Симисторы принцип действия основные характеристики и параметры: назначение и основные характеристики, принцип работы для «чайников» и проверка в схемах

Содержание

принцип действия, применение, устройство и управление ими

Из статьи вы узнаете о том, что такое симистор, принцип работы этого прибора, а также особенности его применения. Но для начала стоит упомянуть о том, что симистор – это то же, что и тиристор (только симметричный). Следовательно, не обойтись в статье без описания принципа функционирования тиристоров и их особенностей. Без знания основ не получится спроектировать и построить даже простейшую схему управления.

Тиристоры

Тиристор является переключающим полупроводниковым прибором, который способен пропускать ток только в одном направлении. Его нередко называют вентилем и проводят аналогии между ним и управляемым диодом. У тиристоров имеется три вывода, причем один – это электрод управления. Это, если выразиться грубо, кнопка, при помощи которой происходит переключение элемента в проводящий режим. В статье будет рассмотрен частный случай тиристора – симистор — устройство и работа его в различных цепях.

Тиристор – это еще выпрямитель, выключатель и даже усилитель сигнала. Нередко его используют в качестве регулятора (но только в том случае, когда вся электросхема запитывается от источника переменного напряжения). У всех тиристоров имеются некоторые особенности, о которых нужно поговорить более подробно.

Свойства тиристоров

Среди огромного множества характеристик этого полупроводникового элемента можно выделить самые существенные:

  1. Тиристоры, подобно диодам, способны проводить электрический ток только в одном направлении. В этом случае они работают в схеме, как выпрямительный диод.
  2. Из отключенного во включенное состояние тиристор можно перевести, подав на управляющий электрод сигнал с определенной формой. Отсюда вывод – у тиристора как у выключателя имеется два состояния (причем оба устойчивые). Таким же образом может функционировать и симистор. Принцип работы ключа электронного типа на его основе достаточно прост. Но для того чтобы произвести возврат в исходное разомкнутое состояние, необходимо, чтобы выполнялись определенные условия.
  3. Ток сигнала управления, который необходим для перехода кристалла тиристора из запертого режима в открытый, намного меньше, нежели рабочий (буквально измеряется в миллиамперах). Это значит, что у тиристора есть свойства усилителя тока.
  4. Существует возможность точной регулировки среднего тока, протекающего через подключенную нагрузку, при условии, что нагрузка включена с тиристором последовательно. Точность регулировки напрямую зависит от того, какая длительность сигнала на электроде управления. В этом случае тиристор выступает в качестве регулятора мощности.

Тиристор и его структура

Тиристор – это полупроводниковый элемент, который имеет функции управления. Кристалл состоит из четырех слоев р и п типа, которые чередуются. Так же точно построен и симистор. Принцип работы, применение, структура этого элемента и ограничения в использовании рассмотрены детально в статье.

Описанную структуру еще называют четырехслойной. Крайнюю область р-структуры с подключенным к ней положительной полярности выводом источника питания, называют анодом. Следовательно, вторая область п (тоже крайняя) – это катод. К ней приложено отрицательное напряжение источника питания.

Какими свойствами обладает тиристор

Если провести полный анализ структуры тиристора, то можно найти в ней три перехода (электронно-дырочных). Следовательно, можно составить эквивалентную схему на полупроводниковых транзисторах (полярных, биполярных, полевых) и диодах, которая позволит понять, как ведет себя тиристор при отключении питания электрода управления.

В том случае, когда относительно катода анод положительный, диод закрывается, и, следовательно, тиристор тоже ведет себя аналогично. В случае смены полярности оба диода смещаются, тиристор также запирается. Аналогичным образом функционирует и симистор.

Принцип работы на пальцах, конечно, объяснить не очень просто, но мы попробуем сделать это далее.

Как работает отпирание тиристора

Для понимания принципа работы тиристора нужно обратить внимание на эквивалентную схему. Она может быть составлена из двух полупроводниковых триодов (транзисторов). Вот на ней и удобно рассмотреть процесс отпирания тиристоров. Задается некоторый ток, который протекает через электрод управления тиристора. При этом ток имеет смещение прямой направленности. Этот ток считается базовым для транзистора со структурой п-р-п.

Поэтому в коллекторе ток у него будет больше в несколько раз (необходимо значение тока управления умножить на коэффициент усиления транзистора). Далее можно видеть, что это значение тока базовое для второго транзистора со структурой проводимости р-п-р, и он отпирается. При этом коллекторный ток второго транзистора будет равен произведению коэффициентов усиления обоих транзисторов и первоначально заданного тока управления. Симисторы (принцип работы и управление ими рассмотрены в статье) обладают аналогичными свойствами.

Далее этот ток необходимо суммировать с ранее заданным током цепи управления. И получится именно то значение, которое необходимо, чтобы поддерживать первый транзистор в отпертом состоянии. В том случае, когда ток управления очень большой, два транзистора одновременно насыщаются. Внутренняя ОС продолжает сохранять свою проводимость даже тогда, когда исчезает первоначальный ток на управляющем электроде. Одновременно с этим на аноде тиристора обнаруживается довольно высокое значение тока.

Как отключить тиристор

Переход в запертое состояние тиристора возможен в том случае, если к электроду управления открытого элемента не прикладывается сигнал. При этом ток спадает до определенной величины, которая называется гипостатическим током (или током удержания).

Тиристор отключится и в том случае, если произойдет размыкание в цепи нагрузки. Либо когда напряжение, которое прикладывается к цепи (внешней), меняет свою полярность. Это происходит под конец каждого полупериода в случае, когда питается схема от источника переменного тока.

Когда тиристор работает в цепи постоянного тока, запирание можно осуществить при помощи простого выключателя или кнопки механического типа. Он соединяется с нагрузкой последовательно и применяется для обесточивания цепи. Аналогичен и принцип работы регулятора мощности на симисторе, правда, имеются в схеме некоторые особенности.

Способы отключения тиристоров

Но можно выключатель соединить параллельно, тогда с его помощью происходит шунтирование тока анода, и тиристор переводится в запертое состояние. Некоторые виды тиристоров могут включаться повторно, если разомкнуть контакты выключателя. Объяснить это можно тем, что во время размыкания контактов паразитные емкости переходов тиристора накапливают заряд, создавая тем самым помехи.

Поэтому желательно располагать выключатель так, чтобы он находился между катодом и электродом управления. Это позволит гарантировать, что тиристор отключится нормально, а удерживающий ток отсечется. Иногда для удобства и повышения быстродействия и надежности применяют вместо механического ключа вспомогательный тиристор. Стоит отметить, что работа симистора во многом схожа с функционированием тиристоров.

Симисторы

А теперь ближе к теме статьи – нужно рассмотреть частный случай тиристора – симистор. Принцип работы его схож с тем, что был рассмотрен ранее. Но имеются некоторые отличия и характерные особенности. Поэтому нужно поговорить о нем более подробно. Симистор представляет собой прибор, в основе которого находится кристалл полупроводника. Очень часто используется в системах, которые работают на переменном токе.

Самое простое определение этого прибора – выключатель, но управляемый. В запертом состоянии он работает точно так же, как и выключатель с разомкнутыми контактами. При подаче сигнала на электрод управления симистора происходит переход прибора в открытое состояние (режим проводимости). При работе в таком режиме можно провести параллель с выключателем, у которого контакты замкнуты.

Когда сигнал в цепи управления отсутствует, в любой из полупериодов (при работе в цепях переменного тока) происходит переход симистора из режима открытого в закрытый. Симисторы широко используются в режиме релейном (например, в конструкциях светочувствительных выключателей или термостатов). Но они же нередко применяются и в системах регулирования, которые функционируют по принципам фазового управления напряжения на нагрузке (являются плавными регуляторами).

Структура и принцип работы симистора

Симистор – это не что иное, как симметричный тиристор. Следовательно, исходя из названия, можно сделать вывод – его легко заменить двумя тиристорами, которые включаются встречно-параллельно. В любом направлении он способен пропустить ток. У симистора имеется три основных вывода – управляющий, для подачи сигналов, и основные (анод, катод), чтобы он мог пропускать рабочие токи.

Симистор (принцип работы для «чайников» этого полупроводникового элемента предоставлен вашему вниманию) открывается, когда на управляющий вывод подается минимальное необходимое значение тока. Или в том случае, когда между двумя другими электродами разность потенциалов выше предельно допустимого значения.

В большинстве случаев превышение напряжения приводит к тому, что симистор самопроизвольно срабатывает при максимальной амплитуде питающего напряжения. Переход в запертое состояние происходит в случае смены полярности или при уменьшении рабочего тока до уровня ниже, чем ток удержания.

Как отпирается симистор

При питании от сети переменного тока происходит смена режимов работы за счет изменения полярности у напряжения на рабочих электродах. По этой причине в зависимости от того, какая полярность у тока управления, можно выделить 4 типа проведения этой процедуры.

Допустим, между рабочими электродами приложено напряжение. А на электроде управления напряжение по знаку противоположно тому, которое приложено к цепи анода. В этом случае сместится по квадранту симистор — принцип работы, как можно увидеть, довольно простой.

Существует 4 квадранта, и для каждого из них определен ток отпирания, удерживающий, включения. Отпирающий ток необходимо сохранять до той поры, покуда не превысит в несколько раз (в 2-3) он значение удерживающего тока. Именно это и есть ток включения симистора – минимально необходимый ток отпирания. Если же избавиться от тока в цепи управления, симистор будет находиться в проводящем состоянии. Причем он в таком режиме будет работать до той поры, покуда ток в цепи анода будет больше тока удержания.

Какие накладываются ограничения при использовании симисторов

Его сложно использовать, когда нагрузка индуктивного типа. Скорость изменения напряжения и тока ограничивается. Когда симистор переходит из запертого режима в открытый, во внешней цепи возникает значительный ток. Напряжение не падает мгновенно на силовых выводах симистора. А мощность будет мгновенно развиваться и достигает довольно больших величин. Та энергия, которая рассеивается, за счет малого пространства резко повышает температуру полупроводника.

В случае превышения критического значения происходит разрушение кристалла, ввиду чрезмерно быстрого нарастания силы тока. Если к симистору, который находится в запертом состоянии, приложить некоторое напряжение и резко его увеличить, то произойдет открытие канала (при отсутствии сигнала в цепи управления). Такое явление можно наблюдать по причине того, что происходит накапливание заряда внутренней паразитной емкостью полупроводника. Причем ток заряда имеет достаточное значение, чтобы отпереть симистор.

Симисторы BT134 основные характеристики и цоколевка


Рис. 1 Цоколевка симистора BT134

BT134 выпускается в пластмассовом корпусе типа SOT-82. Симисторы BT134 серии применяются в схемах управления электродвигателями, в промышленных и бытовых осветительных приборах, студийных вспышках, операторский свет для видеосъемки, в электронагревательных приборах и другой бытовой технике.

Система обозначений симисторов, тиристоров, динисторов BT выпускаемых компанией Philips

1. ВТ — симистор Philips

2. Серия

3. не обозначается для серии 134, тип корпуса симисторов BT134 — SOT-82

4. Макс. напряжение, В

5. Ток отпирания управляющего электрода: не обозначается – 35 мА, B – 50 мА, D – 5 мА, E – 10 мА, F – 25 мА

Основные характеристики симисторов BT134

Параметр Обозначение Еди-
ница
Тип симистора
BT134-500 BT134-600 BT134-800
Максимальное обратное напряжение
Uобр.
В 500 600 800
Макс. повторяющееся импульсное напр. в закрытом состоянии Uзс.повт.макс. В 500 600 800
Макс. среднее за период значение тока в открытом состоянии Iос.ср.макс. А 4 4 4
Макс. кратковременный импульсный ток в открытом состоянии Iкр.макс. А 25 25 25
Наименьший постоянный ток управления,
необходимый для включения симистора
Iу.от.мин. А 0.025 0.025 0.025

Симисторы и тиристоры динисторы BT, основные характеристики, аналоги и цоколевка

Полный datasheet симистора BT134 с возможностью скачать бесплатно даташит в pdf формате или смотреть в онлайн справочнике по электронным компонентам на Времонт. su

как проверить, принцип работы, характеристики


Что это за устройство, его обозначение

Симистор — это симметричный тиристор. В англоговорящих странах используется название triak, встречается и у нас транслитерация этого названия — триак. Понять принцип его работы несложно, если знаете как работает тиристор. Если коротко, тиристор пропускает ток только в одном направлении. И в этом он похож на диод, но ток проходит только при появлении сигнала на управляющем выводе. То есть, ток проходит только при определенных условиях. Прекращается его «подача» при снижении силы тока ниже определенного значения или разрывом цепи (даже кратковременным). Так как симистор, по сути, двусторонний тиристор, при появлении управляющего сигнала он пропускает ток в обоих направлениях направления.

В открытом состоянии симистор проводит ток в обоих направлениях.

На схеме он изображается как два включенных навстречу друг на другу тиристора с общим управляющим выводом.

Внешний вид симистора и его обозначение на схемах

Симистор имеет три вывода: два силовых и один управляющий. Через силовые выводы можно пропускать ток высокого напряжение, на управляющий подаются низковольтные сигналы. Пока на управляющем выводе не появится потенциал, ток не будет протекать ни в одном направлении.


Виды и сферы применения

Поскольку симистор является видом тиристора, то основным их отличием является параметры управляющего электрода (базы). Кроме того, они классифицируются по другим признакам:

  1. Конструкция.
  2. Величина тока, при которой наступает перегрузка.
  3. Характеристики базы.
  4. Значения прямых и обратных токов.
  5. Величина прямого и обратного напряжений.
  6. Тип электрической нагрузки. Бывают силовыми и обычными.
  7. Параметр силы тока, необходимой для открытия затвора.
  8. Коэффициент dv/dt или скорость, с которой происходит переключение.
  9. Производитель.
  10. Мощность.

Вам это будет интересно Как работают датчики движения для включения света

Благодаря особенности пропускания тока в двух направлениях, их используют в цепях переменного тока, поскольку тиристор не может работать на полную мощность. Симметричные тиристоры получили широкое применение в таких устройствах:

  1. Приборах для регулировки яркости света или диммерах.
  2. Регуляторах оборотов для различного инструмента (лобзики, шуруповерты и т. д.).
  3. Электронной регулировке температур для индукционных плит.
  4. Холодильной аппаратуре для плавного запуска двигателя.
  5. Бытовой технике.
  6. Промышленности для освещения, плавного пуска приводов машин и механизмов.

Среди достоинств симисторов можно выделить незначительную стоимость, надежность и они не генерируют помехи (не используются контакты механического типа), а также длительный срок эксплуатации. К основным недостаткам следует отнести следующие: необходимость в дополнительном теплоотводе, невозможность использования на высоких частотах, а также влияние помех и шумов различного рода.

Для подавления помех следует подсоединить параллельно триаку, между катодом и анодом, цепочку из конденсатора и резистора с номиналами от 0,02 до 0,3 мкФ и от 45 до 500 Ом соответственно. Для применения в какой-либо схеме или устройстве следует знать основные технические характеристики, поскольку владение этой информацией поможет избежать множества трудностей перед начинающим радиолюбителем.

Где используется и как выглядит

Чаще всего симистор используется для коммутации в цепях переменного тока (подачи питания на нагрузку). Это удобно, так как при помощи напряжения малого номинала можно управлять высоковольтным питанием. В некоторых схемах ставят симистор вместо обычного электромеханического реле. Плюс очевиден — нет физического контакта, что делает включение питания более надежным. Второе достоинство — относительно невысокая цена. И это при значительном времени наработки и высокой надежности схемы.

Минусы тоже есть. Приборы могут сильно нагреваться под нагрузкой, поэтому необходимо обеспечить отвод тепла. Мощные симисторы (называют обычно «силовые») монтируются на радиаторы. Еще один минус — напряжение на выходе симистора пилообразное. То есть подключаться может только нагрузка, которая не предъявляет высоких требований к качеству электропитания. Если нужна синусоида, такой способ коммутации не подходит.

Заменить симистор можно двумя тиристорами. Но надо правильно подобрать их по параметрам, да и схему управления придется переделывать — в таком варианте управляющих вывода два

По внешнему виду отличить тиристор и симистор нереально. Даже маркировка может быть похожей — с буквой «К». Но есть и серии, у которых название начинается с «ТС», что означает «тиристор симметричный». Если говорить о цоколевке, то это то, что отличает тиристор от симистора. У тиристора есть анод, катод и управляющий вывод. У симистора названия «анод» и «катод» неприменимы, так как вывод может быть и катодом, и анодом. Так что их обычно называют просто «силовой вывод» и добавляют к нему цифру. Тот который левее — это первый, который правее — второй. Управляющий электрод может называться затвором (от английского слова Gate, которым обозначается этот вывод).

Технические характеристики

У триаков существуют характеристики, позволяющие применять их в какой-либо схеме. Кроме того, они отличаются также и производителем — бывают отечественные и импортные. Основное отличие импортных состоит в том, что нет необходимости подстраивать их работу при помощи дополнительных радиоэлементов, т. е. собирать дополнительную схему управления симистором. У симисторов существуют следующие характеристики:

  1. Величина максимального обратного и импульсного значений напряжений, на которые он рассчитан.
  2. Минимальное и максимальное значения тока, при котором происходит открытие его перехода, а также значение максимального импульсного тока, необходимого для его открытия.
  3. Период включения и выключения.
  4. Коэффициент dv/dt.

Характеристики в основном определяются по маркировке триаков с использованием справочника. В справочной информации имеется информация о том, как он выглядит, и дается его распиновка. При использовании триака следует учитывать такую характеристику, как dv/dt. Она показывает значения коэффициента, при котором не происходит самопроизвольное включение из-за скачков напряжения. Причинами такого включения могут служить помехи импульсного происхождения и падение напряжения при коммутации ключа. Кроме того, чтобы избежать последствий, следует применять RC-цепочку, а также ограничивающие диоды или варистор. Эта цепочка подсоединяется к эмиттеру и коллектору симистора.

Вам это будет интересно Принцип работы реле тока и виды устройств

При выборе триака следует обратить внимание на все характеристики, поскольку не имеет смысла использовать высоковольтный тип в схемах с низким напряжением. Например, если устройство работает от напряжения 36 В, то зарубежный симистор Zo607 с напряжением 600 В (его аналог — вта41600в) не следует применять.

Кроме того, в некоторых источниках можно встретить понятие бесснабберного симистора. Это тип, который применяется при индуктивных нагрузках. Примером такой модели являются m10lz47, mac12n и tg35c60.

Как проверить симистор

Привычка проверять все элементы пред пайкой приходит с годами. Проверить симистор можно при помощи мультиметра и при помощи небольшой проверочной схемы с батарейкой и лампочкой. В любом случае надо сначала разобраться, как располагаются выводы на вашем приборе. Сделать это можно по цоколевке каждой конкретной серии. Для этого в поисковик забиваем маркировку, которая есть на корпусе. В некоторых случаях можно добавить «цоколевка». Если есть русскоязычные описания, будет несколько проще. Если на русском информации нет, придется искать в интернете. Заменяем слово «цоколевка» словом «datasheet». Иногда можно ввести русскими буквами «даташит». В переводе это «техническая спецификация». По имеющимся в описании таблицам и рисункам легко понять, где расположены силовые выходы (T1 и T2), а где затвор (G).

Пример цоколевки. Все можно понять и без знания языка

С мультиметром

Проверка мультиметром симистора основана на принципе его работы. Берем обычный мультиметр, ставим его в положение прозвонки. Силовые выходы между собой должны звониться в обоих направлениях. Прикасаемся щупами к выходам Т1 и Т2. На экране должны высвечиваться цифры. Это сопротивление перехода. Если поменять щупы местами, сопротивление может измениться, но ни обрыва, ни короткого быть не должно.

Проверяем мультиметром

Зато между затвором и силовыми выходами должен быть «обрыв» (бесконечно большое сопротивление). То есть, «звониться» они не должны при любом расположении щупов. Проверив сопротивление между разными выводами, можно сделать вод о работоспособности симистора.

