• Электроника для начинающих

Добрый вечер, hubr. Поговорим о таком устройстве, как тиристор.Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя стабильными состояниями, имеющими три или более взаимодействующих выпрямляющих перехода. По функциональности их можно соотнести с электронными ключами. Но у тиристора есть одна особенность, он не может перейти в замкнутое состояние в отличие от обычного ключа. Таким образом, обычно можно обнаружить, что это не полностью управляемый ключ.

На рисунке показан тиристор в обычном виде. Он состоит из четырех переменных типов электропроводности полупроводниковых областей и имеет три выхода: анод, катод и управляющий электрод.
Анод — контакт с внешним p-слоем, катод с внешним N-слоем.
Освежить память перехода P-N можно.

Классификация

Принцип работы

В связи с таким рисунком крайние области можно назвать эмиттерными, а центральный переход — коллекторным.
Чтобы разобраться, как работает тиристор, стоит взглянуть на вольт-амперную характеристику.

Анод тиристора подал небольшое положительное напряжение. Эмиттерные переходы включены в прямом направлении, а коллектор — в обратном. (По сути все напряжение будет на нем). Участок от нуля до единицы на вольт-амперной характеристике будет примерно аналогичен ветви питания диодной характеристики. Этот режим можно назвать — закрытое состояние тиристора.
При повышении анодного напряжения происходит инжекция основных носителей в область базы, тем самым накапливая электроны и дырки, что эквивалентно разности потенциалов на коллекторном переходе.С увеличением тока через тиристор напряжение на коллекторном переходе начнет уменьшаться. А когда оно уменьшается до определенного значения, наш тиристор переходит в состояние отрицательного дифференциального сопротивления (на рисунке раздел 1-2).
После этого все три перехода будут сдвинуты в прямом направлении. Тем самым переведя тиристор в открытое состояние (на рисунке, раздел 2-3).
В открытом состоянии тиристор будет до тех пор, пока коллекторный переход смещен в прямом направлении.Если ток тиристора уменьшить, то в результате рекомбинации количество неравновесных носителей в базовых областях и коллекторном переходе сместится в противоположную сторону и тиристор перейдет в замкнутое состояние.
При преобразовании тиристора вольт-амперная характеристика будет такой же, как у двух последовательно включенных диодов. Обратное напряжение в этом случае будет ограничено напряжением пробоя.

Общие параметры тиристоров

Вывод

Это устройство можно рассматривать и использовать как электронный переключатель или ключ, которые управляются нагрузкой слабыми сигналами, а также могут переключаться из одного режима в другой. Общее количество современных тиристоров делится на способ управления и по степени проводимости одно направление или два (такие устройства еще называют симисторами).

Тиристоры также характеризуются нелинейным вольтампером с наличием участка отрицательного дифференциального сопротивления. Эта особенность делает такие устройства похожими на транзисторные ключи, но между ними есть и отличия.Так переход из одного состояния в другое в твердой электрической цепи происходит лавинообразным скачком, а также методом внешнего воздействия на само устройство. Последнее осуществляется двумя вариантами — током напряжения или светом фототока.

Применение и типы тиристоров

Сфера применения этих устройств весьма разнообразна — это электронные ключи, современные системы CDI, выпрямители с механическим управлением, диммеры или регуляторы мощности, а также инверторные преобразователи.

Как было сказано выше, такие устройства делятся на диодные и триодные. Первый тип также называют динисторами с двумя выводами, он делится на приборы, не имеющие возможности проводить проводимость в обратном направлении, на тип с проводимостью в обратном направлении и на симметричные устройства. Ко второй относятся триодные тиристоры с проводимостью в обратном направлении, приборы с недостаточной проводимостью в обратном направлении, симметричные тиристоры, асимметричные устройства и отрицательные тиристоры.

Между ними, кроме количества выводов, нет существенных и принципиальных различий. Но, если обнаружение происходит в Disterio после достижения типа устройства между анодом и катодом, в зависимости от типа устройства, то в тиристоре существующее напряжение может быть значительно уменьшено или снято путем подачи импульса тока. .

Триодные тиристоры отличаются от запираемых устройств. Так, в первом типе переключение в режим закрытого состояния происходит после уменьшения тока или после изменения полярности, а в запираемых устройствах переход в режим открытия осуществляется воздействием тока на управляющий электрод.

♦ Как мы уже выяснили, тиристор — это полупроводниковый прибор, обладающий свойствами электрического клапана. Тиристор с двумя выводами (А — анод, К — катод) Это искажатель. Тиристор с тремя выводами (A — анод, K — катод, UE — управляющий электрод) Это тринистор, или в хорошую погоду их называют тиристорами.

♦ С помощью управляющего электрода (при определенных условиях) можно изменять электрическое состояние тиристора, то есть переводить его из состояния «выключен» в состояние «включено».
Тиристор открывается в случае, если приложенное напряжение между анодом и катодом превысит величину U = UPR , то есть величину напряжения пробоя тиристора;
Тиристор может быть открыт при напряжении менее UPR между анодом и катодом (U. Если вы подаете импульс положительной полярности между управляющим электродом и катодом.

♦ В разомкнутом состоянии тиристор может быть максимально активным, пока подано напряжение питания.
Тиристор закрывающийся:

• — Если снизить напряжение между анодом и катодом до U = 0 ;
• — Если уменьшить анодный ток тиристора до значения, меньше ток удержания Iud .
• — подача запирающего напряжения на управляющий электрод, (только для запертых тиристоров).

Тиристор также может находиться в закрытом состоянии, насколько это возможно, до прихода падающего импульса.
Тиристоры и синтезаторы работают как в постоянном, так и в переменном контурах.

Работа динистора и тиристора в цепях постоянного тока.

Рассмотрим несколько практических примеров.
Первый пример использования Distoror — генератор звуковых сигналов релаксации . .

В качестве динистратора используем Kn102a-b.

♦ Генератор работает следующим образом.
При нажатии кнопки КН. , через резисторы R1 и R2. Конденсатор заряжается постепенно. ОТ (+ Батарейки — замкнутые контакты кнопки КН — резисторы — конденсатор С — минус аккумулятор).
Параллельно конденсатор подключается цепочкой от телефонной шапки и динистора. Через телефонную трубку и Искажение ток не проходит, так как Искажение все еще «заблокировано».
♦ Когда конденсатор напряжения достигается в конденсаторе, в котором динистерист пробивается, импульс тока разряда конденсатора проходит через катушку (C — телефонная катушка — Distoror — C). Щелкаем с телефона, разрядился конденсатор. Далее происходит зарядка конденсатора С и процесс повторяется.
Частота повторения щелчков зависит от емкости конденсатора и величины сопротивления резисторов R1 и R2. .
♦ При указании на схеме напряжения, резисторов и конденсатора частоту звукового сигнала с помощью резистора R2 можно изменять в пределах 500 — 5000 герц. Телефонные заглушки необходимо использовать с низкоуровневой катушкой 50 — 100 Ом , не более, например, телефонные заглушки ТК-67-Н .
Капксил телефона необходимо включать с соблюдением полярности, иначе он не сработает.На Капсуле есть обозначения + (плюс) и — (минус).

♦ Данная схема (рисунок 1) имеет один недостаток. Из-за большого разброса параметров Distor KN102. (другое напряжение пробоя), в некоторых случаях потребуется поднять напряжение блока питания до 35 — 45 вольт , что не всегда возможно и удобно.

Устройство управления собрано на тиристоре, для включения — выключение нагрузки с помощью одной кнопки, изображенной на рисунке 2.

Устройство работает следующим образом.
♦ В исходном состоянии тиристор закрыт и лампочка не горит.
Нажмите кнопку KN в течение 1-2 секунды . Контакты кнопок заблокированы, цепь катода тиристора оборвана.

В этот момент конденсатор ОТ Заряжается от БП через резистор R1 . Напряжение на конденсаторе достигает величины U. Источник питания.
Отпускаем кнопку КН. .
В этот момент конденсатор разряжается по цепочке: резистор R2 — управляющий электрод тиристора — катод — замкнутые контакты кнопки КН — конденсатор.
В цепи управляющего электрода протекает ток, тиристор «открыт» .
Лампа загорается и по цепочке: плюс батарейки — лампочка нагрузки — тиристор — замкнутые контакты кнопок — минус батарейки.
В таком состоянии схема будет сколь угодно долго .
В этом состоянии конденсатор разряжен: резистор R2, управляющий электрод перехода — катод тиристора, контакты кнопки КН.
♦ Для выключения лампочки необходимо кратковременно нажать на кнопку. кН. . В этом случае обрывается основная цепь питания лампочки. Тиристор «замыкается» . При замкнутых контактах кнопок тиристор останется в замкнутом состоянии, так как управляющий электрод тиристора Uynp = 0. (Конденсатор разряжен).

