Techniques de commutation des thyristors

Pour activer un thyristor, il existe diverses méthodes de déclenchement dans lesquelles une impulsion de déclenchement est appliquée à sa borne Gate. De même, il existe diverses techniques pour désactiver un thyristor, ces techniques sont appelées techniques de commutation des thyristors. Cela peut être fait en ramenant le thyristor dans l'état de blocage avant à partir de l'état de conduction avant. Pour amener le thyristor dans l'état de blocage avant, le courant direct est réduit en dessous du niveau de courant de maintien. Aux fins du conditionnement et de la commande de puissance, un thyristor conducteur doit être correctement commuté.

Dans ce tutoriel, nous expliquerons les différentes techniques de commutation des thyristors. Nous avons déjà expliqué Thyristor et ses méthodes de déclenchement dans notre article précédent.

Il existe principalement deux techniques de commutation à thyristors: naturelle et forcée. La technique de commutation forcée est divisée en cinq catégories qui sont les classes A, B, C, D et E.

Voici la classification:

• Commutation naturelle
• Commutation forcée
  • Classe A: commutation automatique ou de charge
  • Classe B: Commutation par impulsion résonante
  • Classe C: Commutation complémentaire
  • Classe D: commutation d'impulsion
  • Classe E: commutation d'impulsions externes

Commutation naturelle

La commutation naturelle se produit uniquement dans les circuits CA, et elle est nommée ainsi car elle ne nécessite aucun circuit externe. Lorsqu'un cycle positif atteint zéro et que le courant d'anode est nul, immédiatement une tension inverse (cycle négatif) est appliquée à travers le thyristor, ce qui provoque la désactivation du thyristor.

Une commutation naturelle se produit dans les contrôleurs de tension CA, les cycloconvertisseurs et les redresseurs à phase contrôlée.

Commutation forcée

Comme nous le savons, il n'y a pas de courant nul naturel dans les circuits CC comme une commutation naturelle. Ainsi, la commutation forcée est utilisée dans les circuits CC et elle est également appelée commutation CC. Cela nécessite des éléments de commutation tels que l'inductance et la capacité pour réduire de force le courant d'anode du thyristor en dessous de la valeur du courant de maintien, c'est pourquoi il est appelé commutation forcée. La commutation forcée est principalement utilisée dans les circuits Chopper et Inverter. La commutation forcée est divisée en six catégories, qui sont expliquées ci-dessous:

1. Classe A: commutation automatique ou en charge

La classe A est également appelée «auto-commutation» et c'est l'une des techniques les plus utilisées parmi toutes les techniques de commutation à thyristors. Dans le circuit ci-dessous, l'inductance, le condensateur et la résistance forment un second ordre sous circuit humide.

Lorsque nous commençons à fournir la tension d'entrée au circuit, le thyristor ne s'allumera pas, car il nécessite une impulsion de porte pour s'allumer. Maintenant, lorsque le thyristor est activé ou polarisé en direct, le courant circule à travers l'inducteur et charge le condensateur à sa valeur de crête ou égale à la tension d'entrée. Maintenant, lorsque le condensateur est complètement chargé, la polarité de l'inducteur s'inverse et l'inducteur commence à s'opposer au flux de courant. Pour cette raison, le courant de sortie commence à diminuer et à atteindre zéro. À ce moment, le courant est inférieur au courant de maintien du thyristor, donc le thyristor s'éteint.

2. Classe B:

La commutation de classe B est également appelée commutation par impulsion résonante. Il n'y a qu'un petit changement entre les circuits de classe B et de classe A. Dans la classe B, le circuit résonnant LC est connecté en parallèle tandis que dans la classe A, il est en série.

Maintenant, lorsque nous appliquons la tension d'entrée, le condensateur commence à se charger jusqu'à la tension d'entrée (Vs) et le thyristor reste polarisé jusqu'à ce que l'impulsion de grille soit appliquée. Lorsque nous appliquons l'impulsion de porte, le thyristor s'allume et maintenant le courant commence à circuler dans les deux sens. Mais le courant de charge constant traverse la résistance et l'inductance connectées en série, en raison de sa grande réactance.

Puis un courant sinusoïdal circule dans le circuit résonnant LC pour charger le condensateur avec la polarité inverse. Par conséquent, une tension inverse aux bornes du thyristor apparaît, ce qui provoque l'opposer à l'écoulement de l'anode de courant I de courant Ic (courant de commutation) _A. Par conséquent, en raison de ce courant de commutation opposé, lorsque le courant d'anode devient inférieur au courant de maintien, le thyristor s'éteint.

3. Classe C:

La commutation de classe C est également appelée commutation complémentaire. Comme vous pouvez le voir sur le circuit ci-dessous, il y a deux thyristors en parallèle, l'un est principal et l'autre est auxiliaire.

Au départ, les thyristors sont tous deux à l'état OFF et la tension aux bornes du condensateur est également nulle. Maintenant, lorsque l'impulsion de grille est appliquée au thyristor principal, le courant commencera à circuler à partir de deux chemins, l'un est de R1-T1 et le second est R2-C-T1. Par conséquent, le condensateur commence également à se charger à la valeur de crête égale à la tension d'entrée avec la polarité de la plaque B positive et de la plaque A négative.

Maintenant, lorsque l'impulsion de grille est appliquée au thyristor T2, elle s'active et une polarité négative du courant apparaît à travers le thyristor T1, ce qui provoque l'extinction de T1. Et, le condensateur commence à se charger avec la polarité inverse. Nous pouvons simplement dire que lorsque T1 s'allume, il éteint T2 et lorsque T2 s'allume, il éteint T1.

4. Classe D:

La commutation de classe D est également appelée commutation d'impulsion ou commutation de tension. En tant que classe C, le circuit de commutation de classe D se compose également de deux thyristors T1 et T2 et ils sont appelés respectivement principal et auxiliaire. Ici, la diode, l'inductance et le thyristor auxiliaire forment le circuit de commutation.

Initialement, les deux thyristors sont à l'état OFF et la tension aux bornes du condensateur C est également nulle. Maintenant que nous appliquons la tension d'entrée et déclenchons le thyristor T1, le courant de charge commence à le traverser. Et, le condensateur commence à se charger avec la polarité de la plaque A négative et de la plaque B positive.

Maintenant, lorsque nous déclenchons le thyristor auxiliaire T2, le thyristor principal T1 s'éteint et le condensateur commence à se charger avec la polarité opposée. Lorsqu'il est complètement chargé, il provoque la désactivation du thyristor auxiliaire T2, car un condensateur ne permet pas au courant de le traverser lorsqu'il est complètement chargé.

Par conséquent, le courant de sortie sera également nul car à ce stade, les deux thyristors sont à l'état OFF.

5. Classe E:

La commutation de classe E est également appelée commutation d'impulsion externe. Maintenant, vous pouvez voir sur le schéma de circuit, le thyristor est déjà en polarisation directe. Ainsi, lorsque nous déclenchons le thyristor, le courant apparaîtra à la charge.

Le condensateur dans le circuit est utilisé pour la protection dv / dt du thyristor et le transformateur d'impulsions est utilisé pour éteindre le thyristor.

Maintenant, lorsque nous donnons une impulsion à travers le transformateur d'impulsions, un courant opposé circulera dans la direction de la cathode. Ce courant opposé s'oppose au flux du courant d'anode et si I _A - I _P <I _{H, le} thyristor s'éteint.

Où I _A est le courant d'anode, I _P est le courant d'impulsion et I _H est le courant de maintien.