С лампочкой и батарейкой

Для проверки симистора без мультиметра придется собрать простенькую проверочную схему с питанием от девятивольтовой батарейки «Крона». Нужны будут три провода длиной около 20 см. Провода желательно гибкие, многожильные. Проще, если они будут разных цветов. Лучше всего красный, синий и любой другой. Пусть будет желтый. Синий разрезаем пополам, припаиваем лампочку накаливания на 9 В (или смотрите по напряжению, которое выдает ваша батарейка). Один кусок провода на резьбу, другой — на центральный вывод с нижней части цоколя. Чтобы работать было удобнее, на каждый провод лучше припаять «крокодилы» — пружинные зажимы.

Как проверить симистор без мультиметра

Собираем схему. Подключаем провода в таком порядке:

  • Красный одним концом на плюс кроны, вторым — на вывод Т1.
  • Синий — на минус кроны и на Т2.
  • Желтый провод одним краем цепляем к затвору G.

После того как собрали схему, лампочка не должна гореть. Если она горит, симистор пробит. Если не горит, проверяем дальше. Свободным концом желтого провода кратковременно прикасаемся к Т2. Лампочка должна загореться. Это значит, что симметричный тиристор открылся. Чтобы его закрыть, надо коснуться проводом вывода Т1. Если все работает, прибор исправен.

Как избежать ложных срабатываний

Так как для срабатывания симистора достаточно небольшого потенциала, возможны ложные срабатывания. В некоторых случаях они не страшны, но могут привести и к поломке. Поэтому лучше заранее принять меры. Есть несколько способов уменьшить вероятность ложных включений:

  • Уменьшить длину линии к затвору, соединять цепь управления — затвор и Т1 — напрямую. Если это невозможно, использовать экранированный кабель или витую пару.
  • Снизить чувствительность затвора. Для этого параллельно ставят сопротивление (до 1 кОм).

    Практически во всех схемах с симисторами в цепи затвора есть резистор, уменьшающий чувствительность прибора

  • Использовать триаки с высокой шумовой устойчивостью. В маркировке у них добавлена буква «Н», от «нечувствительный». Называют их «симисторы ряда «Н». Отличаются они тем, что минимальный ток перехода у них намного выше. Например, симистор BT139-600H имеет ток перехода IGT min =10mA.

Как уже говорили, симистор управляется током. Это дает возможность подключать его напрямую к выходам микросхем. Есть одно ограничение — ток не должен превышать максимально допустимый. Обычно это 25 мА.

Особенности монтажа

Так же как и тиристоры, симисторы при работе греются, поэтому при сборке необходимо обеспечивать отвод тепла. Если нагрузка маломощная или питание импульсное (кратковременное подключение на промежуток менее 1 сек) допускается монтаж без радиатора. В остальных случаях необходимо обеспечить качественный контакт с охлаждающим устройством.

Есть три способа фиксации симистора на радиаторе: клепка, на винте и на зажиме. Первый вариант при самостоятельном монтаже не рекомендуется, так как существует высокая вероятность повреждения корпуса. Наиболее простой способ монтажа в домашних условиях — винтовой.

Порядок монтажа симистора

Перед тем, как начинают монтаж, осматривают корпус прибора и радиатора (охладителя) на предмет царапин и сколов. Их быть не должно. Затем поверхность протирают от загрязнений чистой ветошью, обезжиривают, накладывают термопасту. После чего вставляют в отверстие с резьбой в радиаторе и зажимают шайбу. Крутящий момент должен быть 0.55Nm- 0.8Nm. То есть, необходимо обеспечить должный контакт, но перетягивать тоже нельзя, так как есть риск повредить корпус.

Схема регулятора мощности для индуктивной нагрузки на симисторе

Обратите внимание, что монтаж симистора производится до пайки. Это снижает механическую нагрузку на отводы прибора. И еще: при установке следите за тем, чтобы корпус плотно прижимался к охладителю.

Что такое тиристор. Управление тиристором, принцип действия

Абсолютно любой тиристор может быть в двух устойчивых состояниях — закрыт или открыт

В закрытом состоянии он находится в состоянии низкой проводимости и ток почти не идет, в открытом, наоборот полупроводник будет находится в состоянии высокой проводимости, ток проходит через него фактически без сопротивления

Можно сказать, что тиристор это электрический силовой управляемый ключ. Но по сути управляющий сигнал может только открыть полупроводник. Чтобы запереть его обратно, требуется выполнить условия, направленные на снижение прямого тока почти до нуля.

Структурно тиристор представляет последовательность четырех, слоев p и n типа, образующих структуру р-n-р-n и соединенных последовательно.

Одна из крайних областей, на которую подключают положительный полюс питания называют анод , р – типа

Другая, к которой подсоединяют отрицательное полюс напряжения, называют катод , – n типа
Управляющий электрод подключен к внутренним слоям.

Для того чтоб разобраться с работой тиристора рассмотрим несколько случаев, первый: напряжение на управляющий электрод не подается , тиристор подсоединен по схеме динистора – положительное напряжение поступает на анод, а отрицательное на катод, смотри рисунок.

В этом случае коллекторный p-n-переход тиристора находится в закрытом состоянии, а эмиттерный – открыт. Открытые переходы имеют очень низкое сопротивление, поэтому почти все напряжение, следующее от источника питания, приложено к коллекторному переходу, из-за высокого сопротивления которого протекающий через полупроводниковый прибор ток имеет очень низкое значение.

На графике ВАХ это состояние актуально для участка отмеченного цифрой 1 .

При увеличении уровня напряжения, до определенного момента ток тиристора почти не растет. Но достигая условного критического уровня — напряжение включения U вкл , в динисторе появляются факторы, при которых в коллекторном переходе начинается резкий рост свободных носителей заряда, которое почти сразу же носит лавинный характер . В результате происходит обратимый электрический пробой (на представленном рисунке – точка 2). В p -области коллекторного перехода появляется избыточная зона накопленных положительных зарядов, в

n -области, наоборот происходит накопление электронов. Рост концентрации свободных носителей заряда приводит к падению потенциального барьера на всех трех переходах , через эмиттерные переходы начинается инжекция носителей заряда. Лавинообразный характер еще сильнее увеличивается, и приводит к переключению коллекторного перехода в открытое состоянии. Одновременно увеличивается ток по всем областям полупроводника, в результате происходит падением напряжения между катодом и анодом, показанный на графике выше отрезком отмеченным цифрой три. В этот момент времени динистор обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением. На сопротивлении R n растет напряжение и полупроводник переключается.

После открытия коллекторного перехода ВАХ динистора становится такой же, как на прямой ветви — отрезок №4. После переключения полупроводникового прибора, напряжение снижается до уровня одного вольта. В дальнейшем увеличение уровня напряжения или снижение сопротивления приведет к увеличению выходного тока, один в один, как и работе диода при его прямом включении. Если же уровень напряжение питания снизить, то высокое сопротивление коллекторного перехода, практически мгновенно восстанавливается, динистор закрывается, ток резко падает .

Напряжение включения U вкл , можно настраивать, внося в любой из промежуточных слоев, рядом с к коллекторным переходом, неосновные, для него носители заряда.

С этой целью используется специальный управляющий электрод , запитываемый от дополнительного источника, с которого следует управляющее напряжение – U упр . Как хорошо видно из графика – при росте U упр напряжение включения снижается.

Основные характеристики тиристоров

U вкл напряжение включения – при нем осуществляется переход тиристора в открытое состояние
U o6p.max – импульсное повторяющееся обратное напряжение при нем происходит электрический пробой p-n перехода. Для многих тиристоров будет верно выражение U o6p.max . = U вкл
I max — максимально допустимое значение тока
I ср — среднее значение тока за период

U np — прямое падение напряжения при открытом тиристоре
I o6p.max — обратный максимальный ток начинающий течь при приложении U o6p.max , за счет перемещения неосновных носителей заряда
I удерж ток удержания – значение анодного тока, при котором осуществляется запирание тиристора
P max — максимальная рассеиваемая мощность
t откл — время отключения необходимое для запирания тиристора

Запираемые тиристоры — имеет классическую четырехслойную p-n-p-n структуру, но при этом обладает рядом конструктивных особенностей, дающих такую функциональную возможность, как полная управляемость. Благодаря такому воздействию от управляющего электрода, запираемые тиристоры могут переходить не только в открытое состояние из закрытого, но и из открытого в закрытое. Для этого на управляющий электрод поступает напряжение, противоположное тому, которое ранее открывает тиристор. Для запирания тиристора на управляющей электрод следует мощный, но короткий по длительности импульс отрицательного тока. При применении запираемых тиристоров следует помнить, что их предельные значения на 30% ниже, чем у обычных. В схемотехнике, запираемые тиристоры активно применяются в роли электронных ключей в преобразовательной и импульсной технике.

В отличие от своих четырехслойных родственников — тиристоров, они имеют пятислойную структуру.


Благодаря такой структуре полупроводника они имеют возможность пропускать ток в обоих направлениях – как от катода к аноду, так и от анода к катоду, а на управляющий электрод поступает напряжение обоих полярностей. Благодаря этому свойству вольт-амперная характеристика симистора имеет симметричный вид в обоих осях координат. Узнать о работе симистора вы можете из видеоурока, по ссылке ниже.


Принцип работы симистора

Если у стандартного тиристора имеются анод и катод то электроды симистора так описать нельзя т.к каждый уго электрод является и анодом и катодом одновременно. Поэтому симистор способен пропускать ток в обоих направлениях. Именно поэтому он отлично работает в цепях переменного тока.

Очень простой схемой, поясняющей принцип симистора является регулятор симисторный регулятор мощности.


После подачи напряжения на один из выводов симистора поступает переменное напряжение. На электрод, являющийся управляющим с диодного моста поступает отрицательное управляющее напряжение. При превышении порога включения симистор отпирается и ток поступает в подключенную нагрузку. В момент времени, когда на входе симистора меняется полярность напряжения он запирается. Затем алгоритм повторяется.

Чем выше уровень управляющего напряжения тем быстрее срабатывает симистор и длительность импульса на нагрузке увеличивается. При снижении уровня управляющего напряжения длительность импульсов на нагрузке также снижается. На выходе симисторного регулятора напряжение будет пилообразной формы с регулируемой длительностью импульса. Таким образом, регулируя управляющее напряжение мы можем изменять яркость лампочки накаливания или температуру жала паяльника подключенных в качестве нагрузки.

Итак симистор управляется как отрицательным так и положительным напряжением. Давайте выделим его минусы и плюсы.

Плюсы: низкая стоимость, большой срок службы, отсутствие контактов и, как следствие, отсутствие искрения и дребезга.
Минусы: достаточно чувствителен к перегреву и его обычно монтируют на радиаторе. Не работает на высоких частотах, так как не успевает переходить из открытого состояния в закрытое. Реагирует на внешниепомехи, вызывающие ложное срабатывание.

Следует также упомянуть о особенностях монтажа симисторов в современной электронной техники.

При малых нагрузках или если в ней протекают короткие импульсные токи, монтаж симисторов можно осуществлять без теплоотводящего радиатора. Во всех остальных случаях – его наличие строго обязательно.
К теплоотводу тиристор может фиксироваться крепежным зажимом или винтом
Для снижения вероятности ложного срабатывания из-за шумов, длина проводов должна быть минимальна. Для подсоединения рекомендуется использовать экранированный кабель или витую пару.

Или оптотиристоры специализированные полупроводники, конструктивной особенностью которого является наличие фотоэлемента, который является управляющим электродом.

Современной и перспективной разновидностью симистора являетсяо оптосимистор. Вместо управляющего электрода в корпусе имеется светодиод и управление происходит с помощью изменения напряжения питания на светодиоде. При попадании светового потока задонной мощности фотоэлемент переключает тиристор в открытое положение. Самой основной функцией в оптосимисторе является то, что между цепью управления и силовой имеется полная гальваническая развязка. Это создает просто отличный уровень и надежности конструкции.

Силовые ключи . Одним из главных моментов, влияющих на востребованность таких схем, служит низкая мощность, которую способен рассеять тиристор в схемах переключения. В запертом состоянии мощность практически не расходуется, т.к ток близок к нулевым значениям. А в открытом состоянии рассеиваемая мощность невелика благодаря низким значениям напряжения

Пороговые устройства – в них реализуется главное свойство тиристоров – открываться при достижении напряжением нужного уровня. Это используется в фазовых регуляторах мощности и релаксационных генераторах

Для прерывания и включения-выключения используются запирающие тиристоры. Правда, в данном случае схемам необходима определенная доработка.

Экспериментальные устройства – в них применяется свойство тиристора обладать отрицательным сопротивление, находясь в переходном режиме

Принцип работы и свойства динистора, схемы на динисторах

Динистор это разновидность полупроводниковых диодов относящихся к классу тиристоров. Динистор состоит из четырех областей различной проводимости и имеет три p-n перехода. В электроники он нашел довольно ограниченное применение, ходя его можно найти в конструкциях энергосберегающих ламп под цоколь E14 и E27, где он применяется в схемах запуска. Кроме того он попадается в пускорегулирующих аппаратах ламп дневного света.

1.1 Определение, виды тиристоров

1.2 Принцип действия

1.3 Параметры тиристоров

Глава 2. Применение тиристоров в регуляторах мощности

2.1 Общие сведения о различных регуляторах

2.2 Процесс управления напряжением при помощи тиристора

2.3 Управляемый выпрямитель на тиристоре

Глава 3. Практические разработки регуляторов мощности на тиристорах

3.1 Регулятор напряжения на тиристоре КУ201К

3.2 Мощный управляемый выпрямитель на тиристорах

Заключение

Литература

Введение

В данной работе рассмотрены несколько вариантов устройств, где используются элементы тиристоры в качестве регуляторов напряжения и в качестве выпрямителей. Приведены теоретическое и практическое описания принципа действия тиристоров и устройств, схемы этих устройств.

Управляемый выпрямитель на тиристорах — элементах, обладающих большим коэффициентом усиления по мощности, позволяет получать большие токи в нагрузке при незначительной мощности, затрачиваемой в цепи управления тиристора.

В данной работе рассмотрены два варианта таких выпрямителей, которые обеспечивают максимальный ток в нагрузке до 6 А с пределом регулировки напряжения от 0 до 15 В и от 0,5 до 15 В и устройство для регулировки напряжения на нагрузке активного и индуктивного характера, питаемой от сети переменного тока напряжением 127 и 220 В с пределами регулировки от 0 до номинального напряжения сети.

Глава 1. Понятие о тиристоре. Виды тиристоров. Принцип действия

1.1 Определение, виды тиристоров

Тиристором называют полупроводниковый прибор, основу которого составляет четырехслойная структура, способная переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот. Тиристоры предназначены для ключевого управления электрическими сигналами в режиме открыт — закрыт (управляемый диод).

Простейшим тиристором является динистор – неуправляемый переключающий диод, представляющий собой четырехслойную структуру типа p-n-p-n (рис. 1.1.2). Здесь, как и у других типов тиристоров, крайние n-p-n-переходы называются эмиттерными, а средний p-n-переход – коллекторным. Внутренние области структуры, лежащие между переходами, называются базами. Электрод, обеспечивающий электрическую связь с внешней n-областью, называется катодом, а с внешней p-областью – анодом.

В отличие от несимметричных тиристоров (динисторов, тринисторов) в симметричных тиристорах обратная ветвь ВАХ имеет вид прямой ветви. Это достигается встречно-параллельным включением двух одинаковых четырехслойных структур или применением пятислойных структур с четырьмя p-n-переходами (симисторы).

Рис. 1.1.1 Обозначения на схемах: а) симистора б) динистора в) тринистора.

Рис. 1.1.2 Структура динистора.

Рис. 1.1.3 Структура тринистора.

1.2 Принцип действия

При включении динистора по схеме, приведенной на рис. 1.2.1, коллекторный p-n-переход закрыт, а эмиттерные переходы открыты. Сопротивления открытых переходов малы, поэтому почти все напряжение источника питания приложено к коллекторному переходу, имеющему высокое сопротивление. В этом случае через тиристор протекает малый ток (участок 1 на рис. 1.2.3).

Рис. 1.2.1. Схема включения в цепь неуправляемого тиристора (динистора).

Рис. 1.2.2. Схема включения в цепь управляемого тиристора (тринистора).

Рис.1.2.3. Вольтамперная характеристика динистора.

Рис.1.2.4. Вольтамперная характеристика тиристора.

Если увеличивать напряжение источника питания, ток тиристора увеличивается незначительно, пока это напряжение не приблизится к некоторому критическому значению, равному напряжению включения Uвкл. При напряжении Uвкл в динисторе создаются условия для лавинного размножения носителей заряда в области коллекторного перехода. Происходит обратимый электрический пробой коллекторного перехода (участок 2 на рис. 1.2.3). В n-области коллекторного перехода образуется избыточная концентрация электронов, а в p-области — избыточная концентрация дырок. С увеличением этих концентраций снижаются потенциальные барьеры всех переходов динистора. Возрастает инжекция носителей через эмиттерные переходы. Процесс носит лавинообразный характер и сопровождается переключением коллекторного перехода в открытое состояние. Рост тока происходит одновременно с уменьшением сопротивлений всех областей прибора. Поэтому увеличение тока через прибор сопровождается уменьшением напряжения между анодом и катодом. На ВАХ этот участок обозначен цифрой 3. Здесь прибор обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением. Напряжение на резисторе возрастает и происходит переключение динистора.

После перехода коллекторного перехода в открытое состояние ВАХ имеет вид, соответствующий прямой ветви диода (участок 4). После переключения напряжение на динисторе снижается до 1 В. Если и дальше увеличивать напряжение источника питания или уменьшать сопротивление резистора R, то будет наблюдаться рост выходного тока, как в обычной схеме с диодом при прямом включении.

При уменьшении напряжения источника питания восстанавливается высокое сопротивление коллекторного перехода. Время восстановления сопротивления этого перехода может составлять десятки микросекунд.

Напряжение Uвкл при котором начинается лавинообразное нарастание тока, может быть снижено введением не основных носителей заряда в любой из слоев, прилегающих к коллекторному переходу. Дополнительные носители заряда вводятся в тиристоре вспомогательным электродом, питаемым от независимого источника управляющего напряжения (Uупр). Тиристор со вспомогательным управляющим электродом называется триодным, или тринисторным. На практике при использовании термина «тиристор» подразумевается именно элемент. Схема включения такого тиристора показана на рис. 1.2.2. Возможность снижения напряжения U при росте тока управления, показывает семейство ВАХ (рис. 1.2.4).

Если к тиристору приложить напряжение питания, противоположной полярности (рис. 1.2.4), то эмиттерные переходы окажутся закрытыми. В этом случае ВАХ тиристора напоминает обратную ветвь характеристики обычного диода. При очень больших обратных напряжениях наблюдается необратимый пробой тиристора.

Тиристор. Устройство, назначение.

Тиристором называется управляемый трехэлектродный полупроводниковый прибор с тремя p–n -переходами, обладающий двумя устойчивыми состояниями электрического равновесия: закрытым и открытым.

Тиристор совмещает в себе функции выпрямителя, выключателя и усилителя. Часто он используется как регулятор, главным образом, когда схема питается переменным напряжением. Нижеследующие пункты раскрывают три основных свойства тиристора:

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

2 тиристор переводится из выключенного состояния во включенное при подаче сигнала на управляющий электрод и, следовательно, как выключатель имеет два устойчивых состояния.

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

Устройство и основные виды тиристоров

Рис. 1. Схемы тиристора: a) Основная четырёхслойная p-n-p-n -структура b) Диодный тиристор с) Триодный тиристор.

Основная схема тиристорной структуры показана на рис. 1. Она представляет собой четырёхслойный полупроводник структуры p-n-p-n , содержащий три последовательно соединённых p-n -перехода J1, J2, J3. Контакт к внешнему p -слою называется анодом, к внешнему n -слою — катодом. В общем случае p-n-p-n -прибор может иметь до двух управляющих электродов (баз), присоединённых к внутренним слоям. Подачей сигнала на управляющий электрод производится управление тиристором (изменение его состояния). Прибор без управляющих электродов называется диодным тиристором или динистором . Такие приборы управляются напряжением, приложенным между основными электродами. Прибор с одним управляющим электродом называют триодным тиристором или тринистором (иногда просто тиристором, хотя это не совсем правильно). В зависимости от того, к какому слою полупроводника подключён управляющий электрод, тринисторы бывают управляемыми по аноду и по катоду. Наиболее распространены последние.