Я испытал и надежно проработал в этой схеме различные тиристоры: КУ101, Т122, КУ201, КУ202, КУ208. .

♦ Как уже было сказано, у Distoror и Thyristor есть собственный аналог транзистора .

Схема аналога тиристора состоит из двух транзисторов и изображена на рисунке 3. .
Транзистор Тр 1 имеет P-N-P Проводимость, транзистор Tr 2 имеет N-P-N Проводимость. Транзисторы могут быть как германиевыми, так и кремниевыми.

Аналог тиристора имеет два управления.
Первый вход: А — УЭ1 (Эмиттер — база транзистора TR1).
Второй ввод: K — UE2. (Эмиттер — база транзистора TR2).

Аналог имеет: а — анод, К — катод, УЭ1 — первый управляющий электрод, УЭ2 — второй управляющий электрод.

Если управляющие электроды не использовать, то будет диэтор, с электродами А — анод и к — катод. .

♦ Пара транзисторов для аналога тиристора, необходимо подбирать одинаковую мощность с током и напряжением выше, чем это необходимо для устройства.Аналоговые параметры Thyristora (напряжение пробоя ONP, ток удержания IY) будет зависеть от свойств применяемых транзисторов.

♦ Для более стабильной работы аналога в схему добавляют резисторы R1 и R2. . А с помощью резистора R3 можно регулировать напряжение пробоя UPR и удержание тока IYD Аналог Distoror — тиристор. Схема такого аналога изображена на рисунке 4. .

Если в схеме генератора звуковой частоты (рисунок 1) , то вместо динистора КН102. включает аналог Distoror, устройство с другими свойствами (Рисунок 5) .

Напряжение питания такой схемы будет от 5 до 15 вольт . Изменяя величину резисторов R3 и R5, можно изменять тональность звука и рабочее напряжение оператора.

Переменный резистор R3 Напряжение подвески выбирается в соответствии с используемым напряжением питания.

Тогда можно заменить на постоянный резистор.

транзисторы TR1 и TR2: Кт502 и Кт503; Кт814 и кт815 или любой другой.

♦ Интересная схема стабилизатора напряжения с защитой от короткого замыкания в нагрузке (рис. 6) .

Если ток в нагрузке превышает 1 ампер , защита сработает.

В состав стабилизатора входят:

• — элемент управления — Stabitron KS510. , определяющий выходное напряжение;
• — исполнительный элемент транзисторов КТ817А, КТ808А , выполняющий роль регулятора напряжения;
• — В качестве датчика перегрузки используется резистор R4.;
• — Исполнительный механизм защиты использует аналог Distoror, на транзисторах КТ502 и КТ503.

♦ На входе стабилизатора в качестве фильтра стоит конденсатор С1. . Резистор R1 Стабилизация тока Stabilon KS510. , количество 5-10 мА. Напряжение на стабилизаторе должно быть 10 вольт .
Резистор R5 задает начальный режим стабилизации выходного напряжения.

Резистор R4 = 1,0 Ом , включенный последовательно в цепи нагрузки. Чем больше ток нагрузки, тем больше выделяется напряжение, пропорциональное току.

В исходном состоянии, когда нагрузка на выходе стабилизатора мала или отключена, аналог тиристора закрыт. Подаваемое на него напряжение 10 вольт (от Stabitron) не хватает для пробоя. В этот момент падение напряжения на резисторе R4. Практически равняется нулю.
Если постепенно увеличивать ток нагрузки, падение напряжения на резисторе увеличится. R4.. При определенном напряжении на R4 аналог тиристора пробивается и напряжение устанавливается, между точкой PC1 и общим проводом 1,5 — 2,0 Вольта .
Это напряжение анодного перехода — катода открытого аналога тиристора.

Светодиод одновременно загорается D1 , сигнализируя об аварии. Напряжение на выходе стабилизатора в этот момент будет равно 1,5 — 2,0 Вольта .
Для восстановления нормальной работы стабилизатора необходимо выключить нагрузку и нажать на кнопку. кН. Путем снятия блокировки защиты.
На выходе стабилизатора снова будет напряжение 9 Вольт. , и светодиод погаснет.
Установив резистор R3 , можно подобрать ток срабатывания от 1 ампер и более . Транзисторы Т1 и Т2. Можно поставить на один радиатор без изоляции. Так же изолируем радиатор от корпуса.

Amazon.com: ku202 m Tiristor Silicio 400 V 30 A URSS 10 шт .: Industrial y Científico

• Asegúrate de que esto совпадают al ingresar tu número de modelo.
• ku202 m Tiristor silicona 400 В 30 А URSS 10 шт.
• Hay más de 25 000 artículos en nuestro stock. Complete de la lista se puede encontrar aquí www.amazon.com/shops/a19nx3rfnsyb6r
• Si usted no puede encontrar el artículo que usted necesita, puede ponerse en contacto con nosotros.

Импульсное тиристорное зарядное устройство.Зарядное устройство

Устройство с электронным управлением зарядным током, выполненное на основе тиристорного импульсно-фазового регулятора мощности. Не содержит дефицитных деталей, при заведомо исправных элементах регулировки не требует.

Зарядное устройство позволяет заряжать автомобильные аккумуляторные батареи током от 0 до 10 А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы. Зарядный ток по форме близок к импульсному, что, как считается, помогает продлить срок службы батареи.Устройство работает при температуре окружающей среды от — 35 ° С до + 35 ° С.

Схема устройства представлена ​​на рис. 2.60.

Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего преобразователя T1 через диод moctVDI + VD4.

Блок управления тиристором выполнен на аналоге однопереходного транзистора VT1, VT2. Время, в течение которого конденсатор C2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать с помощью переменного резистора R1.В крайнем правом углу схемы положение его зарядного тока двигателя будет максимальным, и наоборот.

Диод VD5 защищает цепь управления тиристором VS1 от обратного напряжения, возникающего при включении тиристора.

В будущем зарядное устройство может быть дополнено различными автоматическими компонентами (отключение после зарядки, поддержание нормального напряжения аккумулятора при длительном хранении, сигнализация правильной полярности подключения аккумулятора, защита от коротких замыканий на выходе и т. Д.).

К недостаткам устройства можно отнести колебания зарядного тока при нестабильном напряжении электросети.

Как и все подобные тиристорные импульсно-фазовые регуляторы, устройство мешает радиоприему. Для борьбы с ними следует предусмотреть силовой LC-фильтр, аналогичный тому, что используется в импульсных блоках питания.

Конденсатор С2 — К73-11, емкостью от 0,47 до 1 мкФ, или. К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП.

Транзистор КТ361А заменен на КТ361Б, КТ361Е, КТ310L, КТ502В, КТ502Г, КТ315Б, КТ315Б D226 с любым буквенным индексом.

Резистор переменный R1 — СП-1, СДР-30а или СПО-1.

Амперметр РА1 — любой постоянного тока со шкалой 10 А. Его можно изготовить независимо от любого миллиамперметра, сняв шунт на модельном амперметре.

Предохранитель F1 плавкий, но также удобно использовать автоматический выключатель на 10 А или биметаллический автомобиль на тот же ток.

Диоды VD1 + VP4 могут быть любыми на постоянный ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии D242, D243, D245, KD203, KD210, KD213).

Выпрямительные и тиристорные диоды устанавливаются на радиаторах полезной площадью около 100 см2 каждый. Для улучшения теплового контакта устройств с радиаторами желательно использовать теплопроводящие пасты.

Вместо тиристора. КУ202В подходят КУ202Г — КУ202Э; Проверено на практике, устройство отлично работает с более мощными тиристорами Т-160, Т-250.

Следует отметить, что допускается использование металлической стенки корпуса непосредственно в качестве радиатора тиристора.Тогда, правда, на корпусе будет минусовой вывод устройства, что вообще нежелательно из-за опасности случайного замыкания выводного плюсового провода на корпус. Если установить тиристор через слюдяную прокладку, опасности закрытия не будет, но теплоотдача от него ухудшится.

В устройстве можно использовать готовый сетевой понижающий трансформатор необходимой мощности с вторичным напряжением от 18 до 22 В.

Если напряжение трансформатора на вторичной обмотке больше 18 В, резистор R5 должен быть заменяется другим, более высоким сопротивлением (например, когда 24… 26 В, сопротивление резистора следует увеличить до 200 Ом).

