Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы

Динисторы тринисторы и симисторы

В электронике тиристорами называют изготовленные на основе монокристаллов полупроводниковые приборы, которые имеют четырехслойную pnpn структуру. В них наличествует три последовательных pn перехода, которые характеризуются двумя устойчивыми состояниями электрического равновесия: закрытым в обратном направлении и открытым в прямом.

Полупроводниковые тиристоры

Диодным тиристором (или динистором) называют такую разновидность этого полупроводникового прибора, который имеет выводы только от крайних слоев. Такой прибор, у которого еще есть дополнительный вывод от одного из средних слоев, называется тринистором (или триодным тиристором).

Двухэлектродные тиристоры ( динисторы )

Динистором (или диодным тиристором) в электронике принято именовать неуправляемый тиристор, у которого наличествует только два выхода. Один из них называется анодом (это крайняя p-область), а второй – катодом (это крайняя n-область).

Двухэлектродный тиристор ( динистор )

В тех случаях, когда на анод динистора от источника напряжения подается «минус», а на катод, соответственно, «плюс», то через него протекает совсем небольшой обратный ток. Это происходит потому, что при таком подключении крайние pn-переходы оказываются включенными не в прямом, а в обратном направлении.

Если полярность подключения внешнего источника изменяется на обратную, то в прямом направлении включаются переходы 1 и 3, а переход 2, расположенный между ними – в направлении обратном. Что касается такого показателя, как сопротивление между катодом динистора и его анодом, то оно при этом также достаточно велико. Это приводит к тому, что через прибор протекает ток I зкр, имеющий небольшое значение.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы Его измеряют при напряжении U пр.зкр.макс, то есть максимально допустимым тогда, когда тиристор находится в закрытом положении.

В тех случаях, когда происходит дальнейшее увеличение прямого напряжения, обратное напряжение, имеющееся на среднем pn переходе, падает. Как следствие, растет проходящий через динистор прямой ток. Когда прямое напряжение достигает некоторого значения, называющегося напряжением включения (U вкл), происходит открытие среднего перехода. Вследствие этого сопротивление между катодом и анодом падает достаточно серьезно и составляет всего несколько десятых долей Ом. В таких случаях говорят, что динистор находится в открытом состоянии, и при этом падение напряжения на нем составляет только около 12 В. Следует заметить, что оно очень незначительно зависит от величины того тока, который протекает через этот полупроводниковый прибор. Чаще всего в справочниках указывается только то значение напряжения открытого динистора U откр, которое возникает тогда, когда через него протекает максимально допустимый постоянный ток I откр. макс..

Для того чтобы привести динистор в открытое состояние требуется такое напряжение его включения, которое составляет несколько сотен вольт. До тех пор, пока через этот прибор протекает ток, величина которого не меньше, чем ток удержания I уд., он находится в открытом состоянии. Чтобы перевести его в состояние закрытое, надо или произвести полное отключение, или хотя бы уменьшить напряжение внешнего источника до величины 1 В.

Трехэлектродные тиристоры ( тринисторы )

От динистра тринистор с точки зрения своей конструкции отличается только тем, что у него есть еще один, третий вывод, который выведен от одной из средних областей. Он является управляющим, и именно благодаря его наличию прибор можно открывать даже тогда, когда значение напряжения меньше, чем U вкл.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы и даже U пр.зкр.макс.. Чтобы это сделать, нужно всего лишь пропустить открывающий ток I у.от. через управляющий электрод. Чем большее значение этого тока, тем меньше величина напряжения U вкл., при котором тринистор отпирается.

Трехэлектродный тиристор ( тринистор )

Если в качестве нагрузки в анодную цепь тринистора включено активное сопротивление (лампа накаливания, резистор, паяльник и т.п.), то следующий от анода к катоду основной ток растет очень быстро, практически мгновенно. Для того чтобы открыть тринистор, достаточно подать на управляющий электрод очень короткий импульс (несколько микросекунд). Стоит отметить, что положительный импульс подаётся если управляющий электрод присоединен к р-базе, а отрицательный импульс если соединение планируется с n-базой.

Чтобы перевести тринистор в закрытое состояние из состояния открытого, то нужно всего лишь значение основного тока сделать меньше, чем I уд.. Чаще всего в цепях, где протекает постоянный ток, это делается краткосрочным пропусканием через прибор обратного тока (его значение должно быть больше, чем значение тока основного). Чтобы это сделать, применяют специализированное коммутационное устройство.

Те тринисторы, которые функционируют в цепях переменного тока, автоматически запираются тогда, когда полуволна основного тока завершается. Именно этим объясняется то обстоятельство, что тринисторы весьма широко используются для того, чтобы управлять электродвигателями переменного тока, в импульсных схемах, инверторах, выпрямителях, различных устройствах автоматики и т.п.

Что касается значений напряжения и тока цепи управления, то они совсем невелики, а вот значение основного тока порой достигает сотен ампер, а основного напряжения – нескольких тысяч вольт. По этой причине у тринисторов такой показатель, как коэффициент усиления по мощности, может достигать 104105.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы

Симметричные тиристоры ( симисторы )

И динисторы, и тринисторы отличаются тем, что способны пропускать основной рабочий ток только в одном направлении. Если по каким-либо причинам это естественно ограничение необходимо обойти, то применяется два тиристора, которые включаются по встречно-параллельной схеме. Есть, однако, и более простое решение, заключающееся в том, что используются полупроводниковые ключи вида pnpnp, то есть двусторонние.

Симметричный тиристор ( симистор )

Их в электронике принято именовать симисторами, симметричными тиристорами или триаками. Полупроводниковая структура этих приборов – пятислойная, на обратной и прямой ветвях вольтамперной характеристики они обладают отрицательным сопротивлением. Для того чтобы открыть симистор, надо на управляющий электрод подать соответствующий сигнал, а чтобы закрыть – изменить полярность подключения или между силовыми электродами снять разность потенциалов.

Что такое динистор и тиристор?

Что такое динистор и тиристор?

  ♦     Тиристор – полупроводниковый прибор на основе монокристалла полупроводника с многослойной структурой типа p –n –p – n обладает свойствами управляемого электрического вентиля. В качестве полупроводника обычно применяют кремний.

   Обычно тиристор имеет три вывода: два из них (катод и анод) контактируют с крайними областями монокристалла, а третий вывод – управляющий. Такой управляемый тиристор называется иногда триодным, или тринистором.

   Неуправляемый тиристор, имеющий всего два вывода (анод — катод), называется диодным тиристором или динистором.

   Четырехслойная структура тиристора изображена на рис 1.

     На рисунке 2 — его транзисторный аналог.

   ♦      Вольт-амперная характеристика, ВАХ динистора, имеет вид на рисунке 3.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы

  Устойчивое состояние (точка D на ВАХ) достигается в результате перехода транзисторов тиристора в режим насыщения. Падение напряжения на открытом динисторе — тиристоре составляет около 1,5 – 2,0 вольта.

    Если на анод подать положительное напряжение относительно катода, то крайние электронно-дырочные переходы П1 и П3 оказываются смещенными в прямом направлении, а центральный переход П2 в обратном.

    С увеличением анодного напряжения Uа, ток через динистор сначала растет медленно (участок А — В на ВАХ). Сопротивление перехода П2 , в этом режиме еще велико, это соответствует запертому состоянию динистора.

   При некотором значении напряжения (участок В — С на ВАХ). называемым напряжением переключения Uпер (напряжение лавинного пробоя перехода П2), динистор переходит в проводящее состояние.   
В цепи устанавливается ток (участок D – E на ВАХ), определяемый сопротивлением внешней цепи Rн и величиной приложенного напряжения U (рис 2).
Напряжение пробоя динистора, в зависимости от экземпляра, изменяется в широких пределах и имеет значения порядка десятков и сотен вольт.  
На вольт – амперной характеристике, ВАХ (рис 3.), обозначены участки: 
 — А – В участок в прямом включении, здесь динистор заперт и приложенное к его выводам напряжение меньше, чем необходимо для возникновения лавинного пробоя;
 — В – С участок пробоя коллекторного перехода;
 — C — D участок отрицательного сопротивления;
— D — E участок открытого состояния динистора (динистор включен).

    Динистор имеет два устойчивых состояния:
— заперт (А – В)
— открыт (D — E)

 В участке A – D – E явно просматривается кривая ВАХ диода.

♦     Тиристор имеющий три электрода – анод, катод и управляющий электрод – называется тринистором или просто тиристором.   Четырех слойная структура типа p – n – p – n является единой для тиристора – динистора. Просто, у динистора отсутствует дополнительный вывод управляющего электрода.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы    
При подаче тока в цепь управляющего электрода, тиристор переключается в открытое состояние при меньших значениях напряжения переключения Uпер.   
Если каким-то образом уменьшать ток, проходящий через динистор — тиристор, то при некотором его значении (точка D на ВАХ) тиристор закроется.Минимальный ток, при котором тиристор — динистор переходит из открытого в закрытое состояние (при токе управляющего электрода Iу =0) называется током удержания Iуд.   
Если через управляющий электрод тиристора пропустить отпирающий ток, то тиристор перейдёт в открытое состояние.   Включение транзисторного аналога тиристора (рис 2) можно осуществить по двум входам: между электродами (Э1 –Б1), либо между электродами (Э2 – Б2).

 ♦    Вольтамперная характеристика тиристора (Рис 4), похожа на вольтамперную характеристику динистора.    
Однако отпирание тиристора обычно происходит при существенно более низком  напряжении, чем необходимо динистору. К раннему открыванию тиристора приводит протекание тока через управляющий электрод. Чем больше ток управляющего электрода от Iy1 до Iy4, тем при более низком  напряжении Ua тринистор перейдёт в открытое состояние. Это отражено на вольтамперной характеристике тиристора.

 ♦    Тиристоры изготавливают на разные мощности: маломощные (ток 50 мА. – 100 мА), средней мощности (ток до 20 ампер) и большой мощности (токи 20 – 10000 ампер) и величины напряжения от нескольких вольт до 10 тысяч вольт.

 ♦    По назначению и принципу действия тиристоры делятся на: запираемые, быстродействующие, импульсные, симметричные и фототиристоры.   Тиристор и динистор пропускают ток только в одном направлении – от анода к катоду.

 ♦     В настоящее время появились двунаправленные динисторы (пропускают ток в обоих направлениях) и двунаправленные тиристоры (симисторы).

    Симистор имеет в своем составе как бы два тиристора, включенных встречно, с управлением от одного управляющего электрода.ВАХ (вольт — амперная характеристика) симистора представлена на рис 5.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы
Она имеет две одинаковые ветви. При положительном полупериоде сетевого напряжения действует правая ветвь, при отрицательном полупериоде – левая.
На управляющий электрод, относительно катода, также подается соответственно то положительное, то отрицательное управляющее напряжение. В схемах управления, симистор может заменить два тиристора.

   ♦     Динисторы применяют в регуляторах и переключателях, чувствительных к изменениям напряжений.   
Наличие двух устойчивых состояний (включен — выключен), а также низкая мощность рассеяния тиристора, обусловили широкое использование их в различных устройствах.    
Тиристоры применяются в регулируемых источниках питания, генераторах мощных импульсов, в линиях передачи энергии постоянного тока, в системах автоматического управления и т.д.

    Внешний вид тиристора и его обозначение на схемах:

    Симисторы нашли широкое применение в устройствах регулирования скорости вращения электродвигателей, в системах регулирования освещения, в электронагревателях, в преобразовательных установках.

    Внешний вид симистора такой же как и у обычного тиристора.

7. Динисторы, тиристоры, симисторы. Параметры. Вах. Область применения

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 . Здесь, как и у других
типов тиристоров, крайние n-p-n-переходы
называются эмиттерными, а средний
p-n-переход – коллекторным.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы Внутренние
области структуры, лежащие между
переходами, называются базами. Электрод,
обеспечивающий электрическую связь с
внешней n-областью, называется катодом,
а с внешней p-областью – анодом.

Симиcmop
— полупроводниковый прибор, который
широко используется в системах, питающихся
переменным напряжением. Упрощенно он
может рассматриваться как управляемый
выключатель. В закрытом состоянии он
ведет себя как разомкнутый выключатель.
Напротив, подача управляющего тока на
управляющий электрод симис-тора ведет
к переходу его в проводящее состояние.
В это время симистор подобен замкнутому
выключателю.

Параметры
тиристоров:

1.
Напряжение включения (Uвкл) – это такое
напряжение, при котором тиристор
переходит в открытое состояние.

2.
Повторяющееся импульсное обратное
напряжение (Uобр.max) – это напряжение,
при котором наступает электрический
пробой. Для большинства тиристоров
Uвкл.= Uобр.max

3.
Максимально допустимый прямой, средний
за период ток.

4.
Прямое падение напряжения на открытом
тиристоре (Uпр.= 0,5÷1 В)

5.
Обратный максимальный ток – это ток,
обусловленный движением неосновных
носителей при приложении напряжения
обратной полярности.

6.
Ток удержания – это анодный ток, при
котором тиристор закрывается

7.
Время отключения — это время в течение
которого закрывается тиристор.

8.
Предельная скорость нарастания анодного
тока, если анодный ток будет быстро
нарастать, то p-n переходы будут загружаться
током неравномерно, вследствие чего
будет происходить местный перегрев и
тепловой пробой .

9.
Предельная скорость нарастания анодного
напряжения Если предельная скорость
нарастания анодного напряжения будет
больше паспортной, тиристор может
самопроизвольно открыться от
электромагнитной помехи.

10.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы
Управляющий ток отпирания – это ток,
который необходимо подать, чтобы тиристор
открылся без «колена».

11.
Управляющее напряжение отпирания — это
напряжение, которое необходимо подать,
чтобы тиристор открылся без «колена».

Часто
он используется как регулятор, главным
образом, когда схема питается переменным
напряжением.

параметры
динистора:

1.
Напряжение включения (Uвкл) – это такое
напряжение, при котором тиристор
переходит в открытое состояние (от 10 до
2500В).;

2.
Прямое падение напряжения на открытом
тиристоре (Uпp = 0,5÷1В).Ток включения Iвкл;

3.
Ток удержания – это анодный ток, при
котором тиристор закрывается Іудерж;

4.
Время отключения – это время, в течение
которого закрывается тиристор Iоткл.;

5.
Максимально допустимая скорость
нарастания прямого напряжения (dU/dt)max;

6.
Максимально допустимая скорость
нарастания прямого тока (dI/dt)max;

7.
Время включения t вкл;

8.
Время задержки tз;

9.
Управляющий ток отпирания – это ток,
который необходимо подать, чтобы тиристор
открылся без «колена» І у вип;

10.
Управляющее напряжение отпирания –
это напряжение, которое необходимо
подать, чтобы тиристор открылся без
«колена» U у вип.

11.
Обратный максимальный ток – это ток,
обусловленный движением неосновных
носителей при приложении напряжения
обратной полярности;

12.
Максимально допустимый прямой, средний
за период ток.

Динисторы
применяют в регуляторах и переключателях,
чувствительных к изменениям напряжений.

параметры
симисторов:

Сразу
заметим, что все характеристики симисторов
сильно зависят от рабочей температуры
p-n-p-n-структуры.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы Как правило, указываются
два значения – при температуре 25-30 °С
и на верхнем пределе рабочего диапазона.
Значения параметров в промежуточных
точках вычисляют по линейному закону.
Для симисторных блоков производства
КонтрАвт указываются значения параметров
для 30 °С и 50 °С.

Сильное
тепловыделение вызвано тем, что на
полностью открытом симисторе в рабочем
диапазоне всегда сохраняется падение
напряжения около 1-2 В, независимо от
тока нагрузки. На рис. 3 оно соответствует
величине Uос. Таким образом, симистор
всегда должен рассеивать мощность в
окружающую среду. Как уже отмечалось,
при токе нагрузки 40 А симистор должен
рассеивать порядка 60-80 Вт, оставаясь
при этом в рабочем диапазоне температур.
Поэтому симистор, в отличие от реле и
других электромеханических коммутационных
устройств, немыслим без радиатора, тем
большего, чем большую мощность он
коммутирует.

Симисторы
нашли широкое применение в устройствах
регулирования скорости вращения
электродвигателей, в системах освещения,
в электронагревателях, в преобразовательных
установках.

ВАХ
Вольт-амперная характеристика (ВАХ) —
график зависимости тока через двухполюсник
от напряжения на этом двухполюснике.
Вольт-амперная характеристика описывает
поведение двухполюсника на постоянном
токе. Чаще всего рассматривают ВАХ
нелинейных элементов (степень нелинейности
определяется коэффициентом нелинейности
), поскольку для линейных элементов ВАХ
представляет собой прямую линию и не
представляет особого интереса. Характерные
примеры элементов, обладающих существенно
нелинейной ВАХ: диод, динистор, стабилитрон.
Для трехполюсных элементов (таких, как
транзистор, тиристор или ламповый триод)
часто строят семейства кривых, являющимися
ВАХ для двухполюсника при так или иначе
заданных параметрах на третьем выводе
элемента.

Необходимо
отметить, что в реальной схеме, особенно
работающей с относительно высокими
частотами (близкими к границам рабочего
частотного диапазона) для данного
устройства реальная зависимость
напряжения от времени может пробегать
по траекториям, весьма далеким от
«идеальной» ВАХ.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы Чаще всего это связано
с емкостью или другими инертными
свойствами элемента.

Тиристор и симистор.Способы и схемы управления

Тиристор и симистор.Способы и схемы управления

Тиристор — это переключающий полупроводниковый прибор, пропускающий ток в одном направлении.
Симиcтop — полупроводниковый прибор, который широко используется в системах, питающихся переменным напряжением. Упрощенно он может рассматриваться как управляемый выключатель.

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:

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

2. Прямое напряжение в закрытом состоянии (VD(RM) или Uзс).Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы

3. Обратное напряжение (VR(PM) или Uобр).

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

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

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

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

8. Постоянное отпирающее напряжение управления (VGT или UУ).