Описанные выше приборы бывают двух разновидностей: пропускающие ток в одном направлении (от анода к катоду) и пропускающие ток в обоих направлениях. В последнем случае соответствующие приборы называются симметричными (так как ихВАХ симметрична) и обычно имеют пятислойную структуру полупроводника. Симметричный тринистор называется такжесимистором или триаком (от англ. triac). Следует заметить, что вместо симметричных динисторов , часто применяются их интегральные аналоги, обладающие лучшими параметрами.

Тиристоры, имеющие управляющий электрод, делятся на запираемые и незапираемые. Незапираемые тиристоры, как следует из названия, не могут быть переведены в закрытое состояние с помощью сигнала, подаваемого на управляющий электрод. Такие тиристоры закрываются, когда протекающий через них ток становится меньше тока удержания. На практике это обычно происходит в конце полуволны сетевого напряжения.

Вольтамперная характеристика тиристора

Рис. 2. Вольтамперная характеристика тиристора

Типичная ВАХ тиристора, проводящего в одном направлении (с управляющими электродами или без них), приведена на рис 2. Она имеет несколько участков:

· Между точками 0 и (Vвo,IL) находится участок, соответствующий высокому сопротивлению прибора — прямое запирание (нижняя ветвь).

· В точке Vво происходит включение тиристора (точка переключения динистора во включённое состояние).

· Между точками (Vво, IL) и (Vн,Iн) находится участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением-неустойчивая область переключения во включённое состояние. При подаче разности потенциалов между анодом и катодом тиристора прямой полярности больше Vно происходит отпирание тиристора (динисторный эффект).

· Участок от точки с координатами (Vн,Iн) и выше соответствует открытому состоянию (прямой проводимости)

· На графике показаны ВАХ с разными токами управления (токами на управляющем электроде тиристора) IG (IG=0; IG>0; IG>>0), причём чем больше ток IG, тем при меньшем напряжении Vbo происходит переключение тиристора в проводящее состояние

· Пунктиром обозначен т. н. «ток включения спрямления» (IG>>0), при котором тиристор переходит в проводящее состояние при минимальном напряжении анод-катод. Для того, чтобы перевести тиристор обратно в непроводящее состояние необходимо снизить ток в цепи анод-катод ниже тока включения спрямления.

· Участок между 0 и Vbr описывает режим обратного запирания прибора.

Вольтамперная характеристика симметричных тиристоров отличается от приведённой на рис. 2 тем, что кривая в третьей четверти графика повторяет участки 0-3 симметрично относительно начала координат.

По типу нелинейности ВАХ тиристор относят к S-приборам.

Содержание:

Открытие свойств переходов полупроводников по праву можно назвать одним из важнейших в ХХ веке. В результате появились первые полупроводниковые приборы — диоды и транзисторы. А также схемы, в которых они нашли применение. Одной из таких схем является соединение двух биполярных транзисторов противоположных типов — p-n-p c n-p-n . Эта схема показана далее на изображении (б). Она иллюстрирует, что такое тиристор и принцип его действия. В ней присутствует положительная обратная связь. В результате каждый транзистор увеличивает усилительные свойства другого транзистора.

Транзисторный эквивалент

При этом любое изменение проводимости транзисторов в любом направлении лавинообразно нарастает и завершается одним из граничных состояний. Они либо заперты, либо отперты. Этот эффект называется триггерным. А по мере развития микроэлектроники оба транзистора объединили в 1958 году на одной подложке, обобщив одноименные переходы. В результате появился новый полупроводниковый прибор, названный тиристором. На взаимодействии двух транзисторов и зиждется принцип работы тиристора. В результате объединения переходов у него такое же количество выводов, как и у транзистора (а).

На схеме управляющий электрод — это база транзистора структуры n-p-n . Именно ток базы транзистора изменяет проводимость между его коллектором и эмиттером. Но управление может быть выполнено также и по базе p-n-p транзистора. Таково устройство тиристора. Выбор управляющего электрода определяют его особенности, в том числе выполняемые задачи. Например, в некоторых из них вообще не используются какие-либо управляющие сигналы. Поэтому, зачем же использовать управляющие электроды…

Динистор

Это задачи, где применяются двухэлектродные разновидности тиристоров — динисторы. В них присутствуют резисторы, соединенные с эмиттером и базой каждого транзистора. Далее на схеме это R1 и R3. Для каждого электронного прибора есть ограничения по величине приложенного напряжения. Поэтому до некоторой его величины упомянутые резисторы удерживают каждый из транзисторов в запертом состоянии. Но при дальнейшем увеличении напряжения через переходы коллектор–эмиттер появляются токи утечки.

Они подхватываются положительной обратной связью, и оба транзистора, то есть динистор, отпираются. Для желающих поэкспериментировать далее показано изображение со схемой и номиналами компонентов. Можно ее собрать и проверить рабочие свойства. Обратим внимание на резистор R2, отличающийся подбором нужного номинала. Он дополняет эффект утечки и, соответственно, напряжение срабатывания. Следовательно, динистор — это тиристор, принцип работы которого определен величиной питающего напряжения. Если оно относительно велико, он включится. Естественно интересно также узнать, как же его выключить.

Трудности выключения

С выключением тиристоров дело обстояло, как говорится, туго. По этой причине довольно длительное время виды тиристоров ограничивались только двумя выше упомянутыми структурами. До середины девяностых годов ХХ века применяются тиристоры только этих двух типов. Дело в том, что выключение тиристора может произойти лишь при запирании одного из транзисторов. Причем на определенное время. Оно определено скоростью исчезновения зарядов соответствующих отпертому переходу. Наиболее надежный способ «прибить» эти заряды — полностью отключить ток, протекающий через тиристор.

Большинство из них так и работают. Не на постоянном токе, а на выпрямленном, соответствующем напряжению без фильтрации. Оно изменяется от нуля до амплитудного значения, а затем вновь уменьшается до нуля. И так далее, соответственно частоте переменного напряжения, которое выпрямляется. В заданный момент между нулевыми значениями напряжения на управляющий электрод поступает сигнал, и тиристор отпирается. А при переходе напряжения через ноль вновь запирается.

Чтобы выключить его на постоянном напряжении и токе, при котором значение нуля отсутствует, необходим шунт, действующий определенное время. В простейшем варианте это либо кнопка, присоединенная к аноду и катоду, либо соединенная последовательно. Если прибор отперт, на нем присутствует остаточное напряжение. Нажатием кнопки оно обнуляется, и ток через него прекращается. Но если кнопка не содержит специального приспособления, и ее контакты разомкнутся, тиристор непременно снова включится.

Этим приспособлением должен быть конденсатор, подключаемый параллельно тиристору. Он ограничивает скорость нарастания напряжения на приборе. Этот параметр вызывает набольшее сожаление при использовании этих полупроводниковых приборов, поскольку понижается рабочая частота, с которой тиристор способен коммутировать нагрузку, и, соответственно, коммутируемая мощность. Происходит это явление из-за внутренних емкостей, характерных для каждой из моделей этих полупроводниковых приборов.

Конструкция любого полупроводникового прибора неизбежно образует группу конденсаторов. Чем быстрее нарастает напряжение, тем больше токи, их заряжающие. Причем они возникают во всех электродах. Если такой ток в управляющем электроде превысит некоторое пороговое значение, тиристор включится. Поэтому для всех моделей приводится параметр dU/dt.

  • Выключение тиристора, как результат перехода питающего напряжения через ноль, называется естественным. Остальные варианты выключения называются принудительными или искусственными.

Многообразие модельного ряда

Эти варианты выключения усложняют тиристорные коммутаторы и уменьшают их надежность. Но развитие тиристорного разнообразия получилось очень плодотворным.

В наше время освоено промышленное производство большого числа разновидностей тиристоров. Область их применения — не только мощные силовые цепи (в которых работают запираемый и диод-тиристор , симистор), но и цепи управления (динистор, оптотиристор). Тиристор на схеме изображается, как показано далее.

Среди них есть модели, у которых рабочие напряжения и токи самые большие среди всех полупроводниковых приборов. Поскольку промышленное электроснабжение немыслимо без трансформаторов, роль тиристоров в его дальнейшем развитии является основополагающей. Запираемые высокочастотные модели в инверторах обеспечивают формирование переменного напряжения. При этом его величина может достигать 10 кВ с частотой 10 килогерц при силе тока 10 кА. Габариты трансформаторов при этом уменьшаются в несколько раз.

Включение и выключение запираемого тиристора происходит исключительно от воздействия на управляющий электрод специальными сигналами. Полярность соответствует определенной структуре этого электронного прибора. Это одна из простейших разновидностей, именуемая как GTO. Кроме нее применяются более сложные запираемые тиристоры со встроенными управляющими структурами. Эти модели называются GCT, а также IGCT. Использование в этих структурах полевых транзисторов относит запираемые тиристоры к приборам семейства MCT.

Мы постарались сделать наш обзор информативным не только для начитанных посетителей нашего сайта, но также и для чайников. Теперь, когда мы ознакомились с тем, как работает тиристор, можно найти применение этим знаниям для практического использования. Например, в несложном ремонте бытовых электроприборов. Главное — увлекаясь работой, не забывайте о технике безопасности!

Тиристор представляет собой электронный силовой частично управляемый ключ. Этот прибор, с помощью сигнала управления может находиться только в проводящем состоянии, то есть быть включенным. Для того, чтобы его выключить, нужно проводить специальные мероприятия, которые обеспечивают падение прямого тока до нулевого значения. Принцип работы тиристора заключается в односторонней проводимости, в закрытом состоянии может выдержать не только прямое, но и обратное напряжение.

Свойства тиристоров

По своим качествам, тиристоры относятся к полупроводниковым приборам. В их полупроводниковой пластине присутствуют смежные слои, обладающие различными типами проводимости. Таким образом, каждый тиристор представляет собой прибор, имеющий четырехслойную структуру р-п-р-п.

К крайней области р-структуры производится подключение положительного полюса источника напряжения. Поэтому, данная область получила название анода. Противоположная область п-типа, куда подключается отрицательный полюс, называется катодом. Вывод из внутренней области осуществляется с помощью р-управляющего электрода.

Классическая модель тиристора состоит из двух , имеющих разную степень проводимости. В соответствии с данной схемой, производится соединение базы и коллектора обоих транзисторов. В результате такого соединения, питание базы каждого транзистора осуществляется с помощью коллекторного тока другого транзистора. Таким образом, получается цепь с положительной обратной связью.

Если ток отсутствует в управляющем электроде, то транзисторы находятся в закрытом положении. Течение тока через нагрузку не происходит, и тиристор остается закрытым. При подаче тока выше определенного уровня, в действие вступает положительная обратная связь. Процесс становится лавинообразным, после чего происходит открытие обоих транзисторов. В конечном итоге, после открытия тиристора, наступает его стабильное состояние, даже в случае прекращения подачи тока.

Работа тиристора при постоянном токе

Рассматривая электронный тиристор принцип работы которого основан на одностороннем движении тока, следует отметить его работу при постоянном токе.

Обычный тиристор включается путем подачи импульса тока в цепь управления. Эта подача осуществляется со стороны положительной полярности, противоположной, относительно катода.

Во время включения, продолжительность переходного процесса обусловлена характером нагрузки, амплитудой и скоростью, с которой нарастает импульс тока управления. Кроме того, этот процесс зависит от температуры внутренней структуры тиристора, тока нагрузки и приложенного напряжения. В цепи, где установлен тиристор, не должно быть недопустимой скорости роста напряжения, которое может привести к его самопроизвольному включению.

Как проверить симистор мультиметром: как прозвонить

Любая схема электрического прибора состоит из полупроводниковых элементов, которые имеют различные функциональные назначения. Симистор является базовой радиодеталью в электрических схемах. Он исполняет роль управляемого ключа. Во время технического обслуживания или ремонта каждая деталь перед впайкой в плату требует опробования, поэтому важно знать, как проверить симистор мультиметром.

Устройство симистора и предназначение

Симистор — это разновидность полупроводниковых тиристоров. Может иметь открытое или закрытое состояние. От тиристоров он отличается тем, что способен пропускать ток и в прямом, и в обратном направлении. Ток проходит только в том случае, когда на управляющий контакт подается сигнал. Основные силовые выводы симистора называются анодом и катодом.

Для управления нагрузкой в узле электрической схемы основные контакты подключаются последовательно. Если токовый импульс не поступает на управляющий вывод, симистор находится в закрытом состоянии. Соответственно, нагрузка отключена. При поступлении управляющего импульса с нагрузки на вывод ключа он открывается в оба направления. В отличие от тиристора симистор не требует подачи постоянного импульсного управления. Открытое состояние элемента будет сохраняться до тех пор, пока основные контакты находятся под нагрузкой. В этом случае ток удержания должен превышать определенную величину. Этот параметр напрямую зависит от марки детали.

Тестирование элемента

Существует несколько способов проверки симистора на работоспособность. Для самого простого понадобится только лишь мультиметр, а для более сложных измерений — автономный источник питания или тестовая схема. С помощью тестера проверка происходит с использованием знаний, основанных на принципе работы симистора. Диагностика мультиметром не сможет определить все характеристики элемента, но вполне достаточной будет для первичного тестирования работоспособности.

Простую проверку можно осуществить, используя лампочку и элемент питания. Для этого одна клемма батарейки подключается на управляющие и рабочие выводы симистора, а вторая — на цоколь лампочки. Вывод элемента соединяется с центральным контактом осветителя. В этом случае переход должен быть открыт, тогда лампочка загорится. Если же ещё до подачи напряжения на управляющий вывод осветительное устройство загорелось, то это говорит о том, что симистор неисправен, а его переходы пробиты. Такой элемент можно дальше не проверять, так как он неисправный.

Интересно по теме: Как проверить стабилитрон.

Проверка тестером

Для проведения тестов подойдёт прибор любого типа действия, но при этом необходимо, чтобы значения выдаваемого им тока хватило для переключения элемента. Поэтому более предпочтительным будет использование аналогового прибора. Например, чтобы проверить тестером BTB12-800CW, понадобится обеспечить ток порядка 30 мА, а для BTB16-700BW этот показатель должен быть равен 15 мА.

Также понадобится обратить внимание на состояние батарейки, стоящей в тестере. В цифровом устройстве на экране не должен высвечиваться значок замены батарейки, а в аналоговом при закорачивании щупов друг на друга стрелка должна указывать на ноль.

Использование симисторов в электрических цепях

Симисторы используются для коммутации цепей переменного тока (равномерной и сглаженной подачи питания на нагрузку). Это упрощает сложность многих электрических схем, так как дает возможность управлять небольшим напряжением высоковольтного питания. Иногда этот элемент используется как электромеханическое реле.

Если во время ремонта под рукой не оказалось симистора, его можно заменить двумя тиристорами. Их необходимо подобрать, исходя из таких параметров:

  • Напряжение включения — минимальное напряжение, при котором элемент проводит электроток.
  • Ток управления.
  • Обратный ток — величина обратного напряжения.
  • Время установки на включение.

В случае замены деталей схему необходимо переделать на питание двух управляющих выводов.

Характеристики

Симистор имеет несколько параметров, которые можно расположить по порядку убывания важности (лучше сказать, частоты использования) следующим образом:

  • Напряжение обратного пробоя, Uобр, В;
  • Напряжение закрытого состояния, Uзс, В;
  • Ток открытого состояния средний, Iос, А;
  • Время включения, tвк, мкс;
  • Время выключения, tвык, мкс;
  • Ток открытого состояния импульсный, Iос, А;
  • Ток закрытого состояния, Iзс, мА;
  • Обратный ток, Iобр, мА;
  • Напряжение открытого состояния, Uос, В;
  • Управляющее напряжение, Uупр, В;
  • Ток управления, Iупр, мА;
  • Скорость нарастания напряжения, dU/dt, В/мкс;
  • Скорость нарастания тока, dI/dt, А/мкс.

Вольт-амперная характеристика триака

Обратите внимание! Параметр «напряжение обратного пробоя» означает максимальное напряжение, которое способен выдержать симистор или тринистор без выхода из строя. Напряжение закрытого состояния характеризует только динисторный эффект.

Принцип работы

Чтобы открыть симистор, необходимо подать на его силовые выводы номинальное напряжение, а на управляющий электрод кратковременный импульсный ток удержания. Рабочие параметры радиоэлемента должны соответствовать маркировке на корпусе.

В цепях переменного напряжения к аноду подключается питание, к катоду — нагрузка. Ток удержания на управляющем электроде зависит от чувствительности радиодетали. Например, если пропускание симистора 5 Ампер, то обычный элемент откроется, когда на него придет управляющий сигнал величиной 100 мА (2% от питания). Более чувствительный симистор может работать при токе удержания 5 мА (0.1% от питания). Также важную роль играет способ управления. Он бывает 2 типов:

  • Фазоимпульсным — на управление подается определенная величина тока.
  • Амплитудно-импульсным — кратковременные токовые импульсы управления.

При использовании второго способа в схему нужно включать генератор импульсов или его простейшие аналоги.

В цепях постоянного напряжения к аноду подключается плюсовой вывод питания, к катоду – минусовый вывод нагрузки. Если в открытом состоянии управляющий электрод отключить от положительного потенциала постоянного напряжения, он продолжит работать. В цепях с переменным напряжением симистор отключится за счет частоты смены периодов.

Преимущества и недостатки

Каждая радиодеталь имеет назначение и выполняет определенные задачи в узлах. Важно то, как элемент будет использоваться в схеме, и на какой базе деталей она будет собрана. Симистор имеет ряд достоинств, которые выделяют его относительно тиристора.

Преимущества:

  • Отсутствие физических контактов, что делает включение питания плавным.
  • Надежность.
  • В узлах постоянного напряжения требует только кратковременного питания управляющего контакта.
  • Низкая стоимость.
  • Простота в использовании.

Среди недостатков следует выделить сильное нагревание детали. Поэтому при использовании симисторов требуется установка радиатора для отвода тепла.

Использование

Жесткие характеристики, низкая стоимость, универсальность, позволяет использовать симиторы в промышленности и быту. Их можно встретить:

  • В лампах для освещения.
  • Дрелях, шуруповертах.
  • Станках с ЧПУ.
  • Регуляторах напряжения.
  • Пылесосах.
  • Электрических печках.
  • Мультиварках.
  • Насосных станциях.
  • Компрессорах.

И это далеко не весь перечень. Симиторы исполняют роль управления электропривода переменного напряжения. Используются в схемах регулировки мощности, релейно-контакторных схемах, преобразователях частоты. В современном мире их можно встретить на каждом шагу.

Проверка симистора на исправность

Перед заменой или впайкой детали в плату ее необходимо проверить. Несправный элемент может не только мешать схеме работать, но и сжечь другие радиодетали. Современные марки симисторов легко перепутать с тиристорами. Отличить их по внешнему признаку довольно сложно. Корпус и расположение выводов идентично. Отобрать нужные детали можно только по маркировке: ТС — тиристорный-симистор, КУ или Т — триак.

Перед проверкой симистора мультиметром необходимо разобраться с распиновкой выводов. Делается это по цоколевке отдельной серии. В интернете или литературе следует найти нужный элемент, а марку можно посмотреть на корпусе. Символы довольно маленькие, рекомендуется использовать лупу. Зная расположение контактов, исправность детали можно проверить за 2 минуты.

Способы проверки

Симисторы могут быть высоковольтными (силовыми). Такие используются на распределительных участках. Слаботочные радиоэлементы предназначены для впайки в платы. Существует 4 способа проверки:

  • Цифровым мультиметром.
  • На стенде.
  • С помощью батарейки-лампочки.
  • Тиристорным тестером.

Самый простой и доступный способ — это проверка мультиметром, так как этот прибор есть у каждого радиолюбителя. Сначала следует заняться распиновкой контактов. Цоколевку современных радиоэлементов можно отыскать в интернете. У симистора наименование контактов условное. Анод или катод может быть основным выводом или управляющим электродом. Для определения цоколевки деталей необходимо:

  1. На листе бумаге начертить вид сверху элемента с тремя выводами.
  2. Мультиметр установить в режим прозвонки. Подвести щупы к паре контактов. Симистор находится в закрытом состоянии, соответственно анод и катод не должны прозваниваться.
  3. Поменять полярность щупов. Сигнал при этом должен отсутствовать.
  4. Определив нужную пару выводов, их надо подписать на схеме буквами «А» и «К».
  5. После определения анода и катода третьим выводом будет управляющий электрод. Подписать его следует как «У».
  6. На корпусе поставить точку маркером или корректором, чтобы случайно не перепутать, где верх, а где низ.