В случае, когда вторичная обмотка трансформатора имеет отвод от середины, либо имеется две одинаковые обмотки и каждое напряжение находится в заданных пределах, то выпрямитель лучше выполнять по стандартной двухпериодной схеме на два диода.

При напряжении вторичной обмотки 28 … 36 В можно вообще отказаться от выпрямителя — его роль будет одновременно выполнять тиристор VS1 (выпрямление полуволновое).Для такого варианта блока питания необходимо между резистором R5 и плюсовым проводом включить разделительный диод КД105Б или Д226 с любым буквенным индексом (катод к резистору R5). Выбор тиристора в такой схеме будет ограничен — подойдут только те, которые допускают работу под обратным напряжением (например, КУ202Е).

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов.

Ни для кого не новость, если я скажу, что у любого автомобилиста в гараже должно быть зарядное устройство для аккумулятора.Конечно, можно купить в магазине, но, столкнувшись с этим вопросом, я пришел к выводу, что брать не очень хорошее устройство по доступной цене не хочется. Есть такие, ток заряда которых регулируется мощным переключателем, который добавляет или уменьшает количество витков во вторичной обмотке трансформатора, тем самым увеличивая или уменьшая ток заряда, при этом устройство контроля тока в основном отсутствует. Это, наверное, самый дешевый вариант заводского зарядного устройства, но умное устройство не такое уж и дешевое, цена кусается, поэтому я решил найти схему в интернете и собрать сам.Критерии выбора были следующие:

Простая схема, без лишних изысков;
— наличие радиодеталей;
— плавная регулировка зарядного тока от 1 до 10 ампер;
— желательно, чтобы это было зарядно-тренировочное устройство;
— несложная настройка;
— стабильность работы (по отзывам тех, кто уже делал эту схему).

Поискав в интернете, наткнулся на схему промышленного зарядного устройства с регулирующими тиристорами.

Все типично: трансформатор, мост (VD8, VD9, VD13, VD14), генератор импульсов с регулируемой скважностью (VT1, VT2), тиристоры как ключи (VD11, VD12), блок управления зарядом. Несколько упростив эту конструкцию, получим более простую схему:

На этой схеме нет узла контроля заряда, а все остальное практически одинаково: транс, мост, генератор, один тиристор, измерительные головки и предохранитель. Учтите, что в схеме присутствует тиристор КУ202, он немного слабоват, поэтому во избежание пробоя сильноточными импульсами его необходимо установить на радиатор.Трансформатор на 150 ватт, и вы можете использовать TC-180 от старого лампового телевизора.

Зарядное устройство регулируемое с током заряда 10А на тиристоре КУ202.

И еще прибор, не содержащий дефицитных деталей, с током заряда до 10 ампер. Это простой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением.

Блок управления тиристорами собран на двух транзисторах. Время, необходимое для зарядки конденсатора С1 до переключения транзистора, задается переменным резистором R7, который, по сути, устанавливает значение зарядного тока аккумулятора.Диод VD1 служит для защиты цепи управления тиристором от обратного напряжения. Тиристор, как и в предыдущих схемах, ставится либо на хороший радиатор, либо на небольшой с вентилятором охлаждения. Плата управления выглядит следующим образом:

Схема неплохая, но имеет ряд недостатков:
— колебания питающего напряжения приводят к колебаниям зарядного тока;
— нет защиты от короткого замыкания кроме предохранителя;
— устройство дает помехи в сеть (лечится LC фильтром).

Устройство для зарядки и восстановления аккумулятора.

it impulse устройство может заряжать и восстанавливать аккумулятор практически любого типа. Время зарядки зависит от состояния аккумулятора и варьируется от 4 до 6 часов. Из-за импульсного зарядного тока пластины аккумулятора десульфируются. См. Схему ниже.

В данной схеме генератор собран на микросхеме, что обеспечивает его более стабильную работу. Вместо NE555 можно использовать российский аналог — таймер 1006VI1 .Если кому-то не нравится КРЕН142 по мощности таймера, то его можно заменить обычным параметрическим стабилизатором т.е. Стабилитрон и стабилитрон с желаемым напряжением стабилизации, а резистор R5 уменьшен до 200 Ом . Транзистор VT1 — на радиаторе в обязательном порядке сильно греется. В схеме используется трансформатор со вторичной обмоткой на 24 вольта. Диодный мост можно собрать из диода типа D242 . Для лучшего охлаждения радиатора транзистора VT1 можно использовать вентилятор от блока питания компьютера или блока системы охлаждения.

Восстановление и зарядка аккумулятора.

В результате неправильного использования автомобильных аккумуляторов их пластины могут сульфатироваться, и это выходит из строя.
Известен способ восстановления таких аккумуляторов при их зарядке «асимметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока было выбрано 10: 1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать сульфатированные аккумуляторы, но и проводить профилактическую обработку исправных.

Рис. 1. Электрическая схема зарядного устройства

На рис. 1 показано простое зарядное устройство, предназначенное для использования вышеуказанного метода. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренной зарядки). Для восстановления и тренировки АКБ лучше выставить импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Ток разряда определяется номиналом резистора R4.
Схема разработана таким образом, что аккумулятор заряжается импульсами тока в течение половины периода.напряжение сети, когда напряжение на выходе схемы превышает напряжение на аккумуляторе. Во время второго полупериода диоды VD1, VD2 закрываются и аккумулятор разряжается через сопротивление нагрузки R4.

Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 в амперметре. Учитывая, что при зарядке АКБ часть тока протекает через резистор R4 (10%), то показания амперметра PA1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного тока зарядки 5 А), так как амперметр показывает средний ток в течение определенного периода времени, а заряд производится за половину периода.

Схема защищает аккумулятор от неконтролируемого разряда в случае случайного пропадания сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применяется типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или более низким напряжением, но в этом случае ограничительный резистор включается последовательно с обмоткой.

Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22… 25 В.
Измерительный прибор PA1 подходит со шкалой 0 … 5 A (0 … 3 A), например, M42100. Транзистор VT1 установлен на радиаторе площадью не менее 200 кв. см, для чего удобно использовать конструкцию зарядного устройства в металлическом корпусе.

В схеме использован транзистор с большим коэффициентом усиления (1000 … 18000), который можно заменить на КТ825 с изменением полярности диодов и стабилитрона, так как он имеет другую проводимость (см. Рис. 2). Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.

Рис. 2. Электрическая схема зарядного устройства

Для защиты цепи от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2. Резисторы
используются такие R1 типа С2-23, R2 — ППБЭ-15, R3 — С5-16МБ, R4 — ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любому, со стабилизацией напряжения от 7,5 до 12 В.
обратное напряжение.

Какой провод лучше использовать от зарядного устройства к аккумулятору.

Конечно, лучше взять гибкий медный многожильный, ну и сечение нужно выбирать из расчета какой максимальный ток будет проходить по этим проводам, для этого смотрим на этикетку:

Если у вас Интересует схемотехника импульсных устройств зарядки и восстановления с использованием таймера 1006VI1 в задающем генераторе — прочтите эту статью:

Соблюдение режима работы аккумуляторов, а в частности режима зарядки, обеспечивает их безотказную работу в течение всего срока службы.Зарядка аккумуляторов вырабатывает ток, значение которого можно определить по формуле

, где I — средний ток зарядки, А., а Q — номинальная электрическая емкость аккумулятора, Ач.

Классическое автомобильное зарядное устройство состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и регулятора зарядного тока. В качестве регуляторов тока используются проволочные резисторы тока (см. Рис. 1) и транзисторные стабилизаторы тока.

В обоих случаях по этим элементам выделяются значимые элементы.тепловая мощность, снижающая эффективность зарядного устройства и повышающая вероятность его выхода из строя.

Для регулировки зарядного тока можно использовать накопитель конденсаторов, включенных последовательно с первичной (сетевой) обмоткой трансформатора и выполняющих функцию реактивного сопротивления, гасящего избыточное напряжение в сети. Упрощенное такое устройство показано на рис. 2

В данной схеме тепловая (активная) мощность распределяется только на диодах VD1-VD4 выпрямительного моста и трансформатора, поэтому нагрев устройства незначителен.

Недостатком рис. 2 является необходимость обеспечения напряжения на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза больше номинального напряжения нагрузки (~ 18 ÷ 20В).

Схема зарядного устройства, обеспечивающая зарядку 12-вольтовых аккумуляторов током до 15 А, причем зарядный ток может изменяться от 1 до 15 А с шагом 1 А, показана на рис. 3

Возможно автоматическое выключение устройства при полной зарядке аккумулятора.Не боится короткого замыкания в цепи нагрузки и обрывов в ней.