9. Ток управления (IGT).

10. Максимальный ток управления электрода IGM.

11. 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.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы

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.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы 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.

Интересно:

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.

Так как для нас не имеет значения полярность полуволны в настоящий момент времени — достаточно просто отслеживать момент перехода через ноль. Такой узел в схеме называют детектор нуля или нуль-детектор, а в англоязычных источниках «zero crossing detector circuit» или ZCD. Вариант такой схемы с детектором перехода через ноль на транзисторной оптопаре выглядит следующим образом:

Оптодрайверов для управления симисторами есть множество, типовые – это линейка MOC304x, MOC305x, MOC306X, произведенные компанией Motorola и другими. Более того – эти драйверы обеспечивают гальваническую развязку, что убережет ваш микроконтроллер в случае пробоя полупроводникового ключа, что вполне возможно и вероятно. Также это повысит безопасность работы с цепями управления, полностью разделив цепь на «силовую» и «оперативную».Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы

Заключение

Мы рассказали базовые сведения о тиристорах и симисторах, а также управлении ими в цепях с «переменкой». Стоит отметить, что мы не затрагивали тему запираемых тиристоров, если вас интересует этот вопрос – пишите комментарии и мы рассмотрим их подробнее. Также не были рассмотрены нюансы использования и управления тиристорами в силовых индуктивных цепях. Для управления «постоянкой» лучше использовать транзисторы, поскольку в этом случае вы решаете, когда ключ откроется, а когда он закроется, повинуясь управляющему сигналу…

Ранее ЭлектроВести писали, почему в современных инверторах используют транзисторы, а не тиристоры.

По материалам electrik.info

Симистор и его применения — основы радиотехники

Тиристор идеально подходит для регулирования мощности переменного напряжения во всем, кроме одного: он является однополупериодным устройством, а это означает, что даже при полной проводимости используется только половина мощности. Можно включить параллельно два тиристора навстречу друг другу, как это показано на рис.1, чтобы обеспечить двух-полупериодный режим работы, однако для этого требуется подавать импульсы запуска на управляющие электроды от двух изолированных, но синхронных источников, как это видно из рисунка.


Рис.1 Двухполупериодный регулятор можно построить на двух тиристорах. Для изоляции источников импульсов от напряжения сети используются оптопары.

Самым полезным устройством для практического регулирования мощности переменного напряжения является двунаправленный тиристор или симистор. Как можно видеть на рис2. симистор можно рассматривать как два инверсно-параллельных тиристора с управлением от единственного источника сигнала. Симисторы являются настолько гибкими устройствами, что их можно переключать в проводящее состояние как положительным, так и отрицательным импульсом запуска независимо от мгновенной полярности источника переменного напряжения.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы Названия катод и анод теряют смысл для симистора; ближайший к управляющему электроду вывод назвали, не мудрствуя лукаво, основным выводом 1 (МТ1), а другой — основным выводом 2 (МТ2). Запускающий импульс всегда подается относительно вывода МТ1 так же, как в случае тиристора он подается относительно катода.

Рис2. Симистор: (а) структура, (b) условное обозначение.

Обычно для переключения симистора, рассчитанного на ток до 25 А, достаточен пусковой ток 20 мА, и одним из простейших примеров его применения является «твердотельное реле», в котором небольшой пусковой ток используется для управления большим током нагрузки (рис.3). В качестве ключа SW1 могут быть геркон, чувствительное термореле или любая контактная пара, рассчитанная на 50 мА; ток в цепи нагрузки ограничивается только параметрами симистора. Полезно отметить, что резистор R1 в цепи запуска находится под напряжением сети только в моменты включения симистора; как только симистор включается, разность потенциалов на резисторе R1 падает до величины около одного вольта, так что достаточен полуваттный резистор.

Рис.3 Простое «твердотельное реле» на симисторе.

Весьма распространенными применениями симистора являются регулятор яркости для лампы или управление скоростью вращения мотора. На рис.4 показана такая схема. Временное положение запускающих импульсов устанавливается RC-фазовращателем; потенциометром R2 регулируют яркость лампы, тогда как резистор R1 просто ограничивает ток, когда потенциометр установлен в положение с минимальным сопротивлением. Сами импульсы запуска формируются динистором, то есть двунаправленным триггерным диодом. Динистор можно представить себе как маломощный тиристор без управляющего электрода с низким напряжением лавинного пробоя (около 30 В). Когда разность потенциалов на конденсаторе С1 достигает уровня пробоя в динисторе, мгновенный импульс разряда конденсатора включает симистор.

Рис.4 Простейшая схема регулировки яркости лампы на симисторе с фазовым управлением.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы

Легко сделать автоматический фотоэлектрический выключатель лампы, присоединив параллельно конденсатору С1 фотоэлемент ORP12 (светозависимый резистор). Сопротивление фотоэлемента в темноте велико, порядка 1 МОм, но при дневном свете оно падает до нескольких килоом так, что симистор не может поджечься и лампа выключена. Если в автоматическом выключателе ручная регулировка не требуется, то резистор R2 можно заменить на короткое замыкание.

На рис.5 показано, как симистор управляет мощностью в нагрузке, отрезая начальную часть каждого полупериода. Длительность пропущенной части зависит от запаздывания пускового импульса по фазе, которое определяется сопротивлением R1+R2 и емкостью С1. В простейшей схеме управления на рис.4 фазовый сдвиг не может быть больше 90°, так как используется только одна RС-цепочка. Поэтому такая схема является плохим регулятором при малой мощности, поскольку в нем могут происходить неожиданные скачки от выключенного состояния к полной мощности.

Более совершенная схема приведена на рис.6; включение дополнительной RC-цепочки (R3С3) дает больший фазовый сдвиг для лучшего управления при малой мощности. Дальнейшие усовершенствования состоят во введении следующих элементов: (а) демпфера с постоянной времени R4С4 для предотвращения ошибочных переключений от противо-э.д.с. индуктивной нагрузки и (b) радиочастотного фильтра L1C1 для подавления помех. Последний элемент всегда следует вводить в симисторную или тиристорную схему, работающую по принципу «отсекания части колебания», поскольку быстрые включения и выключения могут создавать серьезные радиопомехи в питающей сети.

Рис.5 Форма напряжения на нагрузке в симисторном регуляторе при постепенном увеличении фазового сдвига.

Имеется большое число различных симисторов и тиристоров которые нашли широкое применение в бытовой технике. Как и в случае выпрямительных диодов, для того, чтобы выбрать прибор с нужными номинальными напряжением и током, можно обратиться к каталогам и справочным данным.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы

Рис.6 Симисторный регулятор мощности с широким диапазоном регулировки и встроенным подавлением помех.

Большинство производителей выпускают подходящие динисторы, но имеются также приборы, называемые quadrac, в которых объединены симистор и динистор.

На рис.7 показаны корпуса и цоколевка распространенных симисторов. Если симистор должен использоваться на полную допустимую мощность, то его необходимо закрепить на теплоотводе.

Подавление радиочастотных помех, создаваемых симисторными или тиристорными регуляторами с фазовым управлением, становится более трудным и дорогим при больших значениях тока нагрузки. В электрических нагревателях и в других нагрузках с большой инерционностью можно уменьшить помехи, пропуская каждый раз целое число полупериодов. Это позволяет избежать скачкообразных изменений тока, которые и вызывают радиочастотные помехи. Такой способ называется прерывистым запуском или управлением с целым числом периодов. Этот способ, как правило, не подходит для управления яркостью лампы из-за мерцания. Для осуществления управления с целым числом периодов подходят такие микросхемы, как SL441, включающиеся при нулевом напряжении. Они определяют пересечение напряжением сети нулевого уровня и обеспечивают запуск симистора от датчика, сопротивление которого меняется, например, от термистора.

Рис.7 Корпуса распространенных симисторов: (а) корпус Т066, (b) болтовой крепеж, (с) пластмассовый корпус Т0220.

Динистор-применение, принцип работы, структура

Схема работы динистора

Работу динистора проще понять, если разбирать ее принцип на схеме графической зависимости тока от напряжения.

Красная линия на графике характеризует состояние динистора в то время, когда он не проводит ток. Напряжение здесь недостаточно для открытия полупроводника.

Синий линией обозначен этап открытия динистора в то время, когда уровень U достигает уровня включения (Uвкл).Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы Он начинает проводить ток.

Зеленая линия обозначает состояние наиболее высокой проводимости динистора

«Важно! Установка несимметричного (однополярного) динистора без учета полярности может привести к его сгоранию в конечном итоге увеличения напряжения!»

Симметричный динистор работает по такому же принципу, единственной отличительной его особенностью является тот факт, что для его работы условие соблюдения полярности не является обязательным, для этого варианта динисторов допускается обратное включение.

Не смотря на схожесть с работой полупроводникового диода, динистор имеет ряд существенных отличий от него:

  • В отличии от диода, который имеет один pn переход, динистор характеризуется наличием трех переходов, что и обуславливает его характеристики;
  • Для диода напряжение для его открытия необходимо меньше вольта (до 500 мВ), для открытия динистора же необходим более высокий вольтаж (так, для зарубежного симметричного динистора нужно напряжение включения 32В).

Сходство диммеров и блоков защиты ламп

Блоки защиты ламп, которые плавно включают яркость ламп, я подробно описал в своих статьях про устройство и подключение и схему таких блоков.

Отличие диммеров и БЗ – только в способе управления. В блоках защиты симистором управляет контроллер по программе. А программа может быть любой, вплоть до волнообразного изменения яркости. Может быть управление любым аналоговым или цифровым сигналом. Был бы спрос.

Если Вам интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!

Home Радиотехника Проверка тиристоров, симисторов, динисторов

Динисторы, тиристоры, симисторы представляют собой полупроводниковые приборы четырехслойной структуры р-п-р-п.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы Часто при пояснении принципа работы их изображают в виде соединенных между собой, как показано на рис. 1, транзисторов разной проводимости. Как видно из рисунка, тиристор имеет три вывода: анод (А), катод (К) и управляющий электрод (УЭ). Напряжение, приложенное к р-n переходу одного из транзисторов, обеспечивает отпирание тиристора.

Самая распространенная и характерная неисправность симисторов, тиристоров и динисторов это межэлектродный пробой – анод1-анод2, анод-катод, анод-управляющий электрод, катод управляющий электрод. По этой причине в первую очередь следует проверить омметром сопротивление между электродами. В исправных симисторах, тиристорах, динисторах участок А-К (A1-A2) не прозванивается. Тиристор и симистор, кроме того, можно проверить на исправность р-n перехода между УЭ и К, за исключением приборов со встроенным резистором.

Наилучшие результаты проверки тиристоров и симисторов обеспечивает испытательная схема, изображенная на рис. 2. Для питания схемы используется источник постоянного тока напряжением 12 В с допустимым током нагрузки не менее 200 мА. Резистор R1 ограничивает ток через испытуемый прибор, а резистор R2 — через его управляющий электрод. Схема обеспечивает тестирование тиристоров и симисторов малой и средней мощности. Для проверки прибора необходимо:

1. Включить его в схему, как показано на рис. 2.

2. Кратковременно соединить его УЭ с резистором R2. Прибор должен открыться, напряжение +Uтест станет близким к нулю. Прибор остается открытым и при отключенном от R2 управляющем электроде.

3. Разорвать цепь питания анода (УЭ при этом соединен с К) и замкнуть ее вновь. Прибор должен находиться в закрытом состоянии. +Uтест при этом равно 12 В.

При тестировании симисторов следует повторить п.п. 2, 3, и R2 при этом должен быть запитан от отрицательного полюса источника питания.

Результат такого тестирования позволяет убедиться в исправности прибора. Тем не менее 100% результатом тестирования следует считать исправную работу полупроводникового прибора в том устройстве, где он установлен.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы

Динисторы (или диаки и сидаки как их еще называют) не имеют вывода УЭ, и они открываются при превышении напряжения на аноде некоторого значения, указываемого в параметрах на данный тип прибора. Как было сказано выше, с помощью мультиметра динистор можно проверить только на пробой перехода. Для того чтобы точно знать исправен динистор или нет, его следует проверить, включив в испытательную схему (рис. 3), которая питается от регулируемого источника напряжения переменного тока.

Диод D1 представляет собой однополупериодный выпрямитель, конденсатор С1 — сглаживающий, резистор R1 ограничивает ток через динистор. При проверке следует плавно увеличивать напряжение на динисторе. При достижении некоторого порогового значения он откроется, при уменьшении напряжения по достижении протекающего тока значения заданного тока удержания — закроется. После такой проверки необходимо ее повторить, изменив полярность приложенного к динистору напряжения. При проверке в качестве источника напряжения переменного тока во избежание опасности поражения следует использовать трансформатор.

Что такое динистор? История его создания

Динистор это – одна из разновидностей тиристоров, представленная неуправляемым триггерным диодом с двумя направляющими. Характеризуется низкой величиной напряжения электрического пробоя (не выше 30 в) и наличием трех p-h переходов в его четырехслойной структуре.

Хотя задокументированных сведений на сегодняшний день не обнаружено, считается, что идея создания первого динистора принадлежит Уильяму Шокли. На основе этой идеи в 1955 году Фрэнком Гутцвиллером в лаборатории Дженерал Электрик был впервые создан этот прибор, который в дальнейшем получил широкое распространение и смог заменить тиратроны и другие актуальные на тот момент аналоги.

  • Однополярный. Способен работать исключительно при положительном смещении. Превышение обратного напряжения максимального уровня приведёт к тому, что данный полупроводник перегорит;
  • Симметричный.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы Представляет собой устройство с равнозначными выводами, что позволяет ему работать как при положительном, так и при обратном смещении.

Схематическое изображение динисторов может быть представлено по-разному, ниже приведен один из вариантов

Динистор характеризуется возможностью перехода из закрытого состояния в открытое. Закрытое состояние определяет низкую проводимость тока, т.е. в таком состоянии динистор ток практически не проводит, за исключением утечки тока. Открытое состояние обеспечивает высокую проводимость тока. Данный переход удается осуществить путем воздействия на динистор напряжением нужного уровня (напряжение включения).

Основные плюсы динистора:

  • Он обеспечивает небольшую потерю мощности;
  • Выдает высокий уровень напряжения на выходе.

Из минусов отмечается только тот факт, что динистор является неуправляемым полупроводником, то есть, нет возможности управления его работой.

Динистор способен работать в следующих диапазоне температур от -40 до +1250 С.

Принцип работы динистора

Прямое включение динистора от источника питания приводит к прямому смещению p-n-p-перехода П1 и П3. П2 работает в обратном направлении, соответственно состояние динистора считается закрытым, а падение напряжения приходится на переход П2.

Величина тока определяется током утечки и находится в границах от сотых долей мкрА (участок ОА). При плавном увеличении напряжения, ток будет расти медленно, при достижении напряжением величины переключения близкого к величине пробивного напряжения p-n-перехода П2, то ток его возрастает резким скачком, соответственно напряжение падает.

Положение прибора открытое, его рабочая составляющая переходит в область БВ. Дифференциальное сопротивление устройства в этой области имеет положительное значение и лежит в незначительных границах от 0,001 Ом до нескольких единиц сопротивления (Ом).

Чтобы выключить динистор необходимо уменьшить величину тока до значения тока удержания.Симистор динистор тиристор: Динисторы тринисторы и симисторы В случае приложения к прибору обратного напряжения, переход П2 открывается, переход П1 и П3 закрыты.

Рис. №2. (а) Структура динистора; (б) ВАХ

Область применения

Характеристики, небольшая стоимость и простота устройства позволяет успешно применять симисторы в промышленности и быту. Их можно найти:

  • В стиральной машине.
  • В печи.
  • В духовках.
  • В электродвигателе.
  • В перфораторах и дрелях.
  • В посудомоечной машине.
  • В регуляторах освещения.
  • В пылесосе.

На этом перечень, где используется этот полупроводниковый прибор, не ограничивается. Применение рассматриваемого проводникового прибора осуществляется практически во всех электроприборах, что только есть в доме. На него возложена функция управления вращением приводного двигателя в стиральных машинках, они используются на плате управления для запуска работы всевозможных устройств – легче сказать, где их нет.

Основные характеристики

Рассматриваемый полупроводниковый прибор предназначен для управления схемами. Независимо от того, где в схеме он применяется, важны следующие характеристики симисторов:

  1. Максимальное напряжение. Показатель, который будучи достигнут на силовых электродах не вызовет, в теории, выхода из строя. Фактически является максимально допустимым значением при условии соблюдения диапазона температур. Будьте осторожны – даже кратковременное превышение может обернуться уничтожением данного элемента цепи.
  2. Максимальный кратковременный импульсный ток в открытом состоянии. Пиковое значение и допустимый для него период, указываемый в миллисекундах.
  3. Рабочий диапазон температур.
  4. Отпирающее напряжение управления (соответствует минимальному постоянному отпирающему току).
  5. Время включения.
  6. Минимальный постоянный ток управления, нужный для включения прибора.
  7. Максимальное повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии. Этот параметр всегда указывают в сопроводительной документации. Обозначает критическую величину напряжения, предельную для данного прибора.
  8. Максимальное падение уровня напряжения на симисторе в открытом состоянии. Указывает предельное напряжение, которое может устанавливаться между силовыми электродами в открытом состоянии.
  9. Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии и напряжения в закрытом. Указываются соответственно в амперах и вольтах за секунду. Превышение рекомендованных значений может привести к пробою или ошибочному открытию не к месту. Следует обеспечивать рабочие условия для соблюдения рекомендованных норм и исключить помехи, у которых динамика превышает заданный параметр.
  10. Корпус симистора. Важен для проведения тепловых расчетов и влияет на рассеиваемую мощность.

Вот мы и рассмотрели, что такое симистор, за что он отвечает, где применяется и какими характеристиками обладает. Рассмотренные простым языком теоретические азы позволят заложить основу для будущей результативной деятельности. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Порядок ремонта диммера

Теперь приведу пример, как заменить симистор своими руками, применяя дрель, паяльник, и обычную зубочистку.

