Site Loader

Содержание

Динисторы – принцип работы, как проверить, технические характеристики и схема обозначения

Обновлена: 17 Мая 2022 1370 4

Поделиться с друзьями

Динистор – неуправляемая разновидность тиристоров, иначе он называется триггер-диодом. Изготавливается из полупроводникового монокристалла, имеющего несколько p-n переходов. Обладает двумя устойчивыми состояниями: открытым и закрытым. Подходят для применения в цепях непрерывного действия, в которых наибольшее значение тока составляет 2 А, а также в импульсных режимах, при условии, что максимальный ток – 10А, а напряжения находятся в диапазоне 10-200 В. Этот элемент обычно выполняет функции электронного ключа. Его открытое положение соответствует высокой проводимости, закрытое – низкой. Переход из открытого в закрытое состояние происходит практически мгновенно.

Содержание статьи

  • Как графически обозначается динистор на схеме
  • Таблица наиболее популярных марок динисторов
  • Особенности устройства полупроводникового неуправляемого тиристора
  • Виды динисторов
  • Основные характеристики динисторов
  • Схема работы динистора
  • Области применения динисторов
  • Как проверить работоспособность динистора

Как графически обозначается динистор на схеме

Четкого стандарта, регламентирующего изображение этого элемента на схеме, не существует. Самый распространенный вариант – изображение диода + дополнительная перпендикулярная черта. На зарубежных описаниях этот элемент может обозначаться словами trigger diode, буквами VD, VS, V, D.


Условное графическое изображение симметричных динисторов имеет несколько вариантов.


Маркировка, наносимая на корпус динистора, состоит из букв и цифр. Наиболее популярны устройства российского производства КН102 (А…И). Первая буква в обозначении характеризует материал, из которого изготовлено устройство. К – кремний. Число из трех цифр обозначает номер разработки. Буквы, стоящие в конце маркировки, являются буквенными кодами напряжения включения.

Таблица наиболее популярных марок динисторов

Особенности устройства полупроводникового неуправляемого тиристора

Структура динистора четырехслойная с тремя p-n-переходами. Эмиттерные переходы прямого направления – p-n1 и p-n3, переход p-n2 – коллекторный, обратной направленности, обладает высоким сопротивлением.

Выводы:

  • анод – выводится из p-области;
  • катод – выводится из n-области.

Отличие динистора от диода – количество p-n-переходов (у диода один p-n-переход), от обычного тиристора – отсутствие третьего, управляющего, входа.

Основные плюсы trigger diode:

  • обеспечение несущественной потери мощности;
  • возможность эксплуатации в широком температурном интервале – -40…+125°C;
  • возможность получения высокого выходного напряжения.

Минус – отсутствие возможности управлять работой этого устройства.

Виды динисторов

В зависимости от конструктивных особенностей различают следующие виды этих устройств:

  • Однополярные. Функционируют только при положительном смещении. Если уровень максимально допустимого обратного напряжения будет превышен, элемент сгорит.
  • Симметричные. Имеют равнозначные выводы, могут работать при прямом и обратном смещениях. В современной электронике широко применяются реверсивно-включаемые мощные динисторы (РВД). Эти элементы с реверсивно-импульсивными свойствами способны осуществить коммутацию токов до 500 кА в микросекундном или субмиллисекундном диапазонах. Они используются для коммутации импульсных токов в твердотельных ключах в схемах электропитания силовых агрегатов.

Основные характеристики динисторов

При выборе подходящего динистора учитывают следующие параметры:

  • Разность потенциалов в открытом состоянии, измеряется в вольтах. Указывается применительно к величине тока открытия.
  • Наименьшая величина тока в открытом состоянии, единица измерения – миллиамперы. Эта характеристика зависит от температуры устройства. С ее повышением значение минимального тока уменьшается.
  • Время переключения – временной промежуток, составляющий микросекунды, в течение которого триггер-диод переходит из одного устойчивого состояния в другое.
  • Ток запертого состояния. Зависит от значения обратного напряжения. В общем случае его величина не превышает 500 мкА.
  • Емкость. Измеряется в пикофарадах, характеризует общую паразитную емкость устройства. Если этот показатель высокий, то элемент в высокочастотных цепях не используется.

Схема работы динистора

Основной принцип работы динистора: пропускание тока начинается при достижении определенного значения напряжения, которое является постоянным и не может быть изменено, поскольку триггер-диоды является неуправляемым.