Переключатели Q1 — Q4 могут подключать различные комбинации конденсаторов и тем самым регулировать ток зарядки.

Переменный резистор R4 устанавливает порог К2, который должен срабатывать при напряжении на выводах аккумулятора, равном напряжению полностью заряженного аккумулятора.

На рис. 4 показано другое зарядное устройство, в котором зарядный ток плавно регулируется от нуля до максимального значения.

Изменение тока в нагрузке достигается регулировкой угла открытия тринистора VS1. Узел управления выполнен на однопереходном транзисторе VT1. Величина этого тока определяется положением ползунка переменного резистора R5. Максимальный ток заряда АКБ — 10А, устанавливается амперметром. устройство питается от сети и нагрузки предохранителями F1 и F2.

Версия зарядного устройства для печатной платы (см. Рисунок 4), размером 60×75 мм, показана на следующем рисунке:

На схеме на рис.4 вторичная обмотка трансформатора должна быть рассчитана на ток в три раза больший, чем ток зарядки, и, соответственно, мощность трансформатора также должна быть в три раза больше мощности, потребляемой батареей.

Указанное выше обстоятельство является существенным недостатком зарядных устройств с триристорным регулятором тока (тиристором).

Примечание:

Диоды выпрямительного моста VD1-VD4 и тиристор VS1 должны быть установлены на радиаторах.

Можно значительно снизить потери мощности в тринисторе, и, как следствие, повысить КПД зарядного устройства, регулирующий элемент может быть перенесен из вторичной цепи трансформатора в первичную цепь.Такое устройство показано на рис. 5.

На схеме на рис. 5 регулирующий блок аналогичен использовавшемуся в предыдущей версии устройства. Тринистор VS1 включен в диагональ выпрямительного моста VD1 — VD4. Поскольку ток первичной обмотки трансформатора примерно в 10 раз меньше тока заряда, на диодах VD1-VD4 и тринисторе VS1 выделяется относительно небольшая тепловая мощность и они не требуют установки на радиаторах.Кроме того, использование тринистора в первичной цепи трансформатора позволило немного улучшить форму кривой зарядного тока и снизить значение коэффициента формы кривой тока (что также приводит к увеличению КПД зарядного устройства). ). Недостатком этого зарядного устройства должно быть гальваническое соединение с сетью элементов блока управления, что необходимо учитывать при разработке конструкции (например, использовать переменный резистор с пластиковой осью).

Версия зарядного устройства для печатной платы на рисунке 5, размер 60×75 мм, показана на рисунке ниже:

Примечание:

Диоды выпрямительного моста VD5-VD8 необходимо устанавливать на радиаторы отопления.

В зарядном устройстве на рисунке 5 диодный мост VD1-VD4 типа КЦ402 или КЦ405 с буквами А, Б, B. Стабилитрон VD3 типа КС518, КС522, КС524 или состоящий из двух одинаковых стабилитронов с общим напряжением стабилизации 16 ÷ 24 вольт (КС482, Д808, КС510 и др.). Транзистор VT1 однопереходный, типа КТ117А, Б, В, G. Диодный мост VD5-VD8 составлен из диодов, с рабочим током не менее 10 ампер (Д242 ÷ Д247 и др.). На радиаторах площадью не менее 200 кв. См устанавливаются диоды, при этом радиаторы будут очень горячими, а в корпус зарядного устройства можно установить вентилятор.

Обычно аккумулятор в автомобиле заряжается при работающем генераторе. Однако во время длительных простоев автомобиля, на морозе или при наличии неисправностей аккумулятор может разрядиться до такой степени, что станет неспособным обеспечить ток, необходимый для запуска двигателя.И тут на помощь приходит автомобильное зарядное устройство. Однако стоимость зарядного устройства очень высокая, поэтому я решил собрать зарядное устройство самостоятельно. Он позволяет заряжать автомобильные аккумуляторы током от 0 до 10А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы, устройства для резки пены, автомобильной помпы-компрессора для накачки. колеса. Устройство не содержит дефицитных деталей и с хорошими элементами не требует регулировки. Для этой схемы использовался сетевой понижающий трансформатор ТС270-1 (оторванный от старого лампового телевизора) с вторичным напряжением 17В.Без изменений подойдет любой, у кого на вторичной обмотке напряжение от 17 до 22В. Кожух используется от блока управления станцией катодной защиты газопровода КСС-600 (охлаждение в кожухе естественное). В этом зарядном устройстве можно при необходимости установить схему для зарядки малогабаритных аккумуляторов (типа Д-0,55С и др.). При этом контроль зарядного тока осуществляется установленным миллиамперметром.
Принципиальная схема устройства представлена ​​на фото ниже.

Принципиальная схема устройства

Печатная плата

Печатная плата

Более современная конструкция несколько проще в изготовлении и настройке и содержит доступный силовой трансформатор с одной вторичной обмоткой, а характеристики регулировки выше, чем у предыдущей схемы.

Предлагаемое устройство имеет стабильную плавную регулировку. Фактическое значение выходного тока находится в диапазоне 0,1 … 6А, что позволяет заряжать любой аккумулятор, а не только автомобильный.При зарядке маломощных аккумуляторов желательно последовательно подключать к цепи балластный резистор в несколько Ом или дроссель, т.к. пиковое значение зарядного тока может быть довольно большим из-за характера работы. тиристорные регуляторы. Для снижения пикового зарядного тока в таких схемах используются силовые трансформаторы с ограниченной мощностью, не превышающей 80 — 100 Вт, и с плавной нагрузочной характеристикой, что исключает необходимость в дополнительном балластном сопротивлении или дросселе. Особенностью предложенной схемы является необычное использование широко используемой микросхемы TL494 (KIA494, K1114UE4).Задающий генератор микросхемы работает на низкой частоте и синхронизируется с полуволнами сетевого напряжения с помощью узла на оптопаре U1 и транзисторе VT1, что позволило использовать микросхему TL494 для фазового регулирования выходного тока. Микросхема содержит два компаратора, один из которых используется для регулирования выходного тока, а второй — для ограничения выходного напряжения, что позволяет отключать зарядный ток при достижении полной зарядки аккумулятора (для автомобильных аккумуляторов Umax = 14 .8 В). На НУ DA2 собран узел усилителя напряжения шунта для регулирования зарядного тока. При использовании шунта R14 с другим сопротивлением необходимо выбрать резистор R15. Сопротивление должно быть таким, чтобы при максимальном выходном токе не наблюдалось насыщения выходного каскада ОУ. Чем больше сопротивление R15, тем меньше минимальный выходной ток, но уменьшается и максимальный ток за счет ОС. Резистор R10 ограничивает верхний предел выходного тока. Основная часть схемы собрана на печатной плате размером 85 х 30 мм (см. Рисунок).

Конденсатор C7 припаян непосредственно к печатным проводникам. Чертеж печатной платы в натуральную величину.

В качестве измерителя использовался микроамперметр с самодельной шкалой, калибровка показаний осуществляется резисторами R16 и R19. Вы можете использовать цифровой измеритель тока и напряжения, как показано в зарядном устройстве с цифровым дисплеем. Следует иметь в виду, что измерение выходного тока такого устройства производится с большой погрешностью из-за его импульсного характера, но в большинстве случаев она незначительна.В схеме можно использовать любые доступные транзисторные оптопары, например AOT127, AOT128. Операционный усилитель DA2 можно заменить практически любым доступным операционным усилителем, а конденсатор C6 можно исключить, если операционный усилитель имеет внутреннюю частотную коррекцию. Транзистор VT1 можно заменить на КТ315 или любой маломощный. В качестве VT2 можно использовать транзисторы КТ814 В, Г; КТ817В, Г и другие. В качестве тиристора VS1 можно использовать любой доступный с подходящими техническими характеристиками, например отечественный КУ202, импортный 2Н6504… 09, C122 (A1) и другие. Диодный мост VD7 можно собрать из любых доступных силовых диодов с подходящими характеристиками.

На втором рисунке показана схема внешних подключений печатной платы. Наладка устройства сводится к подбору сопротивления R15 под конкретный шунт, который может быть применен к любым проволочным резисторам сопротивлением 0,02 … 0,2 Ом, мощности которых хватает на длительный ток до 6 А. После настройки схемы выберите R16, R19 для конкретного измерителя и шкалы.