Симистор можно заменить, открутив радиатор и выпаяв симистор из платы. Но радиатор сейчас приклёпывают. Заклёпка гораздо технологичнее и дешевле в массовом производстве.

Поэтому берём в руки дрель со сверлом диаметром 3,5…5,5 мм.

1 Высверливаем заклепку радиатора

Стрелкой показано направление сверла.

2 Снимаем радиатор с симистора

Радиатор снят, теперь надо аккуратно выпаять плохой симистор, минимально повредив плату. Рекомендуемая мощность паяльника – 25 или 40 Вт.

3 Выпаиваем симистор из платы. Обозначены выводы симистора – Т1, Т2, Gate.

Плюс к паяльнику, нужен опыт и сноровка.

Далее – подготавливаем место для нового симистора, используем для этого деревянную зубочистку:

4 Подготавливаем отверстия для нового симистора

5 Плата подготовлена

6 Место под новый симистор

Площадки слиплись, но это пока не важно. А вот и друзья-симисторы, рядом динистор DB3:

А вот и друзья-симисторы, рядом динистор DB3:

7 Новые симисторы и динистор DB3

Симисторы (BT139, BT138, BT137) на фото все на напряжение 800 Вольт, максимальный рабочий ток соответственно 16, 12, и 8 Ампер.

Теперь в эти сквозные отверстия вставляем новую деталь:

8 Симистор запаян

9 Обрезаем ноги (выводы))

Перемычка неудачная, надо было использовать проводок потоньше…

Внимательно проверяем пайку, чтобы не было замыкания между контактными площадками.

Дальше – монтируем радиатор. В домашних условиях дешевле и технологичнее использовать Винт, шайбу и гайку М3.

10 Осталось прикрутить радиатор

Теперь остаётся проверить работу в реальной схеме включения. Напоминаю, диммер включается точно так же, как обычный выключатель:

Включение лампочки через регулятор яркости.

Для схемы проверки использую лампочку любой мощности в патроне, провод со штепселем, и клеммник Ваго 222.

Достоинства и недостатки

Для чего нужен рассматриваемый полупроводниковый прибор? Самый популярный вариант использования – коммутация в цепях переменного тока. В этом плане симистор очень удобен – используя небольшой элемент можно обеспечить управление высоковольтного питания. Популярны решения, когда им заменяют обычное электромеханическое реле. Плюс такого решения – отсутствует физический контакт, благодаря чему включение питания становится надежнее, переключение бесшумным, ресурс на порядки больше, быстродействие выше. Еще одно достоинство симистора – относительно невысокая цена, что вместе с высокой надёжностью схемы и временем наработки на отказ выглядит привлекательно.

Полностью избежать минусов разработчикам не удалось. Так, приборы сильно нагреваются под нагрузкой. Приходится обеспечивать отвод тепла. Мощные (или «силовые») симисторы устанавливают на радиаторы. Ещё один недостаток, влияющий на использование, это создание гармонических помех в электросети некоторыми схемами симисторных регуляторов (например, бытовой диммер для регулировки освещенности).

Отметим, что напряжение на нагрузки будет отличаться от синусоиды, что связано с минимальным напряжением и током, при которых возможно включение. Из-за этого подключать следует только нагрузку, не предъявляющую высоких требований к электропитанию. При постановке задачи добиться синусоиды такой способ коммутации не подойдёт. Симисторы сильно подвержены влиянию шумов, переходных процессов и помех. Также не поддерживаются высокие частоты переключения.

Режимы работы тиристора

Режим обратного запирания

Два основных фактора ограничивают режим обратного пробоя и прямого пробоя:

В режиме обратного запирания к аноду прибора приложено напряжение, отрицательное по отношению к катоду; переходы J1 и J3 смещены в обратном направлении, а переход J2 смещён в прямом (см. рис. 3). В этом случае большая часть приложенного напряжения падает на одном из переходов J1 или J3 (в зависимости от степени легирования различных областей). Пусть это будет переход J1. В зависимости от толщины Wn1 слоя n1 пробой вызывается лавинным умножением (толщина обеднённой области при пробое меньше Wn1) либо проколом (обеднённый слой распространяется на всю область n1, и происходит смыкание переходов J1 и J2).

Режим прямого запирания

При прямом запирании напряжение на аноде положительно по отношению к катоду и обратно смещён только переход J2. Переходы J1 и J3 смещены в прямом направлении. Большая часть приложенного напряжения падает на переходе J2. Через переходы J1 и J3 в области, примыкающие к переходу J2, инжектируются неосновные носители, которые уменьшают сопротивление перехода J2, увеличивают ток через него и уменьшают падение напряжения на нём. При повышении прямого напряжения ток через тиристор сначала растёт медленно, что соответствует участку 0-1 на ВАХ. В этом режиме тиристор можно считать запертым, так как сопротивление перехода J2 всё ещё очень велико. По мере увеличения напряжения на тиристоре снижается доля напряжения, падающего на J2, и быстрее возрастают напряжения на J1 и J3, что вызывает дальнейшее увеличение тока через тиристор и усиление инжекции неосновных носителей в область J2. При некотором значении напряжения (порядка десятков или сотен вольт), называется напряжением переключения VBF (точка 1 на ВАХ), процесс приобретает лавинообразный характер, тиристор переходит в состояние с высокой проводимостью (включается), и в нём устанавливается ток, определяемый напряжением источника и сопротивлением внешней цепи.

Двухтранзисторная модель

Для объяснения характеристик прибора в режиме прямого запирания используем двухтранзисторную модель. Тиристор можно рассматривать как соединение p-n-p транзистора с n-p-n транзистором, причём коллектор каждого из них соединён с базой другого, как показано на рис. 4 для триодного тиристора. Центральный переход действует как коллектор дырок, инжектируемых переходом J1, и электронов, инжектируемых переходом J3. Взаимосвязь между токами эмиттера IE, коллектора IC и базы IB и статическим коэффициентом усиления по току α1 p-n-p транзистора также приведена на рис. 4, где IСо— обратный ток насыщения перехода коллектор-база.

Аналогичные соотношения можно получить для n-p-n транзистора при изменении направления токов на противоположное. Из рис. 4 следует, что коллекторный ток n-p-n транзистора является одновременно базовым током p-n-p транзистора. Аналогично коллекторный ток p-n-p транзистора и управляющий ток Ig втекают в базу n-p-n транзистора. В результате, когда общий коэффициент усиления в замкнутой петле превысит 1, оказывается возможным регенеративный процесс.

Ток базы p-n-p транзистора равен IB1 = (1 — α1)IA — ICo1. Этот ток также протекает через коллектор n-p-n транзистора. Ток коллектора n-p-n транзистора с коэффициентом усиления α2 равен IC2 = α2IK + ICo2.

Приравняв IB1 и IC2, получим (1 — α1)IA — ICo1 = α2IK + ICo2. Так как IK = IA + Ig, то

Это уравнение описывает статическую характеристику прибора в диапазоне напряжений вплоть до пробоя. После пробоя прибор работает как p-i-n-диод. Отметим, что все слагаемые в числителе правой части уравнения малы, следовательно, пока член α1 + α2 Режим прямой проводимости

Когда тиристор находится во включенном состоянии, все три перехода смещены в прямом направлении. Дырки инжектируются из области p1, а электроны — из области n2, и структура n1-p2-n2 ведёт себя аналогично насыщенному транзистору с удалённым диодным контактом к области n1. Следовательно, прибор в целом аналогичен p-i-n (p + -i-n + )-диоду…

Как он работает и для чего нужен

Симистор является полупроводниковым прибором. Его полное название – симметричный триодный тиристор. Его особенность – возможно проводить ток в обе стороны. Данный элемент цепи имеет три вывода: один является управляющим, а два других силовыми. В этой статье мы рассмотрим принцип работы, устройство и назначение симистора в различных схемах электроприборов. В таблице ниже представлены характеристики популярных симисторов:

Таблица характеристик популярных симисторов.

Конструкция и принцип действия

Особенность симистора является двунаправленной проводимости идущего через прибор электрического тока. Конструкция устройства строится на использовании двух встречно-параллельных тиристоров с общим управлением. Такой принцип работы дал название от сокращенного «симметрические тиристоры». Поскольку электроток может протекать в обе стороны, нет смысла обозначать силовые выводы как анод и катод. Дополняет общую картину управляющий электрод. В симисторе есть пять переходов, позволяющих организовать две структуры. Какая из них будет использоваться зависит от места образования (конкретный силовой вывод) отрицательной полярности.

Симистор.

Неисправности диммеров на симисторе

В результате КЗ и перегрузки, как правило, выходит из строя симистор. Это основная неисправность, она встречается в 90% случаев поломки.

Симистор – это главный элемент. Его отличительные особенности – три вывода и к корпусу прикручен радиатор. Наиболее часто встречаются модели ВТ137, BT138, BT139.

Неисправность симистора можно выявить мультиметром. Если прозвонить в режиме омметра сопротивление между выводами А1 и А2 (или Т1 и Т2, первый и второй вывод), будет от нуля до несколько ом. Вывод – симистор однозначно сгорел.

Бывает другой случай – симистор звонится нормально (бесконечное сопротивление), а диммер однако не работает (лампа не горит во всех положениях регулятора). Тут поможет только проверка, т.е. включение в реальную схему.

О замене симистора будет подробно сказано ниже.

Креме неисправного симистора, встречаются другие неисправности диммера:

  1. Выгорают силовые дорожки печатной платы. Это – следствие основной неисправности. Дорожки придётся восстанавливать перемычками.
  2. Нарушается механическая целостность регулятора (потенциометра, или переменного резистора). От частого и интенсивного использования, тут пояснений не надо.
  3. В диммерах, в которых есть предохранитель, перед ремонтом надо в первую очередь проверить его. Часто производитель прикладывает запасной, который хранится там же, в диммере, где и рабочий. Разумное решение. Был бы он в отдельном кулечке – обязательно бы потерялся.
  4. Механическое нарушение контактов и пайки печатной платы. В первую очередь – пайка контактов, куда прикручиваются провода. Так же бывает, что электронные элементы просто плохо пропаяны производителем.
  5. Неисправности отдельных элементов. В первую очередь – динистор, затем резисторы и конденсаторы.

Эквивалентная замена лямбда-диодов

Совершенно особым видом ВАХ обладают полупроводниковые приборы типа лямбда-диодов, туннельных диодов. На вольт-амперных характеристиках этих приборов имеется N-об-разный участок.

Лямбда-диоды и туннельные диоды могут быть использованы для генерации и усиления электрических сигналов. На рис. 8 и рис. 9 показаны схемы, имитирующие лямбда-ди-од [РТЕ 9/87-35].

Практически в генераторах чаще используют схему, представленную на рис. 9 [ПТЭ 5/77-96]. Если между стоками полевых транзисторов включить управляемый резистор (потенциометр) либо транзистор (полевой или биполярный), то видом вольт-амперной характеристики такого «лямбда-диода» можно управлять в широких пределах: регулировать частоту генерации, модулировать колебания высокой частоты и т.д.

Рис. 8. Аналог лямбда-диода.

Рис. 9. Аналог лямбда-диода.

Причины поломки диммеров

Чаще всего причиной поломки может быть превышение максимально допустимой нагрузки либо короткое замыкание в нагрузке. Превышение нагрузки бывает, когда например, любители хорошего освещения вкрутят слишком мощные лампы в люстры. Либо через диммер подключают несколько светильников, в сумме потребляющих слишком большую мощность.

К слову, при выборе диммера следует мощность выбирать с запасом 30…50%. Как повысить мощность диммера, будет рассказано и показано в этой статье.

Короткое замыкание возможно не только из-за неисправной проводки. Бывает, когда лампочки перегорают, в них происходит короткое замыкание (КЗ), в природу которого углубляться не будем.

Кроме того, в момент включения лампы накаливания через неё течёт ток, в несколько раз превышающий рабочий. Подробнее – в статье про сопротивление лампы накаливания.

Эквивалент тиристора

Тиристоры, динисторы и им подобные элементы способны при весьма незначительных внутренних потерях управлять большими мощностями, подводимыми к нагрузке.

Тиристоры — приборы, обладающие двумя устойчивыми состояниями: состоянием низкой проводимости (проводимость отсутствует, прибор заперт) и состоянием высокой проводимости (проводимость близка к нулю, прибор открыт). Представители класса тиристоров :

  • диодные тиристоры (динисторы, диаки), имеющие два вывода (анод и катод), управляемые путем подачи на электроды напряжения с высокой скоростью его нарастания или повышения приложенного напряжения до величины, близкой к критической;
  • триодные тиристоры (тринисторы, триаки), трехэлектродные элементы, управляющий электрод которых служит для перевода тиристора из закрытого состояния в открытое;
  • тетродные тиристоры, имеющие два управляющих электрода;
  • симметричные тиристоры — симисторы, имеющие пятислой-ную структуру. Иногда этот полупроводниковый прибор называют семистором.

Диодные тиристоры (динисторы), ассортимент которых не столь велик, различаются, главным образом, максимально допустимым постоянным прямым напряжением в закрытом состоянии.

Так, для динисторов типов КН102А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, И (2Н102А — И) значения этих напряжений составляют, соответственно, 5, 7, 10, 14, 20, 30, 40, 50 В при обратном токе не более 0,5 мА. Максимально допустимый постоянный ток в открытом состоянии для этих полупроводниковых приборов равен 0,2 А при остаточном напряжении в открытом состоянии 1,5 В.

На рис. 1 приведена эквивалентная схема низковольтного динистора. Если принять R1=R3=100 Ом, можно получить динистор с управляемым (с помощью резистора R2) напряжением переключения от 1 до 25 В [Войцеховский Я., Р 11/73-40, Р 12/76-29]. При отсутствии этого резистора и при условии R1=R3=5,1 кОм напряжение переключения составит 9 Б, а при R1=R3=3 кОм —12 В.

Аналог тиристора р-п-р-п-структуры, описанный в книге Я. Войцеховского, показан на рис. 2. Буквой А обозначен анод; К — катод; УЭ — управляющий электрод. В схемах (рис. 1, 2) могут быть использованы транзисторы типов КТ315 и КТ361.

Необходимо лишь, чтобы подводимое к полупроводниковому прибору или его аналогу напряжение не превышало предельных паспортных значений. В таблице (рис. 2) показано, какими величинами R1 и R2 следует руководствоваться при создании аналога тиристора на основе германиевых или кремниевых транзисторов.

Рис. 2. Аналог тиристора.

В разрывы электрической цепи, показанные на схеме (рис. 2) крестиками, можно включить диоды, позволяющие влиять на вид вольт-амперной характеристики аналога. В отличие от обычного тиристора, его аналогом (рис. 2) можно управлять, используя дополнительный вывод — управляющий электрод УЭдоп, подключенный к базе транзистора VT2 (верхний рисунок) или VT1 (нижний рисунок).

Обычно тиристор включают кратковременной подачей напряжения на управляющий электрод УЭ. При подаче напряжения на электрод УЭдоп тиристор, напротив, можно перевести из включенного состояния в выключенное.

Как проверить динистор DB3

Единственное, что можно определить простым мультиметром – это короткое замыкание в динисторе, в этом случае он будет пропускать ток в обоих направлениях. Подобная проверка динистора схожа с проверкой диода мультиметром.

Для полной же проверки работоспособности динистора DB3 мы должны плавно подать напряжение, а затем посмотреть при каком его значении происходит пробой и появляется проводимость полупроводника.

Источник питания

Первое, что нам понадобится, это регулируемый источник питания постоянного напржения от 0 до 50 вольт. На рисунке выше показана простая схема подобного источника. Регулятор напряжения, обозначенный в схеме — это обычный диммер, используемый для регулировки комнатного освещения. Такой диммер, как правило, для плавного изменения напряжения имеет ручку или ползунок. Сетевой трансформатор 220В/24В. Диоды VD1, VD2 и конденсаторы С1, С2 образуют однополупериодный удвоитель напряжения и фильтр.

Этапы проверки

Шаг 1: Установите нулевое напряжение на выводах Х1 и Х3. Подключите вольтметр постоянного тока к Х2 и Х3. Медленно увеличивайте напряжение. При достижении напряжение на исправном динисторе около 30 (по datasheet от 28В до 36В), на R1 резко поднимется напряжение примерно до 10-15 вольт. Это связано с тем, что динистор проявляет отрицательное сопротивление в момент пробоя.

Шаг 2: Медленно поворачивая ручку диммера в сторону уменьшения напряжения источника питания, и на уровне примерно от 15 до 25 вольт напряжение на резисторе R1 должно резко упасть до нуля.

Шаг 3: Необходимо повторить шаги 1 и 2, но уже подключив динистор на оборот.

Проверка динистора с помощью осциллографа

Если есть осциллограф, то мы можем собрать на тестируемом динисторе DB3 релаксационный генератор.

В данной схеме конденсатор заряжается через резистор сопротивлением 100k. Когда напряжение заряда достигает напряжение пробоя динистора, конденсатор резко разряжается через него, пока напряжение не уменьшится ниже тока удержания, при котором динистор закрывается. В этот момент (при напряжении около 15 вольт) конденсатор опять начнет заряжаться, и процесс повторится.

Период (частота) с начала заряда конденсатора и до пробоя динистора зависит от емкости самого конденсатора и сопротивления резистора. При постоянном сопротивлении резистора в 100 кОм и напряжении питания 70 вольт емкость будет следующая:

  • C = 0,015мкф — 0,275 мс.
  • С = 0,1мкф — 3 мс.
  • C = 0,22 мкф — 6 мс.
  • С = 0,33 мкф — 8,4 мс.
  • С = 0,56 мкф — 15 мс.

Скачать datasheet на DB3 (242,6 Kb, скачано: 7 491)

Поворотный диммер на симисторе. Его будем ремонтировать

Поэтому я решил эту информацию дополнить и выделить в отдельную статью. Которую вы читаете сейчас.

Как всегда, будет много фотографий с пояснениями, ведь лучше один раз увидеть!

