Thyristor bei Gleichspannung - Verständnisfrage

OP #4959519
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Hallo zusammen,

Ich habe ein kleines Verständnisproblem zum Bauteil Thyristor.

Ich möchte eine Schaltung wie die auf folgender Seite unter Versuch 3 
beschrieben wird in einem Simulator nachbauen.

Ich möchte den Thyristor mit einem Taster zünden/durchschalten und mit 
einem zweiten Taster wieder löschen.

Ich hab das Ganze mal grob in einem Simulator aufgebaut und den 
Thyristor wie sonst beschrieben 
(https://de.wikipedia.org/wiki/Thyristor) anhand zweier Transistoren 
nachgebaut.

Ich hab jetzt erwartet, dass mein Nachbau den Stromfluss sperren und am 
Widerstand keine Spannung abfallen und somit auch kein Strom fließen 
würde.

Kann mir jemand sagen wo mein Denkfehler liegt?
Und welches Grundverständnis mir fehlt, dass ich nicht ohne weitere 
Hilfe dahinter komme?

Vielen Dank!

Liebe Grüße,
Aaron E
#4959597
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Aaron E. schrieb:
> Kann mir jemand sagen wo mein Denkfehler liegt?
> Und welches Grundverständnis mir fehlt, dass ich nicht ohne weitere
> Hilfe dahinter komme?

Das Ersatzschaltbild aus zwei komplementären Transistoren ist eben kein 
richtiger Thyristor.
Insbesondere ist die Stromverstärkung der Transistoren viel zu hoch, so 
daß die Anordnung schon durch die Restströme der Transistoren zünden 
kann.

In der Praxis funktioniert die Schaltung meist so, wie du es dir 
vorstellst -sie sperrt-, aber sie ist ausgesprochen kitzelig.
Schon der plötzliche Spannunganstieg beim Anlegen der Betriebsspannung 
kann wegen der unvermeidlichen Transistorkapazitäten zum Triggern 
führen.
Leg mal einen Widerstand, vielleicht 10 kOhm bei einem der Transistoren 
von Basis zum Emitter, dann wird das Zündverhalten realistischer.

Aber auch dann ist die Ersatzschaltng noch lange kein richtiger 
Thyristor. Insbesonder ist ihre Spannungsfestigkeit in Sperrichtung sehr 
bescheiden.
Das liegt u.a. an dem völlig anderen Dotierungsprofil, welches die 
B-E-Sperrspannung eines Si-Transistors auf wenige Volt begrenzt.



Aaron E. schrieb:
> Ich möchte den Thyristor mit einem Taster zünden/durchschalten und mit
> einem zweiten Taster wieder löschen.

Wie andere schon schrieben, ist das Löschen bei einem "gewöhnlichen" 
echten Thyristor nicht ohne weiteres möglich.
Man müsste dem Thyristor diesen zweiten Taster zum Löschen schon 
parallel schalten, so dass der Taster den vollen Laststrom übernimmt.
In der Tat gibt es aber  Schaltungen, bei denen zwei Thyristoren in Art 
eines Wechselblinkers über Kondensatoren gekoppelt sind und sich 
gegenseitig ausschalten können.
OP #4959615
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Hp M. schrieb:
> Aaron E. schrieb:
>> Kann mir jemand sagen wo mein Denkfehler liegt?
>> Und welches Grundverständnis mir fehlt, dass ich nicht ohne weitere
>> Hilfe dahinter komme?
>
> Das Ersatzschaltbild aus zwei komplementären Transistoren ist eben kein
> richtiger Thyristor.
> Insbesondere ist die Stromverstärkung der Transistoren viel zu hoch, so
> daß die Anordnung schon durch die Restströme der Transistoren zünden
> kann.
>
> In der Praxis funktioniert die Schaltung meist so, wie du es dir
> vorstellst -sie sperrt-, aber sie ist ausgesprochen kitzelig.
> Schon der plötzliche Spannunganstieg beim Anlegen der Betriebsspannung
> kann wegen der unvermeidlichen Transistorkapazitäten zum Triggern
> führen.
> Leg mal einen Widerstand, vielleicht 10 kOhm bei einem der Transistoren
> von Basis zum Emitter, dann wird das Zündverhalten realistischer.
>
> Aber auch dann ist die Ersatzschaltng noch lange kein richtiger
> Thyristor. Insbesonder ist ihre Spannungsfestigkeit in Sperrichtung sehr
> bescheiden.
> Das liegt u.a. an dem völlig anderen Dotierungsprofil, welches die
> B-E-Sperrspannung eines Si-Transistors auf wenige Volt begrenzt.
>
>
>
> Aaron E. schrieb:
>> Ich möchte den Thyristor mit einem Taster zünden/durchschalten und mit
>> einem zweiten Taster wieder löschen.
>
> Wie andere schon schrieben, ist das Löschen bei einem "gewöhnlichen"
> echten Thyristor nicht ohne weiteres möglich.
> Man müsste dem Thyristor diesen zweiten Taster zum Löschen schon
> parallel schalten, so dass der Taster den vollen Laststrom übernimmt.
> In der Tat gibt es aber  Schaltungen, bei denen zwei Thyristoren in Art
> eines Wechselblinkers über Kondensatoren gekoppelt sind und sich
> gegenseitig ausschalten können.