Видеоэкраны в СССР (историческая перспектива)

Борбич Михаил
Директор НПФ «Планета-М», Украина, Винница
Фотографии предоставлены автором

В наши дни, когда видеоэкраны можно увидеть в большинстве крупных городов мира, у людей, интересующихся историей технического оборудования, может возникнуть много вопросов о появлении и развитии дисплеев. Если кто-то изучает историю видеоэкранов в поисках доступных Интернет-материалов, у него может сложиться впечатление, что в странах СНГ эти устройства появились только в начале 1990-х годов, а отечественное производство было начато только во второй половине 1990-х годов.Не правда. На самом деле это направление появилось в нашей стране довольно давно и имеет свою, немного подзабытую историю.

Первый отечественный видеоэкран в СССР был установлен в 1973 году в Москве на Калининском проспекте. Это был полноцветный «телевизор» на основе автомобильных ламп накаливания, покрытых красным, синим и зеленым светофильтрами. Эта модель получила название «Элин». Изготовлением и разработкой этого экрана занималось Центральное конструкторское бюро оборудования информационных технологий (ЦНИТ), входившее в состав Министерства электронной промышленности СССР, расположенное в Виннице.Это предприятие было одним из крупнейших производителей электронных досок объявлений («ESIL» и др.) В Советском Союзе, табло стадионов (в том числе установленное на стадионе «Динамо», где проводились хоккейные матчи на траве во время Олимпийских игр 1980 года). Эта лаборатория также производила щиты (называемые «ESICH») для московского метрополитена и различные щиты гражданского и военного назначения. Следует отметить, что в 80-х годах на этом заводе серийно выпускались буквенно-цифровые табло на газоразрядных индикаторах.

В 1979 году монохромный видеоэкран был установлен на центральной площади города Винницы.Элементом индикации служили лампы накаливания 127 В мощностью 30Вт. Площадь изображения 8х6 м, разрешение 128х96 точек, градация яркости вначале 8, затем доведена до 16. В качестве коммутирующих элементов использовались тиристоры КУ202. Модуль индикации представляет собой конструктивно и функционально законченное устройство, включающее печатную плату с тиристорами, включая блоки управления, и с лампами накаливания, вставленными в патроны (матрица 8х4).

Полученный опыт работы над данным продуктом, а также общие успехи предприятий электронной промышленности в области создания элементной базы позволили начать проекты по полноцветному видеоэкрану на вакуумно-люминесцентных индикаторах, а также позволили модернизировать видеоэкран на Калининский проспект в 1983 году. Проект назывался «Елин 2». CDIT был головным предприятием.Основными соавторами выступили Саратовский завод приемно-усилительных ламп (производитель индикаторов) и Николаевский завод «Трансформатор» (производитель высоковольтных источников питания). Индикатор разработан в НИИ «Платан» (г. Фрязино) под руководством В. Уласюка и представляет собой, грубо говоря, кинескоп без выдвижной части, но с системой фокусировки и покрыт люминофором на торце колбы. Индикаторы изготовлены на трех типах люминофоров — красном, синем и зеленом.

«Элин2» начал свою работу летом 1985 года. Размер экрана 17×13 м, разрешение 192×144 точки, количество градаций — 16 на цвет, масштаб формирования — нелинейный. Экран состоял из 1728 дисплейных модулей — 48 штук по горизонтали и 36 штук по вертикали. Модуль индикации включал в себя блок питания (преобразователь с 90 В на 6 кВ), логический блок и 64 индикатора, сгруппированных в 16 пикселей. Пиксель состоял из четырех индикаторов — синего, красного и двух (расположенных по диагонали) зеленых.Кстати, впервые в СССР (и, наверное, не только в СССР) в этом продукте был применен принцип «виртуального пикселя» (о котором сегодня так много говорят). Телевизионные аналоговые видеосигналы снимались с монитора JVC и затем оцифровывались. Информация о кадре изображения хранилась в памяти устройства управления, откуда передавалась на адаптеры экранов по трем каналам одновременно. Каждый из этих адаптеров производил дальнейшее переключение каналов данных для понижения частоты.

Позже CDIT проводила работы по совершенствованию подсистемы управления (в частности, созданное устройство позволяло транслировать изображения с 32 градациями яркости по цвету, сформированными по нелинейной шкале), но это изделие так и не было введено в эксплуатацию.

Экспериментальный образец самой первой полутоновой платы на газоразрядном индикаторе постоянного тока. Лето 1983 года. Разрешение — 128х96 точек. Число полутонов — 16. Цвет свечения — зеленый. Основная цель — доказать на практике возможность отображения динамических полутоновых изображений на газоразрядной панели.В результате этой работы Главное научно-техническое управление поставило перед Рязанским научно-исследовательским институтом ГРП задачу создать панель с белым цветом свечения (и улучшить некоторые специфические характеристики, важные для формирования градации яркости), а также провести исследования. возможность создания панно, подходящего для цветных изображений.

Экран в Центре управления космическими полетами. Подмосковный Калининград. Июнь 1981 г. Знаково-графический экран на газоразрядных индикаторных щитах постоянного тока.Разрешение — 512х256 точек. Цвет свечения — зеленый. Изготовитель — Рязанский НИИ газоразрядных устройств.

Необходимо отметить, что в 80-х годах CDIT исследовала возможность получения полутоновых изображений на светодиодных индикаторах (в исследованиях использовались опытные образцы светодиодов от ОКБ «Старт») и на нескольких типы газоразрядных устройств, в том числе газоразрядные табло постоянного тока.Благодаря положительным результатам, НИИ газоразрядных устройств «Плазма» (Рязань) активизировал работы по созданию газоразрядных панелей с уменьшенным временем разряда газа и с применением телевизионных люминофоров. Результаты исследований были известны заинтересованным предприятиям, что в определенной степени стимулировало развитие данного направления, давая предприятиям больше шансов и возможностей производства и продажи газоразрядных видеоэкранов в «рыночную эпоху».

Принцип действия, устройство и схема управления. Тиристоры. Устройство, принцип действия, вольт-амперная характеристика

Тиристор — это полупроводниковый прибор, работающий как переключатель. Он имеет три электрода и структуру p-n-p-n из четырех полупроводниковых слоев. Электроды называются анодом, катодом и затвором. Структура p-n-p-n функционально аналогична нелинейному резистору, который может принимать два состояния:

• с очень высоким сопротивлением, выкл .;
• с очень низким сопротивлением в комплекте.

Просмотры

На включенном тиристоре остается напряжение порядка одного или нескольких вольт, которое незначительно увеличивается с увеличением протекающего через него тока. В зависимости от вида тока и напряжения, подаваемого в электрическую цепь с тиристором, в нем используется одна из трех современных разновидностей этих полупроводниковых приборов. Работа на постоянном токе:

• включены SCR;
• три типа запираемых тиристоров, обозначаемых как

Симисторы работают на переменном и постоянном токе.Все эти тиристоры содержат затвор и два других электрода, через которые протекает ток нагрузки. Для тиристоров и тиристоров с блокировкой это анод и катод; для симисторов название этих электродов связано с правильным определением свойств управляющего сигнала, подаваемого на управляющий электрод.

Наличие в тиристоре p-n-p-n структуры позволяет условно разделить его на две области, каждая из которых представляет собой биполярный транзистор соответствующей проводимости.Таким образом, эти соединенные между собой транзисторы являются эквивалентом тиристора, который выглядит как цепь на изображении слева. SCR были первыми на рынке.

Свойства и характеристики

По сути, это аналог самоблокирующегося реле с одним нормально разомкнутым контактом, роль которого играет полупроводниковая структура, расположенная между анодом и катодом. Отличие от реле в том, что к этому полупроводниковому прибору можно применить несколько методов включения и выключения.Все эти методы объясняются транзисторным эквивалентом SCR.

Два эквивалентных транзистора имеют положительную обратную связь. Он умножает любые изменения тока в их полупроводниковых переходах. Следовательно, существует несколько видов воздействия на электроды тринистора для его включения и выключения. Первые два метода позволяют включать по аноду.

• Если напряжение на аноде увеличится до определенного значения, начнут сказываться эффекты начинающегося пробоя полупроводниковых структур транзисторов.Возникающий начальный ток будет усилен лавинообразно за счет положительной обратной связи, и оба транзистора включатся.
• При достаточно быстром повышении напряжения на аноде происходит заряд межэлектродных емкостей, которые присутствуют в любых электронных компонентах. В этом случае в электродах появляются зарядные токи этих емкостей, которые улавливаются положительной обратной связью и все заканчивается включением тринистора.