Наглядное представление о том, как работает динистор, дает вольтамперная характеристика (ВАХ). На ВАХ симметричного элемента видно, что он будет функционировать при любом направлении прикладываемого напряжении. Верхняя и нижняя ветви центрально симметричны. Такую деталь можно включать в схему без учета полярности.


На графике изображены 3 возможных рабочих режима:

  • Красный участок – закрытое состояние, при котором значение текущего напряжения ниже напряжения включения.
    Ток через триггер-диод не проходит.
  • Синий – характеризует момент включения, когда напряжение на выводах достигает напряжения включения и элемент включается.
  • Зеленый – открытое состояние, при котором характеристики элемента стабилизированы. В характеристиках на триггер-диод указывается наибольшее значение тока, который может через него протекать.

Несимметричные dinistor можно включать в схему только с соблюдением полярности. При обратном подсоединении элемент будет закрыт при напряжениях, не превышающих допустимое значение, при их превышении деталь сгорит.

По схеме функционирования триггер-диод похож на классический диод, но есть существенное отличие. Если напряжение открытия для диода очень мало и составляет десятки и сотни милливольт, то для динистора напряжение включения составляет несколько десятков вольт. Для закрытия устройства ток, проходящий через него, необходимо понизить до значения, которое меньше величины тока удержания, или разомкнуть цепь электропитания.

Области применения динисторов

Рабочие характеристики этого элемента позволяют его использовать в следующих в следующих схемах:

  • Тиристорный регулятор мощности и импульсного генератора. Динистор в схеме нужен для генерации импульса, открывающего тиристор.
  • Высокочастотный преобразователь, применяемый для питания люминесцентных ламп. Для этой цели используются симметричные устройства. Монтаж может быть обычным или поверхностным.
  • Схемы управления плавного пуска двигателей.

Как проверить работоспособность динистора

Этот элемент выходит строя очень редко. С использованием мультиметра динистор из-за его технических особенностей проверить невозможно, поэтому для проведения детальной проверки собирают несложную тестовую схему.


В проверочную схему входят:

Для сборки этой схемы понадобятся: резистор сопротивлением 10 кОм, светодиод для светоиндикации, проверяемый элемент, лабораторный источник питания с возможностью регулировать постоянное напряжение в интервале 30-40 В. Если имеются только маломощные ИП c регулировкой, то их включают в цепь последовательным соединением.

Этапы проверки:

  • Задают исходное напряжение 30 В, которое медленно повышают до загорания светодиода, означающего открытие элемента.
  • Отмечают напряжение, при котором загорелся светодиодный индикатор, и вычитают разность потенциалов, расходуемую на светодиод.
  • По справочнику проверяют нормативный интервал напряжений включений для проверяемого динистора. Если полученное в результате тестирования значение входит в этот диапазон, значит, устройство полностью исправно.

При включении однонаправленного динистора в тестовую схему необходимо соблюдать полярность.



Была ли статья полезна?

Да

Нет

Оцените статью

Что вам не понравилось?


Другие материалы по теме


Анатолий Мельник

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов.

Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.


Принцип работы динистора. Что такое динистор.

Данная статья раскрывает ответ на вопрос: «Что такое динистор?», а также описывает принцип его работы и демонстрирует график зависимости тока от напряжения.

  • Что такое динистор? История его создания
  • Устройство динистора
  • Принцип работы
  • Как работает динистор
  • Схема работы динистора
  • Область применения

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.

Виды динисторов:

  • Однополярный. Способен работать исключительно при положительном смещении. Превышение обратного напряжения максимального уровня приведёт к тому, что данный полупроводник перегорит;
  • Симметричный. 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.

Устройство динистора

У каждого динистора имеется анод, катод и определенный уровень неизменяемого Uвкл (напряжение включения). В его четырехслойной структуре выделяются три pn перехода. При этом, 2 pn перехода из них прямого направления, а именно pn1 и pn3, это элиттерные переходы. А переход pn2 имеет обратную направленность с большим сопротивлением, он называется коллекторный переход. Именно он снижает почти всё напряжение, которое действует на динистор. Схема устройства динистора представлена на рисунке №2.

Принцип работы

Во время включения динистора от источника питания происходит накопление напряжения на его выводах. Определенный уровень напряжения приводит к открытию динистора. Он начинает пропускать ток.

«А вы знали, что уровень напряжения для открытия динистора неизменный и зависит от его типа?»