Super das wars!!!!!

Vielen herzlichen Dank an Alle, für die vielen und sehr schnellen 
Antworten! :D

Ich weiß jetzt auch wo ich ansetzen muss.

Mit dem 10 kOhm Widerstand ist das Verhalten eingetreten, dass ich eigtl 
erwartet habe.
Aber ich werde mich wohl nach einer alternative umschauen müssen..

Ziel war es eine Weichenschaltung für meinen Vater zu entwickeln, die 
mit zwei zweipoligen taster und zwei Leuchtdioden läuft.

Wenn der Taster gedrückt wird, soll die zugehörige Leuchtdiode mittels 
Thyristor zum dauerhaften leuchten gebracht werden, während die Weiche 
nur den kurzen Strom während des Tastens kriegt.

Der Taster soll zweipolig sein, weil der über den einen Pol die Schiene 
stellen und den Thyristor schalten und über den zweiten Pol den 
Thyristor an der zweiten Led überbrücken soll, um diese wieder 
abzuschalten.

Ich hab mal zwei Bilder mit angehängt, die den 10 kOhm Widerstand 
enthalten, damit auch andere Interessierte was von den Ergebnissen der 
Simulation haben.

Leider kann ich nicht dynamisch während der Simulation Schalter umlegen, 
um das Löschen zu testen.

Aber ich denke das sollte so funktionieren.

Also nochmal vielen herzlichen Dank an euch für die Hilfe :)
Gast #4960241
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H.Joachim S. schrieb:
> Doch, gabs zumindest um 1985 herum, hatte ich in der Hand. TO220
> mit 4
> Pins. Typ weiss ich nicht mehr, in den Tiefen der unscharfen Festplatte
> steht SGS.


Ja! So etwas gab es mal. Das Teil habe ich! - und zwar als Bauteil in 
einem Leuchtstofflampenstarter, der sofort nach Schalterbetätigung ohne 
Pause die Röhre wie eine normale Glühlampe zum Leuchten bringt.

Das Ding hat gut durchgehalten. Ich habe es seit nunmehr etwa 30 Jahren 
in Gebrauch.
Gast #4960282
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juergen schrieb:
> Ja! So etwas gab es mal. Das Teil habe ich! - und zwar als Bauteil in
> einem Leuchtstofflampenstarter, der sofort nach Schalterbetätigung ohne
> Pause die Röhre wie eine normale Glühlampe zum Leuchten bringt.

Das war aber wohl doch kein GTO, sondern ein TN22.
Gast #4960538
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Aaron E. schrieb:
> Mit dem 10 kOhm Widerstand ist das Verhalten eingetreten, dass ich eigtl
> erwartet habe.
Auch Hersteller verwenden das Transistormodell in ihren Libs. Allerdings 
mit optimierten Parametern.
http://www.littelfuse.com/technical-resources/~/media/electronics_technical/spice_models/switching_thyristor/thyristor_scr_ec103xx_sxsx_a_spice_model_lib.lib
1
.SUBCKT EC103D2    1  2             3
2
*       TERMINALS: A  G             K
3
Qpnp    6          4  1             Pfor      OFF
4
Qnpn    4          6  5             Nfor      OFF
5
Rfor    6          4  5G
6
Rrev    1          4  5G
7
Rshort  6          5  1MEG
8
Rlat    2          6  9.09
9
Ron     3          5  513.4m
10
Dfor    6          4  Zbrk
11
Drev    1          4  Zbrk
12
Dgate   6          5  Zgate
13
.MODEL  Zbrk       D  (IS=3.2E-16   IBV=100U  BV=400)
14
.MODEL  Zgate      D  (IS=1E-16     IBV=100U  BV=10      VJ=0.3)
15
.MODEL  Pfor       PNP(IS=5E-15     BF=2.20   CJE=5p     CJC=2p     F=0.3U)
16
.MODEL  Nfor       NPN(IS=1E-12     ISE=1E-9  BF=10.0    RC=0.45    CJE=30p     CJC=2p      TF=0.3U)
17
.ENDS
Entweder die Importmöglichkeit deines Simulationsprograms untersuchen 
oder anhand der Netzliste nachbauen.