Если нет перечисленных выше изменений напряжения, включение обычно происходит с током базы эквивалентного транзистора n-p-n.Отключить тиристор можно одним из двух способов, которые также становятся понятными из-за взаимодействия эквивалентных транзисторов. В них действует положительная обратная связь, начиная с некоторых значений токов, протекающих в p-n-p-n структуре. Если ток сделать меньше этих значений, положительная обратная связь будет работать на быстрое исчезновение токов.

Другой способ выключения — прервать положительную обратную связь импульсом напряжения, который меняет полярность на аноде и катоде.Благодаря этому направление токов между электродами меняется на обратное, и тиристор отключается. Поскольку явление фотоэлектрического эффекта характерно для полупроводниковых материалов, существуют фото- и оптотиристоры, в которых включение может быть вызвано освещением либо приемного окна, либо светодиода в корпусе этого полупроводникового прибора.

Есть еще так называемые динисторы (неуправляемые тиристоры). Эти полупроводниковые приборы конструктивно не имеют управляющего электрода.По сути, это тринистор с одним недостающим контактом. Следовательно, их состояние зависит только от напряжения анода и катода, и они не могут быть включены управляющим сигналом. Остальные процессы в них аналогичны обычным SCR. То же самое относится к симисторам, которые, по сути, представляют собой два параллельно включенных тиристора. Поэтому они используются для управления переменным током без дополнительных диодов.

Тиристоры запираемые

Если области p-n-p-n структуры сделать определенным образом вблизи баз эквивалентных транзисторов, можно добиться полной управляемости тиристором со стороны электрода затвора.Такая конструкция структуры p-n-p-n показана на изображении слева. Такой тиристор можно в любой момент включать и выключать соответствующими сигналами, подав их на управляющий электрод. Остальные методы переключения, применяемые к тиристорам, также подходят для запираемых тиристоров.

Однако эти методы неприменимы к таким полупроводниковым приборам. Напротив, они исключаются некоторыми схемотехническими решениями. Цель состоит в том, чтобы добиться надежного включения и выключения только с помощью управляющего электрода.Это необходимо для использования таких тиристоров в мощных высокочастотных инверторах. GTO работают на частотах до 300 Гц, в то время как IGCT могут работать на значительно более высоких частотах, достигающих 2 кГц. Номинальные токи могут составлять несколько тысяч ампер, а напряжения — несколько киловольт.

Сравнение различных тиристоров показано в таблице ниже.

Тиристоры изготавливаются для широкого диапазона токов и напряжений. Их конструкция определяется размерами p-n-p-n конструкции и необходимостью получить от нее надежный отвод тепла.Современные тиристоры, а также их обозначения в электрических схемах показаны на изображениях ниже.

♦ Как мы уже выяснили — тиристор — это полупроводниковый прибор, обладающий свойствами электрического клапана. Тиристор с двумя выходами (А — анод, К — катод) , это динистор. Тиристор с тремя выходами (А — анод, К — катод, Ue — управляющий электрод) , это тринистор, или в обиходе его просто называют тиристором.

♦ С помощью управляющего электрода (при определенных условиях) можно изменять электрическое состояние тиристора, то есть переводить его из состояния «выключено» в состояние «включено».
Тиристор открывается, если приложенное напряжение между анодом и катодом превышает значение U = Upr , то есть величину напряжения пробоя тиристора;
Тиристор может открываться даже при напряжении менее Upr между анодом и катодом (U, если подать импульс напряжения положительной полярности между затвором и катодом.

♦ Тиристор может находиться в открытом состоянии столько, сколько необходимо, пока на него подается напряжение питания.
Тиристор может быть закрыт:

• — если снизить напряжение между анодом и катодом до U = 0 ;
• — если анодный ток тиристора уменьшен до значения, меньшего, чем ток удержания Iud .
• — подачей напряжения блокировки на управляющий электрод (только для блокируемых тиристоров).

Тиристор также может находиться в закрытом состоянии столько, сколько необходимо, до прихода триггерного импульса.
Тиристоры и динисторы работают как в цепях постоянного, так и переменного тока.

Работа динистора и тиристора в цепях постоянного тока.

Давайте рассмотрим несколько практических примеров.
Первый пример использования динистора — генератор звукового сигнала релаксации .

Используем в качестве динистора КН102А-Б.

♦ Генератор работает следующим образом.
При нажатии кнопки Кн , через резисторы R1 и R2 постепенно заряжается конденсатор СО (+ батареи — замкнутые контакты кнопки Kn — резисторы — конденсатор С — минус батареи).
Параллельно конденсатору подключается цепочка из телефонной капсулы и динистора. Через телефонный капсюль и динистор ток не течет, так как динистор все еще «заблокирован».
♦ При достижении напряжения на конденсаторе, при котором динистор прорывается, через катушку телефонной капсулы проходит импульс тока разряда конденсатора (С — телефонная катушка — динистор — С). Из телефона слышен щелчок, конденсатор разряжен. Затем конденсатор C снова заряжается и процесс повторяется.
Частота повторения щелчков зависит от емкости конденсатора и величины сопротивления резисторов. R1 и R2 .
♦ При указанном на схеме напряжении, номиналах резисторов и конденсаторов частоту звукового сигнала с помощью резистора R2 можно изменять в пределах 500 — 5000. герц. Телефонный капсюль должен использоваться с катушкой с низким сопротивлением 50 — 100 Ом , не более, например телефонная капсула TC-67-N .
Телефонный капсюль должен быть включен с соблюдением полярности, иначе он не будет работать.Капсула отмечена знаком + (плюс) и — (минус).

♦ Данная схема (рис. 1) имеет один недостаток. Из-за большого разброса параметров динистора КН102 (разное напряжение пробоя) в некоторых случаях потребуется повышение напряжения блока питания 35-45 вольт , что не всегда возможно и удобный.

Устройство управления, смонтированное на тиристоре, для включения и выключения нагрузки одной кнопкой показано на рис.2.

Устройство работает следующим образом.
♦ В исходном состоянии тиристор закрыт, а лампа выключена.
Нажать кнопку Кн 1-2 секунды … Контакты кнопки разомкнуты, цепь катода тиристора разомкнута.

В этот момент конденсатор С заряжается от блока питания через резистор R1 … Напряжение на конденсаторе достигает значения U, блока питания.
Отпускание кнопки Кн .
В этот момент конденсатор разряжается по цепи: резистор R2 — управляющий электрод тиристора — катод — замкнутые контакты кнопки Kn — конденсатор.
А в цепи управляющего электрода будет протекать ток, тиристор «откроется» .
Загорается лампочка и по цепи: плюс АКБ — нагрузка в виде лампочки — тиристор — замкнутые контакты кнопки — минус АКБ.
Схема будет оставаться в этом состоянии столько, сколько необходимо..
В этом состоянии разряжен конденсатор: резистор R2, переход управляющий электрод — катод тиристора, контакты кнопки Kn.
♦ Чтобы выключить свет, кратковременно нажмите кнопку Kn … В этом случае основная цепь питания лампы отключается. Тиристор «замыкается» … При замыкании контактов кнопки тиристор останется в закрытом состоянии, так как управляющий электрод тиристора Uynp = 0 (конденсатор разряжен).

Испытал и надежно проработал в этой схеме различные тиристоры: КУ101, Т122, КУ201, КУ202, КУ208. .

♦ Как уже было сказано, динистор и тиристор имеют свой транзисторный аналог .

Аналоговая схема тиристора состоит из двух транзисторов и показана на рис. 3 .
Транзистор Тр 1 имеет p-n-p проводимость, транзистор Tr 2 имеет n-p-n проводимость. Транзисторы могут быть как германиевыми, так и кремниевыми.

Тиристорный аналог имеет два управляющих входа.
Первый вход: A — Ue1 (эмиттер — база транзистора Tr1).
Второй вход: К — Уэ2 (эмиттер — база транзистора Тр2).

Аналог имеет: А — анод, К — катод, Ue1 — первый управляющий электрод, Ue2 — второй управляющий электрод.

Если управляющие электроды не используются, то это будет динистор, с электродами А — анод и К — катод. .

♦ Пара транзисторов, как аналог тиристора, должна быть выбрана одинаковой мощности с током и напряжением выше, чем это необходимо для работы устройства.Аналоговые параметры тиристора (напряжение пробоя Unp, ток удержания Iyд) , будет зависеть от свойств используемых транзисторов.

♦ Для более стабильной работы аналога в схему добавлены резисторы R1 и R2 … А с помощью резистора R3 можно регулировать напряжение пробоя Upr и ток удержания Iyд аналог динистора — тиристор. Схема такого аналога показана на рис. 4 .