Так как динистор представляет собой неуправляемый триггерный диод (т.е. отсутствует управляющий вывод), напряжение необходимое для его открытия всегда неизменное.

Для выключения динистора следует:

  • Снизить величину тока ниже значения тока удержания;
  • Разорвать цепь питания;
  • Изменить полярность напряжения на аноде.

Как работает динистор

Когда напряжение, приложенное к динистору, достигает уровня необходимого, т.е. напряжения включения (Uвкл), происходит электрический пробой в pn2 переходе. Данный пробой носит лавинообразный характер.

В результате этого пробоя происходит нарастание тока в динисторе. Что приводит к его переключению.

В результате переключения динистор переходит в открытое состояние и начинает проводить ток. Величина проводимого тока определяется сопротивлением цепи и сопротивлением данного полупроводника.

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). 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).

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.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 5 чел.
Средний рейтинг: 2.4 из 5.

Динистор-применение, принцип работы, структура

Динистор – это двунаправленный триггерный неуправляемый диод, аналогичный по устройству тиристору небольшой мощности. В его конструкции отсутствует управляющий электрод. Он  обладает низкой величиной напряжения лавинного пробоя, до 30 В. Динистор может считаться важнейшим элементом, предназначенным для переключающих автоматических устройств, для схем генераторов релаксационных колебаний и для преобразования сигналов.

Динисторы производятся для цепей максимального тока до 2 А непрерывного действия и до 10 А для работы в импульсном режиме для напряжений с величинами от 10 до 200 В.

 

 

Рис. №1. Диффузионный кремниевый динистор pnpn (диодный тиристор) марки КН102 (2Н102). Устройство применяется в импульсных схемах и выполняет коммутирующие действия. Конструкция выполнена в из металлостекла и имеет гибкие выводы.

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. В случае приложения к прибору обратного напряжения, переход П2 открывается, переход П1 и П3 закрыты.

 

 

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

Область применения динистора

  1. Динистор может использоваться для формирования импульса предназначенного для отпирания тиристора, благодаря своей несложной конструкции и невысокой стоимости динистор считается идеальным элементом для применения в схеме тиристорного регулятора мощности или импульсного генератора
  2. Еще одно распространенное применение динистора – это использование в конструкции высокочастотных преобразователей для работы с электрической сетью 220В для питания ламп накаливания, и люминесцентных ламп в компактном исполнении (КЛЛ) в виде компонента, входящего в устройство «электронного трансформатора» Это так называемый DB3 или симметричный динистор. Для этого динистора характерен разброс пробивного напряжения. Устройство используется для обычного и поверхностного монтажа.

Реверсивно-включаемые мощные динисторы

Широкое распространение получила разновидность динисторов, обладающих реверсивно-импульсными свойствами. Эти приборы позволяют выполнить микросекундную коммутацию в сотни и даже в миллионы ампер.

Реверсивно-импульсные динисторы (РВД) используются в конструкции твердотельного ключа для питания силовых установок,  РВД и работают в микросекундном и субмиллисекундном диапазонах. Они коммутируют импульсный ток до 500 кА в схемах генераторов униполярных импульсов в частотном режиме многократного действия.

 

 

Рис. №3. Маркировка РВД используемого в моноимпульсном режиме.

Внешний вид ключей собранных на основе РВД

 

 

 

Рис. №4. Конструкция бескорпусного РВД.

 

 

Рси. №5. Конструкция РВД в метало-керамическом таблеточном герметичном корпусе.

Число РВД зависит от величины напряжения для рабочего режима коммутатора, если коммутатор рассчитан на напряжение 25 kVdc, то их число – 15 штук. Конструкция коммутатора на основе РВД схожа с конструкцией высоковольтной сборки с последовательно соединенными тиристорами с таблеточным устройством и с охладителем. И прибор, и охладитель выбираются с учетом рабочего режима, который задается пользователем.

Структура кристалла силового РВД

Полупроводниковая структура реверсивного-включаемого динистора включает в свой состав несколько тысяч тиристорных и транзисторных секций, обладающих общим коллектором.