> Aber ich werde mich wohl nach einer alternative umschauen müssen.
Ist sinnvoller. z.B.
 -benötigt einen Mindeststrom>Ilatch durch die LED
 -bei Versorgung 3V minus Ufled bzw. Utm wird R1 zu klein
 -separate zweipolige Taster zum Ein- bzw. Ausschalten.

> Ziel war es eine Weichenschaltung für meinen Vater zu entwickeln, die
> mit zwei zweipoligen taster und zwei Leuchtdioden läuft.
Ich würde eher die tatsächliche Weichenstellung mit 
Reedkontakt/Hallsensor/Lichtschranke detektieren und damit die LED 
ansteuern.
Angehängte Dateien:
Gast #4961283
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hinz schrieb:
> juergen schrieb:
>> Ja! So etwas gab es mal. Das Teil habe ich! - und zwar als Bauteil in
>> einem Leuchtstofflampenstarter, der sofort nach Schalterbetätigung ohne
>> Pause die Röhre wie eine normale Glühlampe zum Leuchten bringt.
>




> Das war aber wohl doch kein GTO, sondern ein TN22.



Bei "TN22" (eingegeben in Google-Suche) wurde auch eine Starterschaltung 
angezeigt, so wie ich sie in meinem Post kurz beschrieben hatte.

Dabei muß zwangsläufig bei Spannungsmaximum der Strom unterbrochen 
werden,
damit die Induktivität die Zündspannung erzeugen kann. Das geschieht 
dann hundert mal in der Sekunde.

Gehäuse TO220, Dieser spezielle Thyristor hat, wie die üblichen, auch 
drei Anschlußfahnen.

Bei Gelegenheit suche ich mal die Bezeichnung raus.
Gast #4961344
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Vorsicht bissiger Hund:

Die Sache mit dem "Löschen" oder pakatul's "T2" läuft darauf hinaus, 
dass der Strom, durch den Thyristor, kurzfristig auf 0 fällt. Dabei muss 
der Taster den gleichen Strom schalten können wie den der Thyristor 
durchlässt. Ob dann der Vorteil der Schaltung - geringer Steuerstrom für 
nur an - noch besteht weiß ich nicht. Es gibt dann noch die Möglichkeit 
mit einem GTO zu arbeiten, oder mit einem zweiten Thyristor und einem 
großen Kondensator den Durchlassstrom kurzfristig zu begrenzen.
P.S. Viele Thyristoren haben bei so geringen Spannungen (3V) 
Atembeschwerden.
Gast #4963061
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Amateur schrieb:
> Ob dann der Vorteil der Schaltung - geringer Steuerstrom für
> nur an - noch besteht weiß ich nicht. Es gibt dann noch die Möglichkeit
> mit einem GTO zu arbeiten,
Aaron will/wollte damit nur eine LED mit einem Tastendruck dauerhaft 
ein- bzw. ausschalten.
Gibt es überhaupt GTO mit Il bzw. Ih <10mA?
Gast #4963111
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pakatul schrieb:

> Gibt es überhaupt GTO mit Il bzw. Ih <10mA?

Die Thyristoren sind zwar alle miteinander verwandt aber früher nannte 
man eine solche diskrete Schaltung in  Buechern zur 
Transistor-Schaltungstechnik "regenerative Switch".

oder wenn beide 'Gates' verwendet eher Thyristortetrode.
wenns nur der 'obere' Basis des PNP dann ist es eher ein PUT :)


>> Schon der plötzliche Spannunganstieg beim Anlegen der Betriebsspannung
>> kann wegen der unvermeidlichen Transistorkapazitäten zum Triggern

Dagegen hilft ein wenige nF kleiner Kondensator von K nach A.

Will man das das Ding von alleine sicher sofort durchschaltet wenn die 
Betriebsspannung angelegt wird einfach einen Kond. ebenfalls wenige nF 
von der Basis des PNP nach GND, der haelt die Basis waehrend des 
Spannungsanstieg negativer als dessen Emitter und der PNP schaltet sich 
ein was dann auch gleich den NPN folgen laesst.


---

Das ist immer wieder eine interessante Seite
http://www.4qdtec.com/putpr.html

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