Будет показан пример, как я ремонтировал диммер своими руками. Будет и самокритика, и полезные советы.

Проверка динистора с помощью осциллографа

Если есть осциллограф, то мы можем собрать на тестируемом динисторе DB3 релаксационный генератор.

В данной схеме конденсатор заряжается через резистор сопротивлением 100k. Когда напряжение заряда достигает напряжение пробоя динистора, конденсатор резко разряжается через него, пока напряжение не уменьшится ниже тока удержания, при котором динистор закрывается. В этот момент (при напряжении около 15 вольт) конденсатор опять начнет заряжаться, и процесс повторится.

Период (частота) с начала заряда конденсатора и до пробоя динистора зависит от емкости самого конденсатора и сопротивления резистора. При постоянном сопротивлении резистора в 100 кОм и напряжении питания 70 вольт емкость будет следующая:

  • C = 0,015мкф — 0,275 мс.
  • С = 0,1мкф — 3 мс.
  • C = 0,22 мкф — 6 мс.
  • С = 0,33 мкф — 8,4 мс.
  • С = 0,56 мкф — 15 мс.

Скачать datasheet на DB3 (242,6 Kb, скачано: 7 491)

Динисторы – это разновидность полупроводниковых приборов, точнее – неуправляемых тиристоров. В своей структуре он содержит три p — n перехода и имеет четырёхслойную структуру.

Его можно сравнить с механическим ключом, то есть, прибор может переключаться между двумя состояниями – открытое и закрытое. В первом случае электрическое сопротивление стремится к очень низким величинам, во втором же, наоборот – может достигать десятков и сотен Мом. Переход между состояниями происходит скачкообразно.

Область применения

Предназначение динисторов – запуск. Используются в тиристорах регуляторов мощности, в электронных преобразователях напряжения, в тепловых контролях.

Благодаря тому, что динистор обладает рядом особых свойств, и в тоже время является бюджетным вариантом, данный вид полупроводников получил широкое распространение во многих сферах.

Применяется в устройстве:

  • Преобразователей напряжения люминесцентных ламп, неоновых ламп, энергосберегающих ламп;
  • В электронных устройствах, которые осуществляют запуск и поддержку работы разрядных ламп;
  • Нашел своё применение в схемах радиоконструкций, некоторых старых моделях раций, радиомикрофонов;
  • Используется в схемах управления плавным спуском двигателей;
  • Обогревателей;

Это Интересно! Во времена активного пользования и широкого распространения стационарных телефонных аппаратов некоторые умельцы устанавливали динисторы с целью пресечения попыток прослушки, если имелось 2 и более телефона на одной линии.

Оцените статью:

Тиристоры, симисторы, динисторы

25TTS12
Корпус:
TO220AB

Тип:
Тиристор

Напряжение, В:
1200

Ток, А:
25

158

В наличии: 5 шт

2N6509G
Корпус:
TO220

Тип:
Тиристор

Напряжение, В:
800

Ток, А:
25

137

В наличии: 2 шт

2P4M
Корпус:
TO202

Тип:
Тиристор

Напряжение, В:
400

Ток, А:
2

35

В наличии: 2 шт

40TPS12
Корпус:
TO247AC

Тип:
Тиристор

Напряжение, В:
1200

Ток, А:
35

216

В наличии: 2 шт

50E1200HB
Корпус:
TO247

Тип:
Тиристор

Напряжение, В:
1200

Ток, А:
50

314

Нет в наличии

5P4M
Корпус:
TO220

Тип:
Тиристор

Напряжение, В:
400

Ток, А:
5

69

В наличии: 18 шт

70TPS16
Корпус:
TO247SUPER

Тип:
Тиристор

Напряжение, В:
1200

Ток, А:
70

350

Нет в наличии

AC05F
Корпус:
DPAK

Тип:
Тиристор

Напряжение, В:
600

Ток, А:
5

81

В наличии: 2 шт

ACS102-6T1
Корпус:
SO8

Тип:
Тиристор

Напряжение, В:
600

Ток, А:
0.2

61

В наличии: 4 шт

ACST6-7SG
Корпус:
D2PAK

Тип:
Тиристор

Напряжение, В:
700

Ток, А:
1.5

309

В наличии: 3 шт

Учебное пособие по тиристорам / тиристорам

— основы, описание и применение

Тиристор (часто называемый кремниевым выпрямителем, SCR) — полупроводниковый двухпозиционный (включен, выключен) электронный компонент. Его принцип работы напоминает полупроводниковый диод или биполярный транзистор в конфигурации переключателя. Однако тиристоры не являются полностью управляемыми переключателями, потому что их нельзя выключить по желанию. После того, как они были включены током триггера от терминала затвора, они не могут быть отключены затвором даже после снятия его сигнала.Тиристор будет оставаться в проводящем состоянии до тех пор, пока не произойдет отключение (обратное смещение тиристора или уменьшение его прямого тока до определенного порогового уровня, называемого «ток удержания»). Однако есть также тиристор, называемый GTO Thyristor (Gate Turn Off), который можно включать и выключать (обратный ток) с помощью стробирующего сигнала. Поэтому этот компонент можно назвать полупроводниковым диодом, который можно включить.

Первые коммерчески доступные тиристоры SCR появились на рынке в 1956 году, а тиристор GTO был изобретен в 1962 году компанией General Electric.

Рис. 1. Обозначение тиристора (SCR) (аналогично GTO).

Тиристор — Дивизион

Тиристор можно разделить в основном по свойствам, а затем по количеству его выводов. Различают следующие четыре типа тиристоров (рис. 3.):

  • Динистор — однонаправленный двухполюсный элемент,
  • Триодный тиристор (SCR) — однонаправленный трехполюсный элемент,
  • DIAC (Диод для переменного тока) — двунаправленный двухконтактный элемент,
  • TRIAC (Triode for Alternating Current) — двунаправленный трехконтактный элемент.

Из вышеупомянутых тиристоров чаще всего используется триодный тиристор, широко известный как тиристор SCR.

Рис. 2. Пример того, как реально может выглядеть реальный компонент SCR в типичном корпусе. Желтый провод от терминала ворот облегчает распознавание.

Название «тиристор» традиционно сохранялось в узком смысле, включая только трехконтактный переключающий элемент, работающий только в одном направлении. Как видно на рисунке 3, название тиристора имеет более широкое значение.

Рис. 3. Существует множество типов тиристоров, в зависимости от количества выводов и формы вольт-амперных характеристик в 3-й четверти ВАХ.

Тиристор — Внутреннее устройство

Тиристор

SCR состоит из трех (или более) переходов, следовательно, один и тот же с четырьмя (или более) полупроводниковыми слоями, легированными по-разному, в системе «p-n-p-n». К нему прикреплены 3 электрода, два из которых соединены с внешними слоями компонента (анодом и катодом), а третий электрод — с одним из средних слоев — слоем «p-типа» (затвор).

Рис. 4. Внутреннее устройство тиристора (SCR).

На рисунке 5 ниже показано разделение тиристоров в зависимости от направления работы:

Рис. 5. Классификация тиристоров (SCR).

Тиристор — Принцип действия

Тиристор может одновременно работать только в одном из трех следующих рабочих состояний:

  • Режим прямой блокировки — тиристор блокирует прямой ток, который обычно переносится диодом с прямым смещением.Переходы J 1 , J 3 смещены в прямом направлении, а переход J 2 смещены в обратном направлении,
  • Режим прямой проводимости — тиристор был переведен стробирующим сигналом в проводящее состояние. Он будет оставаться проводящим до тех пор, пока прямой ток не упадет ниже порогового значения, известного как «ток удержания».
  • Режим обратной блокировки — тиристор блокирует ток так же, как и в обратном смещенном диоде. Ток, протекающий через тиристор в этом рабочем состоянии, представляет собой очень небольшой обратный ток переходов J 1 , J 3 .
  • По мере увеличения напряжения, при определенном значении оно превысит уровень напряжения пробоя перехода J 1 , тогда переход J 3 также будет пробит. Характеристики тиристора в области обратного смещения не отличаются от характеристик полупроводникового диода.

Тиристор SCR проводит ток от анода к катоду, аналогично полупроводниковому диоду. Если анод находится в более высоком энергетическом состоянии (положительном), чем катод (отрицательный), внешние «p-n» переходы смещены в прямом направлении, а средний переход «n-p» — смещен в обратном направлении.

Пока на затвор тиристора не подается положительное напряжение, он не будет проводить ток. Подача положительного напряжения на затвор вызовет протекание «тока затвора» и сработает тиристор. Это также называется «срабатыванием» тиристора.

В отличие от BJT-транзистора, сработавший тиристор все еще проводит ток после отключения тока затвора, что является его неоспоримым преимуществом в некоторых приложениях, что снижает общее потребление тока в цепи.Он теряет эти свойства только после потери тока нагрузки (ниже значения тока проводимости, минимального значения тока удержания) или при обратном смещении электродов. Затем необходимо снова запустить тиристор.

Рис. 6. Модель двухбиполярного транзистора как пример принципа работы тиристора.

Тиристор — ВАХ

На рисунке 7 внизу представлена ​​вольт-амперная характеристика тринистора:

.

Рис.7. Вольт-амперные характеристики IA (VAC) тиристора SCR для различных значений тока затвора IG. На рисунке также отмечены пороговое напряжение VT тиристора и его ток удержания IH.

Тиристор — Применение

Из-за своего принципа действия тиристоры обычно используются в энергосистемах для управления большой мощностью и меньшей. Другие приложения перечислены ниже:

  • Регулировка мощности переменного тока (регуляторы света, регулировка скорости электродвигателя и т. Д.)),
  • Защита от перенапряжения для источников питания,
  • HVDC (высоковольтный постоянный ток) передача энергии,
  • Схемы переключения питания переменного тока (тиристоры хорошо выдерживают обратное напряжение),
  • Осцилляторы,
  • Инверторы.

Источник: W. Marciniak: «Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone», WNT, Warszawa 1984

Принцип работы, схемы тестирования и включения

Сначала потрудитесь узнать, как работает тиристор.Получите представление о разновидностях: симистор, динистор. Требуется правильно оценить результат теста. Ниже мы расскажем, как проверить тиристор мультиметром, мы даже дадим вам небольшую схему, которая поможет вам массово осуществить задуманное.

Типы тиристоров

Тиристор отличается от биполярного транзистора большим количеством pn-переходов:

  1. Типичный тиристор pn-перехода содержит три. Структуры с дырочной электронной проводимостью чередуются на манер зебры.Можно найти концепцию тиристора npnp. Контрольный электрод есть или отсутствует. В последнем случае мы получаем динистор. Он работает по напряжению, приложенному между катодом и анодом: при определенном пороговом значении открывается, начинается спад, обрывается ход электронов. Что касается тиристоров с электродами, то управление осуществляется либо по двум средним pn переходам — ​​со стороны коллектора или эмиттера. Принципиальное отличие продукции от транзистора в режиме неизменяемости после исчезновения управляющего импульса.Тиристор остается открытым до тех пор, пока ток не упадет ниже фиксированного уровня. Обычно называется удерживающим током. Позволяет строить экономичные схемы. Объясняет популярность тиристоров.
  2. Симисторы имеют разное количество pn переходов, становясь как минимум на один. Способен пропускать ток в обоих направлениях.

Начало проверки тиристора мультиметром

Сначала поработаем расположение электродов, чтобы определить:

  • катод;
  • анод;
  • электрод контрольный (основание).

Для открытия тиристорного ключа на катоде прибора поставлен минус (черный щуп мультиметра), плюс к аноду прикреплен якорь (красный щуп мультиметра). Тестер установлен в режим омметра. Низкое сопротивление открытого тиристора. Прекратите устанавливать предел 2000 Ом. Пришло время напомнить: тиристор можно управлять (открывать) положительными или отрицательными импульсами. В первом случае тонкой штыревой перемычкой замыкаем анод на основание, во втором — катод.Кое-где тиристор должен открыться, в результате сопротивление будет меньше бесконечности.

Процесс тестирования сводится к пониманию того, как тиристор управляется напряжением. Отрицательный или положительный. Попробуйте и так, и так (если нет маркировки). Одна попытка сработает ровно, если тиристор исправен.

Далее процесс отличается от проверки транзистора. Когда управляющий сигнал исчезнет, ​​тиристор останется открытым, если ток превысит порог удержания.Ключ может закрываться. Если ток не достигает порога удержания.

  1. Регистрируемые технические характеристики тока удержания тиристора. Потрудитесь загрузить полную документацию из Интернета, будьте в курсе вещей.
  2. Многое определяет мультиметр. Какое напряжение подается на щупы (обычно 5 вольт), какую мощность выдает. Проверить можно, подключив большой конденсатор. Нужно правильно подключить щупы к выходам прибора в режиме измерения сопротивления, дождаться, пока цифры на дисплее вырастут от нуля до бесконечности.Процесс зарядки конденсатора завершен. Теперь переходим в режим измерения постоянного напряжения, видим значение разности потенциалов на ножках конденсатора (мультиметр выдает в режиме измерения сопротивления). По вольт-амперной характеристике тиристора легко определить, достаточно ли значений для создания тока удержания.

Динисторы проще назвать. Попробуйте открыть ключ. Это зависит от того, хватит ли мощности мультиметра для преодоления преграды.Для гарантированной проверки тиристора лучше собрать отдельную схему. Как показано на картинке. Схема образована следующими элементами:

Почему выбирают питание +5 вольт. Напряжение легко найти на телефонном переходнике (зарядном устройстве). Присмотритесь: есть надпись типа 5V– / 420 mA. Выведите значения напряжения, тока (сразу посмотрите, хватит ли тиристора на удержание). Каждый знаток знает: +5 вольт для подключения к шине USB. Теперь практически любой гаджет, компьютер снабжен портом (в другом формате).Избегайте проблем с питанием. На всякий случай рассмотрим момент поподробнее.

Проверка тиристоров на разъеме мультиметра на транзисторы

Многие задаются вопросом, можно ли прозвонить тиристор мультиметром через штатное гнездо транзисторов лицевой панели, обозначенное pnp / npn. Ответ положительный. Вам просто нужно подать правильное напряжение. Коэффициент усиления, отображаемый на дисплее, скорее всего, будет неправильным. Поэтому ориентируйтесь на цифры, избегайте. Посмотрим, как что-то делается.Если тиристор открывается с положительным потенциалом, необходимо подключить его к выводу B (основание) полу-npn. Анод наклеен на штифт С (коллектор), катод — на Е (эмиттер). Мощный тиристор мультиметром проверить вряд ли получится, для микроэлектроники техника подойдет.

Где взять тестер питания

Положение электродов мультиметра

Телефонный адаптер дает ток 100 — 500 мА. Часто этого бывает недостаточно (при необходимости проверить тиристор КУ202Н мультиметром ток разблокировки 100 мА).Где взять еще? Посмотрим на шину USB: третья версия будет выдавать 5 А. Чрезвычайно большой ток для микроэлектроники, ставит под сомнение силовые характеристики интерфейса. Распиновку смотрим в сети. Вот изображение, показывающее расположение типичных портов USB. Показаны два типа интерфейсов:

  1. Первый USB тип A характерен для компьютеров. Самый распространенный. Найдите на переходниках (зарядных устройствах) портативных плееров, iPad. Может использоваться как тиристор цепи тестирования источника питания.
  2. Второй тип B более терминальный. Подключены периферийные устройства, такие как принтеры, другая оргтехника. Найти как источник питания сложно, игнорируя факт недоступности, авторы проверили макет.

Если перерезать USB-кабель — наверняка многие кинутся убивать старую технику, оторвут хвосты мышам — внутри + 5-вольтовый шнур питания традиционно красный, оранжевый. Информация поможет правильно прозвонить цепь, получить необходимое напряжение.Присутствует на выключенном системном блоке (подключен к розетке). Вот почему свет мыши продолжает гореть. На время теста компу будет достаточно для перехода в режим гибернации. Кстати, напрямую не доступен в Windows 10 (залезть по настройкам вы найдете в управлении питанием).

Отображение порта USB

Заручившись помощью схемы, проверьте тиристор, не испаряясь. Рабочая точка устанавливается относительно земли порта, поэтому внешние устройства будут играть небольшую роль.Традиционно заземление персонального компьютера привязано к корпусу, куда идет провод входного фильтра гармоник. Цепь +5 вольт, заземление отвязано от шины. Достаточно отключить тестируемую схему от источника питания. Для проверки тиристора нужно будет припаять антенны на каждом выходе. Для подачи питания контрольный сигнал.

Многие ползают по стулу, не понимая одного: тут мы рассказываем, как прозвонить тиристор мультиметром, а тут светодиод плюс все навороты? На место светодиода можно — еще лучше — включить щупы тестера, зарегистрировать ток.Можно использовать небольшое напряжение питания, но в то же время это всегда безопаснее. Что касается персонального компьютера, то он дает широкие возможности для тестирования любых элементов, в том числе тиристоров. Блок питания обеспечивает набор напряжений:

  1. +5 В идет на кулеры, многие другие системы. Собственно стандартное напряжение питания. Провода напряжения красные.
  2. Для питания многих потребителей используется напряжение +12 Вольт. Желтый провод (не путать с оранжевым).
  3. — осталось 12 вольт для совместимости с RS.Старый добрый COM-порт, через который программируются адаптеры сегодня в промышленных системах. Некоторые источники бесперебойного питания. Провод обычно синий.
  4. Оранжевый провод обычно имеет напряжение +3,3 В.

Видите, разброс большой, главное актуальный. Электропитание компьютеров варьируется в районе 1 кВт. Открой любой тиристор! Пора заканчивать. Надеюсь, читатели теперь знают, как тиристор настраивается вместе с мультиметром. Иногда приходится повозиться. Вышеупомянутый тиристор КУ202Н имеет структуру pnpn, без блокировки.После исчезновения управляющего напряжения ключ не замыкается. Для выключения светодиода необходимо отключить питание. Разблокировка положительным напряжением. Подходит по выкройке. Единственный ток удержания составляет 300 мА. Случай, когда не всякое зарядное устройство для телефона подходит для эксперимента.