Включение прибора происходит после изменения на короткое время полярности внешнего напряжения и прохождения через транзисторные секции короткого импульсного тока. Происходит инжектирование электронно-дырочной плазмы в n-базу, по плоскости всего коллектора создается тонкий плазменный слой. Насыщающийся реактор L служит для разделения силовой и управляющей части цепи, через доли микросекунды происходит насыщение реактора и к прибору приходит напряжение первичной полярности. Внешнее поле вытягивает дырки из слоя плазмы в p-базу, что приводит к инжекции электронов, происходит независимое от величины площади переключение прибора по всей его поверхности. Именно благодаря этому имеется возможность производить коммутацию больших токов с высокой скоростью нарастания.

 

 

Рис. №6. Полупроводниковая структура РВД.

 

 

Рис. №7. Типичная осциллограмма коммутации.

Перспектива использования РВД

Современные варианты динисторов изготовленных в доступном в настоящее время диаметре кремния позволяют коммутировать ток величиной до 1 млА. Для элементов в основу, которых положен карбид кремния характерна: высокая насыщенность скорости электронов, напряженность поля лавинного пробоя с высоким значением, утроенное значение теплопроводности.

Их рабочая температура намного выше из-за широкой зоны, вдвое превышающая радиационная стойкость – вот все основные преимущества кремниевых динистров. Эти параметры дают возможность повысить качество характеристик всех силовых электронных устройств, изготовленных на их основе.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

описание, принцип работы, свойства и характеристики

Это нужно знать

Весь перечень знаний находится на этой странице

Популярные динисторы однополярные и симметричные. Справочные данные.

Динистор! Редкий зверь в наших краях. У него уши вот такие, глаза — такие, и сам он такой… Сразу видно — пришло животное из далёких стран. Надо звать людей, пусть кто-нибудь расскажет, что это за скотина.

Секундочку, я уже здесь, только подгребу немного и переключусь на открытый канал.
Итак, давайте определимся, что такое ДИНИСТОР.
Когда молчит википедия — чёткой формулировки, переходящей от источника в источник, не существует, каждый трактует её по-своему, порой не совсем адекватно. Потренируемся и мы.

Динистор — это двухэлектродный ключевой полупроводниковый элемент, открытие которого происходит при достижении между выводами анода и катода определённого напряжения, зависящего от типа данного динистора, а закрытие — снижением до определённого уровня тока через него.
К количеству наращённых в динисторе p-n переходов отнесёмся идентифирентно, а вот ВАХ (вольт-амперные характеристики), как нельзя лучше, помогут нам разобраться в работе данного типа полупроводников.


Рис.1

На Рис.1 (слева) приведена ВАХ однополярного (несимметричного) динистора, который работает только при наличии положительного смещения. При обратном смещении, превышающем Uобр max, прибор может выйти из строя.

Рис.2

Для снятия вольт-амперной характеристики динистора нам понадобится источник регулируемого напряжения от 0В до некоторого значения, превышающего напряжение открывания Uвкл полупроводника и эквивалент нагрузки Rн (Рис.2).
Установим на источнике самый низкий уровень напряжения и начнём его постепенно повышать.
Участок 1 на ВАХ: динистор закрыт, ток через нагрузку равен току утечки динистора (десятки микроампер), напряжение на Rн≈0.
При дальнейшем увеличении напряжения ничего не меняется до тех пор, пока не будет достигнут уровень Uвкл. В этот момент динистор триггерно открывается (участок 2), и дальнейшая величина тока через нагрузку будет зависеть от входного напряжения, сопротивления Rн и сопротивления открытого динистора (участок 3). Напряжение на нагрузке Uн при этом равно напряжению источника питания минус напряжение (около 5В) падения на открытом динисторе. Ясен пень, что Iн=Uн/Rн=(Uпит-Uпад)/Rн.
Как теперь закрыть динистор?
Начинаем уменьшать напряжение источника… Ток нагрузки по прежнему равен Iн=(Uпит-Uпад)/Rн.
В определённый момент времени, когда ток через динистор уменьшится до величины, называемой током удержания (Iуд), динистор мгновенно закроется, ток нагрузки упадёт до «0». Итог — ключ закрылся.

Симметричные (двухполярные) динисторы работают точно таким же образом, как и однополярные, только всё вышесказанное верно не только для положительных напряжений, но и для отрицательных. Проверяется незамысловатым изменением полярности подключённого источника питания.

Для наглядной иллюстрации изложенного материала, давайте рассмотрим работу динисторного генератора пилообразного напряжения.


Рис.3

Вот как описывает работу приведённого генератора автор издания «Практическая электроника от транзистора до кибернетической системы» Р. В.Майер.