Имея цоколевку, проверить симистор мультиметром не составит большого труда. Если деталь уже эксплуатировалась или хранилась в нерабочем состоянии, ее необходимо подготовить. Ведь силовые выводы могли окислиться. Из-за этого измерения будут неточными. Поэтому выводы надо почистить перед тем, как прозвонить симистор мультиметром.

Проверка радиоэлемента осуществляется в такой последовательности:

  1. Проверить на пробивание p-n переход. Щупы мультиметра следует приложить к силовым выводам. Если симистор исправен, на табло прибора должна высветиться 1. Ноль свидетельствует о пробитии перехода. На некоторых тестерах цифры могут заменяться буквами, например, OL обозначают большое сопротивление, что также свидетельствует о исправности радиоэлемента. В нерабочем состоянии симистор закрыт, поэтому сопротивление p-n перехода большое и сигнал не проходит. Соответственно переход не пробит.
  2. Проверить управляющий электрод. Тестер надо переключить на режим измерения сопротивления (диапазон до 2 тыс. Ом). Приложить щупы прибора к управляющему электроду и катоду. На табло должно появиться около 500 Ом. В разных моделях симистора это значение может меняться на 100–300 единиц. Затем щупы надо приложить к аноду и управляющему электроду. На табло должна появиться «1». У исправного элемента эти контакты не должны прозваниваться.
  3. Проверить открытие p-n перехода. Щупы поместить на силовые контакты, подать номинальное напряжение. Если на табло появится «0», значит, симистор открывается. Эту процедуру необходимо делать быстро. Кратковременное номинальное напряжение не может выработать достаточное количество тока, чтобы долго держать переход в открытом состоянии.

Последнюю проверку следуют проводить только в особых случаях, когда нельзя перепаивать радиодетали по несколько раз. Для стандартных ситуаций это делать не обязательно. Для удобства проверки радиодеталей кончики щупов тестера рекомендуется заточить.

Из-за чего тиристор не имеет открытое состояние

Особенность состоит в том, что мультиметры не вырабатывают величины тока, достаточного для функционирования тиристоров по «токам удержаний». Данные элементы проверены быть не смогут. Но на остальных пунктах проверки можно определить исправен ли полупроводниковый прибор. При изменении мест полярности — проверку осуществить невозможно. Благодаря этому можно убедиться в том, что на приборе отсутствует обратный пробой.

Используя мультиметр, можно также выполнить проверку чувствительности прибора. Для этого нужно сделать перевод переключателя на тестере в режим омметра. Съем измерений осуществляется по заранее описанным методикам. Главное, каждый раз менять показатели чувствительности на приборе. Начинать следует с пределов измерений воль.

Чувствительный тиристор, если отключить управляющий ток, продолжает сохранять открытые состояния, что будет фиксироваться тестером. Далее увеличивается предел измерений до значения «х10». После изменения величина тока на щупе прибора уменьшится.

В случае, если управляющий ток был отключен, но переход не был закрыт, то проводим увеличение предела измерений до того момента, пока тиристор сработает по удерживающему току.

Примечательно, что при меньшем токе удержания, чувствительность тиристора больше. Проверяя детали, которые идут в одной партии (или имеют одинаковые характеристики), стоит отдавать предпочтение более чувствительным элементам. Такие тиристоры обладают более гибкими возможностями управления, что влияет на расширение их области применения. При освоении принципа проверки тиристоров, можно также понять, как проверить симистор мультиметром.

В процессе прозвонки следует учитывать, что полупроводниковые ключи обладают симметричной двусторонней проводимостью.

Проверка без выпаивания

Проверить симистор мультиметром не выпаивая рекомендуется в тех случаях, когда нет паяльника под рукой или в схеме множество одинаковых элементов. Этот метод также применяется для многослойных плат. Дорожки контактов нельзя перегревать, неисправные детали проверяются на месте. Перед проверкой необходимо отключить коммутаторы и выходящие дорожки. Лишние элементы могут негативно повлиять на результат. Оставить нужно только питание и нагрузку. Затем внимательно изучить схему, так как к симистору могут подключаться предохранители, способные разрывать цепь.

Переключить на тестере режим измерения сопротивления (до 2 тыс. Ом.). На плате тяжело рассмотреть маркировки элементов, поэтому приходится использовать метод попарного измерения. Когда симистор находится под нагрузкой, анод и катод должны прозваниваться. Контакты определяются условно. Надо подвести щупы и сделать замеры, сравнивая показатели. Проверить исправность согласно таблицам, представленным ниже.

В таблицах «А» — это анод, «К» — катод, «У» — управляющий электрод. Параметры указаны приблизительные. В зависимости от модели могут колебаться в дипазоне от 100 до 200 Ом.

Симистор — универсальный полупроводниковый элемент, который нашел широкое применение в производстве и быту. Его проверка мультиметром является простым и доступным способом. Чтобы добиться максимальной точности измерений, надо внимательно следовать инструкциям.

Как проверить симистор

Привычка проверять все элементы пред пайкой приходит с годами. Проверить симистор можно при помощи мультиметра и при помощи небольшой проверочной схемы с батарейкой и лампочкой. В любом случае надо сначала разобраться, как располагаются выводы на вашем приборе. Сделать это можно по цоколевке каждой конкретной серии.

Для этого в поисковик забиваем маркировку, которая есть на корпусе. В некоторых случаях можно добавить «цоколевка». Если есть русскоязычные описания, будет несколько проще. Если на русском информации нет, придется искать в интернете. Заменяем слово «цоколевка» словом «datasheet». Иногда можно ввести русскими буквами «даташит».

Пример цоколевки. Все можно понять и без знания языка

С мультиметром

Проверка мультиметром симистора основана на принципе его работы. Берем обычный мультиметр, ставим его в положение прозвонки. Силовые выходы между собой должны звониться в обоих направлениях. Прикасаемся щупами к выходам Т1 и Т2. На экране должны высвечиваться цифры. Это сопротивление перехода. Если поменять щупы местами, сопротивление может измениться, но ни обрыва, ни короткого быть не должно.

Проверяем мультиметром

Зато между затвором и силовыми выходами должен быть «обрыв» (бесконечно большое сопротивление). То есть, «звониться» они не должны при любом расположении щупов. Проверив сопротивление между разными выводами, можно сделать вод о работоспособности симистора.

Для проверки симистора без мультиметра придется собрать простенькую проверочную схему с питанием от девятивольтовой батарейки «Крона». Нужны будут три провода длиной около 20 см. Провода желательно гибкие, многожильные. Проще, если они будут разных цветов. Лучше всего красный, синий и любой другой. Пусть будет желтый.

Синий разрезаем пополам, припаиваем лампочку накаливания на 9 В (или смотрите по напряжению, которое выдает ваша батарейка). Один кусок провода на резьбу, другой — на центральный вывод с нижней части цоколя. Чтобы работать было удобнее, на каждый провод лучше припаять «крокодилы» — пружинные зажимы.

Как проверить симистор без мультиметра

Собираем схему. Подключаем провода в таком порядке:

  • Красный одним концом на плюс кроны, вторым — на вывод Т1.
  • Синий — на минус кроны и на Т2.
  • Желтый провод одним краем цепляем к затвору G.

После того как собрали схему, лампочка не должна гореть. Если она горит, симистор пробит. Если не горит, проверяем дальше. Свободным концом желтого провода кратковременно прикасаемся к Т2. Лампочка должна загореться. Это значит, что симметричный тиристор открылся. Чтобы его закрыть, надо коснуться проводом вывода Т1. Если все работает, прибор исправен.

В сети можно найти несколько способ, где описан процесс проверки при помощи мультиметра, те, кто описывал их, судя по всему, сами не пробовали ни один из вариантов. Чтобы не вводить в заблуждение, следует сразу заметить, что выполнить тестирование мультиметром не удастся, поскольку не хватит тока для открытия симметричного тринистора. Поэтому, у нас остается два варианта:

  1. Использовать стрелочный омметр или тестер (их силы тока будет достаточно для срабатывания).
  2. Собрать специальную схему.

Алгоритм проверки омметром:

  1. Подключаем щупы прибора к выводам T1 и T2 (A1 и A2).
  2. Устанавливаем кратность на омметре х1.
  3. Проводим измерение, положительным результатом будет бесконечное сопротивление, в противном случае деталь «пробита» и от нее можно избавиться.
  4. Продолжаем тестирование, для этого кратковременно соединяем выводы T2 и G (управляющий). Сопротивление должно упасть примерно до 20-80 Ом.
  5. Меняем полярность и повторяем тест с пункта 3 по 4.

Если в ходе проверки результат будет таким же, как описано в алгоритме, то с большой вероятностью можно констатировать, что устройство работоспособное.

Заметим, что проверяемую деталь не обязательно демонтировать, достаточно только отключить управляющий вывод (естественно, обесточив предварительно оборудование, где установлена деталь, вызывающая сомнение).

Необходимо заметить, что данным способом не всегда удается достоверно проверку, за исключением тестирования на «пробой», поэтому перейдем ко второму варианту и предложим две схемы для тестирования симметричных тринисторов.

Схему с лампочкой и батарейкой мы приводить не будем в виду того, что таких схем достаточно в сети, если вам интересен этот вариант, можете посмотреть его в публикации о тестировании тринисторов. Приведем пример более действенного устройства.


Схема простого тестера для симисторов

Обозначения:

  • Резистор R1 – 51 Ом.
  • Конденсаторы C1 и С2 – 1000 мкФ х 16 В.
  • Диоды – 1N4007 или аналог, допускается установка диодного моста, например КЦ405.
  • Лампочка HL – 12 В, 0,5А.

Можно использовать любой трансформатор с двумя независимыми вторичными обмотками на 12 Вольт.

Алгоритм проверки:

  1. Устанавливаем переключатели в исходное положение (соответствующее схеме).
  2. Производим нажатие на SB1, тестируемое устройство открывается, о чем сигнализирует лампочка.
  3. Жмем SB2, лампа гаснет (устройство закрылось).
  4. Меняем режим переключателя SA1 и повторяем нажатие на SB1, лампа снова должна зажечься.
  5. Производим переключение SA2, нажимаем SB1, затем снова меня ем положение SA2 и повторно жмем SB1. Индикатор включится, когда на затвор попадет минус.

Теперь рассмотрим еще одну схему, только универсальную, но также не особо сложную.


Схема для проверки тиристоров и симисторов
Обозначения:

  • Резисторы: R1, R2 и R4 – 470 Ом; R3 и R5 – 1 кОм.
  • Емкости: С1 и С2 – 100 мкФ х 10 В.
  • Диоды: VD1, VD2, VD5 и VD6 – 2N4148; VD2 и VD3 – АЛ307.

В качестве источника питания используется батарейка на 9V, по типу Кроны.

Тестирование тринисторов производится следующим образом:

  1. Переключатель S3, переводится в положении, как продемонстрировано на схеме (см. рис. 6).
  2. Кратковременно производим нажатие на кнопку S2, тестируемый элемент откроется, о чем просигнализирует светодиод VD
  3. Меняем полярность, устанавливая переключатель S3 в среднее положение (отключается питание и гаснет светодиод), потом в нижнее.
  4. Кратковременно жмем S2, светодиоды не должны загораться.

Если результат будет соответствовать вышеописанному, значит с тестируемым элементом все в порядке.

Теперь рассмотрим, как проверить с помощью собранной схемы симметричные тринисторы:

  • Выполняем пункты 1-4.
  • Нажимаем кнопку S1- загорается светодиод VD

То есть, при нажатии кнопок S1 или S2 будут загораться светодиоды VD1 или VD4, в зависимости от установленной полярности (положения переключателя S3).

Что такое симистор? Подробное описание структуры, принципа работы, ВАХ полупроводника

Тиристоры нашли широкое применение в полупроводниковых устройствах и преобразователях. Различные источники питания, частотные преобразователи, регуляторы, возбудительные устройства для синхронных двигателей и много других устройств строились на тиристорах, а в последнее время их вытесняют преобразователи на транзисторах. Основной задачей для тиристора является включение нагрузки в момент подачи управляющего сигнала. В этой статье мы рассмотрим, как управлять тиристорами и симисторами.

Определение

Тиристор (тринистор) – это полупроводниковый полууправляемый ключ. Полууправляемый – значит, что вы можете только включать тиристор, отключается он только при прерывании тока в цепи или если приложить к нему обратное напряжение.

Он, подобно диоду, проводит ток только в одном направлении. То есть для включения в цепь переменного тока для управления двумя полуволнами нужно два тиристора, для каждой по одному, хотя не всегда. Тиристор состоит из 4 областей полупроводника (p-n-p-n).

Другой подобный прибор называется симистор – двунаправленный тиристор. Его основным отличием является то, что ток он может проводить в обе стороны. Фактически он представляет собой два тиристора соединённых параллельно навстречу друг другу.

Основные характеристики

Как и любых других электронных компонентов у тиристоров есть ряд характеристик:

Падение напряжения при максимальном токе анода (VT или Uос).

Прямое напряжение в закрытом состоянии (VD(RM) или Uзс).

Обратное напряжение (VR(PM) или Uобр).

Прямой ток (IT или Iпр) – это максимальный ток в открытом состоянии.

Максимально допустимый прямой ток (ITSM) — это максимальный пиковый ток в открытом состоянии.

Обратный ток (IR) — ток при определенном обратном напряжении.

Постоянный ток в закрытом состоянии при определенном прямом напряжении (ID или Iзс).

Постоянное отпирающее напряжение управления (VGT или UУ).

Ток управления (IGT).

Максимальный ток управления электрода IGM.

Максимально допустимая рассеиваемая мощность на управляющем электроде (PG или Pу)

Принцип работы

Когда на тиристор подают напряжение он не проводит ток. Есть два способа включит его – подать напряжение между анодом и катодом достаточное для открытия, тогда его работа ничем не будет отличаться от динистора.

Другой способ – это подать кратковременный импульс на управляющий электрод. Ток открытия тиристора лежит в пределах 70-160 мА, хотя на практике эта величина, как и напряжение которое нужно приложить к тиристору зависит от конкретной модели и экземпляра полупроводникового прибора и даже от условий, в которых он работает, таких, например, как температура окружающей среды.

Кроме управляющего тока, есть такой параметр как ток удержания – это минимальный ток анода для удержания тиристора в открытом состоянии.

После открытия тиристора управляющий сигнал можно отключать, тиристор будет открыт до тех пор, пока через него протекает прямой ток и подано напряжение. То есть в цепи переменного тиристор будет открыт в течении той полуволны напряжение которой смещает тиристор в прямом направлении. Когда напряжение устремится к нулю, снизится и ток. Когда ток в цепи упадет ниже величины тока удержания тиристора – он закроется (выключится).

Полярность управляющего напряжения должна совпадать с полярностью напряжения между анодом и катодом, что вы наблюдаете на осциллограммах выше.

Управление симистором аналогично хоть и имеет некоторые особенности. Для управления симистором в цепи переменного тока нужно два импульса управляющего напряжения – на каждую полуволну синусоиды соответственно.

После подачи управляющего импульса в первой полуволне (условно положительной) синусоидального напряжения ток через симистор будет протекать до начала второй полуволны, после чего он закроется, как и обычный тиристор. После этого нужно подать еще один управляющий импульс для открытия симистора на отрицательной полуволне. Это наглядно проиллюстрировано на следующих осциллограммах.

Полярность управляющего напряжения должна соответствовать полярности приложенного напряжения между анодом и катодом. Из-за этого возникают проблемы при управлении симисторами с помощью цифровых логических схем или от выходов микроконтроллера. Но это легко решается путем установки симисторного драйвера, о чем мы поговорим позже.

Распространенные схемы управления тиристорами или симисторами

Самой распространенной схемой является симисторный или тиристорный регулятор.

Здесь тиристор открывается после того как на конденсаторе будет достаточная величина для его открытия. Момент открытия регулируется с помощью потенциометра или переменного резистора. Чем больше его сопротивление – тем медленнее заряжается конденсатор. Резистор R2 ограничивает ток через управляющий электрод.

Эта схема регулирует оба полупериода, то есть вы получаете полную регулировку мощности почти от 0% и почти до 100%. Это удалось достичь, установив регулятор в диодном мосте, таким образом регулируется одна из полуволн.

Упрощенная схема изображена ниже, здесь регулируется лишь половина периода, вторая полуволна проходит без изменения через диод VD1. Принцип работы аналогичен.

Симисторный регулятор без диодного моста позволяет управлять двумя полуволнами.

По принципу действия почти аналогична предыдущим, но построена на симисторе с её помощью регулируются уже обе полуволны. Отличия заключаются в том, что здесь импульс управления подаётся с помощью двунаправленного динистора DB3, после того как конденсатор зарядится до нужного напряжения, обычно это 28-36 Вольт. Скорость зарядки также регулируется переменным резистором или потенциометром. Такая схема реализована в большинстве бытовых диммеров.

Такие схемы регулировки напряжения называется СИФУ – система импульсного фазового управления.

На рисунке выше изображен вариант управления симистором с помощью микроконтроллера, на примере популярной платформы Arduino. Симисторный драйвер состоит из оптосимистора и светодиода. Так как в выходной цепи драйвера установлен оптосимистор на управляющий электрод всегда подаётся напряжение нужной полярности, но здесь есть некоторые нюансы.

Дело в том, что для регулировки напряжения с помощью симистора или тиристора нужно подавать управляющий сигнал в определенный момент времени, так чтобы срез фазы происходил до нужной величины. Если наугад стрелять управляющими импульсами – схема работать конечно будет, но регулировок добиться не выйдет, поэтому нужно определять момент перехода полуволны через ноль.

Что это за устройство, его обозначение

Симистор — это симметричный тиристор. В англоговорящих странах используется название triak, встречается и у нас транслитерация этого названия — триак. Понять принцип его работы несложно, если знаете как работает тиристор. Если коротко, тиристор пропускает ток только в одном направлении. И в этом он похож на диод, но ток проходит только при появлении сигнала на управляющем выводе. То есть, ток проходит только при определенных условиях. Прекращается его «подача» при снижении силы тока ниже определенного значения или разрывом цепи (даже кратковременным). Так как симистор, по сути, двусторонний тиристор, при появлении управляющего сигнала он пропускает ток в обоих направлениях направления.

В открытом состоянии симистор проводит ток в обоих направлениях.

На схеме он изображается как два включенных навстречу друг на другу тиристора с общим управляющим выводом.

Внешний вид симистора и его обозначение на схемах

Симистор имеет три вывода: два силовых и один управляющий. Через силовые выводы можно пропускать ток высокого напряжение, на управляющий подаются низковольтные сигналы. Пока на управляющем выводе не появится потенциал, ток не будет протекать ни в одном направлении.

Полупроводниковая структура симистора

Структура симистора состоит из пластины, состоящей из чередующихся слоев с электропроводностями p- и n- типа и из контактов электродов основного и управляющего действия.

. Всего в структуре полупроводника содержится пять слоев p- и n-типа. Область между слоями называется p-n-переходом, который обладает нелинейной ВАХ с небольшим сопротивлением в обратном направлении, где минус – это n-слой, а плюс – p-слой и высокое значение сопротивления в обратном направлении. Пробой p-n-перехода происходит при напряжении равном несколько тысяч вольт.

Во время включения симистора в прямом направлении в работу вступает правая половина структуры. Левая область структуры выключена, она считается для тока, с обладанием очень высоким сопротивлением. Характеристики симистора динамического и статического плана при его действии в прямом направлении, при поступлении положительного управляющего сигнала соответствуют аналогичным характеристикам тиристора, работающего в прямом направлении.

Рис. №4. Структура симистора, включенного в обратном направлении. По этой схеме к СЭУ прилагается напряжение со знаком плюс, относительно СЭ, а pn-переходы j2 и j4 подключаются в прямом, а pn-переходы j1 и j3 – в обратную сторону. Благодаря этому структура может рассматриваться, как структура тиристора, подключенная в обратном направлении, не принимающая участие в работе по пропусканию тока. В этом случае действие прибора определяется при помощи левой части структуры и представляет собой обратно ориентированную pnpn структуру с добавочным пятым слоем n0 , который граничит со слоем p1.