Среди домашних мастеров и умельцев периодически возникает необходимость определения исправности тиристора или симистора, которые широко используются в бытовых приборах для изменения частоты вращения ротора электродвигателей, в регуляторах мощности, осветительной арматуре и в других устройствах.

Как устроены диод и тиристор

Прежде чем описывать способы проверки, напомним о тиристорном устройстве, которое недаром называют управляемым диодом. Это означает, что оба полупроводниковых элемента имеют практически одно и то же устройство и работают совершенно одинаково, за исключением того, что у тиристора есть ограничение — управление через дополнительный электрод посредством передачи через него электрического тока.

Тиристор и диод пропускают ток в одном направлении, что во многих конструкциях советских диодов обозначается направлением угла треугольника на мнемоническом символе, расположенном непосредственно на корпусе.В современных диодах в керамическом корпусе для маркировки катода обычно наносят кольцевую полоску рядом с катодом.

Проверьте работоспособность и тиристор, пропустив через них ток нагрузки. Для этой цели разрешается использовать лампы накаливания от старых карманных фонариков, нить которых светится от силы тока около 100 мА и менее. При прохождении тока через полупроводник лампа будет гореть, а при его отсутствии — нет.

Подробнее о работе диодов и тиристоров читайте здесь:

Как проверить исправность диода

Обычно для оценки исправности диода используют омметр или другие приборы, которые имеют функцию измерения активного сопротивления.Подавая напряжение на электроды диода в прямом и обратном направлении, они определяют значение сопротивления. С разомкнутым pn. При переходе омметр покажет нулевое значение, а в замкнутом — бесконечное значение.

Если омметр отсутствует, то исправность диода можно проверить при помощи батарейки и лампочки.

Перед тем, как проверять диод таким способом, необходимо учесть его мощность. В противном случае ток нагрузки может разрушить внутреннюю структуру кристалла.Для оценки маломощных полупроводников рекомендуется вместо лампочки использовать светодиод и снизить ток нагрузки до 10-15 мА.

Как проверить исправность тиристора

Оценить работоспособность тиристора можно несколькими методами. Рассмотрим три самых распространенных и доступных в домашних условиях.

Аккумулятор и метод освещения

При использовании этого метода следует также оценить токовую нагрузку 100 мА, создаваемую лампочкой на внутренних цепях полупроводника, и применить ее на короткое время, особенно для цепей управляющих электродов.

На рисунке не показана проверка отсутствия короткого замыкания между электродами. Такой неисправности практически не возникает, но для полной уверенности в ее отсутствии следует попытаться пропустить ток через каждую пару всех трех электродов тиристора в прямом и обратном направлении. Это займет всего несколько секунд.

При сборке схемы по первому варианту полупроводниковый переход устройства не пропускает ток, и свет не горит.В этом его главное отличие в работе от обычного диода.

Для открытия тиристора достаточно приложить к управляющему электроду положительный потенциал источника. Этот вариант показан на второй диаграмме. Неповрежденное устройство разомкнет внутреннюю цепь, и ток потечет через нее. Это укажет на свечение лампочек накаливания.

На третьей диаграмме показано отключение питания от управляющего электрода и прохождение тока через анод и катод.Это связано с удерживанием избыточного тока внутреннего перехода.

Эффект удержания используется в схемах управления мощностью, когда для размыкания тиристора, регулирующего величину переменного тока, подается короткий импульс тока от фазовращателя к управляющему электроду.

Зажигание лампочки в первом случае или отсутствие ее свечения во втором говорят о выходе из строя тиристора. Но потеря свечения при снятии напряжения с контакта управляющего электрода может быть вызвана тем, что величина тока, протекающего по цепи анод-катод, меньше предельного значения удержания.

Разрыв цепи через анод или катод вызывает закрытие тиристора.

Методика испытаний на самодельном приборе

Для снижения риска повреждения внутренних цепей полупроводниковых переходов при проверке тиристоров малой мощности можно подбирать значения токов в каждой цепи. Для этого достаточно собрать простую электрическую схему.

На рисунке показано устройство, рассчитанное на работу от 9-12 вольт. При использовании других напряжений питания следует произвести пересчет значений сопротивления R1-R3.

Рис. 3. Схема устройства для проверки тиристоров

Через светодиод HL1 достаточно тока около 10 мА. При частом использовании устройства для подключения электродов тиристора ВС желательно делать контактные розетки. Кнопка SA позволяет быстро переключать цепь управляющего электрода.

Свечение светодиода перед нажатием кнопки SA или отсутствие его свечения — явный признак повреждения тиристора.

Метод с помощью тестера, мультиметра или омметра

Наличие омметра упрощает процесс проверки тиристора и напоминает предыдущую схему.В нем источником тока является аккумулятор устройства, а вместо свечения светодиода используется отклонение стрелки аналоговых моделей или цифровые показания на табло цифровых устройств. При указании большого сопротивления тиристор закрыт, а при малых значениях — открыт.

Здесь те же три этапа тестирования оцениваются с выключенной кнопкой SA, кратковременным нажатием и затем снова отключенной. В третьем случае тиристор, вероятно, изменит свое поведение из-за небольшой величины испытательного тока: его недостаточно для удержания.

Низкое сопротивление в первом случае и высокое во втором говорят о нарушениях полупроводникового перехода.

Метод омметра позволяет проверить исправность полупроводниковых переходов без пайки тиристора от большинства печатных плат.

Конструкцию симистора можно представить как состоящую из двух тиристоров, включенных противоположно друг другу. Его анод и катод не имеют строгой полярности, как у тиристора. Они работают с переменным электрическим током.

Качество состояния симистора можно оценить с помощью описанных выше методов тестирования.

Симистор — один из радиоэлементов «семейства» тиристоров. Два других: динистор — это двухэлектродное устройство, тринистор — трехэлектродное устройство. Фактически, симистор также является трехэлектродным устройством, но если в триисторе есть три pn перехода, то в симисторе их четыре. Поперечное сечение структуры кристалла тринистора показано на рис.1 слева и симистор справа.

Благодаря такой структуре симистора, в отличие от триристора, можно управлять проводимостью в обоих направлениях с помощью одного управляющего электрода. В результате симистор чаще всего используется как ключ в цепях переменного тока.

Конструктивно симистор выполнен в том же корпусе, что и тринистор (рис. 2). Аналогично тринистору, одна крайняя область с проводимостью n-типа подключается к корпусу и служит выводом 2.Другая крайняя область (n-тип) подключена к выводу 1. Средняя область (p-тип) подключена к выходу управляющего электрода.

При работе в каком-либо устройстве для размыкания симистора управляющий импульс подается на управляющий электрод относительно контакта 1, и полярность импульса зависит от полярности коммутируемого напряжения, приложенного между контактами 1 и 2. Если напряжение на выводе 2 положительное, симистор открывается импульсом напряжения любой полярности. При отрицательном напряжении на этом выводе управляющий импульс должен иметь отрицательную полярность.Выключение (замыкание) симистора осуществляется, как и в случае с тристором, снятием напряжения с вывода 2.

Разобравшись с устройством и работой симистора, теперь легко научиться проверять это с помощью простой приставки (рис. 3).

Переключатели SA1 и SA2 изменяют полярность управляющего и коммутируемого напряжения соответственно. Кнопка SB1 служит для подачи управляющих импульсов, а SB2 — для отключения симистора. Индикатор симистора — лампа накаливания HL1, рассчитанная на напряжение, которое приложено к выводу 2 симистора.Кормить приставку необходимо из двух отдельных источников.

Для крепления навесных деталей можно использовать любой подходящий корпус из изоляционного материала, например пластиковую мыльницу (рис. 4).

При указанном на схеме положении подвижных контактов переключателей и нажатии кнопки SB1 симистор размыкается, световой индикатор загорается. Затем нажимаем кнопку SB2, симистор замыкается, лампа гаснет. Далее подвижные контакты переключателя SA1 переводят в противоположное положение и снова нажимают кнопку SB1.Если симистор исправен, лампа будет мигать.

С помощью домашнего тестера (мультиметра) можно проверить самые разные радиоэлементы. Для домашнего мастера, увлекающегося электроникой, это настоящая находка. Например, проверка тиристора мультиметром может избавить вас от необходимости искать новую деталь при ремонте электрооборудования.

Это полупроводниковый прибор, выполненный по классической монокристаллической технологии. На кристалле их три или больше. pn переход с диаметрально противоположными установившимися состояниями.Основное применение тиристоров — электронный ключ. Эти радиоэлементы можно эффективно использовать вместо механических реле.

Включение регулируемое, относительно плавное и без дребезга контактов. Нагрузка в основном направлении открытия p — n переходов контролируется в режиме управления, можно контролировать скорость увеличения рабочего тока.

Кроме того, тиристоры, в отличие от реле, отлично интегрируются в электрические схемы любой сложности. Отсутствие искрящихся контактов позволяет использовать их в системах, где шум переключения недопустим.

Деталь компактная, доступна в различных форм-факторах, в том числе для установки на радиаторы охлаждения.

Тиристоры управляются внешним воздействием:

  • Подача электрического тока на управляющий электрод;
  • Луч света, если используется фототиристор.

В этом случае, в отличие от того же реле, нет необходимости постоянно посылать управляющий сигнал. Рабочий p-n переход будет открыт даже после окончания подачи управляющего тока.Тиристор закрывается, когда рабочий ток, протекающий через него, падает ниже порога удержания.

Тиристоры доступны в различных модификациях, в зависимости от способа управления и дополнительных функций.

  • Диод прямой проводимости;
  • Диод обратной проводимости;
  • Диод симметричный;
  • Триод прямой проводимости;
  • Триод обратной проводимости;
  • Асимметричный триод.

Существует разновидность триодного тиристора с двунаправленной проводимостью.

Что такое симистор и чем он отличается от классических тиристоров?

Симистор (или «симистор») — особая разновидность триодного симметричного тиристора. Основное преимущество — возможность проводить ток на рабочих pn переходах в обоих направлениях. Это позволяет использовать радиоэлемент в системах с переменным напряжением.

Принцип работы и конструкция такие же, как у других тиристоров. При подаче тока менеджера pn соединение разблокируется и остается открытым до тех пор, пока рабочий ток не уменьшится.
Популярное применение симисторов — стабилизаторов напряжения в системах освещения и бытовых электроинструментах.

Работа этих радиодеталей напоминает принцип транзисторов, но детали не взаимозаменяемы.

Разобравшись, что такое тиристор и симистор, научимся проверять эти детали на работоспособность.

Как вызвать тиристор мультиметром?

Сразу оговорюсь — исправность тиристора можно проверить без тестера.Например, с помощью лампочки от фонарика и пальчикового аккумулятора. Для этого последовательно включите источник питания, соответствующий напряжению лампочки, рабочих выводов тиристора и лампочки.

Важно! Не забывайте, что обычный тиристор проводит ток только в одном направлении. Поэтому соблюдайте полярность.

При подаче управляющего тока (достаточно батареек АА) — светится. Итак, схема управления в порядке.Затем отключите аккумулятор, не отключая источник рабочего тока. Если pn-переход в порядке и установлен определенный ток удержания, свет останется включенным.

Если у вас нет подходящей лампы и батарейки, следует знать, как проверить тиристор мультиметром.

    1. Переключатель тестера установлен в режим тонового набора. При этом на проволочных щупах появится достаточное напряжение для проверки тиристора. Рабочий ток не открывает pn переход, поэтому сопротивление на выводах будет высоким, ток не течет.На дисплее мультиметра отображается «1». Мы убедились, что рабочий п-н переход не нарушен;
    2. Проверить открытие перехода. Для этого соедините управляющий выход с анодом. Тестер дает ток, достаточный для размыкания спая, и сопротивление резко падает. На дисплее появятся цифры, отличные от единицы. Тиристор «открытый». Таким образом, мы проверили работоспособность элемента управления;
  1. Размыкаем управляющий контакт.При этом сопротивление должно снова стремиться к бесконечности, то есть на табло мы видим «1».

Почему тиристор не оставался открытым?

Дело в том, что мультиметр не выдает тока, достаточного для срабатывания тиристора по «току удержания». Этот пункт мы не можем проверить. Однако оставшиеся контрольные точки говорят о хорошем состоянии полупроводникового прибора. Если поменять полярность — тест не пройдет. Таким образом, убеждаемся, что обратного пробоя нет.

Вы можете проверить чувствительность тиристора. В этом случае переводим переключатель тестера в режим омметра. Измерения производятся по ранее описанной методике. Только мы каждый раз меняем чувствительность прибора. Начнем с предела измерения вольтметра «х1».

Чувствительные тиристоры сохраняют разомкнутое состояние при отключении управляющего тока, что фиксируем на приборе. Увеличьте предел измерения до «x10». В этом случае ток на измерительных выводах тестера уменьшается.

Если при отключении управляющего тока переход не замыкается, мы продолжаем увеличивать предел измерения до тех пор, пока тиристор не сработает по току удержания.

Важно! Чем меньше ток удержания, тем чувствительнее тиристор.

При проверке деталей из одной партии (или с одинаковыми характеристиками) выбирайте более чувствительные элементы. Такие тиристоры имеют более гибкие возможности управления, соответственно, более широкую область применения.

Освоив принцип проверки тиристора — несложно догадаться, как проверить симистор мультиметром.

Важно! При наборе необходимо учитывать, что этот полупроводниковый ключ имеет симметричную двустороннюю проводимость.

Проверка симистора мультиметром

Схема подключения для поверки аналогична. Можно использовать лампу накаливания или мультиметр с широким диапазоном измерений в режиме омметра. После прохождения тестов с одной полярностью переключаем щупы тестера на обратную полярность.

Рабочий симистор должен показать очень похожие результаты тестирования.Необходимо проверить открытие и удержание p — n перехода в обоих направлениях по всей шкале измерительного диапазона мультиметра.

Если радиокомпонент, который необходимо проверить, находится на печатной плате — отпаивать его для проверки не нужно. Достаточно отпустить управляющий выход. Важный! Не забудьте обесточить проверяемый электроприбор.

В заключение посмотрите видео: Как проверить тиристор мультиметром.

Для коммутации электрических сетей переменного тока используются различные элементы. Чаще всего используются мощные симисторы, которые необходимы для конструкции трансформаторов и зарядных устройств.

Симисторы — это разновидность тиристоров, аналогичных кремниевым выпрямителям в корпусе. Но в отличие от тиристоров, которые являются однонаправленными устройствами, т.е. они пропускают ток только в одном направлении, а симисторы — двусторонние. С их помощью можно передавать ток в обоих направлениях. Они имеют пять тиристорных слоев, которые снабжены электродами.На первый взгляд отечественные симисторы напоминают pn структуру, но имеют несколько участков с проводимостью n-типа. Последняя область, расположенная после этого слоя, имеет прямое соединение с электродом, что обеспечивает высокую проводимость сигнала. Иногда их также сравнивают с выпрямителями, но стоит помнить, что диоды передают электрический сигнал только в одном направлении.

Фото — использовать тиристор

Симистор

считается идеальным устройством для использования в коммутационных сетях, поскольку он может контролировать ток через обе половины переменного цикла.Тиристор управляет только половиной цикла, а вторая половина сигнала не используется. Благодаря такой особенности работы симистор отлично передает сигналы от любых электрических устройств; вместо реле часто используется симистор. Но пока этот симистор редко используется в сложных электрических устройствах, таких как трансформаторы, компьютеры и т. Д.

Фото — симистор

Видео: как работает симистор

Принцип действия

Принцип работы симистора очень похож на тиристорный, но его легче понять, исходя из работы тринисторного аналога этого компонента электрических сетей.Обратите внимание, что четвертый полупроводниковый компонент разделен, что позволяет выполнять следующие функции:

  1. Монитор катода и анода;
  2. При необходимости меняют их местами, что позволяет менять полярность работы.

В этом случае работу устройства можно рассматривать как комбинацию двух противоположно направленных тиристоров, но работающих по полному циклу, т.е. не обрывающих сигналы. Обозначение на схеме, соответствующее двум подключенным тиристорам:

Фото — тринистор аналог симистора

Согласно чертежу на электрод, которым является контроллер, передается сигнал, позволяющий размыкать контакт детали.В тот момент, когда положительное напряжение на аноде, соответственно, на катоде станет отрицательным, электрический ток начнет протекать через тринистор, который находится на схеме слева. Исходя из этого, если полярность полностью изменена, что меняет местами заряды катода и анода, ток, передаваемый через контакты, будет проходить через правый тринистор.

Здесь последний слой на симисторе отвечает за полярность напряжения. Он контролирует напряжение на контактах и, сравнивая его, направляет ток на определенный триристор.Прямо пропорционально этому, если сигнал не подан, то все тринисторы замкнуты и устройство не работает, то есть не передает никаких импульсов.

Если есть сигнал, есть подключение к сети и ток должен куда-то течь, то симистор в любом случае проводится полярностью направления, в данном случае продиктованным зарядом и полярностью полюсов, катод и анод.

Обратите внимание: на приведенной выше диаграмме показана вольт-амперная характеристика (ВАХ) симистора на Рисунке 3.Каждая из кривых имеет параллельное направление, но в другом направлении. Они повторяют друг друга под углом 180 градусов. Такой график говорит о том, что симистор является аналогом динистора, но при этом участки, через которые динисторы не передают сигнал, очень легко преодолеваются. Параметры устройства можно регулировать, подавая ток разного напряжения, это позволит разблокировать контакты в нужном направлении, просто изменив полярность сигнала. На чертеже места, которые могут отличаться, отмечены пунктирными линиями.

Фото — симисторы

Благодаря этому ВАХ становится понятно, почему стабилизированный тиристор получил такое название. Симистор — означает «симметричный» тиристор, в некоторых учебниках и магазинах его можно назвать симистором (зарубежный вариант).