«Нами использовались динистор типа КН102А (открывается при 11 В), резистор на 2 — 5 ком, конденсатор ёмкостью 1 — 10 мкФ; напряжение питания 20 — 100 В. При включении динистор закрыт, конденсатор C1 медленно заряжается от источника питания через резистор R1. Напряжение на конденсаторе растёт до напряжения открывания динистора (Рис.3.2). Когда динистор открывается, его сопротивление резко падает, и конденсатор быстро разряжается через него. При уменьшении анодного напряжения до напряжения закрывания динистор закрывается, после чего все повторяется снова.
Время заряда τ=RC, поэтому при увеличении R и C период колебаний растёт, частота импульсов уменьшается. С ростом напряжения питания конденсатор заряжается быстрее, частота генерируемых импульсов увеличивается».

Подобьём сказанное перечислением основных параметров динистора:

— Напряжение открывания (включения), Uвкл;
— Минимальный ток удержания, Iуд;
— Максимально допустимый прямой ток, Iпр;
— Ток утечки в закрытом состоянии, Iут;
— Максимально допустимое обратное напряжение, Uобр max;
— Падение напряжения на открытом динисторе, Uпр;
— Скорость нарастания напряжения при переключении, dUзакр/dt, либо
     Время нарастания напряжения, tr.

Электрические характеристики распространённых однополярных динисторов КН102 и симметричных (двуполярных) DB3-D34 динисторов сведём в итоговую таблицу.

  Тип    Uвкл, В     Iуд, мА    Iпр max, А
 (пост/имп) 
  Iут, мкА     Uобр max,
  В
  Uпр, В     dUзакр/dt (В/мкс)  
  либо tr (мкс)
  КН102А      20     0,1-15     0,2 / 2     80-150     10     1,5     0,3 В/мкс 
  КН102Б      28     0,1-15     0,2 / 2     80-150     10     1,5     0,5 В/мкс 
  КН102В      40     0,1-15     0,2 / 2     80-150     10     1,5     0,7 В/мкс 
  КН102Г      56     0,1-15     0,2 / 2     80-150     10     1,5     0,9 В/мкс 
  КН102Д      80     0,1-15     0,2 / 2     80-150     10     1,5     1,3 В/мкс 
  КН102Ж     120     0,1-15     0,2 / 2     80-150     10     1,5     2,0 В/мкс 
  КН102И     150     0,1-15     0,2 / 2     80-150     10     1,5     3,3 В/мкс 
  DB3     28-36     0,1     0,3 / 2     10      —      —     1,5 мкс 
  DB4     35-45     0,1     0,3 / 2     10      —      —     1,5 мкс 
  DB6     56-70     0,1     0,3 / 2     10      —      —     1,5 мкс 
  DС34     30-38     0,05     0,3 / 2     10      —      —     1,5 мкс 

 

© 2017 Vpayaem. ru   All Rights Reserved

Принцип работы динистора простым языком

Содержание

  1. Динистор. Принцип работы
  2. Принцип работы динистора
  3. Динистор — применение, принцип работы, структура
  4. Принцип работы динистора
  5. Область применения динистора
  6. Реверсивно-включаемые мощные динисторы
  7. Внешний вид ключей собранных на основе РВД
  8. Структура кристалла силового РВД
  9. Перспектива использования РВД
  10. Динистор
  11. Принцип работы и свойства динистора
  12. Условное графическое обозначение динистора на схемах.
  13. Чем отличается динистор от полупроводникового диода?
  14. Принцип работы динистора.
  15. Динисторы – принцип работы, как проверить, технические характеристики
  16. Содержание статьи
  17. Как графически обозначается динистор на схеме
  18. Таблица наиболее популярных марок динисторов
  19. Особенности устройства полупроводникового неуправляемого тиристора
  20. Виды динисторов
  21. Основные характеристики динисторов
  22. Схема работы динистора
  23. Области применения динисторов
  24. Как проверить работоспособность динистора
  25. Видео

Динистор.

Принцип работы

Динистор — это двухэлектродный прибор, разновидность тиристора и, как я уже говорил, не полностью управляемый ключ, который можно выключить, только снизив ток, проходящий через него. Состоит он из четырех чередующихся областей различного типа проводимости и имеет три np-перехода. Соберем гипотетическую схему, похожую на ту, что мы использовали для изучения диода, но добавим в нее переменный резистор, а диод заменим динистором:

Итак, сопротивление резистора максимально, прибор показывает «0». Начинаем уменьшать сопротивление резистора. Напряжение на динисторе растет, ток по-проежнему не наблюдается. При дальнейшем уменьшении сопротивления в определенный момент времени на динисторе окажется напряжение, которое в состоянии его открыть ( Uоткр). Динистор тут же открывается и величина тока будет зависеть лишь от сопротивления цепи и самого открытого динистора – «ключ» сработал.