Где используется и как выглядит

Чаще всего симистор используется для коммутации в цепях переменного тока (подачи питания на нагрузку). Это удобно, так как при помощи напряжения малого номинала можно управлять высоковольтным питанием. В некоторых схемах ставят симистор вместо обычного электромеханического реле. Плюс очевиден — нет физического контакта, что делает включение питания более надежным. Второе достоинство — относительно невысокая цена. И это при значительном времени наработки и высокой надежности схемы.

Минусы тоже есть. Приборы могут сильно нагреваться под нагрузкой, поэтому необходимо обеспечить отвод тепла. Мощные симисторы (называют обычно «силовые») монтируются на радиаторы. Еще один минус — напряжение на выходе симистора пилообразное. То есть подключаться может только нагрузка, которая не предъявляет высоких требований к качеству электропитания. Если нужна синусоида, такой способ коммутации не подходит.

Заменить симистор можно двумя тиристорами. Но надо правильно подобрать их по параметрам, да и схему управления придется переделывать — в таком варианте управляющих вывода два

По внешнему виду отличить тиристор и симистор нереально. Даже маркировка может быть похожей — с буквой «К». Но есть и серии, у которых название начинается с «ТС», что означает «тиристор симметричный». Если говорить о цоколевке, то это то, что отличает тиристор от симистора. У тиристора есть анод, катод и управляющий вывод. У симистора названия «анод» и «катод» неприменимы, так как вывод может быть и катодом, и анодом. Так что их обычно называют просто «силовой вывод» и добавляют к нему цифру. Тот который левее — это первый, который правее — второй. Управляющий электрод может называться затвором (от английского слова Gate, которым обозначается этот вывод).

Особенности

Чтобы иметь полное представление о симметричных тринисторах, необходимо рассказать про их сильные и слабые стороны. К первым можно отнести следующие факторы:

  • относительно невысокая стоимость приборов;
  • длительный срок эксплуатации;
  • отсутствие механики (то есть подвижных контактов, которые являются источниками помех).

В число недостатков приборов входят следующие особенности:

  • Необходимость отвода тепла, примерно из расчета 1-1,5 Вт на 1 А, например, при токе 15 А величина мощности рассеивания будет около 10-22 Вт, что потребует соответствующего радиатора. Для удобства крепления к нему у мощных устройств один из выводов имеет резьбу под гайку.


Симистор с креплением под радиатор

  • Устройства подвержены влиянию переходных процессов, шумов и помех;
  • Не поддерживаются высокие частоты переключения.

По последним двум пунктам необходимо дать небольшое пояснение. В случае высокой скорости коммутации велика вероятность самопроизвольной активации устройства. Помеха в виде броска напряжения также может привести к этому результату. В качестве защиты от помех рекомендуется шунтировать прибор RC цепью.

Принцип работы симистора

Давайте разберем, как работает симистор на примере простой схемы, в которой переменное напряжение подается на нагрузку через электронный ключ на базе этого элемента. В качестве нагрузки представим лампочку — так удобнее будет объяснять принцип работы.

Схема реле на симисторе (триаке)

В исходном положении прибор находится в запертом состоянии, ток не проходит, лампочка не горит. При замыкании ключа SW1 питание подается на на затвор G. Симистор переходит в открытое состояние, пропускает через себя ток, лампочка загорается. Поскольку схема работает от сети переменного напряжения, полярность на контактах симистора постоянно меняется. Вне зависимости от этого, лампочка горит, так как прибор пропускает ток в обоих направлениях.

При использовании в качестве питания источника переменного напряжения, ключ SW1 должен быть замкнуть все время, пока необходимо чтобы нагрузка была в работе. При размыкании контакта во время очередной смены полярности цепь разрывается, лампочка гаснет. Зажжется она снова только после замыкания ключа.

Если в той же схеме использовать источник постоянного тока, картина изменится. После того как ключ SW1 замкнется, симистор откроется, потечет ток, лампочка загорится. Дальше этот ключ может возвращаться в разомкнутое состояние. При этом цепь питания нагрузки (лампочки) не разрывается, так как симистор остается в открытом состоянии. Чтобы отключить питание, надо либо понизить ток ниже величины удержания (одна из технических характеристик), либо кратковременно разорвать цепь питания.

Использование симистора

Симистор представляется настолько гибким и универсальным устройством, что благодаря его свойству переключения в проводящее состояние запускаемым импульсом с положительным или отрицательным знаком, который не зависит от источника проявляющего свойства мгновенной полярности. По сути названия анод и катод для прибора не имеют большой актуальности.

  1. Одно из популярных и простейших сфер использования симистора может считаться его применение в качестве твердотельного реле. Для него характерно малое значение пускового тока достаточного для нагрузки с большими токами. Функцию ключа в таком устройстве может играть геркон, или обладающее большой чувствительностью термореле и прочие контактные пары с током до 50мА, при этом величина тока нагрузки может ограничиваться исключительно показателями, на которые рассчитан симистор.

Рис.№5. Схема твердотельного реле с использованием симистора.

  1. Не менее широко использование симистора в качестве регулятора интенсивности освещения и управления скоростью вращения электромотора. Схема построена на использовании запускающих элементов, которые устанавливаются RC-фазовращателем, такой элемент, как потенциометр регулирует интенсивность освещения, а резистор служит для ограничения тока нагрузки. Формирование импульсов выполняется с помощью динистора. После пробоя в динисторе, который происходит в результате разности потенциалов на конденсаторе, импульс разряда конденсатора, возникающий мгновенно включает симистор.

Рис. №6. Схема регулирования света с использованием симистора с фазовым управлением.

  1. Управление мощностью в нагрузке с использованием в схеме добавочной RC-цепочки, что дает большой фазовый сдвиг, который облегчает задачу по управлению мощности.

Сигналы управления

Управляется симистор не напряжением, а током. Для открытия на затвор надо подать ток определенного уровня. В характеристиках указан минимальный ток открывания — вот это и есть нужная величина. Обычно ток открывания совсем небольшой. Например, для коммутации нагрузки на 25 А, подается управляющий сигнал порядка 2,5 мА. При этом, чем выше напряжение, подаваемое на затвор, тем быстрее открывается переход.

Схема подачи напряжения для управления симистором

Чтобы перевести симистор в открытое состояние, напряжение должно подаваться между затвором и условным катодом. Условным, потому что в разные моменты времени, катодом является то один силовой выход, то другой.

Полярность управляющего напряжения, как правило, должна быть либо отрицательной, либо должна совпадать с полярностью напряжения на условном аноде. Поэтому часто используется такой метод управления симистором, при котором сигнал на управляющий электрод подаётся с условного анода через токоограничительный резистор и выключатель. Управлять симистором часто удобно, задавая определённую силу тока управляющего электрода, достаточную для отпирания. Некоторые типы симисторов (так называемые четырёхквадрантные симисторы) могут отпираться сигналом любой полярности, хотя при этом может потребоваться больший управляющий ток (а именно, больший управляющий ток требуется в четвёртом квадранте, то есть когда напряжение на условном аноде имеет  отрицательную полярность, а на управляющем электроде —  положительную).

Как проверить симистор

Привычка проверять все элементы пред пайкой приходит с годами. Проверить симистор можно при помощи мультиметра и при помощи небольшой проверочной схемы с батарейкой и лампочкой. В любом случае надо сначала разобраться, как располагаются выводы на вашем приборе. Сделать это можно по цоколевке каждой конкретной серии. Для этого в поисковик забиваем маркировку, которая есть на корпусе. В некоторых случаях можно добавить «цоколевка». Если есть русскоязычные описания, будет несколько проще. Если на русском информации нет, придется искать в интернете. Заменяем слово «цоколевка» словом «datasheet». Иногда можно ввести русскими буквами «даташит». В переводе это «техническая спецификация». По имеющимся в описании таблицам и рисункам легко понять, где расположены силовые выходы (T1 и T2), а где затвор (G).

Пример цоколевки. Все можно понять и без знания языка

С мультиметром

Проверка мультиметром симистора основана на принципе его работы. Берем обычный мультиметр, ставим его в положение прозвонки. Силовые выходы между собой должны звониться в обоих направлениях. Прикасаемся щупами к выходам Т1 и Т2. На экране должны высвечиваться цифры. Это сопротивление перехода. Если поменять щупы местами, сопротивление может измениться, но ни обрыва, ни короткого быть не должно.

Проверяем мультиметром

Зато между затвором и силовыми выходами должен быть «обрыв» (бесконечно большое сопротивление). То есть, «звониться» они не должны при любом расположении щупов. Проверив сопротивление между разными выводами, можно сделать вод о работоспособности симистора.

С лампочкой и батарейкой

Для проверки симистора без мультиметра придется собрать простенькую проверочную схему с питанием от девятивольтовой батарейки «Крона». Нужны будут три провода длиной около 20 см. Провода желательно гибкие, многожильные. Проще, если они будут разных цветов. Лучше всего красный, синий и любой другой. Пусть будет желтый. Синий разрезаем пополам, припаиваем лампочку накаливания на 9 В (или смотрите по напряжению, которое выдает ваша батарейка). Один кусок провода на резьбу, другой — на центральный вывод с нижней части цоколя. Чтобы работать было удобнее, на каждый провод лучше припаять «крокодилы» — пружинные зажимы.

Как проверить симистор без мультиметра

Собираем схему. Подключаем провода в таком порядке:

  • Красный одним концом на плюс кроны, вторым — на вывод Т1.
  • Синий — на минус кроны и на Т2.
  • Желтый провод одним краем цепляем к затвору G.

После того как собрали схему, лампочка не должна гореть. Если она горит, симистор пробит. Если не горит, проверяем дальше. Свободным концом желтого провода кратковременно прикасаемся к Т2. Лампочка должна загореться. Это значит, что симметричный тиристор открылся. Чтобы его закрыть, надо коснуться проводом вывода Т1. Если все работает, прибор исправен.

Как проверить работоспособность симистора?

В сети можно найти несколько способ, где описан процесс проверки при помощи мультиметра, те, кто описывал их, судя по всему, сами не пробовали ни один из вариантов. Чтобы не вводить в заблуждение, следует сразу заметить, что выполнить тестирование мультиметром не удастся, поскольку не хватит тока для открытия симметричного тринистора. Поэтому, у нас остается два варианта:

  1. Использовать стрелочный омметр или тестер (их силы тока будет достаточно для срабатывания).
  2. Собрать специальную схему.

Алгоритм проверки омметром:

  1. Подключаем щупы прибора к выводам T1 и T2 (A1 и A2).
  2. Устанавливаем кратность на омметре х1.
  3. Проводим измерение, положительным результатом будет бесконечное сопротивление, в противном случае деталь «пробита» и от нее можно избавиться.
  4. Продолжаем тестирование, для этого кратковременно соединяем выводы T2 и G (управляющий). Сопротивление должно упасть примерно до 20-80 Ом.
  5. Меняем полярность и повторяем тест с пункта 3 по 4.

Если в ходе проверки результат будет таким же, как описано в алгоритме, то с большой вероятностью можно констатировать, что устройство работоспособное.

Заметим, что проверяемую деталь не обязательно демонтировать, достаточно только отключить управляющий вывод (естественно, обесточив предварительно оборудование, где установлена деталь, вызывающая сомнение).

Необходимо заметить, что данным способом не всегда удается достоверно проверку, за исключением тестирования на «пробой», поэтому перейдем ко второму варианту и предложим две схемы для тестирования симметричных тринисторов.

Схему с лампочкой и батарейкой мы приводить не будем в виду того, что таких схем достаточно в сети, если вам интересен этот вариант, можете посмотреть его в публикации о тестировании тринисторов. Приведем пример более действенного устройства.


Схема простого тестера для симисторов

Обозначения:

  • Резистор R1 – 51 Ом.
  • Конденсаторы C1 и С2 – 1000 мкФ х 16 В.
  • Диоды – 1N4007 или аналог, допускается установка диодного моста, например КЦ405.
  • Лампочка HL – 12 В, 0,5А.

Можно использовать любой трансформатор с двумя независимыми вторичными обмотками на 12 Вольт.

Алгоритм проверки:

  1. Устанавливаем переключатели в исходное положение (соответствующее схеме).
  2. Производим нажатие на SB1, тестируемое устройство открывается, о чем сигнализирует лампочка.
  3. Жмем SB2, лампа гаснет (устройство закрылось).
  4. Меняем режим переключателя SA1 и повторяем нажатие на SB1, лампа снова должна зажечься.
  5. Производим переключение SA2, нажимаем SB1, затем снова меня ем положение SA2 и повторно жмем SB1. Индикатор включится, когда на затвор попадет минус.

Теперь рассмотрим еще одну схему, только универсальную, но также не особо сложную.


Схема для проверки тиристоров и симисторов

Обозначения:

  • Резисторы: R1, R2 и R4 – 470 Ом; R3 и R5 – 1 кОм.
  • Емкости: С1 и С2 – 100 мкФ х 10 В.
  • Диоды: VD1, VD2, VD5 и VD6 – 2N4148; VD2 и VD3 – АЛ307.

В качестве источника питания используется батарейка на 9V, по типу Кроны.

Тестирование тринисторов производится следующим образом:

  1. Переключатель S3, переводится в положении, как продемонстрировано на схеме (см. рис. 6).
  2. Кратковременно производим нажатие на кнопку S2, тестируемый элемент откроется, о чем просигнализирует светодиод VD
  3. Меняем полярность, устанавливая переключатель S3 в среднее положение (отключается питание и гаснет светодиод), потом в нижнее.
  4. Кратковременно жмем S2, светодиоды не должны загораться.

Если результат будет соответствовать вышеописанному, значит с тестируемым элементом все в порядке.

Теперь рассмотрим, как проверить с помощью собранной схемы симметричные тринисторы:

  • Выполняем пункты 1-4.
  • Нажимаем кнопку S1- загорается светодиод VD

То есть, при нажатии кнопок S1 или S2 будут загораться светодиоды VD1 или VD4, в зависимости от установленной полярности (положения переключателя S3).

Как избежать ложных срабатываний

Так как для срабатывания симистора достаточно небольшого потенциала, возможны ложные срабатывания. В некоторых случаях они не страшны, но могут привести и к поломке. Поэтому лучше заранее принять меры. Есть несколько способов уменьшить вероятность ложных включений:

  • Уменьшить длину линии к затвору, соединять цепь управления — затвор и Т1 — напрямую. Если это невозможно, использовать экранированный кабель или витую пару.
  • Снизить чувствительность затвора. Для этого параллельно ставят сопротивление (до 1 кОм).

    Практически во всех схемах с симисторами в цепи затвора есть резистор, уменьшающий чувствительность прибора

  • Использовать триаки с высокой шумовой устойчивостью. В маркировке у них добавлена буква «Н», от «нечувствительный». Называют их «симисторы ряда «Н». Отличаются они тем, что минимальный ток перехода у них намного выше. Например, симистор BT139-600H имеет ток перехода IGT min =10mA.

Как уже говорили, симистор управляется током. Это дает возможность подключать его напрямую к выходам микросхем. Есть одно ограничение — ток не должен превышать максимально допустимый. Обычно это 25 мА.

Особенности монтажа

Так же как и тиристоры, симисторы при работе греются, поэтому при сборке необходимо обеспечивать отвод тепла. Если нагрузка маломощная или питание импульсное (кратковременное подключение на промежуток менее 1 сек) допускается монтаж без радиатора. В остальных случаях необходимо обеспечить качественный контакт с охлаждающим устройством.

Есть три способа фиксации симистора на радиаторе: клепка, на винте и на зажиме. Первый вариант при самостоятельном монтаже не рекомендуется, так как существует высокая вероятность повреждения корпуса. Наиболее простой способ монтажа в домашних условиях — винтовой.

Порядок монтажа симистора

Перед тем, как начинают монтаж, осматривают корпус прибора и радиатора (охладителя) на предмет царапин и сколов. Их быть не должно. Затем поверхность протирают от загрязнений чистой ветошью, обезжиривают, накладывают термопасту. После чего вставляют в отверстие с резьбой в радиаторе и зажимают шайбу. Крутящий момент должен быть 0.55Nm- 0.8Nm. То есть, необходимо обеспечить должный контакт, но перетягивать тоже нельзя, так как есть риск повредить корпус.

Схема регулятора мощности для индуктивной нагрузки на симисторе

Обратите внимание, что монтаж симистора производится до пайки. Это снижает механическую нагрузку на отводы прибора. И еще: при установке следите за тем, чтобы корпус плотно прижимался к охладителю.

Ошибка 404 — Страница не найдена

Страна COUNTRYAfghanistanÅland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCaribbean NetherlandsCayman IslandsChadChileChinaChristmas IslandCocos IslandsColombiaComorosCongo, Демократическая RepublicCook IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuernseyGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIranIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyIvory CoastJamaicaJapanJerseyJordan KazakhstanKenyaKiribatiKosovoKuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfork IslandNorwayOmanPakistanPalauPalestinian TerritoryPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairn IslandPolandPortugalPuerto RicoQatarRepublic из CongoReunionRomaniaRussiaRwandaSaint HelenaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint MaartenSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Грузии и Южные Сандвичевы IslandsSouth KoreaSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyriaTaiwanTajikistanTanzaniaThaila ндТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурцияТуркменистанОстрова Теркс и КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобританияСоединенные ШтатыОтдаленные малые острова СШАУругвайУзбекистанВануатуВатиканВенесуэлаВьетнамВиргинские острова, Британские Виргинские острова, СШАЗападная СахараЙеменЗамбияЗимбабве

6-контактная DIP-оптопара с триак-драйвером со случайной фазой (600 В, пиковое значение)

%PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > поток BroadVision, Inc.2019-05-13T10:49+02:002019-05-13T10:48:06+02:002019-05-13T10:49+02:00application/pdf

  • MOC3052M — 6-контактный DIP-триак со случайной фазой Оптопара драйвера (600 В пик.)
  • фг6м8в
  • MOC3051M, MOC3052M и MOC3053M состоят из инфракрасного излучающего GaAs-диода, оптически связанного с двусторонним кремниевым переключателем переменного тока без пересечения нуля (триаком).Эти устройства изолируют низковольтную логику от линий 115 В переменного тока и 240 В переменного тока, чтобы обеспечить случайное управление фазой сильноточных симисторов или тиристоров. Эти устройства обладают значительно улучшенными статическими характеристиками dv/dt, что обеспечивает стабильное переключение индуктивных нагрузок.
  • Acrobat Distiller 18.0 (Windows)uuid:20a0b5d5-0801-484a-bb91-2432f0f39260uuid:d93434fa-f4d9-4ec6-ba7e-31b8ce992b0c конечный поток эндообъект 6 0 объект > эндообъект 7 0 объект > эндообъект 8 0 объект > эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > эндообъект 14 0 объект > эндообъект 15 0 объект > эндообъект 16 0 объект > эндообъект 17 0 объект > эндообъект 18 0 объект > эндообъект 19 0 объект > эндообъект 20 0 объект > эндообъект 21 0 объект > эндообъект 22 0 объект > эндообъект 23 0 объект > эндообъект 24 0 объект > эндообъект 25 0 объект > эндообъект 26 0 объект > поток HW]o7y$֘=Sz’^[ͶMh] gfHRv\Ea$wF #?F~!撑{rrF>Lr2K__2rA&gaD9j$P8)E»yyr&W2hNTKLINoZwp:»6w su,giQX5j)m]u͛s{2[ꗗ Lp qoCzV

    мд?О Д’у./9(f19)ÇeVmbZrnnv5pT9y)AU*~ }0 `p\2o{1_ӛQeAPdSȐz&nM+Rŋ.819>\%izym5#لj)uyV7j8459?Y70lC*as6Ci% Tm[ ‘В’: 8с: х ( ŖEᮞɔ)Tϋust!ӵGnjMUdVeՑk47U/QgyeŰ}5o\l2~c mc\CVq„v#-˜T1XQ08CUspoken2f:?l1C1_ؤ:BxdT+1;P>yL#

    символ, основы, работа, характеристики, преимущества и недостатки

    2

    TRIAC

     

    TRIAC представляет собой полупроводниковый прибор с тремя выводами для управления током. Он получил свое название от термина TRIode для переменного тока.