Сфера использования

Двунаправленность делает симисторы очень удобными переключателями для цепей переменного тока, позволяя им управлять большими токами электрической энергии, проходящей через небольшие контактные полюса. Кроме того, вы даже можете контролировать процентное соотношение индуктивного тока нагрузки.

Фото — работа симистора

Устройства используются в радиотехнике, электротехнике, механике и других отраслях, где может потребоваться контроль тока. Оптосимисторы часто используются в системах охранной сигнализации и диммерах, где для корректной работы устройств требуется полный цикл, а не полпериода. Хотя довольно часто использование этой радиокомпоненты оказывается неэффективным. Например, для работы небольшого микроконтроллера или трансформатора иногда лучше подключить тиристоры малой мощности, которые будут одинаково обеспечивать работу обоих периодов.

Проверка, распиновка и использование симисторов

Для того, чтобы использовать прибор в работе, нужно уметь проверять симистор мультиметром или «прозвонить» его. Для проверки необходимо оценить характеристики контролируемых кремниевых диодов. Такие выпрямители позволяют скорректировать нужные показания и проверить. Отрицательный контакт омметра подключается к катоду, а положительный — к аноду. После нужно одеть индикатор омметра на единицу, а электрод сравнения соединить с выходом анода.Если данные будут в пределах от 15 до 50 Ом, то деталь работает нормально.

Фото — управление световыми симисторами

Но при этом при отключении контактов от анода омметр должен оставаться на приборе. Убедитесь, что простой измерительный прибор не показывает остаточного сопротивления, иначе он укажет, что деталь не работает.

В повседневной жизни симисторы часто используются для создания приборов, продлевающих срок службы различных устройств.Например, для ламп накаливания или счетчиков можно сделать регулятор мощности (нужен тиристор MAC97A8 или ТК).

Фото — схема регулятора мощности на симисторе

На схеме показано, как собрать регулятор мощности. Обратите внимание на элементы DD1.1.DD1.3, где указан генератор, за счет этой части вырабатывается около 5 импульсов, которые представляют собой полупериоды одиночного сигнала. Импульсы управляются резисторами, а выпрямительный диодный транзистор контролирует момент включения симистора.

Фото — Измерение симистора

Этот транзистор открыт, исходя из этого, сигнал подходит для входа генератора, при этом симисторы и остальные транзисторы закрыты. Но если в момент размыкания контактов состояние генератора не меняется, то кумулятивными элементами будет генерироваться небольшой импульс для запуска цоколя. Такую схему диммера на симисторе можно использовать для управления работой осветительных приборов, стиральной машины, оборотов пылесоса или ламп накаливания с датчиком движения.Используйте тестер, чтобы проверить работоспособность схемы и можете ли ее использовать.

Фото — работа симистора

Для улучшения системы можно организовать управление симистором через оптрон, чтобы элемент можно было запускать только после сигнала. Учтите, что при пролистывании барабана движения происходят очень резко, значит неисправен электронный модуль. Чаще всего горит симистор, импортные проводники часто не выдерживают скачков напряжения.Чтобы заменить его, просто выберите ту же деталь.

Фото — тиристорное зарядное устройство

Аналогично по схеме можно собрать зарядное устройство на симисторе, в зависимости от требований нужно просто купить маломощные или силовые части КУ208Г, КР1182ПМ1, Z0607, BT136, BT139 (BTB — VTB, BTA — BTA будет тоже работают). В условиях отечественного импорта используются симисторы зарубежного производства, цены на которые несколько выше.

Тиристоры для чайников / Sudo Null IT News

Добрый вечер, Хабр.Поговорим о таком устройстве, как тиристор. Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или более взаимодействующих выпрямляющих перехода. По функциональности их можно отнести к электронным ключам. Но у тиристора есть одна особенность, он не может перейти в замкнутое состояние, в отличие от обычного ключа. Поэтому его обычно можно найти под именем — не полностью управляемый ключ.

На рисунке показан тиристор в обычном виде. Он состоит из четырех переменных типов электропроводности полупроводниковых областей и имеет три выхода: анод, катод и управляющий электрод.
Анод контактирует с внешним p-слоем, катод — с внешним n-слоем.
Здесь вы можете обновить память перехода pn.

Классификация

В зависимости от количества выводов можно вывести классификацию тиристоров. На самом деле все очень просто: тиристор с двумя выводами называется динистором (соответственно, у него только анод и катод). Тиристор с тремя и четырьмя выводами называется триодом или тетродом. Также существуют тиристоры с большим количеством чередующихся полупроводниковых областей.Один из самых интересных — симметричный тиристор (симистор), который включается при любой полярности напряжения.

Принцип действия

Обычно тиристор представлен в виде двух соединенных между собой транзисторов, каждый из которых работает в активном режиме.

В связи с этим рисунком крайние области можно назвать эмиттерными, а центральный переход — коллекторным.
Чтобы понять, как работает тиристор, взгляните на вольт-амперную характеристику.

На анод тиристора было приложено небольшое положительное напряжение. Эмиттерные переходы включены в прямом направлении, а коллекторные переходы — в обратном. (на самом деле все напряжение будет на нем). Участок от нуля до единицы на вольт-амперной характеристике будет примерно аналогичен обратной ветви диодной характеристики. Этот режим можно назвать режимом закрытого состояния тиристора.
По мере увеличения анодного напряжения основные носители вводятся в базовую область, тем самым накапливая электроны и дырки, что эквивалентно разности потенциалов на коллекторном переходе.С увеличением тока через тиристор напряжение на коллекторном переходе начнет уменьшаться. И когда оно уменьшится до определенного значения, наш тиристор перейдет в состояние отрицательного дифференциального сопротивления (график 1-2).
После этого все три перехода будут смещены в прямом направлении, тем самым переведя тиристор в открытое состояние (график 2-3).
Тиристор будет оставаться в открытом состоянии до тех пор, пока коллекторный переход не будет смещен в прямом направлении.Если ток тиристора уменьшить, то количество неравновесных носителей в базовых областях уменьшится в результате рекомбинации, а коллекторный переход будет смещен в обратном направлении, и тиристор перейдет в закрытое состояние.
При повторном включении тиристора вольт-амперная характеристика будет аналогична характеристике двух последовательно включенных диодов. Обратное напряжение в этом случае будет ограничено напряжением пробоя.

Общие параметры тиристоров

1. Виток на напряжении — это минимальное анодное напряжение, при котором тиристор переходит во включенное состояние.
2. Прямое напряжение — это прямое падение напряжения при максимальном токе анода.
3. Обратное напряжение — максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии.
4. Максимально допустимый прямой ток — это максимальный открытый ток.
5. Обратный ток — ток при максимальном обратном напряжении.
6. Максимальный управляющий ток электрода
7. Время задержки включения / выключения
8. Максимально допустимая рассеиваемая мощность

Вывод

Таким образом, в тиристоре имеется положительная обратная связь по току — увеличение тока через один эмиттерный переход приводит к увеличению тока через другой эмиттерный переход.
Тиристор не является полностью управляющим ключом. То есть, перейдя в открытое состояние, он остается в нем, даже если он прекращает подавать сигнал на управляющий переход, если ток подается выше определенного значения, т.е.е., ток удержания.

Источники:
en.wikipedia.org
electricschool.info

Сделай сам симисторный вариант. Сделай сам

При наличии газоснабжения в доме готовить на газовой плите удобнее, а отопление газовым котлом обычно дешевле, чем электрический вариант. Но при отсутствии газа оптимизация энергопотребления становится очень важной задачей. Для ее решения нужно потреблять ровно столько электроэнергии, сколько необходимо. А для этого потребуется оптимальное управление бытовой техникой и освещением.Многие электроплиты, электронагреватели, вентиляторы и т. Д. Оснащены встроенными регуляторами.

Но технические возможности системы управления электрооборудованием стоят больших денег. И по этой причине чаще всего покупают недорогие электроприборы с простейшими регуляторами. Далее мы расскажем читателям об устройствах, использование которых не только сэкономит электроэнергию, но и сделает более удобными многие электроприборы. Эти устройства представляют собой регуляторы мощности. Их назначение — регулировка среднего значения напряжения на нагрузке.

Самый простой способ купить диммер

Уменьшают его стоимость, а соответственно и энергопотребление. По законам Джоуля-Ленца и Ома для электрической цепи. Эффективное регулирование мощности нагрузки обеспечивается специальными техническими решениями. И любая схема регулятора мощности содержит полупроводниковый переключатель. Те, кто хочет быстро получить гибкость в управлении своими электроприборами, могут легко купить простой регулятор мощности. Это диммер. В торговых сетях продаются самые разные модели этого устройства.

Такой регулятор на даче очень удобен. Он станет прекрасным дополнением к небольшому котлу или одно-, двухконфорочной электроплите. Теперь при варке не будет подгорания и слишком сильного кипения. Покупая регулятор мощности, обязательно убедитесь, что он соответствует решаемым вами задачам. Он должен быть мощнее управляемого электрооборудования. Большинство моделей диммеров предназначены для обслуживания квартирного освещения. По этой причине в основном регулируют мощность до 300 Вт.

В магазине нет — сделай сам

Чтобы приобрести более мощную модель, придется поискать ее в торговых сетях. Альтернативное решение — просмотреть схемы регулятора мощности, сделав своими руками выбранную модель. Чтобы помочь нашим читателям выбрать оптимальную схему, мы более подробно опишем основные особенности этих устройств. Контроллер полупроводникового ключа может быть настроен на биполярный транзистор

  • ;
  • транзистор полевой;
  • тиристор;
  • тиристор симметричный (симистор, симистор).

Регулятор мощности, схема которого содержит любой из перечисленных полупроводниковых переключателей, всегда находится в одном из двух состояний. Он либо максимально ограничивает ток (отключает нагрузку), либо почти не обеспечивает сопротивления (подключает нагрузку). При срабатывании триггера переходное сопротивление полупроводниковых устройств быстро изменяется по величине. Каждому из его значений соответствует определенная электрическая мощность. Он выделяется в виде тепла и называется динамическими потерями. Чем быстрее устройство реагирует (отключает или подключает нагрузку), тем меньше динамические потери.

Самые быстрые ключи — транзисторы. Но они включаются и выключаются при любом ненулевом значении напряжения. Если эти процессы происходят вблизи его амплитудного значения, динамические потери будут максимально большими. Обычный тиристорный переключатель отличается тем, что он отключается без управляющего сигнала, когда ток нагрузки проходит через ноль. Хотя его включение происходит при той же амплитуде переменного напряжения, что и на транзисторах.

Выберите симистор

По этой причине тиристорная схема, и особенно симисторный регулятор мощности, проще, экономичнее и надежнее.Особенно если быстро включается. Кроме регулятора мощности на симисторе больше нет полупроводниковых приборов, через которые протекает ток нагрузки. А для регуляторов с другими ключами в таких устройствах обязательно будут выпрямительные диоды, в том числе встроенные. Поэтому рекомендуем остановиться на симисторах — схемы с ними есть во многих каталогах, популярных журналах и, соответственно, в Интернете. Их легко найти и выбрать что угодно приемлемое.

Первый регулятор мощности на симисторе КУ208Г применяется уже много лет, начиная с 80-х годов прошлого века.

Современные симисторы в регуляторах

Устаревшая конструкция КУ208Г не всегда удобна для размещения в корпусе регулятора. Новый BT136 600E, имеющий примерно те же параметры включения и выключения, позволит собрать более компактный симисторный контроллер питания. Эта модель, благодаря своей компактности, предлагает значительно больше вариантов дизайна, из которых вы можете выбирать.

Если самостоятельно изготовлен регулятор мощности, схема которого взята от любого источника, обязательно сравните максимальные токи используемого ключа и нагрузки.Для этих целей номинальную мощность нагрузки разделите на 220. Для надежной работы регулятора мощности на симисторе и не только полученное значение тока должно быть 0,7 от номинала ключа, используемого в схеме. Поэтому для многих бытовых электроприборов КУ208Г будет слабоват. Но его можно заменить на более мощный, например, БТА 12.

Этот ключ с его 12 ампер сможет надежно регулировать нагрузку до 1848 Вт с кратковременным увеличением до 2000 Вт.Собранный регулятор мощности на симисторе этой модели, например, можно использовать для управления электрочайником. Один из таких вариантов показан ниже.

При выборе схемы регулятора мощности

  • Щеточный двигатель постоянного тока
  • универсальные (также коллекторные) двигатели,
  • подходят для управления электродвигателем в любом электрооборудовании,

рекомендуем обратить внимание на управление безопасностью. Это обеспечивается гальванической развязкой в ​​цепи регулятора.Ключ надежно отвязан от элемента управления, к которому прикасается пользователь. Для этого используются схемотехнические решения с трансформаторами, а также оптико-электронные устройства. Примеры таких схем приведены ниже. В этих схемах управляющий элемент является частью контроллера.

Эффективный, надежный и безопасный регулятор мощности добавит новые потребительские свойства многим вашим электроприборам. Вам остается правильно выбрать устройство при покупке или самостоятельно изготовить без ошибок по выбранной схеме.

Этот простой регулятор мощности может быть полезен для регулировки освещенности ламп накаливания, регулировки температуры электронагревателей, фенов, тепловых пушек, но не подходит для работы с индуктивной нагрузкой (трансформатор, асинхронный двигатель) или емкостной. Симистор моментально вылетит.

Роль используемых деталей:

T1 — это симистор , в моем случае я использовал импортный BTB (BTB 16 600bw) на 16A,

Что по мощности P = I * U = 16 * 220 = 3520Вт при большом радиаторе симистор не греет выше 50 градусов, хотя возможно подключение (КУ 208) или импортных симисторов так -называются «симисторы» БТА, БТ.

Элемент цепи Т — это уже упомянутый симметричный динистор, то есть «диак» импортного DB 3 (допускается DB 4). Он очень маленький по размеру, что делает установку очень удобной, I

например, в некоторых случаях припаян прямо к управляющему выводу симистора.

Это чудо выглядит так:

Резистор 510 Ом — ограничивает максимальное напряжение на конденсаторе 0,1 мкФ, то есть если регулятор выставлен на 0.Ом, сопротивление цепи все равно будет 510 Ом

Ну и конечно конденсатор 0,1мкФ:

Заряжается через резисторы 510 Ом и переменный резистор 420 кОм, после того, как напряжение на конденсаторе достигает напряжения открытия динистора DB 3, динистор генерирует импульс, открывающий симистор, после чего симистор замыкается при прохождении синусоиды. . Частота открытия-закрытия симистора зависит от напряжения на конденсаторе 0,1 мкФ, которое, в свою очередь, зависит от сопротивления переменного резистора.Таким образом, прерывая ток (с высокой частотой), схема регулирует мощность в нагрузке. Допустим, если подключить электрическую лампочку через диод, мы заставим ее работать «на полном ходу» и продлим срок ее службы, однако мы не сможем отрегулировать яркость, и мы не сможем избежать неприятного мерцания. Этого недостатка нет в схемах симистора, так как частота переключения симистора слишком высока, и человеческий глаз не может увидеть мерцание лампы. При работе с индуктивной нагрузкой, например с электродвигателем, можно услышать чье-то пение, это будет частота, с которой симистор подключает нагрузку в цепь.

Из-за проблем с электричеством люди все чаще покупают регуляторы мощности. Не секрет, что резкие перепады, а также чрезмерно низкое или высокое напряжение отрицательно сказываются на бытовой технике. Во избежание порчи имущества необходимо использовать регулятор напряжения, который защитит электронные устройства от коротких замыканий и различных негативных факторов.

Типы регуляторов

В настоящее время на рынке можно увидеть огромное количество различных регуляторов для всего дома, а также маломощную индивидуальную бытовую технику.Бывают регуляторы напряжения транзисторные, тиристорные, механические (регулировка напряжения осуществляется механическим ползунком с графитовым стержнем на конце). Но наиболее распространен симисторный стабилизатор напряжения. Основа этого устройства — симисторы, которые позволяют резко реагировать на скачки напряжения и сглаживать их.

Симистор — это элемент, содержащий пять p-n переходов. Этот радиоэлемент имеет возможность пропускать ток как в прямом, так и в обратном направлении.

Эти компоненты можно встретить в различных бытовых приборах, от фенов и настольных ламп до паяльников, где требуется плавная регулировка.

Принцип работы симистора довольно прост. Это своего рода электронный ключ, который либо закрывает двери, либо открывает их с заданной частотой. Когда P-N переход симистора открыт, он пропускает небольшую часть полуволны, а потребитель получает только часть номинальной мощности. То есть, чем больше открывается соединение P-N, тем больше мощности получает потребитель.

К достоинствам данного элемента можно отнести:

В связи с указанными выше преимуществами симисторы и регуляторы на их основе используются довольно часто.

Эта схема достаточно проста в сборке и не требует большого количества деталей. С помощью такого регулятора можно регулировать не только температуру паяльника, но и обычных ламп накаливания и светодиодных ламп. К этой схеме можно подключать различные дрели, болгарки, пылесосы, болгарки, которые изначально поставлялись без плавного регулирования скорости.

Вот стабилизатор напряжения 220в своими руками можно собрать из следующих деталей:

  • R1 — резистор 20 кОм, мощность 0.25 Вт.
  • R2 — резистор переменный 400-500 кОм.
  • R3 — 3 кОм, 0,25 Вт.
  • R4-300 Ом, 0,5 Вт.
  • С1 С2 — конденсаторы неполярные 0,05 мкФ.
  • C3 — 0,1 мкФ, 400 дюймов.
  • DB3 — динистор.
  • BT139−600 — симистор нужно выбирать в зависимости от нагрузки, которая будет подключена. Собранный по этой схеме прибор может регулировать ток величиной 18А.
  • К симистору желательно использовать радиатор, так как элемент довольно горячий.

Схема протестирована и достаточно стабильно работает при различных типах нагрузки. .

Есть еще одна схема универсального регулятора мощности.

