Thyristors standaard of op maat

Thyristors zijn halfgeleiderelementen die gebruikt worden als regelbare schakelaars. Ze kunnen zich in een van de volgende twee toestanden bevinden: de geleidende toestand, waarin ze stroom doorlaten, of de niet-geleidende toestand, waarin ze de stroom blokkeren. Thyristors worden in veel toepassingen in de vermogenselektronica gebruikt vanwege hun vermogen om hoge spanningen en stromen te regelen. Ze worden gebruikt in omvormers, in de besturing van elektromotoren en in de vermogensregeling van verlichtingssystemen. Een thyristor wordt geactiveerd door een stuursignaal aan de gate, maar blijft in een geleidende toestand, zelfs nadat dit signaal is verwijderd, totdat de stroom die er doorheen loopt onder een bepaalde waarde valt.

Thyristoren worden gebruikt omdat ze efficiënt hoge spanningen en stromen kunnen schakelen, waardoor ze bijzonder geschikt zijn voor toepassingen in de vermogenselektronica. Ze bieden een robuuste en betrouwbare manier om elektrische energie te regelen en te reguleren, wat van groot belang is in de industrie en energievoorziening. Thyristors kunnen de efficiëntie van elektrische systemen helpen verbeteren door verliezen te beperken en een nauwkeurige regeling mogelijk te maken. Ze zijn ook duurzaam en zeer betrouwbaar, wat resulteert in lagere onderhouds- en vervangingskosten. Hun vermogen om snel te schakelen terwijl ze grote hoeveelheden energie verwerken, maakt ze onmisbaar voor moderne elektronische toepassingen.

Een thyristor heeft vier lagen afwisselend p- en n-gedoteerd halfgeleidermateriaal, waardoor hij twee p-n juncties meer heeft dan een conventionele diode. Door deze structuur kan de thyristor in een niet-geleidende of geleidende toestand zijn, afhankelijk van de toepassing van een stuurspanning op de gate. Wanneer een geschikt stuursignaal wordt toegepast op de gate, zorgt dit ervoor dat de thyristor verandert van een hoge weerstand naar een lage weerstand, waardoor er stroom door het apparaat kan stromen. De thyristor blijft in de geleidende toestand, zelfs als het gatesignaal wordt verwijderd, zolang er stroom doorheen vloeit. Om de thyristor terug te schakelen naar de niet-geleidende toestand, moet de stroom worden onderbroken of verlaagd tot onder een bepaalde houdstroom.

Thyristors worden gebruikt in verschillende toepassingen die een efficiënte regeling van een hoog vermogen vereisen. Ze zijn te vinden in stroomtransmissie en -distributie, waar ze worden gebruikt om hoogspanningsgelijkstroomtransmissiesystemen (HVDC) te regelen. In de industriële automatisering regelen thyristors processen door motoren te reguleren, verwarmingselementen te regelen en worden ze gebruikt in vermogensomzetters. Ze spelen ook een belangrijke rol in consumentenelektronica, bijvoorbeeld bij het regelen van het vermogen in audioversterkers. Ze worden ook gebruikt in spoorwegtechnologie om tractiemotoren te regelen en in de auto-industrie in elektrische aandrijvingen.

Er zijn verschillende typen thyristors die verschillen in hun functie en toepassing. De standaard thyristor, vaak kortweg thyristor genoemd, is ontworpen voor de basisfunctie van in- en uitschakelen. TRIAC's (Triode for Alternating Current) zijn thyristoren die geschikt zijn voor wisselstroomtoepassingen en in beide richtingen kunnen geleiden. GTO's (Gate Turn-Off Thyristors) kunnen niet alleen worden ingeschakeld door een signaal aan de gate, maar ook weer worden uitgeschakeld, waardoor ze flexibeler in gebruik zijn. MCT's (MOS Controlled Thyristors) combineren thyristortechnologie met MOSFET-poorten om een betere controle mogelijk te maken. Tot slot zijn er SCS'en (Silicon Controlled Switches), die op dezelfde manier werken als thyristoren maar ontworpen zijn voor specifieke toepassingen met een laag vermogen.