(495)510-98-15
Меню
Главная »  Классификация электронных систем 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 [ 102 ] 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184

ГЛАВА ШЕСТАЯ

МАЛОМОЩНЫЕ УПРАВЛЯЕМЫЕ ИОННЫЕ ПРИБОРЫ И ТИРИСТОРЫ; ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В РЕЛЕЙНЫХ И КОММУТАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВАХ

§ 6.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИБОРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В РЕЛЕЙНЫХ И КОММУТАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВАХ

Приборы, используемые в релейных и коммутационных устройствах, а также в статических преобразователях тока, выполняют обычно функции управляемых электрических ключей (переключателей), замыкающих и размыкающих контролируемые ими цепи.

Такие ключи кроме высокой чувствительности к управлению должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) пропускать требующиеся прямые токи при минимальном падении напряжения и допустимом нагреве, когда прибор открыт (ключ замкнут);

2) выдерживать без пробоя возникающее на электродах прибора отрицательное напряжение, когда прибор заперт (ключ разомкнут). В области низких напряжений (до 100 в) и малых токах (до нескольких ампер) таким требованиям в достаточно высокой степени удовлетворяют, как показано в третьей главе, транзисторы. В области средних напряжений и широком диапазоне токов основным требованиям ключевых приборов в наибольшей степени удовлетворяют многослойные полупроводниковые приборы, называемые тиристорами. Внутреннее падение напряжения в них минимально (не превышает 1-1,5 в) при токах до 200-350 а. Обратные напряжения, выдерживаемые тиристорами, достаточно велики (до 1000 в и более в одном приборе) и, что особенно существенно, тиристоры имеют весьма большую долговечность.

В области более высоких напряжений (до нескольких десятков киловольт и выше) наряду с последовательно включаемыми тиристорами требованиям ключевых приборов удовлетворяют также два класса управляемых ионных приборов: 1) приборы с накаленным катодом, называемые тиратронами, выполняемые на токи до нескольких десятков ампер, и 2) приборы с ртутным катодом, называемые ртутными вентилями, выполняемые на токи до нескольких сот ампер и напряжения до 100 кв и более в одном приборе.



Средние значения прямого падения напряжения в тиратронах не превышают 10-15 в, а в ртутных вентилях - 20-30 в.

В качестве визуальных индикаторов и пересчетных элементов в релейных и коммутационных устройствах получили также широкое применение управляемые трех- и многоэлектродные приборы тлеющего разряда. К основным их классам относятся: 1) тиратроны, выполняющие релейные функции, 2) логитроны, выполняющие логические функции в дискретных системах двоичного счета, 3) декатроны, выполняющие счетные операции в десятичной системе исчисления, 4) декатронные коммутаторы, выполняющие функции переключателей в многоканальных системах связи, и 5) цифровые индикаторы, применяемые для визуального контроля количественных результатов наблюдения.

Основными факторами, стимулирующими такое многообразное применение приборов тлеющего разряда в устройствах промышленной электроники, являются:

а) световая индикация, позволяющая осуществлять одновременно с выполнением основных операций визуальный контроль за состоянием приборов и электрических цепей;

б) малые габариты приборов и малое потребление ими мощности;

в) отсутствие цепей накала катода, что облегчает условия эксплуатации устройств.

Кроме ознакомления с физическими свойствами всех названных выше типов маломощных ионных приборов и тиристоров, в настоящей главе описываются также основные схемы их применения в типовых релейных и коммутационных устройствах в релейной и коммутационной технике.

Класс мощных приборов (ионные вентили с ртутным катодом и силовые полупроводниковые диоды и тиристоры) рассматривается в следующей главе вместе с системами преобразования тока, в которых такие приборы применяются.

§ 6.2. ТИРАТРОНЫ С НАКАЛЕННЫМ КАТОДОМ

3 Действие сетки в ионных приборах

Структурная схема тиратрона с накаленным катодом представлена на рис. 6.1. Между анодом А и катодом К расположена управляющая сетка С. Функции ее, в принципе одинаковые у всех видов ионных приборов независимо от развивающегося в них разряда: несамостоятельного дугового (тиратроны с накаленным катодом), самостоятельного тлеющего разряда (тиратроны с безнакальным катодом) и самостоятельного дугового (ртутные вентили), - существенно отличаются от функций сетки в электронных лампах.

В электронных лампах управляющая сетка обладает, как мы Эидели в § 2.2, способностью непрерывно изменять величину элек-



тронного потока, проходящего через сеточные отверстия, изменяя тем самым мгновенные значения анодного тока.

В ионных приборах действие сетки более ограничено. С ее помощью может быть установлен момент зажигания разряда в приборе. После его возникновения действие сетки прекращается.

Установление момента зажигания разряда достигается сообщением сетке вначале значительного отрицательного потенциала по отношению к катоду и заменой на менее отрицательный или положительный (рис. 6.1, а).

Кроме отрицательного поля, создаваемого сеткой в пространстве сетка - катод, в это же пространство через сеточные отверстия проникает положительное поле анода, когда ему сообщается положительный потенциал по отношению к катоду.


Рис. 6.1. Схема действия сетки в ионном приборе:

а - до начала разряда; б - после его развития

Пока в пространстве сетка - катод, и в том числе в сеточных отверстиях, превалирует отрицательное поле, электроны, выходящие из катода, затормаживаются этим полем, в связи с чем число электронов, проникающих в пространство сетка - анод, ничтожно мало.

При замене значительного отрицательного потенциала на сетке менее отрицательным или более положительным сеточным потенциалом ± Uc электроны подвергаются действию слабо тормозящего или ускоряющего поля, в связи с чем в пространство сетка - анод проникает значительное число электронов. Попадая в это пространство, электроны ускоряются положительным полем анода. Электроны, приобретая энергию, достаточную для ионизации атомов газа, ионизируют их. Этим кладется начало развитию разряда. Дальнейшие этапы развития связаны с лавинообразным размножением носителей, которое и приводит к установлению в течение очень малого промежутка времени дугового разряда.

Разряд в тиратроне, как и в газотроне (см. § 1.3), относится к несамостоятельным дуговым, так как первичные агенты (электроны), обеспечивающие существование разряда, эмиттируются накаленным катодом, получающим мощность извне. Все физические



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 [ 102 ] 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.