     

    По сути, это усовершенствованный тринистор или тиристор, но в отличие от тиристора, проводящего ток только в одном направлении, симистор является двунаправленным устройством.

     

    Ø         

    Символ TRIAC

     

    Символ схемы определяет принцип работы TRIAC. Если смотреть снаружи, это можно рассматривать как два тиристора, расположенных вплотную друг к другу, и это то, на что указывает символ схемы.


     

    Символ TRIAC имеет три клеммы. Это ворота и два других терминала, которые часто называют «анодным» или «главным терминалом». Поскольку у симистора их два, они помечены либо анодом 1 и анодом 2, либо основным выводом, MT1 и MT2.

     

    Ø         

    Основные сведения о симисторе

     

    Симистор представляет собой компонент, в основе которого лежит тиристор.Он обеспечивает коммутацию переменного тока для электрических систем. Подобно тиристорам, симисторы используются во многих электрических коммутационных устройствах. Они находят особое применение в цепях регуляторов освещенности и т. д., где они позволяют использовать обе половины цикла переменного тока.

     

    Это делает их более эффективными с точки зрения использования доступной мощности. Хотя можно использовать два тиристора вплотную друг к другу, это не всегда рентабельно для недорогих и относительно маломощных приложений.

     

     

    Работу симистора можно рассматривать с точки зрения двух тиристоров, расположенных спина к спине.


     

    Одним из недостатков симистора является то, что он не переключается симметрично. Он часто будет иметь смещение, переключаясь при разных напряжениях затвора для каждой половины цикла. Это создает дополнительные гармоники, которые неблагоприятны для характеристик ЭМС, а также создают дисбаланс в системе. внешний по отношению к симистору для синхронизации запускающего импульса.DIAC, включенный последовательно с затвором, является обычным методом достижения этого.


    Ø          

    Эксплуатация

     

    При разомкнутом переключателе S ток затвора отсутствует и симистор отключен. Даже при отсутствии тока симистор может быть включен при условии, что напряжение питания станет равным напряжению отключения.

     

    Когда ключ S замкнут, ток затвора начинает течь в цепи затвора.Напряжение пробоя симистора можно изменять, создавая соответствующий ток. Триак начинает проводить независимо от того, является ли MT2 положительным или отрицательным по отношению к MT1.


     

    Если клемма MT2 положительна относительно MT1, симистор включен, и обычный ток будет течь от MT2 к MT1. Если клемма MT2 отрицательная по отношению к MT1, симистор снова включается, и обычный ток будет течь от MT1 к MT2.

    Ø

    Характеристики


    V-i Curve для TRIAC в IST и IIORD-квадрантах по существу идентичны SCR в квадранте IST.Симистор может работать как с положительным, так и с отрицательным управляющим напряжением затвора, но при нормальной работе обычно напряжение затвора положительное в квадранте I и отрицательное в квадранте III. Напряжение питания, при котором симистор включается, зависит от тока затвора. Чем больше ток затвора и меньше напряжение питания, при котором симистор включается. Это позволяет использовать симистор для управления a,c. мощность в нагрузке от нуля до полной мощности плавно и непрерывно без потерь в управляющем устройстве. Преимущества и недостаткиВ одном используется симистор, а в другом используются два тиристора, соединенных встречно-параллельно: один тиристор используется для переключения одной половины цикла, а второй, подключенный в обратном направлении, работает на другой половине цикла. необходимо взвесить преимущества и недостатки использования TRIAC.

    Ø

    Преимущества

    Один компонент можно использовать для полного переменного тока

    Ø

    Недостатки

    Переключение приводит к высокому уровню гармоник из-за несимметричного переключения

     

    Необходимо следить за тем, чтобы симистор полностью отключался при использовании с индуктивной нагрузкой.

     

     

    Ø         

    Приложения

     

    Однако они, как правило, не используются в приложениях с переключением большой мощности — одной из причин этого являются несимметричные характеристики переключения. Для приложений большой мощности это создает ряд трудностей, особенно с электромагнитными помехами.

    Однако Triacs все еще используются для многих электрических коммутационных приложений:

    ü Домашние световые диммеры

    ü Электрические вентиляторы управления

    ü Маленький моторные элементы управления

    ü        Управление небольшими бытовыми приборами с питанием от сети переменного тока

    Знакомство с TRIAC и TRIAC Dimmer

    TRIAC разработан на основе обычных тиристоров.Он может не только заменить два тиристора, включенных параллельно с обратной полярностью, но и нуждается только в одной цепи запуска, которая является идеальным переключателем переменного тока…

    Каталог

     

    I Что такое TRIAC?

    Симистор разработан на основе обычных тиристоров. Он может не только заменить два тиристора, соединенных параллельно с обратной полярностью, но и нуждается только в одной триггерной схеме, которая является идеальным переключающим устройством переменного тока.

    Почему он называется «TRIAC»?

    TRI : Триод (возьмите первые три буквы)

    AC : Полупроводниковый переключатель переменного тока (возьмите первые две буквы)

    Вышеуказанные два существительных объединены в «TRIAC» 

    II 7 Main Параметры

    Симистор можно рассматривать как интеграцию пары встречно-параллельно соединенных обычных тиристоров, а принцип работы такой же, как и у обычных односторонних тиристоров.

    TRIAC имеет две основные клеммы T1 и T2, и вентиль G . Затвор позволяет устройству запускать проводимость как в положительном, так и в отрицательном направлениях основного электрода, поэтому симистор имеет симметричные вольт-амперные характеристики в первом и третьем квадрантах.

    Рис. 1. Символ симистора

    Положительный и отрицательный триггерные импульсы, подаваемые на затвор симистора, могут инициировать включение трубки. Существует четыре режима триггера.

    В приложении необходимо понять его основные параметры для соответствующего выбора и принять соответствующие меры для удовлетворения требований каждого параметра.

    1.   Выберите уровень выдерживаемого напряжения : Обычно меньшее значение между VDRM (повторяющееся пиковое напряжение в выключенном состоянии) и VRRM (повторяющееся пиковое обратное напряжение) обозначается как номинальное напряжение устройства. При выборе номинальное напряжение должно в 2-3 раза превышать нормальное рабочее пиковое напряжение в качестве допустимого запаса по рабочему перенапряжению.

    2. Определите ток : Поскольку симисторы обычно используются в цепях переменного тока, они не используют средние значения, а используют эффективные значения для представления номинальных значений тока. Поскольку перегрузочная способность тиристора меньше, чем у обычных электромагнитных устройств, значение тока тиристора, используемого в обычных бытовых приборах, в 2-3 раза превышает фактическое значение рабочего тока.

    В то же время повторяющееся пиковое напряжение VDRM в выключенном состоянии и обратное повторяющееся пиковое напряжение VRRM, которые выдерживает симистор, должны быть меньше IDRM и IRRM, указанных устройством.

    3. Выбор напряжения в открытом состоянии (пикового) VTM : Это переходное пиковое падение напряжения симистора при определенном кратном номинальному току. Чтобы уменьшить тепловые потери симистора, следует выбирать симистор с малой VTM, насколько это возможно.

    4. Ток удержания : IH – это минимальный принципиальный ток, необходимый для поддержания тиристора в открытом состоянии, который связан с температурой перехода. Чем выше температура перехода, тем меньше IH.

    5. Скорость нарастания сопротивления: dv/dt относится к нарастающей крутизне напряжения в выключенном состоянии, что является ключевым параметром для предотвращения ложных срабатываний. Если это значение превышает предел, это может привести к неправильному проведению SCR.

    III TRIAC VS. SCR

    SCR — это аббревиатура выпрямителя с кремниевым управлением. SCR доступны в однонаправленном, двунаправленном, выключенном и управляемом светом типах. Он имеет небольшой размер, легкий вес, высокую эффективность, длительный срок службы и удобен для управления, что широко используется в различных случаях автоматического управления и преобразования электроэнергии большой мощности, таких как управляемые выпрямители, регуляторы напряжения и инверторы, а также не- контактные выключатели.

    Рис. 2. Символ SCR

    И однонаправленный тиристор, и симистор имеют три вывода. Однонаправленные SCR имеют катод (K) , анод (A) и затвор (G) . Симистор эквивалентен двум однонаправленным тиристорам, включенным в обратном параллельном соединении. То есть один из однонаправленных кремниевых анодов соединяется с катодом другого, и его передний конец обозначается Т1, а один из однонаправленных кремниевых катодов соединяется с анодом другого, и его передний конец обозначается Т2, а остаток ворота (G).

    Однонаправленный тиристор представляет собой разновидность управляемого электронного компонента выпрямителя, который может переключаться с выключения на включение под действием внешнего управляющего сигнала, но когда он включен, внешний сигнал не может его отключить, если мы не снимем нагрузку или уменьшить напряжение на нем.

    Однонаправленный SCR представляет собой четырехслойное полупроводниковое устройство с тремя выводами, состоящее из трех PN-переходов. По сравнению с диодом с одним PN-переходом прямая проводимость одностороннего тринистора управляется током управляющего электрода; по сравнению с транзистором с двумя PN-переходами тринистор не усиливает ток управляющего электрода.

    TRIAC включается и выключается в двух направлениях . По сути, это два встречно-параллельных однонаправленных тиристора, состоящих из пятислойных полупроводников NNPPN с четырьмя структурами PN с тремя выводами.

    Поскольку структура основного электрода симметрична (все светодиоды из N-слоя), его выводы не называются соответственно анодом и катодом, как у однонаправленных тиристоров. Вместо этого тот, который ближе к управляющему электроду, называется первым выводом Т1, а другой называется вторым выводом Т2.

    Основным недостатком симистора является плохая способность выдерживать скорость нарастания напряжения. Это связано с тем, что при включении в одном направлении носители в каждом слое кремниевого чипа не вернулись в положение выключенного состояния, и необходимо принять соответствующие защитные меры.

    Компоненты TRIAC в основном используются в цепях управления переменным током, таких как контроль температуры, управление освещением, взрывозащищенные выключатели переменного тока, а также схема управления двигателем TRIAC и схема коммутации.

    IV Как установить симистор

    Для симистора с небольшой нагрузкой или малой длительностью тока (менее 1 секунды) он может работать в свободном пространстве. Но в большинстве случаев его нужно устанавливать на радиатор. Для уменьшения теплового сопротивления тиристор и радиатор следует покрыть теплопроводной силиконовой смазкой.

    Существует три основных метода крепления симистора к радиатору: обжатие хомутом, болтовое крепление и заклепка. Установочные инструменты для первых двух методов легко получить.Во многих случаях клепка не является рекомендуемым методом.

    1. Обжатие зажимом : рекомендуемый метод с минимальным термическим сопротивлением. Зажим оказывает давление на пластиковую упаковку устройства. То же самое относится к неизолированным пакетам (sot82 и sot78) и изолированным пакетам (sot186 f-pack и более новый sot186a x-pack). Обратите внимание, что sot78 — это to220ab.

    2. Болтовое крепление : Компонент sot78 имеет монтажные детали m3, включая прямоугольные прокладки, которые размещаются между головкой болта и соединительной деталью.К пластиковому корпусу устройства нельзя прилагать никаких усилий.

    ● В процессе установки отвертка не должна давить на пластиковый корпус устройства;

    ● Поверхность радиатора, соприкасающаяся с соединительной деталью, должна быть обработана для обеспечения плоскостности, а допустимое отклонение на 10 мм должно составлять 0,02 мм;

    ● Крутящий момент при установке (с прокладкой) должен составлять от 0,55 до 0,8 нм;

    ● Избегайте использования саморезов, так как выдавливание может вызвать вздутие вокруг монтажных отверстий и нарушить тепловой контакт между устройством и радиатором.

    В этом методе установки момент затяжки нельзя контролировать. Устройство следует сначала закрепить механически, а затем припаять выводы. Это может уменьшить чрезмерную нагрузку на провода.

    В Меры предосторожности при использовании

    1.  Для включения симистора ток затвора должен быть не меньше IGT, пока ток нагрузки не станет меньше IL. Это условие должно быть выполнено и рассмотрено в соответствии с самой низкой температурой, с которой можно столкнуться.

    2. Не забудьте отключить переключатель TRIAC.

    3.  При разработке схемы TRIAC по возможности избегайте квадранта 3+ (WT2-, +).

    4. Чтобы уменьшить поглощение помех , длина соединительных проводов затвора должна быть минимизирована, а обратная линия напрямую подключена к MT1 (или катоду). При использовании жесткого провода используйте спиральный двойной провод или экранированный провод.

    Добавить сопротивление 1kΩ или менее между воротами и MT1.А между высокочастотным шунтирующим конденсатором и затвором последовательно включен резистор. Другим решением является использование низкочувствительного TRIAC серии H.

    5. Если dVD/dt или dVCOM/dt могут вызвать проблемы, добавьте буферную цепь RC между MT1 и MT2. Если высокое значение dICOM/dt может вызвать проблемы, добавьте катушку индуктивности на несколько мГн последовательно с нагрузкой. Другим решением является использование Hi-Com TRIAC.

    6.  Если VDRM симистора может быть превышено во время серьезного и ненормального переходного процесса в подаче питания, принимается одна из следующих мер:

    ● Подключите ненасыщенную катушку индуктивности в несколько мкГн последовательно с нагрузкой ограничить dIT/dt;

    ● Подключите MOV к источнику питания и добавьте схему фильтра на стороне источника питания.

    7.  Выберите хорошую схему запуска затвора, чтобы избежать условий работы в 3 квадрантах и ​​максимизировать устойчивость dIT/dt симистора.

    8. Если dIT/dt симистора может быть превышено, лучше всего последовательно с нагрузкой подключить безжелезный индуктор на несколько мкГн или термистор с отрицательным температурным коэффициентом. Другое решение: использовать нулевое напряжение для включения резистивной нагрузки.

    9.  Когда устройство закреплено на радиаторе, избегайте нагрузки на TRIAC.Закрепите, а затем припаяйте выводы. Не кладите заклепочный шпиндель на сторону листа интерфейса устройства.

    10.  Для надежной работы в течение длительного времени Rthj-a следует поддерживать на достаточно низком уровне, чтобы Tj не превышала Tjmax, значение которой соответствует максимально возможной температуре окружающей среды.

    VI TRIAC Применение

    TRIAC может широко использоваться в промышленности, на транспорте, в бытовой технике и других областях для достижения регулирования напряжения переменного тока, управления скоростью TRIAC, выключателей переменного тока, включения и выключения автоматического уличного освещения, контроля температуры, стола. затемнение лампы, затемнение сцены и другие функции.

    Он также используется в твердотельных реле (ТТР) и твердотельных контакторных цепях. На рис. 3 показана схема бесконтактного переключателя, состоящая из симисторов. R — резистор, ограничивающий ток затвора, а JAG — сухая тростниковая трубка.

    Рис. 3. Схема бесконтактного переключателя TRIAC

    Обычно JAG отключен, и TRIAC также выключен. Только когда маленький магнит приближается, JAG втягивается, чтобы включить симистор и источник питания нагрузки.Поскольку ток, проходящий через язычковую трубку, очень мал, а время составляет всего несколько микросекунд, срок службы переключателя очень велик.

    В настоящее время рынок приложений SCR достаточно широк. Применение SCR находится в области автоматического управления, электромеханической области, промышленных электроприборов и бытовой техники.

    Схема триггерного твердотельного реле переменного тока с переходом через ноль (AC-SSR) в основном включает входную цепь, фотопару, триггерную схему с переходом через ноль, схему переключателя симистора, схему защиты (цепь поглощения RC).Когда добавляется входной сигнал VI (как правило, высокого уровня) и напряжение источника питания нагрузки переменного тока проходит через ноль, симистор срабатывает, чтобы включить источник питания нагрузки.

    VII Что такое симисторный диммер?

    1. 

    Принцип диммера TRIAC

    В настоящее время основными неэнергосберегающими диммерами на рынке являются в основном диммеры TRIAC, которые в настоящее время также являются наиболее широко используемыми диммерами.

    На рис. 4 приведена принципиальная схема типичной цепи диммера TRIAC.Соедините R и C, чтобы получить RC-цепь. Когда источник питания заряжает C, диммер TRIAC может быть отложен для запуска до тех пор, пока напряжение C не поднимется до напряжения точки срабатывания DIAC (обычно 32 В). Регулировкой сопротивления потенциометра можно изменить время задержки запуска, тем самым изменив «время включения» симисторного диммера, то есть изменив его «угол включения». Поэтому среднюю мощность, подводимую к нагрузке, можно изменить.

    Рис. 4. Принципиальная схема диммера TRIAC

    2.

    Сложности с диммированием симистора

    Для симистора требуется 3 условия  для поддержания проводимости: ток срабатывания IG, ток блокировки IL и ток удержания IH:

    (1)  IG — это условие для запуска проводимости симистора.

    (2)  IL относится к минимальному току, необходимому для непрерывного проведения NPNP в процессе усиления NPNP;

    (3) После нормальной работы симистора, если падение тока слишком мало, симистор отключится, поэтому ток удержания является минимальным током, необходимым для поддержания проводимости.

     

    Рекомендуемые статьи:

    Основные сведения об аттенюаторах

    Полупроводниковые материалы: типы, свойства и производственный процесс С аккумулятором и лампочкой

    В электронных схемах различных устройств часто используются полупроводниковые приборы — симисторы. Их используют, как правило, при сборке схем регуляторов.В случае неисправности электроприбора может потребоваться проверка симистора. Как это сделать?

    Зачем нужна верификация

    В процессе ремонта или сборки новой схемы невозможно обойтись без электрических деталей. Одной из таких частей является симистор. Применяется в схемах сигнализаторов, регуляторов света, радиоустройств и многих отраслях техники. Иногда его используют повторно после демонтажа неработающих цепей, и часто приходится встречать элемент с маркировкой, утраченной от длительного использования или хранения.Бывает, что новые детали нужно проверять.

    Как можно быть уверенным, что симистор, установленный в схеме, действительно рабочий, и в дальнейшем не нужно будет тратить много времени на отладку собранной системы?

    Для этого нужно знать, как проверить симистор мультиметром или тестером. Но для начала нужно понять, что это за деталь и как она работает в электрических цепях.

    По сути симистор — это разновидность тиристора. Название составлено из этих двух слов — «симметричный» и «тиристорный».

    Разновидности тиристоров

    Тиристорами принято называть группу полупроводниковых приборов (триодов), способных пропускать или не пропускать электрический ток в заданном режиме и через определенные промежутки времени. Это создает условия для работы схемы в соответствии с ее функциями.

    Работа тиристоров контролируется двумя способами:

    • подача напряжения определенной величины для открытия или закрытия устройства, как у динисторов (диодных тиристоров) — двухэлектродных устройств;
    • путем подачи на управляющий электрод импульса тока определенной длительности или величины, как в тринисторах и симисторах (триодных тиристорах) — трехэлектродных приборах.

    По принципу действия эти устройства делятся на три типа.

    Динисторы открываются при достижении определенного значения напряжения между катодом и анодом и остаются открытыми до тех пор, пока напряжение снова не снизится до установленного значения. В открытом состоянии они работают по принципу диода, пропуская ток в одном направлении.

    тиристоры размыкаются при подаче тока на контакт управляющего электрода и остаются разомкнутыми при положительной разности потенциалов между катодом и анодом.То есть они открыты до тех пор, пока в цепи есть напряжение. Это обеспечивается наличием тока, сила которого не ниже одного из параметров тринистора — тока удержания. В открытом состоянии они также работают по принципу диода.

    Симисторы — это тип тринисторов, пропускающих ток в двух направлениях в открытом состоянии. Фактически они представляют собой пятислойный тиристор.

    Запираемые тиристоры — тринисторы и симисторы, закрывающиеся при подаче на контакт управляющего электрода тока обратной полярности, чем та, которая вызвала его размыкание.

    С тестером

    Проверка работоспособности симистора мультиметром или тестером основана на знании принципа работы этого устройства. Конечно, полного представления о состоянии детали он не даст, так как без сборки электрической схемы и проведения дополнительных измерений определить работоспособность симистора невозможно. Но зачастую достаточно будет подтвердить или опровергнуть работоспособность полупроводникового перехода и его контроля.

