tecniche di commutazione a tiristori. Nel circuito sottostante, l'induttore, il condensatore e il resistore formano un secondo ordine sotto il circuito umido.
Quando iniziamo a fornire la tensione di ingresso al circuito, il tiristore non si accende, poiché richiede un impulso di gate per accendersi. Ora quando il tiristore si accende o è polarizzato in avanti, la corrente fluirà attraverso l'induttore e caricherà il condensatore al suo valore di picco o uguale alla tensione di ingresso. Ora, quando il condensatore si carica completamente, la polarità dell'induttore viene invertita e l'induttore inizia a opporsi al flusso di corrente. A causa di ciò, la corrente di uscita inizia a diminuire e raggiungere lo zero. In questo momento la corrente è inferiore alla corrente di mantenimento del tiristore, quindi il tiristore si spegne.
2. Classe B:
La commutazione di classe B è anche chiamata commutazione risonante-impulso. C'è solo un piccolo cambiamento tra il circuito di Classe B e quello di Classe A. In classe B il circuito risonante LC è collegato in parallelo mentre in classe A è in serie.
Ora, quando applichiamo la tensione di ingresso, il condensatore inizia a caricarsi fino alla tensione di ingresso (Vs) e il tiristore rimane polarizzato invertito finché non viene applicato l'impulso di gate. Quando applichiamo l'impulso di gate, il tiristore si accende e ora la corrente inizia a fluire da entrambe le direzioni. Ma poi la corrente di carico costante scorre attraverso la resistenza e l'induttanza collegate in serie, a causa della sua grande reattanza.
Quindi una corrente sinusoidale fluisce attraverso il circuito risonante LC per caricare il condensatore con la polarità inversa. Quindi, una tensione inversa appare attraverso il tiristore, che provoca la corrente Ic (corrente di commutazione) per opporsi al flusso della corrente anodica I A. Pertanto, a causa di questa corrente di commutazione opposta, quando la corrente anodica sta diventando inferiore alla corrente di mantenimento, il tiristore si spegne.
3. Classe C:
La commutazione di classe C è anche chiamata commutazione complementare. Come puoi vedere il circuito qui sotto, ci sono due tiristori in parallelo, uno è principale e un altro è ausiliario.
Inizialmente, entrambi i tiristori sono in condizione OFF e anche la tensione ai capi del condensatore è zero. Ora, quando l'impulso di gate viene applicato al tiristore principale, la corrente inizierà a fluire da due percorsi, uno proviene da R1-T1 e il secondo è R2-C-T1. Quindi, anche il condensatore inizia a caricarsi al valore di picco uguale alla tensione di ingresso con la polarità della piastra B positiva e della piastra A negativa.
Ora, quando l'impulso di gate viene applicato al tiristore T2, si accende e una polarità negativa di corrente appare attraverso il tiristore T1 che fa sì che T1 si spenga. E il condensatore inizia a caricarsi con la polarità inversa. Semplicemente possiamo dire che quando T1 si accende spegne T2 e quando T2 si accende spegne T1.
4. Classe D:
La commutazione di classe D è anche chiamata commutazione a impulsi o commutazione di tensione. Come classe C, anche il circuito di commutazione di classe D è costituito da due tiristori T1 e T2 e sono denominati rispettivamente come principale e ausiliario. Qui, diodo, induttore e tiristore ausiliario formano il circuito di commutazione.
Inizialmente, entrambi i tiristori sono in stato OFF e anche la tensione ai capi del condensatore C è zero. Ora quando applichiamo la tensione di ingresso e attiviamo il tiristore T1, la corrente di carico inizia a fluire attraverso di esso. E il condensatore inizia a caricarsi con la polarità della piastra A negativa e della piastra B positiva.
Ora, quando attiviamo il tiristore ausiliario T2, il tiristore principale T1 si spegne e il condensatore inizia a caricarsi con la polarità opposta. Quando è completamente carico, provoca lo spegnimento del tiristore ausiliario T2, poiché un condensatore non consente il flusso di corrente attraverso di esso quando è completamente carico.
Pertanto anche la corrente in uscita sarà nulla perché in questa fase a causa di entrambi i Tiristori sono in stato OFF.
5. Classe E:
La commutazione di classe E è anche chiamata commutazione a impulsi esterni. Ora, puoi vedere nello schema del circuito, il tiristore è già in polarizzazione diretta. Quindi, quando attiviamo il tiristore, la corrente apparirà al carico.
Il condensatore nel circuito viene utilizzato per la protezione du / dt del tiristore e il trasformatore di impulsi viene utilizzato per spegnere il tiristore.
Ora, quando diamo impulso attraverso il trasformatore di impulsi, una corrente opposta fluirà nella direzione del catodo. Questa corrente opposta si oppone al flusso della corrente anodica e se I A - I P <I H il tiristore si spegnerà.
Dove I A è la corrente anodica, I P è la corrente impulsiva e I H mantiene la corrente.