Was Ist Ein Thyristor-Module?
Ein Thyristor-Module ist ein Produkt, das einen Thyristor, eines der gleichrichtenden Halbleiterelemente, mit einem Stromübertragungskreis und anderen Komponenten für die jeweilige Anwendung integriert und aus Gründen der Benutzerfreundlichkeit nach modularen Spezifikationen hergestellt wird.
Thyristormodule werden eingesetzt, wenn in einer bestimmten Schaltung ein Schaltmechanismus als Reaktion auf ein Eingangssignal erforderlich ist. Im Allgemeinen werden sie als Relaiskomponenten in den Schaltkreisen eingesetzt, und Dioden und Triacs verhalten sich ähnlich.
Je nach dem Prozess, den Sie implementieren möchten, können Sie die gewünschte Ausgabe für verschiedene Eingänge steuern, indem Sie verschiedene Module mit unterschiedlichen Ausgängen für verschiedene Eingangssignale verwenden.
Verwendungszwecke von Thyristor-Modulen
Thyristor-Module werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. als Einschaltstromschutz in Hochleistungs-Wechselrichterschaltungen, zur Leistungssteuerung in stromführenden Industrieanlagen und zur Motorsteuerung in Zügen. Sie spielen die Rolle eines Schalters und werden in Situationen eingesetzt, in denen Schaltungsentwickler die Eigenschaft nutzen wollen, dass sie, wenn sie einmal leiten, so lange leiten, bis der zu diesem Zeitpunkt erzeugte Strom abläuft.
Ein bekanntes Beispiel sind Thyristoren, die in Blitzgeräten von Kameras eingesetzt werden. Der Blitz muss in dem Moment, in dem der Schalter gedrückt wird, Licht abgeben und so lange leuchten, bis die Ladung vollständig entladen ist.
Wenn man versucht, eine solche Bewegung mit nur einem sich öffnenden und schließenden Kontakt auszudrücken, kann ein Thyristor-Module leicht implementiert werden.
Prinzip des Thyristor-Moduls
Das Prinzip des Thyristor-Moduls besteht darin, dass ein Thyristor, ein gleichrichtendes Element, das durch Anlegen einer Gate-Vorspannung arbeitet, durch die Integration eines Gehäuses mit guter Wärmeableitung und einer Stromumleitungsschaltung, die das Gate ausschaltet, einfach zu verwenden ist, um einen Stromkreis in Geräten, die große Ströme verarbeiten, leicht zu unterbrechen.
Die interne Struktur eines Thyristors besteht aus einer Diode, an die ein Anschluss, der so genannte Gate-Anschluss, angeschlossen ist, und ist durch eine PNPN-Vierschichtstruktur gekennzeichnet. Thyristoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie erst dann leiten, wenn eine positive Vorspannung von der Anodenseite zur Kathodenseite im Stromkreis angelegt wird und ein Gatestrom fließt.
Sobald ein Gatestrom fließt, geht der Thyristor wie eine Diode in den leitenden Zustand über und leitet so lange, bis die Vorspannung von der Anodenseite zur Kathodenseite negativ wird oder der Gatestrom Null wird. Thyristoren leiten übrigens nur in einer Vorspannungsrichtung, aber wenn man möchte, dass der Gatestrom gegen eine Vorspannung in beide Richtungen fließt, verwendet man einen Triac mit einer in beiden Richtungen installierten Thyristorstruktur.
Weitere Informationen über Thyristor-Module
1. Thyristor-Stromübertragungsschaltung
Thyristoren, die im Wechselstrombetrieb ihr Gate beim Nulldurchgang zuverlässig abschalten können, lassen sich im Gleichstrombetrieb nach dem Einschalten des Gates nicht abschalten. In diesem Fall wird häufig eine Schaltung verwendet, die als Nebenschlussschaltung bezeichnet wird.
Eine Stromableitungsschaltung ist eine Schaltung, bei der ein Thyristor zur Stromableitung und ein RC-Glied parallel zur Hauptleitung geschaltet sind und der Strom in der Hauptleitung durch Einschalten der Gate-Vorspannung des Thyristors abgesaugt wird. Diese Schaltung wird häufig bei Anwendungen mit hoher Leistung eingesetzt.
2. GTO-Thyristor und GCT-Thyristor
GTO steht für Gate Turn Off und GCT für Gate Commutated Turn Off. Bei GTOs fließt beispielsweise ein negativer Strom durch das Gate, um freie Elektronen zwischen Anode und Kathode zu ziehen, wodurch der Strom abgeschaltet wird.
Es muss jedoch eine ausreichende Stromkapazität gewährleistet sein, und es ist ein Hochstrom-Gate-Schaltkreis für die Abschaltung erforderlich.
3. Umwandlungstrends bei IGBT und Si-C-MOSFET
Thyristor-Module sind als Teil von Leistungsmodulen immer noch weit verbreitet, aber sie werden durch leistungsstarke IGBT-Module und SiC-MOSFETs ersetzt, die heutzutage den Hauptanteil der Leistungsgeräte der nächsten Generation ausmachen.
In Schienenfahrzeugen und anderen Bereichen, in denen große Mengen an Strom verarbeitet werden, sind sie jedoch nach wie vor erforderlich, und es gibt modulartige Verbundprodukte, die Thyristor-Module beispielsweise zur Steuerung der sehr großen Einschaltströme in IGBT-Modulen verwenden.