    Для проверки детали необходимо использовать мультиметр в режиме измерения сопротивления, то есть как омметр. Контакты мультиметра подключаются к рабочим контактам симистора, при этом значение сопротивления должно стремиться к бесконечности, то есть быть очень большим.

    После этого анод соединяется с управляющим электродом. Симистор должен открыться, а сопротивление упасть почти до нуля. Если все это произошло, скорее всего, симистор исправен.

    При нарушении контакта с управляющим электродом симистор должен оставаться разомкнутым, но параметров мультиметра может не хватить для обеспечения так называемого тока удержания, при котором прибор остается проводящим.

    Устройство можно считать неисправным в двух случаях. Если до появления напряжения на контакте управляющего электрода сопротивление симистора ничтожно мало. И второй случай, если при появлении напряжения на контакте управляющего электрода сопротивление прибора не уменьшается.

    С батареей и лампочкой

    Есть вариант прозвонки симистора простым тестером, представляющим собой разорванную однолинейную цепь с источником питания и контрольной лампой.Вам также понадобится дополнительный блок питания для тестирования. В качестве него можно использовать любые батарейки, например, типа АА напряжением 1,5 В.

    Вам нужно вызвать часть в определенном порядке. В первую очередь необходимо соединить контакты тестера с рабочими контактами симистора. Контрольная лампа не должна гореть.

    Затем необходимо подать напряжение между управляющим и рабочим электродами от дополнительного источника питания. На рабочий электрод подается полярность, соответствующая полярности подключенного тестера.При подключении контрольная лампа должна загореться. Если симисторный переход настроен на соответствующий ток удержания, то лампа должна гореть и при отключении дополнительного источника питания от управляющего электрода до выключения тестера.

    Так как прибор должен пропускать ток в обоих направлениях, для надежности можно повторить проверку, поменяв полярность подключения тестера к симистору на противоположную. Необходимо проверить работоспособность прибора при обратном направлении тока через полупроводниковый переход.

    Если до подачи напряжения на управляющий электрод контрольная лампа загорается и продолжает гореть, то деталь неисправна. Если при подаче напряжения контрольная лампа не загорается, то симистор также считается неисправным, и в дальнейшем использовать его нецелесообразно.

    Симистор, установленный на плате, можно проверить, не выпаивая. Для проверки необходимо только отсоединить управляющий электрод и обесточить всю цепь, отключив ее от работающего источника питания.

    Соблюдая эти простые правила, вы сможете отказаться от некачественных или изношенных деталей.

    Радиоконструктор rрегулятор мощности на симисторе №009,

    В радиолюбительской практике часто бывает, что паяльник на 40 ватт перегревается, жало сгорает, а мощности паять на 25 ватт не хватает или необходимо уменьшить мощность нагревателя, изменить яркость лампу накаливания, уменьшить обороты коллекторного двигателя, электродрель, подключить к сети напряжением 220 вольт нагрузку, рассчитанную на 110 вольт, уменьшить напряжение на вторичной обмотке трансформатора.Тогда на помощь придет симисторный регулятор мощности. Принцип его работы основан на изменении времени открытого состояния (фазо-импульсное управление) симистора (симистор — двунаправленный тиристор или «триак»). Это можно увидеть и понять, сравнив графики рис.1 полного периода сетевого напряжения на входе (верхний график) симистора и на выходе (нижний график). В определенный момент симистор отсекает каждую полуволну сетевого напряжения, и в результате в нагрузку поступает только часть мощности.Принципиальная схема регулятора мощности с фазоимпульсным управлением представлена ​​на рис. 2 . Собран по классической схеме на симметричном динисторе ДБ3 (VD3) 32В и симисторе ТС106-10-4 (отечественного производства 10 ампер 400 вольт) или импортных аналогах ВТ136-600, ВТ134-600 (4А, 600В), ВТ137 -600 (8А, 600В), ВТ138-600 (12А, 600В), ВТ139-600, ВТА16-600 (16А, 600В) (ВД4). С каждой полуволной сетевого напряжения конденсатор С1 заряжается током, протекающим через резисторы R2, R3.Когда напряжение на нем достигает 32 В, динистор открывается и конденсатор С1 быстро разряжается через резистор R4, динистор VD3 и управляющий электрод симистора. Таким образом осуществляется управление симистором: при положительном напряжении на условном аноде симистора (верхний вывод по схеме) управляющий импульс также имеет положительную, а при отрицательном напряжении — отрицательную полярность. Величина мощности в нагрузке зависит от того, как долго симистор будет включен в течение каждого полупериода сетевого напряжения.Момент включения симистора определяется пороговым напряжением динистора и постоянной времени (R2+R3), С1. Чем больше сопротивление переменного резистора R2, тем больше период времени, в течение которого симистор находится в закрытом состоянии, тем меньше мощность в нагрузке. Схема обеспечивает практически полный диапазон регулирования выходной мощности — от 0 до 99%. При подключении переменного резистора R2 необходимо учитывать, что увеличение выходной мощности происходит при уменьшении сопротивления переменного резистора.Цепь, образованная диодами VD1, VD2 и резистором R1, обеспечивает плавную регулировку при минимальной выходной мощности. Без него управляющая характеристика регулятора имеет гистерезис. Например, яркость лампы накаливания, используемой в качестве нагрузки, при увеличении выходной мощности скачкообразно изменяется от нуля до 3…5% максимальной яркости. Суть этого явления заключается в следующем: при большом сопротивлении резистора R2, когда напряжение на конденсаторе С1 не превышает 30 В, динистор не открывается в течение всего полупериода сетевого напряжения и выходной мощности равен нулю.При этом к моменту перехода сетевого напряжения через «ноль» напряжение на конденсаторе имеет нулевое значение, и в следующем полупериоде конденсатор значительную часть времени разряжается. Если сопротивление резистора R2 уменьшить, то после того, как напряжение на конденсаторе начнет превышать порог срабатывания динистора, конденсатор разрядится в конце полупериода и сразу начнет заряжаться в следующем полупериоде. , поэтому в новом полупериоде динистор откроется раньше.Диодно-резисторная схема разряжает конденсатор при изменении сетевого напряжения с отрицательной полуволны на положительную и тем самым устраняет эффект резкого начального увеличения мощности в нагрузке. Резистор R4 ограничивает максимальный ток через динистор примерно до 0,1 А и замедляет процесс разрядки конденсатора С1. Это обеспечивает относительно большую длительность импульса, достаточную для надежного запуска симистора VD4 даже при значительной индуктивной составляющей нагрузки. При указанных на схеме номиналах резистора R4 и конденсатора С1 длительность управляющего импульса составляет 130 мкс.Значительную часть этого времени через управляющий электрод симистора протекает ток, достаточный для открытия симистора.

    Симметричный динистор (VD3) на 32В обеспечивает одинаковый угол раскрытия симистора в обеих полуволнах сетевого напряжения. Следовательно, описанный регулятор не будет выпрямлять сетевое напряжение, поэтому во многих случаях его можно использовать даже для управления подключенной к нему через трансформатор нагрузкой. Падение напряжения на симисторе VS1 составляет примерно 2 В, поэтому при нагрузке более 100 Вт симистор необходимо устанавливать на соответствующий теплоотвод (радиатор).Максимальная мощность нагрузки не должна превышать возможности симистора (4 А = 800 Вт, 8 А = 1600 Вт, 10 А = 2 кВт, 12 А = 2,4 кВт, 16 А = 3,2 кВт, 40 А = 8 кВт).

    При подключении схемы к сети 220 вольт необходимо строго соблюдать правила техники безопасности! Все элементы схемы находятся под смертельным напряжением! Категорически запрещается прикасаться к элементам схемы любыми частями тела. При установке симисторного радиатора необходимо установить изолирующую теплопроводящую прокладку между симистором и радиатором, а на крепежный винт (саморез) надеть фторопластовую изоляционную втулку и плотно прижать симистор к радиатору.Несмотря на то, что вал переменного резистора гальванически не связан с его выводами, на вал необходимо установить пластиковую изолирующую рукоятку, так как при обрыве подвижного контакта резистора исключается возможность электрического контакта между валом и клеммы резистора не исключены.

    У этой схемы есть недостаток — при работе симистора в режиме отсечки на его выходах появляются помехи. Если эти помехи воздействуют на другое оборудование, необходимо установить в схему схему помехоподавления R2, ​​С6 (входит в комплект, но изначально в схему не устанавливается).Если этой цепи недостаточно, необходимо включить цепь в сеть через сетевой фильтр (рис. 5). Этот фильтр можно взять от неисправного компьютерного блока питания с помощью дросселя, состоящего из двух обмоток, намотанных одновременно (бифилярно) на ферритовое кольцо и подключенного параллельно конденсатора с рабочим напряжением не менее 400 вольт. На рис. 3 показаны три возможных типа маркировки выходов симистора (все они аналогичны). На отечественных ТС106-10 клеймо вверху справа и слева от монтажного отверстия, «старая маркировка»: К — катод, А — анод, У.Е. — управляющий электрод, новые: А1 — первый анод, А2 — второй анод, У — управляющий электрод.

    Конструктор доступен в двух вариантах: сумка и коробка, выбирается перед тем, как положить в корзину.

    УПАКОВКА: Содержимое набора 009

    1. Симистор VT137 (8А),
    2. Печатная плата,
    3. Диоды 1N4007 (2 шт.),
    4. Динистор DB3,
    5. Резисторы:
    R1 — 100 кОм (Кч/Ч/Вт),
    R2 — 100 кОм (переменный),
    R3 — 1 кОм (Кч/Ч/Кр),
    R4 — 270 Ом (Кр/Ф/Кч),
    R5 — 1.5 кОм Кч/Зеленый/Кр),
    R6 — 100 Ом (Кх/Ч/Кр).
    6. Конденсаторы:

    С2 — 0,068 мкФ (Uрабочее не менее 400 В),

    8. Провод монтажный,
    9. Схема и описание.

    КОРОБКА: Содержимое набора 009

    1. Симистор VT138 (12А),

    2. Печатная плата,

    3. Диоды 1N4007 (2 шт.),

    4. Динистор DB3,

    5. Резисторы:

    R1 — 100 кОм (Кч/Ч/Вт),

    R2 — 100 кОм (переменный),

    R3 — 1 кОм (Кч/Ч/Кр),

    R4 — 270 Ом (Кр/Ф/Кч),

    Р5 — 1.5 кОм Кч/Зеленый/Кр),

    R6 — 100 Ом (Х/Ч/Кч).

    6. Конденсаторы:

    С1 — 0,47 мкФ (не менее 250 В),

    С2 — 0,068 мкФ (U раб. не менее 400 В),

    7. Пластиковая ручка для переменного резистора,

    8. Радиатор для симистора,

    9. Изолирующая прокладка и втулка,

    10. Винт М3 (гайка М3 отдельно или в радиаторе),
    11. Проволока монтажная,

    12. Схема и описание.

    ВЫПУСК 009.

    Симисторный регулятор мощности 220 В, 2 кВт.

    Существенным недостатком тиристоров является то, что они являются однополупериодными элементами, соответственно в цепях переменного тока они работают на половинной мощности. Избавиться от этого недостатка можно, используя встречное подключение двух однотипных устройств или установив симистор. Давайте посмотрим, что представляет собой этот полупроводниковый элемент, принцип его работы, особенности, а также область применения и методы проверки.

    Что такое симистор?

    Это один из типов тиристоров, который отличается от базового типа большим количеством p-n переходов, и вследствие этого принципом действия (о нем будет рассказано ниже).Характерно, что в элементной базе некоторых стран этот тип считается самостоятельным полупроводниковым прибором. Эта небольшая путаница возникла из-за регистрации двух патентов на одно и то же изобретение.

    Описание принципа действия и устройства

    Основным отличием этих элементов от тиристоров является двунаправленная проводимость электрического тока. Фактически это два тринистора с общим управлением, включенные встречно-параллельно (см.1).

    Рис. 1. Схема на двух тиристорах, как аналог симистора, и его условно-графическое обозначение

    Это дало название полупроводниковому прибору, как производное от словосочетания «симметричные тиристоры» и отразилось на его УГО. Обратим внимание на обозначения выводов, так как ток может осуществляться в обоих направлениях, обозначение силовых выводов как Анод и Катод не имеет смысла, поэтому их обычно обозначают как «Т1» и «Т2» (варианты Возможны ТЕ1 и ТЕ2 или А1 и А2).Управляющий электрод, как правило, обозначается «Г» (от англ. gate).

    Теперь рассмотрим полупроводниковую структуру (см. рис. 2). Как видно из схемы, в устройстве пять переходов, что позволяет организовать две структуры: p1-n2-p2-n3 и p2-n2-p1-n1 , которые, по сути, представляют собой два встречных тиристора, включенных параллельно.


    Рис. 2. Структурная схема симистора

    При образовании отрицательной полярности на силовом выводе Т1 начинает проявляться тринисторный эффект в p2-n2-p1-n1, а при его изменении p1-n2-p2-n3.

    Заканчивая раздел о принципе работы, приводим ВАХ и основные характеристики устройства.


    Обозначение:

    • A — закрытое состояние.
    • B — открытое состояние.
    • У ДРМ (У ПР) — максимально допустимый уровень напряжения при прямом включении.
    • U РРМ (U О) — максимальный уровень обратного напряжения.
    • I DRM (I PR) — допустимый уровень постоянного тока
    • И РРМ (И О) — допустимый уровень обратного тока.
    • I N (I UD) — удержание текущих значений.

    Особенности

    Чтобы иметь полное представление о симметричных тринисторах, нужно рассказать об их сильных и слабых сторонах. К первым факторам относятся следующие:

    • относительно низкая стоимость устройств;
    • долгий срок службы;
    • отсутствие механики (то есть подвижных контактов, являющихся источниками помех).

    К недостаткам устройств можно отнести следующие особенности:

    • Потребность в теплоотводе примерно из расчета 1-1.5 Вт на 1 А, например, при токе 15 А мощность рассеивания будет около 10-22 Вт, что потребует соответствующего радиатора. Для удобства крепления к нему, у мощных устройств один из выводов имеет резьбу под гайку.

    • На устройства воздействуют переходные процессы, шумы и помехи;
    • Высокие частоты переключения не поддерживаются.

    Последние два пункта требуют пояснений. В случае высокой скорости переключения велика вероятность самопроизвольного срабатывания устройства.К этому результату также может привести шум перенапряжения. В качестве защиты от помех рекомендуется шунтировать устройство RC-цепочкой.


    Кроме того, рекомендуется минимизировать длину проводов, ведущих к управляемому выходу, или в качестве альтернативы использовать экранированные проводники. Также практикуется установка шунтирующего резистора между выводом Т1 (ТЕ1 или А1) и управляющим электродом.

    Заявка

    Этот тип полупроводникового элемента изначально предназначался для использования в производственной сфере, например, для управления электродвигателями станков или других устройств, где требуется плавное регулирование тока.В дальнейшем, когда техническая база позволила значительно уменьшить размеры полупроводников, сфера применения симметричных тринисторов значительно расширилась. Сегодня эти устройства используются не только в промышленном оборудовании, но и во многих бытовых приборах, например:

    • зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов;
    • Компрессорное оборудование бытовое;
    • различных типов электронагревательных устройств, начиная от электропечей и заканчивая микроволновыми печами;
    • ручной электроинструмент (отвертка, перфоратор и т.п.)).

    И это далеко не полный список.

    В свое время были популярны простые электронные устройства, позволяющие плавно регулировать уровень освещения. К сожалению, диммеры SCR не могут управлять энергосберегающими и светодиодными лампами, поэтому эти устройства сейчас не актуальны.

    Как проверить работоспособность симистора?

    В сети можно найти несколько способов, где описан процесс проверки мультиметром, те, кто их описывал, видимо, сами не пробовали ни один из вариантов.Чтобы не вводить в заблуждение, сразу следует отметить, что выполнить проверку мультиметром не получится, так как тока недостаточно для открытия симметричного тринистора. Поэтому у нас остается два варианта:

    1. Используйте стрелочный омметр или тестер (их силы тока будет достаточно для срабатывания).
    2. Собрать специальную схему.

    Алгоритм проверки омметра:

    1. Подключаем щупы прибора к клеммам Т1 и Т2 (А1 и А2).
    2. Установить кратность на омметре х1.
    3. Проводим замер, положительный результат будет бесконечным сопротивлением, иначе деталь «сломанная» и от нее можно избавиться.
    4. Продолжаем тестирование, для этого на короткое время соединяем клеммы Т2 и G (управление). Сопротивление должно упасть примерно до 20-80 Ом.
    5. Измените полярность и повторите проверку с шага 3 по 4.

    Если при проверке результат будет таким же, как описано в алгоритме, то с большой долей вероятности можно констатировать, что прибор исправен.

    Обратите внимание, что проверяемую деталь не обязательно демонтировать, достаточно просто отключить управляющий выход (разумеется, предварительно обесточив оборудование, на котором установлена ​​проверяемая деталь).

    Следует отметить, что этот метод не всегда надежно проверяет, за исключением проверки на «пробой», поэтому перейдем ко второму варианту и предложим две схемы проверки симметричных тринисторов.

    Схему с лампочкой и батарейкой приводить не будем в виду того, что таких схем в сети достаточно, если вам интересен этот вариант, то можете посмотреть его в публикации по тестированию тринисторов.Приведем пример более эффективного устройства.


    Обозначения:

    • Резистор R1 — 51 Ом.
    • Конденсаторы С1 и С2 — 1000 мкФ х 16 В.
    • Диоды — 1N4007 или аналог, допускается установка диодного моста, например КЦ405.
    • Лампочка HL — 12 В, 0,5А.

    Можно использовать любой трансформатор с двумя независимыми вторичными обмотками на 12 В.

    Алгоритм проверки:

    1. Устанавливаем переключатели в исходное положение (соответствующее схеме).
    2. Нажимаем SB1, тестируемое устройство открывается, на что указывает лампочка.
    3. Нажать SB2, лампа погаснет (прибор замкнут).
    4. Меняем режим переключателя SA1 и повторяем нажатие SB1, лампа должна снова загореться.
    5. Переключаем SA2, нажимаем SB1, затем снова меняем положение SA2 и снова нажимаем SB1. Индикатор включится, когда затвор дойдет до минуса.

    Теперь рассмотрим другую схему, только универсальную, но тоже не очень сложную.


    Обозначения:

    • Резисторы: R1, R2 и R4 — 470 Ом; R3 и R5 — 1 кОм.
    • Емкости: С1 и С2 — 100 мкФ х 10 В.
    • Диоды: VD1, VD2, VD5 и VD6 — 2N4148; ВД2 и ВД3 — АЛ307.

    В качестве источника питания используется батарея 9В, аналогичная Кроне.

    Тринисторы тестируются следующим образом:

    1. Переключатель S3 переводится в положение, как показано на схеме (см. рис. 6).
    2. Кратковременно нажимаем кнопку S2, проверяемый элемент разомкнется, о чем будет сигнализировать светодиод VD
    3. Меняем полярность, установив переключатель S3 в среднее положение (питание отключается и светодиод гаснет), затем в нижнее.
    4. Коротко нажмите S2, светодиоды не должны загореться.

    Если результат соответствует вышеизложенному, то с тестируемым элементом все в порядке.

    Теперь рассмотрим как проверить симметричные тринисторы по собранной схеме:

    • Выполняем пункты 1-4.
    • Нажать кнопку S1 — загорится светодиод VD

    То есть при нажатии на кнопки S1 или S2 загорятся светодиоды VD1 или VD4, в зависимости от установленной полярности (положение переключателя S3).

    Цепь управления питанием паяльника

    В заключение приведем простую схему, позволяющую управлять мощностью паяльника.


    Обозначения:

    • Резисторы: R1 — 100 Ом, R2 — 3,3 кОм, R3 — 20 кОм, R4 — 1 МОм.
    • Емкости: С1 — 0,1 мкФ х 400В, С2 и С3 — 0,05 мкФ.
    • Симметричный SCR BTA41-600.

    Приведенная выше схема настолько проста, что не требует настройки.

    Теперь рассмотрим более изящный вариант управления мощностью паяльника.