Если в схеме генератора звуковой частоты (Рисунок 1) , вместо динистора КН102 включить аналог динистора, то получится прибор с другими свойствами (Рисунок 5) .

Напряжение питания такой схемы будет составлять от 5 до 15 вольт … Изменяя номиналы резисторов R3 и R5 можно изменить тональность и рабочее напряжение генератора.

Переменный резистор R3 аналоговое напряжение пробоя подбирается под используемое напряжение питания.

Тогда вы можете заменить его постоянным резистором.

Транзисторы Тр1 и Тр2: КТ502 и КТ503; КТ814 и КТ815 или любые другие.

♦ Интересная схема стабилизатора напряжения с защитой от короткого замыкания в нагрузке (рисунок 6) .

Если ток нагрузки превышает 1 ампер , защита сработает.

В состав стабилизатора входят:

• — элемент управления — стабилитрон КС510 , определяющий выходное напряжение;
• — исполнительный элемент — транзисторы КТ817А , КТ808А , выполняющие роль регулятора напряжения;
• — в качестве датчика перегрузки используется резистор R4 ;
• — механизм исполнительной защиты использует аналог динистора, на транзисторах КТ502 и КТ503 .

♦ На входе стабилизатора установлен конденсатор в качестве фильтра С1 … Резистор R1 ток стабилизации стабилитрона установлен КС510 , размер 5 — 10 мА. Напряжение на стабилитроне должно быть 10 вольт .
Резистор R5 задает начальный режим стабилизации выходного напряжения.

Резистор R4 = 1,0 Ом , включенный последовательно в цепь нагрузки.Чем выше ток нагрузки, тем больше напряжения, пропорционального току, выделяется на ней.

В исходном состоянии, когда нагрузка на выходе стабилизатора низкая или отключена, тиристорный аналог замкнут. Приложенного напряжения 10 вольт (от стабилитрона) недостаточно для пробоя. В этот момент падение напряжения на резисторе R4 практически равно нулю.
Если постепенно увеличивать ток нагрузки, падение напряжения на резисторе увеличится. R4 … При определенном напряжении на R4 аналог тиристора прорывается и устанавливается напряжение, между точкой Pt1 и общим проводом 1,5 — 2,0 вольт .
Это напряжение анод-катодного перехода открытого аналога тиристора.

Одновременно загорается светодиод D1 , сигнализируя об аварии. Напряжение на выходе стабилизатора в этот момент будет равно 1,5 — 2.0 вольт .
Для восстановления нормальной работы стабилизатора необходимо выключить нагрузку и нажать кнопку Kn , сбросив блокировку защиты.
Снова появится напряжение на выходе стабилизатора 9 вольт и светодиод погаснет.
Регулируя резистор R3 , можно выбрать ток срабатывания защиты от 1 ампера и более. … Транзисторы Т1 и Т2 можно устанавливать на один радиатор без изоляции.Сам радиатор должен быть изолирован от корпуса.

Чтобы наглядно представить себе работу, необходимо дать представление о сути работы тиристора.

Управляемый проводник, состоящий из четырех полупроводниковых переходов P-N-P-N. Его принцип работы аналогичен принципу действия диода и осуществляется при попадании электрического тока на управляющий электрод.

Прохождение тока через тиристор возможно только в том случае, если потенциал анода выше потенциала катода.Ток через тиристор перестает течь, когда значение тока падает до порога включения. Ток, протекающий на управляющий электрод, не влияет на ток в основной части тиристора и, кроме того, не нуждается в постоянной поддержке в основном состоянии тиристора, это необходимо исключительно для открытия тиристора.

Имеется несколько решающих характеристик тиристора

В открытом состоянии, благоприятном для проводящей функции, тиристор характеризуется следующими показателями:

• Падение напряжения, оно определяется как пороговое напряжение с использованием внутреннего сопротивления.
• Максимально допустимый ток до 5000 А (среднеквадратичное значение), типичный для самых мощных компонентов.

В заблокированном состоянии тиристор:

• Максимально допустимое постоянное напряжение (выше 5000 А).
• В общем, значения прямого и обратного напряжения одинаковы.
• Время блокировки или время с минимальным значением, в течение которого на тиристор не влияет положительное значение анодного напряжения относительно катода, в противном случае тиристор самопроизвольно разблокируется.
• Управляющий ток, присущий открытой основной части тиристора.

Тиристоры предназначены для низкочастотных и высокочастотных цепей. Это так называемые быстродействующие тиристоры, область их применения рассчитана на несколько килогерц. Для быстродействующих тиристоров характерно использование неодинакового прямого и обратного напряжения.

Для увеличения значения постоянного напряжения

Рис. №1. Габаритные и присоединительные размеры и чертеж тиристора. м 1, м 2 — контрольные точки, в которых измеряется импульсное напряжение в открытом состоянии. л 1 мин — наименьший воздушный зазор (расстояние) в воздухе между выводами анода и управляющего электрода; л 2 мин. — минимальное расстояние, длина прохода тока течь между выводами.

Разновидности тиристоров

• — диодный тиристор, имеет два вывода: анодный и катодный.
• SCR — SCR оснащен дополнительным управляющим электродом.
• Симистор — симметричный тиристор, представляет собой встречное соединение тиристоров, имеет возможность пропускать ток в прямом и обратном направлениях.

Рис. №2. Структура (а) и вольт-амперная характеристика (ВАХ) тиристора.

Тиристоры предназначены для работы в цепях с разными частотными границами, при обычном использовании тиристоры могут быть подключены к диодам, которые включены антиреверсивным образом, это свойство используется для увеличения постоянного напряжения, величина которого Компонент выдерживает в выключенном состоянии. Для сложных схем используйте тиристор GTO ( Gate Turn Oee — запираемый тиристор) , он полностью управляем.Он заблокирован управляющим электродом. Использование тиристоров такого типа нашло применение в очень мощных преобразователях, поскольку они могут выдерживать большие токи.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то упустил. Загляните, буду рад, если найдете на моем еще что-нибудь полезное.

Тиристор — электронный компонент, изготовленный на основе полупроводниковых материалов, может состоять из трех и более p-n-переходов и имеет два стабильных состояния: закрытый (низкая проводимость), открытый (высокая проводимость).

Это сухая формулировка для начинающих магистр электротехники г., вообще ничего не говорит. Давайте рассмотрим принцип работы этого электронного компонента для обычных людей, так сказать для чайников, и где его можно применить. По сути, это электронный аналог переключателей, которыми вы пользуетесь каждый день.

Есть много типов этих элементов с разными характеристиками и областями применения. Рассмотрим обычный однооперационный тиристор.

Способ обозначения на схемах показан на рисунке 1.

Электронный элемент имеет следующие выводы:

• положительный вывод анода;
• отрицательный вывод катода;
• управляющий электрод G.

Принцип работы тиристора

Основное применение этого типа элементов — создание на их основе силовых тиристорных ключей для коммутации больших токов и их регулирования. Включение осуществляется сигналом, передаваемым на управляющий электрод.В этом случае элемент нельзя полностью контролировать, и для его закрытия необходимо принять дополнительные меры, чтобы напряжение упало до нуля.

Если простыми словами сказать, как работает тиристор, то по аналогии с диодом он может проводить ток только в одном направлении, поэтому при его подключении нужно соблюдать правильную полярность … При подаче напряжения к аноду и катоду этот элемент будет оставаться закрытым до момента подачи соответствующего электрического сигнала на управляющий электрод.Теперь, независимо от наличия или отсутствия управляющего сигнала, он не изменит своего состояния и останется открытым.

Условия закрытие тиристора:

1. Снимите сигнал с управляющего электрода;
2. Уменьшите напряжение на катоде и аноде до нуля.

Для сетей переменного тока выполнение этих условий не вызывает особых затруднений. Синусоидальное напряжение, изменяясь от одного значения амплитуды к другому, уменьшается до нуля, и если в этот момент нет управляющего сигнала, тиристор закроется.

В случае использования тиристоров в цепях постоянного тока используется ряд методов принудительного переключения (замыкание тиристора), наиболее распространенным является использование предварительно заряженного конденсатора. Цепь конденсатора подключена к цепи управления тиристором. При подключении конденсатора к цепи в тиристоре произойдет разряд, ток разряда конденсатора будет направлен противоположно прямому току тиристора, что приведет к уменьшению тока в цепи до нуля и тиристор закроется.