На вход схемы подается переменное напряжение 220 В, а на выходе уже 220 В постоянного тока. Эта схема уже имеет в своем арсенале больше деталей, соответственно и сложность сборки возрастает. К выходу схемы можно подключить любого потребителя (постоянного тока).В большинстве домов и квартир люди стараются поставить энергосберегающие лампы. Не каждый регулятор справится с плавной настройкой такой лампы, например, тиристорный регулятор использовать нежелательно. Такая схема позволяет органично соединить эти лампы и сделать их своеобразным ночником.

Особенность схемы в том, что при включении ламп на минимум необходимо отключать всю бытовую технику от сети. После этого в счетчике сработает компенсатор, и диск медленно остановится, а лампочка продолжит гореть.Это возможность собрать симисторный регулятор мощности своими руками. Обозначения деталей, необходимых для сборки, можно увидеть на схеме.

Еще одна интересная схема, позволяющая подключать нагрузку до 5А и мощность до 1000Вт.

Контроллер собран на базе симистора BT06-600. Принцип работы этой схемы заключается в открытии симисторного транзистора. Чем больше открыт элемент, тем больше мощности подается на нагрузку. А еще в схеме есть светодиод, который сообщит, работает устройство или нет. Перечень деталей, которые потребуются для сборки устройства:

  • R1 — резистор 3,9 кОм, а R2 — 500 кОм — своего рода делитель напряжения, который служит для зарядки конденсатора С1.
  • конденсатор С1 — 0,22 мкФ.
  • динистор Д1 — 1Н4148.
  • Светодиод D2, служит для индикации работы прибора.
  • динисторы D3 — DB4 U1 — BT06-600.
  • клеммы для подключения нагрузки P1, P2.
  • резистор

  • R3 — 22кОм и мощностью 2 Вт
  • конденсатор С2 — 0.22uF рассчитан на напряжение не менее 400 В.

Симисторы и тиристоры успешно применяются в качестве пускателей. Иногда необходимо запускать очень мощные ТЭНы, контролировать включение мощного сварочного оборудования, где ток достигает 300-400 А. Механическое включение и выключение с помощью контакторов уступает пускателю симистора из-за быстрого износ контакторов, кроме того, при механическом включении возникает дуга, что также губительно для контакторов.Поэтому для этих целей будет целесообразно использовать симисторы. Вот одна из схем.

Все характеристики и перечень деталей приведены на рис. 4. Достоинством данной схемы является полная гальваническая развязка от сети, что обеспечит безопасность в случае повреждения.

Часто приходится проводить сварочные работы в хозяйстве. Если есть готовый инверторный сварочный аппарат, то особых трудностей сварка не представляет, так как в аппарате есть регулировка по току. У большинства людей такой сварки нет, и приходится использовать обычную сварку трансформатором, при которой сила тока регулируется изменением сопротивления, что довольно неудобно.

Те, кто пробовал использовать симистор в качестве регулятора, будут разочарованы. Он не будет регулировать власть. Это связано с фазовым сдвигом, из-за чего за короткий импульс полупроводниковый переключатель не успевает перейти в «открытый» режим.

Но выход из этой ситуации есть. Необходимо подать импульс того же типа на управляющий электрод или подать постоянный сигнал на RE (управляющий электрод), пока он не пройдет через ноль. Схема регулятора следующая:

Конечно, схема достаточно сложна в сборке, но такой вариант решит все проблемы с настройкой.Теперь не нужно будет использовать громоздкое сопротивление, тем более что очень плавная регулировка не подойдет. В случае с симистором возможна довольно плавная регулировка.

При постоянных перепадах напряжения, а также низком или высоком напряжении рекомендуется приобрести симисторный контроллер или, по возможности, изготовить контроллер самостоятельно. Регулятор защитит бытовую технику, а также предотвратит ее повреждение.

Полупроводниковый прибор, имеющий 5 p-n-переходов и способный передавать ток в прямом и обратном направлениях, называется симистором.Из-за невозможности работы на высоких частотах переменного тока, высокой чувствительности к электромагнитным помехам и значительного тепловыделения при коммутации больших нагрузок они в настоящее время не получили широкого распространения в мощных промышленных установках.

Там их успешно заменяют на тиристорные и IGBT транзисторы. Но компактные размеры устройства и его долговечность в сочетании с невысокой стоимостью и простотой схемы управления позволили найти их там, где указанные недостатки не существенны.

Сегодня симисторные цепи можно найти во многих бытовых приборах, от фенов до пылесосов, ручных электроинструментов и электрических нагревательных устройств — там, где требуется плавная регулировка мощности.

Принцип работы

Регулятор мощности на симисторе работает как электронный ключ, периодически открывая и закрываясь с частотой, определяемой схемой управления. При разблокировке симистор передает часть полуволны сетевого напряжения, а значит, потребитель получает только часть номинальной мощности.

Сделай сам

На сегодняшний день ассортимент симисторных регуляторов в продаже не слишком велик. И, хотя цены на такие устройства невысокие, часто они не соответствуют требованиям потребителя. По этой причине рассмотрим несколько основных схем регуляторов, их назначение и используемую элементную базу.

Инструментальная схема

Самый простой вариант схемы, рассчитанный на работу на любой нагрузке. Используются традиционные электронные компоненты, принцип фазоимпульсного управления.

Основные компоненты:

  • симистор VD4, 10 А, 400 В;
  • динистор VD3, порог открытия 32 В;
  • потенциометр R2.

Ток, протекающий через потенциометр R2 и сопротивление R3, заряжает каждый полуволновой конденсатор C1. Когда напряжение на пластинах конденсатора достигнет 32 В, динистор VD3 откроется, и C1 начнет разряжаться через R4 и VD3 на управляющий вывод симистора VD4, который откроется, чтобы передать ток нагрузке.

Время открытия регулируется выбором порогового напряжения VD3 (постоянное значение) и сопротивления R2. Мощность нагрузки прямо пропорциональна значению сопротивления потенциометра R2.

Дополнительная схема из диодов VD1 и VD2 и сопротивления R1 является необязательной и служит для плавной и точной регулировки выходной мощности. Ток, протекающий через VD3, ограничивается резистором R4. Таким образом достигается длительность импульса, необходимая для открытия VD4. Предохранитель Pr.1 защищает цепь от токов короткого замыкания.

Отличительной особенностью схемы является то, что динистор открывается на одинаковый угол в каждой полуволне сетевого напряжения. В результате этого не происходит выпрямление тока, и появляется возможность подключить индуктивную нагрузку, например, трансформатор.

Симисторы следует подбирать по величине нагрузки, исходя из расчета 1 А = 200 Вт.

Б / у товаров:

  • Динистор DB3;
  • Симистор TS106-10-4, VT136-600 или другие, требуемый номинальный ток 4-12А.
  • Диоды VD1, VD2 типа 1N4007;
  • Сопротивление R1100 кОм, R3 1 кОм, R4 270 Ом, R5 1,6 кОм, потенциометр R2 100 кОм;
  • C1 0,47 мкФ (рабочее напряжение от 250 В).

Обратите внимание, что схема наиболее распространенная, с небольшими вариациями. Например, динистор можно заменить диодным мостом или RC-цепочку шумоподавителя можно установить параллельно симистору.

Более современной является схема с управлением симистором от микроконтроллера — PIC, AVR или другие. Такая схема обеспечивает более точную регулировку напряжения и тока в цепи нагрузки, но также более сложна в реализации.

Схема симисторного регулятора мощности

Сборка

Регулятор мощности необходимо собирать в следующей последовательности:

  1. Определите параметры устройства, на котором будет работать разрабатываемое устройство. Параметры включают: количество фаз (1 или 3), необходимость точной регулировки выходной мощности, входное напряжение в вольтах и ​​номинальный ток в амперах.
  2. Выберите тип устройства (аналоговое или цифровое), выберите элементы в соответствии с мощностью нагрузки. Вы можете протестировать свое решение в одной из программ для моделирования электрических схем — Electronics Workbench, CircuitMaker или их онлайн-аналогах EasyEDA, CircuitSims или любой другой по вашему выбору.
  3. Рассчитайте тепловыделение по следующей формуле: падение напряжения на симисторе (около 2 В) умножается на номинальный ток в амперах. Точные значения падения напряжения в открытом состоянии и номинального передаваемого тока указаны в характеристиках симистора.Получаем рассеиваемую мощность в ваттах. Выберите радиатор на расчетную мощность.
  4. Приобрести необходимые электронные компоненты , радиатор и печатную плату.
  5. Разводка контактных дорожек на плате и подготовка площадок под установку элементов. Предусмотреть монтаж на печатной плате симистора и радиатора.
  6. Установить элементы на плату пайкой. Если невозможно подготовить печатную плату, можно использовать установку для поверхностного монтажа для соединения компонентов с помощью коротких проводов.При сборке обратите особое внимание на полярность подключения диодов и симистора. Если на них нет разметки выводов, то либо «дуги».
  7. Проверить собранную схему мультиметром в режиме сопротивления. Полученный товар должен соответствовать оригинальному дизайну.
  8. Надежно закрепите симистор на радиаторе. Между симистором и радиатором не забудьте проложить изолирующую теплопроводящую прокладку. Надежно затяните крепежный винт.
  9. Поместите собранную схему в пластиковый корпус.
  10. Напомним, что на выводах элементов Опасное напряжение присутствует.
  11. Отвинтите потенциометр до минимума и включите тестовый выключатель. Измерить мультиметром напряжение на выходе регулятора. Осторожно поворачивая ручку потенциометра, отслеживайте изменение выходного напряжения.
  12. Если результат удовлетворительный, то можно подключать нагрузку к выходу регулятора. В противном случае необходимо отрегулировать мощность.

Радиатор мощности симистора

Регулировка мощности

Мощность регулируется потенциометром, с помощью которого заряжается конденсатор и цепь разряда конденсатора. При неудовлетворительных параметрах выходной мощности следует подбирать значение сопротивления в цепи разряда и, при небольшом диапазоне регулировки мощности, номинал потенциометра.

  • продлить срок службы лампы, отрегулировать температуру освещения или паяльника поможет простой и недорогой регулятор на симисторах.
  • выберите тип цепи и параметры компонентов в соответствии с запланированной нагрузкой.
  • , работаем аккуратно, схемотехнических решений.
  • будьте осторожны при сборке схемы , соблюдайте полярность полупроводниковых компонентов.
  • Не забывайте, что электрический ток есть во всех элементах цепи и это смертельно опасно для человека.

Такой простой, но в то же время очень эффективный регулятор может собрать практически любой, кто умеет держать в руках паяльник и хоть немного читать схемы.Что ж, этот сайт поможет вам осуществить ваше желание. Представленный регулятор регулирует мощность очень плавно, без скачков и провалов.

Схема простого симисторного регулятора

Такой регулятор можно использовать при регулировании освещения лампами накаливания, а также светодиодами, если вы покупаете диммируемые. Регулировать температуру паяльника несложно. Вы можете плавно регулировать нагрев, изменять скорость вращения электродвигателей с фазным ротором и многое другое, где есть место для такой полезной штуки.Если у вас старая электродрель, которая не регулирует обороты, то с помощью этого регулятора вы усовершенствуете такую ​​полезную вещь.
В статье с использованием фотографий, описаний и прикрепленного видео очень подробно описан весь производственный процесс, от сбора деталей до тестирования готового продукта.

Сразу скажу, что если с соседями не дружишь, то цепочку C3 — R4 собирать не получится. (Шутка) Служит для защиты от радиопомех.
Все запчасти можно купить в Китае на Алиэкспресс. Цены в два-десять раз ниже, чем в наших магазинах.
Для изготовления этого устройства вам потребуются:

  • R1 — резистор около 20 кОм, мощностью 0,25 Вт;
  • R2 — потенциометр примерно 500 Ком, можно от 300 Ком до 1 МОм, но лучше 470 Ком;
  • R3 — резистор около 3 К, 0,25 Вт;
  • R4- резистор 200-300 Ом, 0,5 Вт;
  • С1 и С2 — конденсаторы 0,05 мкФ, 400 В;
  • C3 — 0,1 мкФ, 400 В;
  • DB3 — динистор, есть в каждой энергосберегающей лампе;
  • BT139-600, регулирует ток 18 А или BT138-800, регулирует ток 12 А — симисторы, но можно брать любые другие, в зависимости от того, какую нагрузку нужно регулировать.Динистор еще называют диаком, симистор — симистором.
  • Радиатор охлаждения выбирается из значения планируемой регулируемой мощности, но чем больше, тем лучше. Без радиатора можно регулировать не более 300 Вт.
  • Клеммники могут поставляться любые;
  • Пользуйтесь макетной платой как хотите, лишь бы все входило.
  • Ну, без прибора, как без рук. Но припой лучше использовать наш. Он хоть и дороже, но намного лучше.Хорошего припоя на китайском не увидел.

Приступить к сборке регулятора

Для начала нужно продумать расположение деталей таким образом, чтобы перемычек ставить как можно меньше и меньше паять, затем очень внимательно проверить соблюдение схемы, а потом припаиваем все соединения.

Убедившись в отсутствии ошибок и поместив изделие в пластиковый футляр, вы можете попробовать его, подключившись к сети.

Купить Thyristor с бесплатной доставкой на AliExpress

Отличные новости !!! Вы выбрали тиристор в нужном месте. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально есть тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы найдете новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот лучший тиристор в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели тиристор на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в тиристорах и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг, и предыдущие клиенты часто оставляют комментарии, описывающие свой опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести тиристор по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

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

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

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

Просмотры

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

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

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

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

Свойства и характеристики

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

Два эквивалентных транзистора имеют положительную обратную связь. Он умножает любые изменения тока в их полупроводниковых переходах. Таким образом, существует несколько типов воздействия на электроды тринистора, чтобы включать и выключать его. Первые два метода позволяют включать по аноду.

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

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

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

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

Тиристоры запираемые

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

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

Сравнение различных тиристоров показано в таблице ниже.

Тип тиристора Преимущества недостатки Где используется
Тринистор Минимальное напряжение в открытом состоянии при максимальных токах и перегрузках.Самый надежный из всех. Хорошая масштабируемость схем за счет совместной работы нескольких тиристоров, соединенных параллельно или последовательно Нет возможности произвольного управляемого отключения только управляющим электродом. Самые низкие рабочие частоты. Электроприводы, источники питания большой мощности; сварочные инверторы; управление мощными ТЭНами; статические компенсаторы; выключатели в цепях переменного тока
GTO Возможность произвольного управляемого отключения.Относительно высокая максимальная токовая нагрузка. Возможность надежной работы при последовательном подключении. Рабочая частота до 300 Гц, напряжение до 4000 В. Значительное напряжение во включенном состоянии при максимально возможных токах и перегрузках и соответствующих потерях, в том числе в системах управления. Сложная схемотехника для построения системы в целом. Большой динамический натёр.
IGCT Возможность произвольного управляемого отключения. Относительно высокая максимальная токовая нагрузка.Относительно низкое напряжение в открытом состоянии при максимальных токах и перегрузках. Рабочая частота — до 2000 Гц. Простое управление. Возможность надежной работы при последовательном подключении. Самый дорогой из тиристоров Электроприводы; статические компенсаторы реактивной мощности; Источники питания большой мощности, индукционные нагреватели

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

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

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

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

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

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

Работа динистора и тиристора в цепях постоянного тока.

Давайте рассмотрим несколько практических примеров.
Первый пример использования динистора — генератор релаксационного звука .
.

Используем в качестве динистора КН102А-Б.

♦ Генератор работает следующим образом.
При нажатии кнопки Кн , через резисторы R1 и R2 постепенно заряжается конденсатор ОТ (+ батареи — замкнутые контакты кнопки Kn — резисторы — конденсатор С — минус батареи).
Параллельно конденсатору подключается цепочка из телефонной капсулы и динистора. Через телефонный капсюль и динистор ток не течет, так как динистор все еще «заблокирован».
♦ При достижении напряжения на конденсаторе, при котором динистор прорывается, через катушку телефонной капсулы проходит импульс тока разряда конденсатора (С — телефонная катушка — динистор — С). Из телефона слышен щелчок, конденсатор разряжен. Затем конденсатор C снова заряжается, и процесс повторяется.
Частота повторения щелчков зависит от емкости конденсатора и величины сопротивления резисторов. R1 и R2 .
♦ При указанном на схеме напряжении, номиналах резисторов и конденсаторов частоту звукового сигнала на резисторе R2 можно изменять в пределах 500 — 5000.

герц. Телефонный капсюль должен использоваться с катушкой с низким сопротивлением 50 — 100 Ом , не более, например телефонная капсула ТС-67-Н .
Телефонный капсюль должен быть включен с соблюдением полярности, иначе он не будет работать.Капсула отмечена знаком + (плюс) и — (минус).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Если в схеме генератора звуковой частоты (рисунок 1) вместо динистора KN102 включить аналог динистора, то получится прибор с другими свойствами (рисунок 5)
.

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

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

Тогда вы можете заменить его постоянным резистором.

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

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

Если ток нагрузки превышает 1 ампер , защита сработает.

В состав стабилизатора входят:

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

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

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

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

Напряжение анодно-катодного перехода открытого аналога тиристора.

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

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

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

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

Имеется несколько решающих характеристик тиристора

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

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

В заблокированном состоянии тиристор находится:

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

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

Для увеличения значения постоянного напряжения

Рис. №1. Габаритные и присоединительные размеры и чертеж тиристора. кв.м.
1,

кв.м.
2 — контрольные точки, в которых измеряется импульсное напряжение в открытом состоянии.
л
1

мин.
— наименьший воздушный зазор (расстояние) в воздухе между выводами анода и управляющего электрода;
л
2

мин.
— минимальная дальность прохождения тока
течь между выводами.

Разновидности тиристоров

  • — диодный тиристор, имеет два вывода: анод и катод.
  • SCR — SCR оснащен дополнительным управляющим электродом.
  • Симистор — симметричный тиристор, представляет собой встречно-последовательное соединение тиристоров, имеет возможность пропускать ток в прямом и обратном направлениях.

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

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

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

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

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

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

Способ обозначения на схемах показан на рисунке 1.

Электронный элемент имеет следующие выводы:

  • анодный плюсовой вывод;
  • катодный отрицательный вывод;
  • управляющий электрод G.

