Der Thyristor - Projektlabor
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Der Thyristor Aydin Asri 1 Gliederung Der PN – Übergang Aufbau eines Thyristors Funktionsweise Grundschaltungen Triac Vor- und Nachteile des Thyristors Aydin Asri 2 PN - Übergang Mit angelegter Spannung Pluspol an der Kathode ---> Sperrrichtung ABER: Pluspol an der Anode ---> Durchlass-richtung (Driftstrom) Aydin Asri 3 Aufbau Der P-Gate Thyristor Symbol Schematische Darstellung Der N-Gate Thyristor: wechselnde Zonenfolge, mit 3 PN – Übergängen Aydin Asri 4 Funktionsweise Der Thyristor ist ein steuerbarer Gleichrichter. Er dient zum Schalten und Steuern von großen Leistungen. Er kann einen Nennstrom von bis zu 1200A und eine Nennspannung von bis zu 3kV schalten. Aydin Asri 5 Funktionsweise Mit angelegter Spannung Pluspol an der Anode: -1 Sperrschicht -Durchlassrichtung (Vorwärtsrichtung, Schaltrichtung) Pluspol an der Kathode: -2 Sperrschichten -Sperrrichtung (Rückwärtsrichtung) Aydin Asri 6 Funktionsweise Der Einfluss der Steuerdiode Die Steuerdiode muss positiv gegenüber der Kathode sein. In Durchlassrichtung: -Steuerstrom zum “Zünden“ zwischen 1 und 50mA -zum Zünden reicht ein Nadelimpuls -der Haltestrom darf nicht unterschritten werden Im Sperrbereich: ...leitet der Thyristor nie!!! Aydin Asri 7 Grundschaltungen Der T. als Schalter im Gleichstromkreis Regelung mit Steuerstrom: -Kondensatorlöschschaltung Regelung durch Außenspannung: -mit einem Hilfsthyristor -Die Schaltung kann komplett elektronisch betrieben werden, wenn die Taster durch Transistorkippverstärker ersetzt werden Aydin Asri 8 Grundschaltungen Beispiel für die Anwendung des Thyristors im Gleichstrombetrieb anhand einer Impulslängensteuerung Aydin Asri 9 Grundschaltungen Der Thyristor im Wechselstromkreis Der Thyristor wird in der Regel im Wechselstromkreis eingesetzt. Aus Wechselspannung wird eine pulsierende Gleichspannung. Die Wirkungsweise des Thyristors anhand von Zeitdiagrammen. Aydin Asri 10 Grundschaltungen Phasenanschnitt durch zeitlich verschobene Impulse Die zeitliche Verschiebung des Zündimpulses entspricht einer Phasenverschiebung, deren Wert als Zünd - oder Steuerwinkel bezeichnet wird. Aydin Asri 11 Grundschaltungen Steuerung eines Thyristors mithilfe einer phasenverschobenen Wechselspannung. Die Phasenlage lässt sich durch ein Potentiometer zwischen 5° bis 175° einstellen. Aydin Asri 12 Triac Dieses Bauteil ist im Prinzip eine Kombination aus zwei Thyristoren. Der Triac lässt beide Stromrichtungen zu. Aydin Asri 13 Zusammenfassung - - - - - Vorteile große Leistungen können geschaltet und gesteuert werden geringer Raumbedarf kleine Durchlasswiderstände hohe Sperrwiderstände absolute Wartungsfreiheit keine Funkenbildung - - Nachteile geringe Wärmekapazität der einzelnen Thyristoren Kühlkörper sind oft erforderlich Aydin Asri 14 Quellen Jean Pütz (Hrg.) „Einführung in die Elektronik“ (Frankfurt am Main, 1975) S. 269-291 Bilder: PN-Übergang http://lexikon.meyers.de/meyers/Halbleiter Thyristor http://www.radioelectronics.com/info/data/semicond/thyristor/thyristor.php und http://ourworld.compuserve.com/homepages/g_Knott/scr.gif Die restlichen Bilder sind aus den Buch Jean Pütz (Hrg.) „Einführung in die Elektronik“ (Frankfurt am Main, 1975) Aydin Asri 15
