I tiristori sono dispositivi a semiconduttore utilizzati principalmente per la commutazione e il controllo dell’energia elettrica in varie applicazioni. Per utilizzare i tiristori, questi sono generalmente collegati in circuiti dove possono essere attivati in conduzione applicando una piccola corrente di controllo al terminale di gate. Una volta attivato, un tiristore rimane in conduzione finché la corrente che lo attraversa non scende al di sotto di una determinata soglia o finché la tensione ai suoi capi non inverte la polarità. I tiristori vengono spesso utilizzati in circuiti che richiedono una commutazione di corrente elevata, come il controllo di motori, l’attenuazione della luce e la regolazione della potenza.
L’uso principale dei tiristori è nel controllo di grandi quantità di energia elettrica sia nei circuiti CA che CC. Sono ampiamente utilizzati in applicazioni che richiedono commutazione e controllo precisi di carichi elettrici, dove gli interruttori meccanici sarebbero poco pratici a causa di correnti elevate o requisiti di commutazione frequenti. Gli esempi includono raddrizzatori a controllo di fase, regolatori di tensione CA e circuiti di commutazione ad alta potenza nell’automazione industriale e nell’elettronica di potenza.
I tiristori possono essere utilizzati per convertire la corrente alternata in corrente continua attraverso tecniche come la rettifica a controllo di fase. In questo processo, un circuito basato su tiristori conduce selettivamente porzioni della forma d’onda CA attivando i tiristori in punti controllati durante ciascun ciclo della tensione CA. Controllando i tempi di conduzione del tiristore, la tensione CA viene effettivamente raddrizzata in una tensione CC pulsante. È quindi possibile utilizzare circuiti aggiuntivi, come i filtri, per attenuare le pulsazioni, ottenendo un’uscita CC più stabile adatta per applicazioni come azionamenti di motori CC o caricabatterie.
I tiristori possono essere utilizzati sia nei circuiti CA che CC a seconda dei requisiti applicativi specifici. Nei circuiti CA, i tiristori sono comunemente utilizzati per il controllo di fase, la regolazione della potenza e il controllo della velocità del motore CA. Nei circuiti CC, i tiristori vengono utilizzati per commutare e controllare l’alimentazione CC, come negli azionamenti di motori CC, nei sistemi di ricarica delle batterie e negli alimentatori CC. La loro capacità di gestire correnti e tensioni elevate li rende versatili per varie applicazioni di elettronica di potenza.
Il controllo della potenza con tiristori comporta la regolazione dei tempi di conduzione del tiristore durante ciascun ciclo CA, noto come controllo di fase. Variando l’angolo di innesco (il punto in ciascun semiciclo in cui viene attivato il tiristore), è possibile controllare la quantità di potenza erogata al carico. Questo metodo viene utilizzato in applicazioni quali dimmer per luci, controllo della velocità per motori CA e regolatori di tensione per riscaldatori o altri carichi resistivi. Regolando l’angolo di accensione del tiristore, è possibile variare la potenza media erogata al carico, consentendo un controllo preciso della potenza elettrica nelle applicazioni di elettronica industriale e di consumo.