Принцип работы тиристора

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

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

Условия закрытие тиристора:

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

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

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

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

Схема подключения

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

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

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

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

Характеристики

К основным характеристикам можно отнести следующие:

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

Типы данных электронных компонентов

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

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

Симисторы

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

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

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

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

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

Тиристор. Устройство, назначение.

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

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

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

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

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

Устройство и основные типы тиристоров

Рис. 1. Схемы тиристоров: а) Базовая четырехслойная p-n-p-n-структура б) Диодный тиристор в) Триодный тиристор.

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

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

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

Вольт-амперная характеристика тиристора

Рис.2. Вольт-амперная характеристика тиристора

Типичная ВАХ тиристора, проводящего в одном направлении (с электродами затвора или без них), показана на рис. 2. Он состоит из нескольких участков:

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

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

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

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

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

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

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

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

По типу нелинейности ВАХ тиристор относится к S-образным.

Тиристор — zxc.wiki

Тиристор — это название компонента в электротехнике. Это основное слово от двух терминов тиратрон и транзистор.

Тиристор — это полупроводниковый компонент, состоящий из четырех или более полупроводниковых слоев с чередующимся легированием.Тиристоры — это переключаемые компоненты, что означает, что они не проводят ток в исходном состоянии и могут включаться небольшим током на электроде затвора. После включения тиристор остается проводящим даже без тока затвора. Он отключается при падении ниже минимального значения тока, так называемого тока удержания.

Структура и функции

Общие

Тиристор имеет три pn перехода в последовательности pnpn. Как и диод, он имеет анод и катод; по сравнению с диодом здесь тоже есть затворное соединение.

В базовом состоянии тиристор блокируется в обоих направлениях. В прямом направлении он блокируется до определенного напряжения зажигания (нулевое напряжение отключения для напряжения затвор-катод 0 В). Положительный импульс тока на затворе также может переключить его в проводящее состояние ниже напряжения зажигания. В обратном направлении он блокирует ток, как обычный диод.

Есть несколько вариантов зажигания:

  • Общепринятый

    • Управляющий ток (положительный ток или импульс тока на затворе),
    • Легкое зажигание (фототиристор)
  • Нетрадиционный, по большей части недопустимый

    • Превышение нулевого напряжения отключения (возгорание или размыкание).Допускается только с так называемым динистором, специальным тиристором, который допускает верхнее зажигание и является преемником бывшего диода Шокли.
    • Превышение допустимой скорости повышения напряжения
    • Повышение температуры

На практике тиристор используется как управляемый диод.

включить

Вот как работает тиристор: 1. лампа не горит, 2. ток справа включен, 3. коммутируемый ток слева, 4.лампа загорается.

Тиристор можно зажигать (переключать проводящим) путем подачи тока в третий слой (управление на затворе). Предпосылкой для этого является положительное напряжение между анодом и катодом и минимальный ток через средний барьерный слой. Особенностью процесса включения тиристора является то, что процесс поддерживается положительной обратной связью. В отличие от других силовых полупроводников, на скорость процесса включения нельзя влиять через затвор. Плотность тока в третьем слое проблематична во время процесса зажигания.Когда электроны вводятся, слой в точке входа становится проводящим. Пока вся поверхность кремния не станет проводящей, ток концентрируется на уже проводящей области, в которой преобразуется вся потеря мощности. Плотность потерь мощности может превышать допустимое значение и приводить к локальному повышению температуры выше температуры диффузии или даже температуры плавления (1683 К) кремния. Поэтому важно, чтобы скорость нарастания тока (критическая скорость нарастания тока) не превышала определенного значения, которое в большинстве случаев обеспечивается индуктивностью в нагрузке и линиях.Если требуется переключить емкостную нагрузку, скорость нарастания тока может быть ограничена дополнительными мерами. С другой стороны, в случае сильно индуктивных нагрузок увеличение тока отстает от увеличения напряжения. Поэтому может случиться так, что так называемый ток фиксации еще не достигается сразу после того, как импульс зажигания был погашен. Это понимается как минимальное значение тока, который должен протекать через тиристор, чтобы он оставался проводящим при включении даже без ток затвора.Это приводит к неопределенным процессам переключения, которые также известны по диммерам переменного тока (управление фазовым углом) (работа с симисторами), и лампы, управляемые таким образом, часто могут мигать в более низком диапазоне нагрузки. Чтобы избежать этого эффекта, используется демпферная цепь, что означает RC-элемент (последовательное соединение резистора и конденсатора, типовые значения: 470 Ом и 100 нФ), который включается между анодом и катодом тиристорной секции. При зажигании конденсатор разряжается через резистор и тиристор и, таким образом, обеспечивает небольшой ток в течение короткого времени, чтобы превысить ток фиксации.В тиристорных цепях часто можно встретить последовательно соединенные дроссельные катушки для подавления радиопомех.

Выключить

(то есть в смещении в выключенном состоянии) удаляется тиристор, либо при падении ниже удерживающего тока (англ. Удерживающий ток), который обычно возникает при отключении или реверсировании напряжения в цепи нагрузки или в токе. Прохождение перехода через нуль (z. B. в выпрямителе) цепи нагрузки происходит, или при изменении полярности в обратном направлении.Скорость этого процесса ограничена временем срабатывания t q , которое необходимо тиристору для восстановления своего полного управления и блокирующей способности после завершения фазы проводимости. Это снова достигается только тогда, когда соответствующий средний барьерный слой очищается путем рекомбинации носителей заряда. Время выпуска является свойством компонента и указывается в таблице данных. В зависимости от типа оно может составлять от 10 до 400 мкс. Когда индуктивные нагрузки отключены, время отключения требует ограничения скорости нарастания напряжения; это также делается вышеупомянутой демпфирующей сетью.В противном случае (индуктивность по-прежнему выдерживает ток удержания) может произойти самовозгорание («возгорание»). Более новые тиристоры («демпферные» типы) способны справиться с этим повышением напряжения даже без RC-элемента.

Обратите внимание: удерживающий ток — это ток, который должен, по крайней мере, протекать через проводящий тиристор, чтобы он оставался проводящим. Между тем, под током с фиксацией, следует понимать ток, который должен протекать сразу после того, как импульс затвора был погашен, чтобы тиристор не сразу вернулся в состояние блокировки.Оба тока являются характеристиками компонентов и перечислены в таблицах данных, иногда вы можете найти только ток удержания. Ток фиксации всегда немного выше, чем ток удержания, но оба имеют одинаковый порядок величины (обычно ниже 100 мА для тиристоров малой мощности, около 100 мА для больших дисковых тиристоров).

Специально разработанные варианты (тиристоры GTO) также могут переключаться в состояние блокировки отрицательным импульсом тока на затворе. Однако необходимая сила тока отрицательного импульса тушения на несколько порядков выше, чем у импульса зажигания.Заряженный конденсатор часто подключается к соединению затвора, чтобы обеспечить импульс стирания.

история

Первые тиристоры были разработаны в General Electric (GE) в 1957 году после того, как Уильям Б. Шокли, Джуэлл Джеймс Эберс и Джон Льюис Молл провели предварительную работу в Bell Laboratories. Компонент изначально назывался компанией GE как SCR (от английского кремниевый выпрямитель, управляемый в Германии кремниевый выпрямитель). Чуть позже компания Westinghouse выпустила аналогичные компоненты и назвала их тринисторами.Компания AEG назвала свои компоненты первой управляемой кремниевой ячейкой. Термин тиристор впервые прижился в 1960-х годах, но SCR все еще используется в англоязычных странах.

Тиристор был первым управляемым силовым полупроводниковым компонентом с высокими характеристиками и быстро открыл широкий спектр приложений. Тем временем тиристоры были заменены другими силовыми полупроводниками во многих приложениях, но все еще имеют большую долю рынка из-за их высокой коммутационной способности и надежности, особенно в области сильноточных приложений.Новые типы с улучшенными параметрами все еще разрабатываются, например B. с более низкими токами зажигания, улучшенными характеристиками выключения или устойчивостью к резкому увеличению напряжения, когда ток удержания прерывается при индуктивных нагрузках, которые в противном случае требуют схемы разгрузки (англ. Snubber).

вариантов

Тиристор 100 А / 800 Вольт
маленькое изображение: Тиристор 13 А / 800 В в стандартном корпусе TO-220 (карандаш для сравнения размеров)

  • Сетевой тиристор: Такие тиристоры в первую очередь оптимизированы для прямого и блокирующего свойств и имеют время срабатывания более 100 мкс.Это делает их пригодными для приложений на сетевой частоте.
  • Частотный тиристор: Тиристор с временем срабатывания от 8 до 100 мкс для использования с цепями пожаротушения или в инверторах с регулируемой нагрузкой. Кроме того, частотные тиристоры имеют специальные структуры затвора, которые быстро переключаются на большой площади и, таким образом, позволяют быстро увеличивать ток нагрузки.
  • Тиристор GTO (Gate Turn Off): он асимметрично легирован и может не только зажигаться на управляющем электроде, но и гаситься отрицательным импульсом.Импульс стирания должен быть относительно сильным. В среднем 30% тока нагрузки необходимо на короткое время применить в качестве тока тушения. Для GTO требуется сеть аварийного отключения.
  • GCT (тиристор с коммутацией затвора): Дальнейшее развитие GTO с более низкими коммутационными потерями и для работы без сети сброса отключения. Для выключения требуется ток затвора, равный току нагрузки.
  • IGCT (Интегрированный тиристор с коммутацией затвора): GCT с постоянно подключенным каскадом драйвера
  • Тиристорный тетрод: имеет электрод на втором и третьем слое.Он может зажигаться и гаситься на обоих электродах или на каждом по отдельности, каждый с положительным или отрицательным импульсом.
  • Фототиристор: он зажигается не электрическим импульсом, а с помощью света. Фототиристоры малой мощности используются в качестве интегрированных компонентов в оптопарах.
  • LTT (световой тиристор): высокоэффективный компонент, который зажигается светом, как фототиристор. Он идеально подходит для использования в системах передачи постоянного тока высокого напряжения.
  • Diac
  • Симистор
  • ITR (Интегрированный тиристор / выпрямитель) или RCT (Тиристор с обратной проводимостью): Компонент, который, помимо тиристора, содержит монолитно интегрированный диод, подключенный встречно параллельно.
  • Четырехслойный диод (также динистор для диодного тиристора или БПК для устройства отключения): тиристор без управляющего электрода. Компонент воспламеняется при достижении определенного напряжения пробоя. В отличие от диака четырехслойный диод проницаем только в одном направлении.

В дополнение к этим желаемым компонентам, чередование легирования полевых транзисторов с каналом n и p в КМОП полупроводниковых компонентах может привести к нежелательным, так называемым «паразитным тиристорам». Если эти тиристоры срабатывают из-за коротких пиков напряжения на входах каскада CMOS (эффект фиксации), компонент CMOS может быть разрушен.

Конструкции корпуса и диапазоны производительности

Тиристоры в корпусе модуля (верх, полумост) и в плоском нижнем корпусе

Сравнение размеров: выпрямитель на 1000 В / 200 А вверху слева; в том числе тиристорный 1500 В / 20 А; рядом с ним SCR 1500 В / 120 А; диод 1N4007 служит для сравнения размеров.

  • Пластиковый корпус: Тиристоры на токи до 25 А и напряжение до 1600 В обычно изготавливаются в пластмассовых корпусах, так как они также распространены для силовых транзисторов, таких как ТО-220 или ТО-247. Флаг охлаждения находится на анодном потенциале; с TO-247 охлаждающая поверхность также может быть изолирована.
  • Корпус винта: металлический корпус с болтами и шестигранником для токов до нескольких 100 А. В настоящее время этот тип конструкции используется лишь в ограниченном объеме.
  • Корпус с плоским дном: металлический корпус, аналогичный корпусу винта, но без болтов и шестигранника.Такая конструкция тоже используется редко.
  • Модуль Корпус: Состоит из металлической опорной плиты и пластмассового литьем под давлением корпуса. В отличие от корпусов, описанных до сих пор, охлаждающая поверхность (опорная плита) электрически изолирована от соединений компонента. Обычно несколько тиристоров или комбинации тиристоров и диодов размещаются в общем корпусе. Они соединяются между собой, образуя полумост, полный мост или трехфазный мост. Возможны токи до 800 А и напряжения до 3600 В.
  • Дисковая ячейка: Корпус можно отличить по двум плоскопараллельным металлическим поверхностям анода и катода, а также по изолирующей части из керамики или пластика. Между электродами расположен тиристорный элемент — кремниевая пластина диаметром до 12 см. Могут быть достигнуты токи до 6 кА и напряжения до 8 кВ. Для работы дисковые ячейки зажимаются между радиаторами с усилием до 130 кН для достижения хорошего электрического и теплового контакта с радиатором, а также внутри компонента.

На рисунке ниже показаны внутренние компоненты тиристоров без корпуса. Кремниевые пластины припаяны к пластинам из вольфрама, полированные основания которых прижаты к радиатору. Верхняя сторона покрыта паром золота и имеет пружинный контакт, поэтому кристалл не может быть разрушен тепловым расширением. Контакт зажигания можно увидеть в середине дисков SCR.

Области применения

Маленькое достижение

Тиристоры или симисторы малой мощности используются в бытовой технике для управления скоростью универсальных двигателей (пылесосы, миксеры, ручные дрели).Диммеры для управления освещением работают аналогично. В конце 1970-х годов они также использовались в горизонтальных выходных каскадах и источниках питания телевизоров, позже их заменили биполярные транзисторы или MOSFET.

Вместе со стабилитроном тиристор используется в схемах ограничения. В нормальном режиме работы стабилитрон и тиристорный блок. Если напряжение стабилитрона диода z. B. превышается из-за неисправности трансформатора, тиристор становится проводящим и вызывает умышленное короткое замыкание, в результате чего предохранитель источника питания немедленно перегорает.Это предотвращает выход из строя более дорогих компонентов подключенного устройства из-за слишком высокого выходного напряжения.

Средняя производительность

В диапазоне мощностей более 2 кВт тиристоры используются во многих промышленных приложениях. В большинстве случаев используются схемы для работы с трехфазным током. Тиристоры позволяют в качестве устройства плавного пуска запускать асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором с регулируемыми пусковыми токами и крутящими моментами. Выходное напряжение сильноточных выпрямителей, эл.грамм. для гальваники или высоковольтных выпрямителей, например для питания электрофильтров, также может регулироваться тиристорными регуляторами. Тиристорный регулятор расположен на первичной стороне трансформатора, а силовые диоды на вторичной стороне используются для выпрямления. Тиристорные переключатели переменного и трехфазного тока имеют такую ​​же конструкцию, что и тиристорные контроллеры. Здесь управление мощностью осуществляется не через фазовое управление, а за счет изменения отношения импульса к паузе.Поэтому они подходят только для управления нагрузками с большой постоянной времени, такими как нагревательные элементы.

Тиристорные выпрямители использовались для управления скоростью двигателей постоянного тока. Но также во многих современных преобразователях частоты для работы трехфазных двигателей с регулируемой скоростью тиристоры работают во входном выпрямителе, обеспечивая управляемую зарядку промежуточной цепи постоянного напряжения.

Установки индукционной закалки с рабочими частотами от 5 до 20 кГц, построенные на частотных тиристорах.В этом приложении тиристоры были заменены на IGBT на раннем этапе.

Высокая производительность

Тиристор сетевой частоты с блокирующим напряжением 4,2 кВ, номинальным длительным током 2,44 кА при температуре перехода 85 ° C; Диаметр корпуса 110 мм

Высокочастотные тиристоры до сих пор используются в инверторах с коммутацией нагрузки мегаваттного диапазона. В преобразовательном двигателе инвертор с регулируемой нагрузкой работает вместе с синхронной машиной и, таким образом, обеспечивает работу турбокомпрессоров с регулируемой скоростью.Системы индукционной плавки до сих пор реализуются с частотными тиристорами с большой мощностью и рабочими частотами до 1 кГц.

Приводы с регулируемой скоростью с высокой производительностью в трехфазной сети также могут быть реализованы с прямыми преобразователями на низких скоростях. Несколько тиристорных выпрямителей связаны между собой и управляются таким образом, что на выходе создается трехфазная система с частотами до 20 Гц.

Импульсные преобразователи с тиристорами используются на электрических железных дорогах как в тяговых, так и в стационарных системах.Импульсный инвертор позволяет использовать асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором в тяговых транспортных средствах. Вместе с преобразователем мощности на стороне сети, который также работает как импульсный преобразователь, называемый здесь четырехквадрантным преобразователем, энергия может подаваться обратно в сеть при торможении. Преобразователи первых трехфазных локомотивов серии 120 или силовых вагонов ICE 1 (первые 40 силовых вагонов, тем не менее, были преобразованы в IGBT) по-прежнему спроектированы с частотными тиристорами и схемами гашения, тогда как тиристоры GTO использовались в более поздних версиях. ряд.Тем временем тиристоры в значительной степени были заменены на IGBT. Инверторы с импульсным управлением с GTO и IGCT используются в стационарных системах для соединения железнодорожной сети с национальной сетью.

Тиристорные выпрямители большой мощности используются для электролиза алюминия и хлора.

В системах постоянного тока высокого напряжения, а также в системах компенсации реактивной мощности тиристоры используются при передаче и распределении энергии.

Тиристоры почти полностью заменили управляемые выпрямители на парах ртути, такие как тиратроны, игнитроны и экситроны.

См. Также

литература

  • Дирк Шредер: Силовые электронные схемы: функции, конструкция и применение . 2-е издание. Springer, Берлин, 2008 г., ISBN 3-540-69300-9.
  • Эдвард Л. Оуэн: История — SCR — 50 лет . В: IEEE Industry Applications Magazine . лента 13, вып. 6, 2007, с. 6-10, DOI: 10.1109 / MIA.2007.
  • 4.
  • Фридрих-Карл Хинце: Управляемые кремниевые элементы из AEG .