Leistungselektronik: Thyristoren, Triacs, GTOs und Sensoren im Überblick

Leistungselektronik: Grundlagen und Komponenten

Es gibt viele andere Strecken, die speziell entwickelt wurden, um große Mengen an Energie zu verarbeiten. Diese Schaltungen und deren Komponenten sind unter dem Namen Leistungselektronik bekannt.

Thyristoren und gesteuerte Schalter

SCR (Silicon Controlled Rectifier)

Der SCR (Silicon Controlled Thyristor) ist vergleichbar mit einer herkömmlichen Diode, da der Stromfluss nur in einer Richtung möglich ist. Er unterscheidet sich jedoch dadurch, dass sein Verhalten durch eine Regelmaßnahme an einer der drei Elektroden gesteuert wird.

Typen von Thyristoren

Derzeit werden SCRs mit verschiedenen Stromwerten hergestellt:

• Thyristoren mit niedrigem Anodenstrom unterstützen Ströme von weniger als 1 A.
• Andere können hohe Ströme von bis zu hundert Ampere verarbeiten.

Der Triac

Der Triac entstand aus der Notwendigkeit eines gesteuerten Schalters mit ähnlichen Eigenschaften wie Thyristoren, dessen Anwendungsbereich jedoch auf Wechselstrom erweitert wurde.

Der Diac

Der Diac ist eine einzigartige Zwei-Anschluss-Komponente. Genau wie der Triac kann er Strom in beide Richtungen leiten und ist somit eine bidirektionale Komponente.

GTO (Gate Turn-Off Thyristor)

Der GTO (Thyristor mit vergitterter Tür) besteht im Wesentlichen aus einem Thyristor mit der Besonderheit, dass er durch einen negativen Impuls an der Tür gezielt gesperrt werden kann.

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)

Der IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) ist im Grunde ein Transistor, besitzt jedoch die Besonderheit eines hohen Eingangswiderstands (Basis-Emitter).

Lichtempfindliche Komponenten

LDR (Lichtabhängiger Widerstand)

LDRs (lichtleitende Widerstände) sind Bauelemente, deren Widerstandswert von der Menge des einfallenden Lichts abhängt.

Fotodioden

Fotodioden nutzen das Phänomen der Photonabsorption, um elektrische Energie zu erzeugen, wenn sie einer externen Lichtquelle ausgesetzt sind. Sie bestehen typischerweise aus einem p-Bereich oder einem intrinsischen Bereich.

Fototransistor

Der Fototransistor ist ein Transistor, der die Leistung des Basisbereichs, der hauptsächlich aus einer Fotodiode besteht, verstärkt, wenn er externem Licht ausgesetzt wird.

Photovoltaik-Zellen

Photovoltaik-Zellen basieren auf dem Phänomen der Photonabsorption. Sie umfassen Dioden, die in der Lage sind, eine Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen zu erzeugen, wenn sie Licht ausgesetzt werden (photovoltaischer Effekt).

Spannungsabhängige Widerstände

Varistoren

Varistoren sind Elemente, die ihren Innenwiderstand in Abhängigkeit von der zwischen ihren Anschlüssen anliegenden Spannung ändern. Ist die Klemmenspannung des Geräts geringer als die Nennspannung, verhält es sich wie ein Isolator. Liegt die Spannung darüber, entspricht sein Verhalten dem eines Leiters.