Как же закрыть ключ? Начинаем уменьшать напряжение – ток уменьшается, но только за счет увеличения сопротивления переменного резистора, состояние динистора остается прежним. В определенный момент времени ток через динистор уменьшается до определенной величины, которую принято называть током удержания (Iуд). Динистор мгновенно закроется, ток упадет до «0» — ключ закрылся.

Таким образом динистор открывается, если напряжение на его электродах достигнет Uоткр и закрывается, если ток через него меньше Iуд. Для каждого типа динистора, само собой, эти величины различны, но принцип работы остается один и тот же. Что произойдет если динистор включить «наоборот»? Собираем еще одну схему, поменяв полярность включения батареи.

Сопротивление резистора максимально, тока нет. Увеличиваем напряжение – тока все равно нет и не будет до тех пор, пока напряжение на динисторе не превысит максимально допустимое. Как только привысит – динистор просто сгорит. Попробуем то, о чем мы с вами говорили, изобразить на координатной плоскости, на которой по оси Х отложим напряжение на динисторе, по Y — ток через него:

Таким образом, в одну сторону динистор ведет себя как обычный диод в обратном включении (просто заперт, закрыт), в другую лавинообразно открывается но лишь при определенном на нем напряжении или так же закрывается, как только ток через открытый прибор снизится ниже заданного паспортного значения.

Таким образом, основные параметры динистора можно свести к нескольким значениям:

— Напряжение открывания;
— Минимальный ток удержания;
— Максимально допустимый прямой ток;
— Максимально допустимое обратное напряжение;
— Падение напряжени на открытом динисторе.

Источник

Принцип работы динистора

Туннельный диод

Обычные диоды при увеличении прямого напряжения монотонно увеличивают пропускаемый ток. В туннельном диоде квантово-механическое туннелирование электронов добавляет горб в вольтамперную характеристику, при этом, из-за высокой степени легирования p и n областей, напряжение пробоя уменьшается практически до нуля. Туннельный эффект позволяет электронам преодолеть энергетический барьер в зоне перехода с шириной 50..150 Å при таких напряжениях, когда зона проводимости в n-области имеет равные энергетические уровни с валентной зоной р-области.[1] При дальнейшем увеличении прямого напряжения уровень Ферми n-области поднимается относительно р-области, попадая на запрещённую зону р-области, а поскольку тунелирование не может изменить полную энергию электрона[2], вероятность перехода электрона из n-области в p-область резко падает. Это создаёт на прямом участке вольт-амперной характеристики участок, где увеличение прямого напряжения сопровождается уменьшением силы тока. Данная область отрицательного дифференциального сопротивления и используется для усиления слабых сверхвысокочастотных сигналов.
Применение: Наибольшее распространение на практике получили туннельные диоды из Германия, Арсенида галлия, а также из Антимонида галлия. Эти диоды находят широкое применение в качестве генераторов и высокочастотных переключателей, они работают на частотах, во много раз превышающих частоты работы тетродов, — до 30. 100 ГГц.

Динистор
· Динисторы представляют собой четырёхслойные полупроводниковые приборы со структурой PNPN. Динистор работает как пара взаимосвязанных транзистора PNP и NPN.

· Как и все тиристоры, динисторы имеют тенденцию к тому, чтобы оставаться в одном из двух состояний: во включённом состоянии — после того как транзисторы начинают проводить — или выключенном — после того как транзисторы переходят в состояние отсечки.

· Для того чтобы динистор начал проводить необходимо поднять напряжение анод-катод до уровня напряжения включения или же должна быть превышена критическая скорость нарастания напряжения анод-катод.

· Для выключения динистора, необходимо уменьшить его ток до уровня ниже его порога напряжения выключения.

усл. обозначение

ВАХ динистора

Принцип работы динистора

Суть работы денистора заключается в том, что при прямом включении он не пропускает ток до тех пор. пока напряжение на его выводах не достигнет определённого значения. Значение этого напряжения имеет определённую величину и не может быть изменено. Это связано с тем, что динистор является неуправляемым тиристором – у него нет третьего управляющего вывода.

