Qu’est-ce qu’un module à thyristor ?
Les modules thyristors sont des produits faciles à utiliser qui intègrent des thyristors, l’un des éléments redresseurs semi-conducteurs, à un circuit de transfert de courant et à d’autres composants adaptés à l’utilisation. Ils sont fabriqués selon des spécifications modulaires.
Les modules à thyristors sont utilisés lorsqu’il est nécessaire de fournir un mécanisme de commutation dans un certain circuit en réponse à un signal d’entrée. Généralement, ils sont incorporés en tant que composants de relais dans la conception des circuits, et les diodes et les triacs ont un comportement similaire.
En fonction du processus que vous souhaitez mettre en œuvre, vous pouvez contrôler la sortie que vous souhaitez obtenir pour différentes entrées en utilisant différents modules avec différentes sorties pour différents signaux d’entrée.
Utilisations des modules à thyristors
Les modules à thyristors sont utilisés dans un large éventail de situations, telles que la protection contre les courants d’appel dans les circuits d’onduleurs de grande puissance, le contrôle de la puissance dans les équipements industriels porteurs de courant et la commande des moteurs dans les trains. Ils jouent le rôle d’un interrupteur et sont incorporés dans des situations où les concepteurs de circuits veulent utiliser la caractéristique selon laquelle une fois qu’ils sont conducteurs, ils continuent à l’être jusqu’à ce que le courant généré à ce moment-là s’épuise.
Par exemple, les thyristors sont utilisés dans les flashs des appareils photo. Le flash doit émettre de la lumière au moment où l’on appuie sur l’interrupteur et continuer à briller jusqu’à ce que la charge soit complètement déchargée.
Lorsqu’on essaie d’exprimer un tel mouvement avec un seul contact qui s’ouvre et se ferme, un module à thyristor peut être facilement mis en œuvre.
Principe du module à thyristor
Le principe du module à thyristor est de faciliter l’utilisation du thyristor, élément redresseur fonctionnant par application d’une polarisation de la grille, en intégrant un boîtier à bonne dissipation thermique et un circuit de dérivation du courant qui éteint la grille. Cela interrompt facilement un circuit dans les équipements qui gèrent des courants importants.
La structure interne d’un thyristor est constituée d’une diode à laquelle est ajoutée une borne appelée borne de grille, et se caractérise par une structure PNPN à quatre couches. Les thyristors sont caractérisés par le fait qu’ils ne conduisent pas tant qu’une polarisation positive n’est pas appliquée du côté de l’anode au côté de la cathode dans le circuit et qu’un courant de grille ne circule pas.
Une fois que le courant de grille circule, le thyristor, comme une diode, entre dans un état de conduction et continue à conduire jusqu’à ce que la polarisation entre le côté anode et le côté cathode devienne négative ou que le courant de grille devienne nul. Par ailleurs, les thyristors ne conduisent que dans un seul sens de polarisation, mais si l’on souhaite que le courant de grille circule contre une polarisation dans les deux sens, on utilise un triac avec une structure de thyristor installée dans les deux sens.
Autres informations sur les modules à thyristors
1. Circuit de transfert de courant à thyristor
Les thyristors, qui peuvent déconnecter de manière fiable leur grille au passage par zéro en fonctionnement alternatif, ne peuvent pas être déconnectés après que la grille a été activée en fonctionnement continu. Dans ce cas, un circuit appelé circuit de dérivation est souvent utilisé.
Un circuit de dérivation de courant est un circuit dans lequel un thyristor pour la dérivation de courant et un circuit RC sont installés en parallèle avec la ligne principale et le courant dans la ligne principale est aspiré en commutant la polarisation de la grille du thyristor. Ce circuit est souvent utilisé dans les applications à haute puissance.
2. Thyristor GTO et thyristor GCT
GTO signifie Gate Turn Off et GCT signifie Gate Commutated Turn Off. Par exemple, dans le cas des GTO, un courant négatif circule à travers la grille pour attirer les électrons libres entre l’anode et la cathode, ce qui a pour effet de couper le courant.
Cependant, il faut garantir une capacité de courant suffisante et un circuit de grille à courant élevé pour la coupure du courant.
3. Tendances de conversion des IGBT et des Si-C-MOSFET
Les modules à thyristors sont encore largement utilisés dans les modules de puissance, mais ils sont remplacés par des modules IGBT et des SiC-MOSFET à haute performance. Ces derniers constituent aujourd’hui le courant dominant des dispositifs de puissance de la prochaine génération.
Cependant, ils restent un module nécessaire pour les véhicules ferroviaires et d’autres domaines qui gèrent une puissance élevée. Il existe des produits composites de type module qui utilisent des modules à thyristors, par exemple, pour contrôler les très grands courants d’appel des modules à IGBT.