Вы можете подумать, что использование тиристоров неоправданно, не проще ли использовать обычный выключатель? Огромным преимуществом тиристора является то, что он позволяет коммутировать огромные токи в цепи анод-катод, используя незначительный управляющий сигнал, подаваемый на цепь управления. В этом случае не возникает искры, что важно для надежности и безопасности всей цепи.

Схема подключения

Схема управления может выглядеть иначе, но в простейшем случае схема переключения тиристорного переключателя имеет вид, показанный на рисунке 2.

К аноду L прикреплена лампочка, а положительная клемма источника питания G подключена к нему переключателем K2. B. Катод подключен к минусу источника питания.

После подачи питания на выключатель К2 напряжение батареи будет подано на анод и катод, но тиристор останется замкнутым, лампа не загорится. Для включения лампы необходимо нажать кнопку К1, сигнал через сопротивление R поступит на управляющий электрод, тиристорный ключ изменит свое состояние на размыкание, и лампа загорится.Сопротивление ограничивает ток, подаваемый на электрод затвора. Повторное нажатие кнопки K1 не влияет на состояние цепи.

Чтобы замкнуть электронный ключ, нужно отключить цепь от источника питания переключателем К2. Этот тип электронных компонентов закроется и в случае снижения напряжения питания на аноде до определенного значения, которое зависит от его характеристик. Вот так можно описать принцип работы тиристора для чайников.

Технические характеристики

К основным характеристикам можно отнести следующие:

Рассмотренные элементы, помимо электронных ключей, часто используются в регуляторах мощности, которые позволяют изменять мощность, подаваемую на нагрузку, путем изменения среднего и действующего значений. Переменного тока.Величина тока регулируется изменением момента подачи на тиристор сигнала открытия (изменением угла открытия). Угол открытия (регулирования) — это время от начала полупериода до момента открытия тиристора.

Типы данных электронных компонентов

Существует много различных типов тиристоров, но наиболее распространенными, помимо тех, которые мы обсуждали выше, являются следующие:

• динисторный элемент, коммутация которого происходит при достижении определенного значения достигается значение напряжения, приложенного между анодом и катодом;
симистор
• ;
• оптотиристор, коммутация которого осуществляется световым сигналом.

Симисторы

На симисторах остановимся подробнее. Как упоминалось ранее, тиристоры могут проводить ток только в одном направлении, поэтому при установке в цепи переменного тока такая схема регулирует один полупериод сетевого напряжения. Для регулирования обоих полупериодов необходимо установить другой тиристор в антипараллельном режиме или применить специальные схемы с использованием мощных диодов или диодных мостов. Все это усложняет схему, делает ее громоздкой и ненадежной.

Именно для таких случаев и был изобретен симистор. Поговорим о нем и о том, как это работает для чайников. Основное отличие симисторов от рассмотренных выше элементов заключается в способности пропускать ток в обоих направлениях. По сути, это два тиристора с общим управлением, соединенные встречно параллельно (рис. 3А).

Условное графическое обозначение этого электронного компонента показано на рис. 3 В. Следует отметить, что называть силовые выводы анодом и катодом будет некорректно, так как ток может проводиться в любом направлении, поэтому они обозначаются T1 и T2.Управляющий электрод обозначен G. Чтобы открыть симистор, необходимо подать управляющий сигнал на соответствующий вывод. Условия перехода симистора из одного состояния в другое и обратно в сетях переменного тока не отличаются от рассмотренных выше способов управления.

Этот тип электронных компонентов используется в промышленном секторе, бытовых устройствах и электроинструментах для плавного регулирования тока. Это управление электродвигателями, ТЭНами, зарядными устройствами.

В заключение хотелось бы сказать, что и тиристоры, и симисторы, коммутируя значительные токи, имеют весьма скромные габариты, при этом на их корпусе выделяется значительная тепловая мощность. Проще говоря, они сильно нагреваются, поэтому для защиты элементов от перегрева и термического пробоя используют радиатор, которым в простейшем случае является алюминиевый радиатор.

Тиристор. Устройство, назначение.

Тиристор — управляемый трехэлектродный полупроводниковый прибор с тремя p — n -переходами, который имеет два устойчивых состояния электрического равновесия: закрытое и открытое.

Тиристор совмещает в себе функции выпрямителя, переключателя и усилителя. Его часто используют в качестве регулятора, в основном, когда в цепь подается переменное напряжение. Следующие пункты раскрывают три основных свойства тиристора:

1 тиристор, как и диод, проводит ток в одном направлении, проявляя себя как выпрямитель;

2 : тиристор переходит из выключенного состояния во включенное при подаче сигнала на управляющий электрод и, следовательно, в качестве переключателя он имеет два стабильных состояния.

3 управляющий ток, необходимый для перевода тиристора из «закрытого» состояния в «открытое», намного меньше (несколько миллиампер) при рабочем токе в несколько ампер и даже несколько десятков ампер. Следовательно, тиристор обладает свойствами усилителя тока;

Устройство и основные типы тиристоров

Рис. 1. Тиристорные схемы: а) Базовая четырехслойная p-n-p-n — структура б) Диодный тиристор в) Триодный тиристор.

Основная схема тиристорной структуры показана на рис. 1. Она представляет собой четырехслойную полупроводниковую структуру p-n-p-n , содержащую три последовательно соединенных p-n -перехода J1, J2, J3. Контакт с внешней стороной p — слой называется анодом, к внешнему n -слой — катодом. Обычно p-n-p-n — устройство может иметь до двух управляющих электродов (баз), подключенных к внутренним слоям. Путем подачи сигнала на управляющий электрод осуществляется управление тиристором (изменение его состояния).Устройство без управляющих электродов называется диодным тиристором или динистором … Такие устройства управляются напряжением, приложенным между основными электродами. Устройство с одним управляющим электродом называется тринистор тринистор или тринистор (иногда просто тиристор, хотя это не совсем правильно). В зависимости от того, к какому слою полупроводника подключен управляющий электрод, тиристоры управляются вдоль анода и катода. Последние самые распространенные.

Описанные выше устройства бывают двух типов: пропускающие ток в одном направлении (от анода к катоду) и пропускающие ток в обоих направлениях. В последнем случае соответствующие устройства называются симметричными (поскольку их ВАХ симметричны) и обычно имеют пятислойную полупроводниковую структуру. Симметричный SCR также называют Triac или triac (от англ. Triac). Следует отметить, что вместо симметричных динисторов часто используются их интегральные аналоги с лучшими параметрами.

Тиристоры с управляющим электродом делятся на запираемые и неблокируемые. Тиристоры без фиксации, как следует из названия, не могут быть отключены сигналом, подаваемым на затвор. Такие тиристоры закрываются, когда ток, протекающий через них, становится меньше тока удержания. На практике это обычно происходит в конце полуволны сетевого напряжения.

Вольт-амперная характеристика тиристора

Рис. 2. Вольт-амперная характеристика тиристора

Типичная ВАХ тиристора, проводящего в одном направлении (с электродами затвора или без них), показана на рис.2. Имеет несколько разделов:

· Между точками 0 и (Vвo, IL) находится участок, соответствующий высокому сопротивлению устройства — прямая блокировка (нижняя ветвь).

· В точке Vbo включается тиристор (точка переключения динистора во включенное состояние).

· Между точками (Vbo, IL) и (Vn, In) находится участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением — зона нестабильного переключения во включенное состояние. Когда разность потенциалов между анодом и катодом тиристора прямой полярности больше V, тиристор разблокируется (эффект динистора).

Участок от точки с координатами (Vn, In) и выше соответствует открытому состоянию (прямая проводимость)

На графике показаны ВАХ при разных управляющих токах (токах на затворе тиристора) IG (IG = 0; IG> 0; IG >> 0), причем чем больше ток IG, тем ниже напряжение Vbo. , тиристор переходит в проводящее состояние

· Пунктирная линия обозначает т.н. «Ток включения выпрямления» (IG >> 0), при котором тиристор становится проводящим при минимальном анодно-катодном напряжении.Чтобы перевести тиристор обратно в непроводящее состояние, необходимо уменьшить ток в цепи анод-катод ниже выпрямительного тока включения.

· Раздел между 0 и Vbr описывает режим обратной блокировки устройства.

ВАХ симметричных тиристоров отличается от показанной на рис. 2 тем, что кривая в третьей четверти графика повторяет участки 0–3 симметрично относительно начала координат.

По типу нелинейности ВАХ тиристор относится к S-образным.

Электрооборудование и материалы 20 x КУ202 КУ202, 2У202 30А 2У202 10А Тиристор кремниевый Советский СССР NOS Business & Industrial