    Обозначения:

    • Резисторы: R1 — 680 Ом, R2 — 1,4 кОм, R3 — 1,2 кОм, R4 и R5 — 20 кОм (двойное переменное сопротивление).
    • Емкости: С1 и С2 — 1 мкФ х 16 В.
    • Симметричный тринистор: VS1 — BT136.
    • Микросхема фазорегулятора DA1 — КП1182 ПМ1.

    Настройка схемы сводится к подбору следующих сопротивлений:

    • R2 — с его помощью выставляем минимальную температуру паяльника необходимую для работы.
    • R3 — номинал резистора позволяет установить температуру паяльника, когда он находится на подставке (переключатель SA1 активирован),

    Недавно резисторные и транзисторные регуляторы мощности пережили настоящий ренессанс.Они самые экономичные. Повысить КПД регулятора можно так же, как регулятора, включив диод (см. рисунок). Тем самым достигается более удобный предел регулирования (50-100%). Полупроводниковые приборы можно размещать на одном радиаторе. Ю.И.Бородатый, Ивано-Франковская область Литература 1. Данильчук А.А. Регулятор мощности для паяльника //Радиоаматор-Электрик. -2000. -#9. -с.23. 2. Риштун А Регулятор герметичности на шести деталях // Радиоаматор-Электрик.-2000. -#11. -С.15….

    В нагрузку этого простого регулятора могут входить лампы накаливания, нагревательные приборы различного типа и т.д., в зависимости от применяемых тиристоров. Способ настройки регулятора заключается в подборе переменного резистора управления. Однако лучше всего подобрать такой потенциометр, последовательно с постоянным резистором, чтобы напряжение на выходе регулятора варьировалось как можно шире. А.АНДРИЕНКО, г.Кострома….

    Для схемы «Простой регулятор мощности»

    Индуктивная нагрузка в цепи регулятора предъявляет жесткие требования к цепям управления симисторами — синхронизация системы управления должна осуществляться непосредственно от сети, сигнал должен иметь длительность, равную интервалу проводимости симистора.На рисунке представлена ​​схема регулятора, отвечающего этим требованиям, в котором используется комбинация динистора и симистора. Постоянная времени (R4 + R5) C3 определяет угол задержки открытия динистора VS1 и, следовательно, симистора VS2. Перемещением ползунка переменного резистора R5 регулируется мощность, потребляемая нагрузкой. Конденсатор С2 и резистор R2 служат для синхронизации и поддержания длительности управляющего сигнала. Конденсатор С3 после переключения перезаряжается от С2, так как в конце каждого полупериода на нем имеется напряжение обратной полярности.Для защиты от помех, создаваемых регулятором, введены два Фильтра R1C1 — в цепь питания и R7C4 — в цепь нагрузки. Для налаживания устройства необходимо установить резистор R5 в положение максимального сопротивления и резистором R3 установить минимальную мощность в нагрузку Конденсаторы С1 и С4 типа К40П-2Б на 400 В Конденсаторы С2 и СЗ типа К73 Тип -17 на 250 В рассчитан на ток не менее 5 А. Яковлев В.Ф., г. Шостка Сумской области. …

    Для схемы «РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ»

    Для схемы «Усилитель мощности 144 МГц»

    Для схемы «Симисторный регулятор мощности»

    Предлагаемое устройство (фиг.1) — фазная мощность, способная работать с нагрузкой от нескольких ватт до единиц киловатт. Данная конструкция представляет собой переработку ранее разработанного устройства. Использование иной элементной базы позволило упростить силовую часть конструкции, повысить надежность и улучшить эксплуатационные характеристики регулятора. Как и в прототипе, этот регулятор имеет плавную и ступенчатую регулировку мощности, подводимой к нагрузке. Кроме того, в любой момент (не касаясь ручек регулятора) устройство можно перевести в режим работы, когда в нагрузку поступает практически 100% мощности.Радиопомех практически нет. Power Key построен на мощном VS2. Минимальная мощность подключаемой нагрузки может быть от 3 до 10 Вт. Максимальная (1,5 кВт) ограничивается типом применяемого симистора, условиями его охлаждения и конструкцией шумоподавляющих дросселей. Сварочный регулятор для ТО125-12 На маломощных транзисторах VT3. VT4 — аналог однопереходного транзистора, усиливающий короткие импульсы, открывающие маломощный высоковольтный тиристор VS1. Мощность, подводимая к нагрузке, зависит от сопротивления переменного резистора R6.Открывшийся маломощный тиристор, в свою очередь, открывает мощный симистор VS2. Через открытый симистор подается напряжение питания на нагрузку. Чтобы был шанс, например, пора уменьшить яркость лампы или температуру паяльника. а затем вернуться к предыдущему заданному значению, на микросхеме DD1 построен ступенчатый узел управления питанием. При первом нажатии на кнопку SB1 триггер DD1.2 переключается, на выходе 1 DD1.2 появляется большой уровень логического напряжения («G»), транзистор VT2 открывается и шунтирует цепь ограничения амплитуды сетевого напряжения. напряжение В …

    Для схемы «Выключатель питания паяльника»

    Гениальность проста. По сравнению с диодом переменный резистор не проще и не надежнее. Но паяльник с диодом слабоват, а резистор позволяет работать без перегрева и без недогрева. Где взять мощный, подходящий по сопротивлению переменный резистор? Проще найти постоянный, а переключатель, используемый в «классической» схеме, поменять на трехпозиционный (см. рисунок)….

    Для схемы «Усилитель мощности 200 Вт на базе ТДА 7294»

    АУДИОтехника

    Усилитель мощностью 200 Вт на базе TDA 7294IMS TDA7294 разработан и производится группой компаний SGS-THOMSON Microelectronics. Это одна из самых удачных микросхем УМЗЧ, которая не только обладает большой выходной мощностью (100 Вт) и высокой надежностью, но и обеспечивает наиболее качественный (среди ИМС) звук. При создании мощных УМЗЧ на биполярных транзисторах (и ИС) возникает опасность вторичного пробоя, приводящего к выходу их из строя.Существующие системы защиты (СОЗ) при работе на реактивную нагрузку (реальную переменную) теряют свою эффективность. Для обхода этих проблем на выходе TDA7294 применены мощные полевые транзисторы, в которых отсутствует вторичный пробой, а усиление напряжения выполняют как биполярные, так и полевые транзисторы. Комбинированная биполярно-полевая технология с высоковольтными мощными МОП-транзисторами получила марку BCD 100. На частоте 144 МГц Ю.В. Гребнев (RA9AA) Корпус выполнен из стеклотекстолита толщиной 2 мм, к которому по всему периметру крепится радиатор.В дне корпуса сделано отверстие ровно по размеру корпуса транзистора, который сидит на радиаторе, а дно базы настолько толстое, что эмиттерные выводы транзистора ложатся на фольгу корпуса и прижимаются к ней с латунными пластинами и винтами М3. Чтобы база и коллектор не касались «земли», под ними фольга убирается на 3 мм возле корпуса транзистора, а выводы немного загибаются вверх. -образные стойки из текстолита. Конструкция усилителя Детали: С1, С2, С3, С4 — 1КПМ 1 (3 … 27пф). L1 — 3 витка проводом 0,8 мм, диаметр намотки 6 мм. L2 — 8 витков проводом 0,8мм, диаметр намотки 5мм, l=18мм. L3 — 4 витка с шиной 2×0,7 мм, диаметр намотки 8 мм, l=16 мм. L4 — 4 витка проводом 0,8 мм, диаметр обмотки 15 мм (резистор R2 внутри катушки).Транзистор КТ930А (30В, 2,4А), КТ931А (30В, 3А). При использовании транзистора КТ931А на L2 закорачиваются 2 витка, в схему добавляются три конденсатора, показанные пунктиром. Подбором этих емкостей и L2 добиваются согласования RA….

    На сегодняшний день существует довольно много простых и не очень схем регуляторов мощности. Каждая электрическая схема имеет свои преимущества и недостатки. Рассматриваемый сегодня я выбрал не случайно. Итак, ко мне попал советский электрокамин (каменка) Мрия . Состояние можно оценить по фото.

    Рисунок 1 — общий первоначальный вид

    Справа на верхней пластиковой крышке было отверстие под ручку встроенного регулятора мощности, которого не было.По счастливой случайности через некоторое время мне попался действующий экземпляр того же камина. Регулятором там оказалась на первый взгляд довольно сложная схема с двумя тиристорами и множеством очень мощных резисторов. Его повторение не имело смысла, хотя мне доступны практически любые советские радиодетали, так как стоил бы он в разы дороже того варианта, который делают сейчас.

    Для начала подключили камин напрямую в сеть, ток потребления получился 5.6 А, что соответствует паспортной мощности камина 1,25 кВт. Но зачем тратить столько энергии, тем более что она не дешевая, и не всегда нужно включать обогреватель на полную мощность. Поэтому было принято решение заняться поиском мощного регулятора мощности. В заначке нашел готовую схему от китайского пылесоса, на симисторе ВТА12-600 . Симистор со своим номинальным током 12 А меня вполне устраивал. Этот регулятор представлял собой фазорегулятор, т.е. данный тип регуляторов пропускает не всю полуволну сетевого синусоидального напряжения, а только ее часть, тем самым ограничивая мощность, подводимую к нагрузке.Регулировка осуществляется открытием симистора на нужный фазовый угол?


    Рисунок 2 — а) обычный вид сетевого напряжения; б) напряжение, подаваемое через регулятор

    Преимущества фазорегулятора :


    — простота изготовления
    — дешевизна
    — простота в обращении

    Дефекты :

    При простой схеме нормальная работа наблюдается только с такими нагрузками, как лампы накаливания.
    — при мощной активной нагрузке появляется неприятный гул (дребезг), который может возникать как в самом симисторе, так и в нагрузке (нагреватель)
    — создает много радиопомех
    — загрязняет электросеть

    В качестве В результате, протестировав цепь регулятора от пылесоса, было выявлено дребезжание спирали электрокамина.


    Рисунок 3 – Вид внутри камина

    Спираль выглядит как намотанная проволока (материал не могу определить) на две рейки, залитая каким-то термостойким отвердителем для фиксации на ребрах ламелей.Возможно, грохот мог стать причиной его разрушения. Были попытки включить дроссель последовательно с нагрузкой, зашунтировать симистор RC-цепочкой (что является частичным спасением от помех). Но ни одна из этих мер не устранила полностью шум.

    Решено использовать другой тип регулятора — дискретный. Такие регуляторы открывают симистор на период целой полуволны напряжения, но количество пропущенных полуволн ограничено. Например, на рисунке 3 сплошная часть графика – это полуволны, прошедшие через симистор, пунктир не пройден, то есть в этот момент симистор был закрыт.


    Рисунок 4 – Принцип дискретного регулирования

    Преимущества дискретных контроллеров :


    — меньше нагрев симистора
    — отсутствие звуковых эффектов даже при достаточно мощной нагрузке
    — отсутствие радиопомех
    — отсутствие загрязнения электрической сети

    Недостатки :

    Возможны скачки напряжения (при 220В на 4-6В при нагрузке 1.25 кВт), что может быть заметно на лампах накаливания. На остальной бытовой технике этот эффект не заметен.

    Выявленный недостаток проявляется тем заметнее, чем ниже установлен предел регулировки регулятора. При максимальной нагрузке совершенно нет скачков. В качестве возможного решения этой проблемы можно использовать стабилизатор напряжения для ламп накаливания. В интернете была найдена следующая схема, которая привлекла своей простотой и удобством в управлении.



    Рисунок 5 – Принципиальная схема дискретного контроллера

    Управление Описание


    При первом включении на индикаторе загорается 0. Включение и выключение производится одновременным нажатием и удержанием двух кнопок. Регулировка больше/меньше — каждой кнопкой отдельно. Если не нажимать ни одну из кнопок, то после последнего нажатия через 2 часа регулятор сам выключится, индикатор будет мигать на шаге последнего уровня рабочей нагрузки.При отключении от сети запоминается последний уровень, который будет установлен при следующем включении. Регулировка происходит от 0 до 9 и далее от А до F. То есть всего 16 шагов регулировки.


    При изготовлении платы впервые применена ЛУТ , и не правильно отзеркалена при печати, поэтому контроллер перевернут. Индикатор тоже не подошел, поэтому припаял его проводами. Когда рисовал плату, то по ошибке поставил после диода стабилитрон, пришлось его припаивать с другой стороны платы.

    %PDF-1.3 % 69 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 69 38 0000000016 00000 н 0000001125 00000 н 0000001218 00000 н 0000001901 00000 н 0000002124 00000 н 0000002277 00000 н 0000002506 00000 н 0000003053 00000 н 0000003269 00000 н 0000003803 00000 н 0000004432 00000 н 0000004655 00000 н 0000004677 00000 н 0000006192 00000 н 0000006214 00000 н 0000007600 00000 н 0000007622 00000 н 0000008838 00000 н 0000008860 00000 н 0000009059 00000 н 0000009623 00000 н 0000010142 00000 н 0000011352 00000 н 0000011374 00000 н 0000012576 00000 н 0000012598 00000 н 0000013939 00000 н 0000013960 00000 н 0000015036 00000 н 0000015057 00000 н 0000028656 00000 н 0000033187 00000 н 0000050832 00000 н 0000050985 00000 н 0000051139 00000 н 0000073041 00000 н 0000001370 00000 н 0000001879 00000 н трейлер ] >> startxref 0 %%EOF 70 0 объект > эндообъект 71 0 объект `Dz-#_m_}g) /U (/]ׅ0YUyeq: *6\\LM) /П-12 /В 1 /Длина 40 >> эндообъект 105 0 объект > поток ~頳دL, ]р 97wъM>+(s;8* ]Mڞ^YX,^I 0DlsGڶ»#$3qJrZS:ZOvUڡp э\дкк 💩#Hȕ->Y鴆S]@4eϊ0KzV)@-thM3c1ZUӤ[email protected]~ iɖj`C$[Z’L~UE;di N A WUb[jhBOu1>YRɧ44WdLu[aj !Kz%vsIOL}`W(dH~4xcpeakkJacticN> эндообъект 73 0 объект > /ExtGState > >> эндообъект 74 0 объект > эндообъект 75 0 объект > эндообъект 76 0 объект > эндообъект 77 0 объект > эндообъект 78 0 объект > эндообъект 79 0 объект > эндообъект 80 0 объект 1437 эндообъект 81 0 объект > поток 4Di5ZohG炥~7utPپ*\`K_ABqb$T#awaH^M?r»og_fO{‘( UIB&ȴ [g4}[email protected]岍 *v8eGRVSw?=Ʋgda,gN(мRS$i:fV9Qsa\#)ix] R4Na [email protected]ՉIZKrx#r.Kg\CΠŅ$;N!ys O8/ӵlLOCtJ/Fy537PGǓJ?\G~ܺjHveÜJ|M숊 7㯤XLՇ$(;Zoc5ӨX~eG-

    Что такое TRIAC? Определение, конструкция, работа и применение TRIAC

    Определение : TRIAC в основном представляет собой 3-контактный переключатель переменного тока , который показывает проводимость в обоих направлениях . Они запускаются в проводимость низкоэнергетическим затворным сигналом. ода для A чередующийся C текущий.Это двунаправленное устройство , которое принадлежит к семейству тиристоров и в основном представляет собой диод с затвором, используемым для управления условиями включения устройства.

    Более конкретно мы можем сказать в TRIAC, Tri обозначает 3 клеммы устройства и ac обозначает устройство, которое используется для управления переменным током . Легко доступен симистор мощностью 16 кВт. Для управляющих приложений они широко используются в области силовой электроники.

    Давайте посмотрим на условное обозначение TRIAC:

    Конструкция TRIAC

    На приведенной ниже схеме показана базовая структура симистора:

    Как мы уже говорили, это 3-х клеммное устройство и 4-х слойное устройство , оно состоит из 2-х SCR в инверсно-параллельном соединении с клеммой затвора. Он имеет 6 легированных областей, а омический контакт осуществляется затвором как с N-, так и с P-областями. Благодаря этому любая полярность триггерного импульса может запускать проводимость в устройстве.

    Давайте посмотрим на электрический эквивалент базовой структуры симистора.

    Поскольку это двунаправленное устройство, анод и катод не имеют значения. Таким образом, терминалы представлены как MT 1 и MT 2 вместе с терминалом ворот G .

    Работа симистора

    Симистор — это устройство, проводящее независимо от полярности напряжения на клеммах. В результате существует 4 различных варианта операций.

    Давайте теперь обсудим случаи отдельно:

    1. Когда ворота и MT 2 находятся под положительным потенциалом относительно MT 1 :

    При приложении положительного потенциала к MT 2 относительно MT 1 два перехода P 1 -N 1 и P 2 -N 2 смещаются в прямом направлении. Следовательно, ток протекает через P 1 -N 1 -P 2 -N 2 . Таким образом, симистор в таком состоянии считается смещенным положительно.

    2. Когда MT 2 имеет положительный потенциал, а затвор имеет отрицательный потенциал по отношению к MT 1 :

    Как и в предыдущем случае, здесь также ток протекает через P 1 -N 1 -P 2 -N 2 . Но здесь соединение P 2 -N 3 смещается в прямом направлении, и симистор включается за счет введения носителей в P 2 .

    3. Когда ворота и MT 2 имеют отрицательный потенциал по отношению к MT 1 :

    В таком состоянии теперь ток протекает через P 2 -N 1 -P 1 -N 4 .Соединение P 2 -N 1 и P 1 -N 4 смещено вперед, и в то же время соединение N 1 -P 2 заблокировано, поэтому говорят, что оно смещено отрицательно. Приложенный отрицательный потенциал затвора смещает вперед соединение P 2 -N 3 , таким образом, инициируя проводимость в устройстве.

    4. Когда MT 2 имеет отрицательный потенциал, но затвор имеет положительный потенциал относительно MT 1 :

    Как и в предыдущем случае, здесь также ток протекает через P 2 -N 1 -P 1 -N 4 .Соединения P 2 -N 1 и P 1 -N 4 смещены в прямом направлении, что приводит к инжекции носителей, что приводит к включению устройства.

    Характеристика симистора

    Характеристическая кривая симистора в основном содержит следующие 4 режима:

    Режим 1 : Это операция первого квадранта, где V MT21 и V G1 оба являются положительными .

    Режим 2 : Это операция второго квадранта, где V MT21 является положительным и V G1 является отрицательным .

    Режим 3 : Это операция третьего квадранта, где V MT21 и V G1 оба являются отрицательными .

    Режим 4 : Это операция четвертого квадранта, где V MT21 отрицательное и V G1 положительное .

    Здесь В MT21 представляет собой напряжение на клемме MT 2 по отношению к клемме MT 1 , а V G1 представляет напряжение затвора по отношению к клемме MT 1 .

    Когда устройство начинает проводить ток, через него протекает очень большой ток. Однако такой большой ток может повредить устройство. Таким образом, внешнее сопротивление используется для ограничения избыточного тока. Здесь управляющим терминалом является затвор, и правильно приложенный потенциал затвора управляет углом открытия устройства.

    Значения напряжения и тока для типичного симистора приведены ниже:

    1. Ток в открытом состоянии: – 25 A
    2. Напряжение во включенном состоянии: – 1.5 В
    3. Средний ток срабатывания: – 5 мА
    4. Ток удержания: – 75 мА

    Цепь управления симистором

    Давайте посмотрим на схему управления симистором, показанную ниже:

    Во время положительной половины и отрицательной половины входного цикла мощность переменного тока регулируется для нагрузки путем переключения между включением и выключением. Положительная половина смещает D1 в прямом направлении и смещает D2 в обратном направлении, а затвор является положительным по отношению к A 1 .

    Однако, во время отрицательного полупериода, D 2 теперь смещается в прямом направлении, а D 1 смещается в обратном направлении, и вентиль является положительным относительно клеммы A 2 . Используемый в схеме резистор R 2 контролирует точку начала проводимости.

    Преимущества TRIAC

    • Его конструкция проста, так как для защиты требуется один плавкий предохранитель.
    • Напряжение как положительной, так и отрицательной полярности может привести к срабатыванию симистора.

    Недостатки TRIAC

    • Доступность номинала в симисторе ниже по сравнению с SCR.
    • Они менее надежны.
    • Отсутствует симметрия при срабатывании обеих половин сигналов.
    • Несимметричное переключение делает его более восприимчивым к проблемам.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.