Варикап
ВАРИКАП

ВАРИКА́П (от англ. vari(able) — переменный и cap(acity) — емкость), полупроводниковый диод емкость которого зависит от приложенного напряжения (смещения). Применяется преимущественно как управляемый конденсатор переменной емкости (0,01 – 100 пФ), например, для настройки высокочастотных колебательных контуров, либо как элемент с нелинейной емкостью (параметрический диод).

Фотодиод

Фотодио́д — приёмник оптического излучения[1], который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе.

Фотодиод, работа которого основана на фотовольтаическом эффекте (разделение электронов и дырок в p- и n- области, за счёт чего образуется заряд и ЭДС), называется солнечным элементом. Кроме p-n фотодиодов, существуют и p-i-n фотодиоды, в которых между слоями p- и n- находится слой нелегированного полупроводника i. p-n и p-i-n фотодиоды только преобразуют свет в электрический ток, но не усиливают его, в отличие от лавинных фотодиодов и фототранзисторов.

Принцип работы:

При воздействии квантов излучения в базе происходит генерация свободных носителей, которые устремляются к границе p-n-перехода. Ширина базы (n-область) делается такой, чтобы дырки не успевали рекомбинировать до перехода в p-область. Ток фотодиода определяется током неосновных носителей — дрейфовым током. Быстродействие фотодиода определяется скоростью разделения носителей полем p-n-перехода и ёмкостью p-n-перехода Cp-n

Фотодиод может работать в двух режимах:

Структурная схема фотодиода. 1 — кристалл полупроводника; 2 — контакты; 3 — выводы; Φ —поток электромагнитного излучения; Е — источник постоянного тока; RH — нагрузка.

Светодио́д или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED англ. Light-emitting diode) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра. Его спектральные характеристики зависят во многом от химического состава использованных в нём полупроводников. Иными словами, кристалл светодиода излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона), в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр и где конкретный цвет отсеивается внешним светофильтром.

В настоящее время светодиоды нашли применение в самых различных областях: светодиодные фонари, автомобильная светотехника, рекламные вывески, светодиодные панели и индикаторы, бегущие строки и светофоры и т. д.

8.Биполярный транзистор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор, один из типов транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают npn и pnp транзисторы (n (negative) — электронный тип примесной проводимости, p (positive) — дырочный). В биполярном транзисторе, в отличие от полевого транзистора, используются заряды одновременно двух типов, носителями которых являются электроны и дырки (от слова «би» — «два»). Схематическое устройство транзистора показано на втором рисунке.

Электрод, подключённый к центральному слою, называют базой, электроды, подключённые к внешним слоям, называют коллектором и эмиттером. На простейшей схеме различия между коллектором и эмиттером не видны. В действительности же главное отличие коллектора — бо́льшая площадь p — n-перехода. Кроме того, для работы транзистора абсолютно необходима малая толщина базы.

Обозначение биполярных транзисторов на схемах

Простейшая наглядная схема устройства транзистора

Источник

Динистор — применение, принцип работы, структура

Динистор – это двунаправленный триггерный неуправляемый диод, аналогичный по устройству тиристору небольшой мощности. В его конструкции отсутствует управляющий электрод. Он обладает низкой величиной напряжения лавинного пробоя, до 30 В. Динистор может считаться важнейшим элементом, предназначенным для переключающих автоматических устройств, для схем генераторов релаксационных колебаний и для преобразования сигналов.

Динисторы производятся для цепей максимального тока до 2 А непрерывного действия и до 10 А для работы в импульсном режиме для напряжений с величинами от 10 до 200 В.

Рис. №1. Диффузионный кремниевый динистор pnpn (диодный тиристор) марки КН102 (2Н102). Устройство применяется в импульсных схемах и выполняет коммутирующие действия. Конструкция выполнена в из металлостекла и имеет гибкие выводы.

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. В случае приложения к прибору обратного напряжения, переход П2 открывается, переход П1 и П3 закрыты.

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

Область применения динистора

Реверсивно-включаемые мощные динисторы

Широкое распространение получила разновидность динисторов, обладающих реверсивно-импульсными свойствами. Эти приборы позволяют выполнить микросекундную коммутацию в сотни и даже в миллионы ампер.

Реверсивно-импульсные динисторы (РВД) используются в конструкции твердотельного ключа для питания силовых установок, РВД и работают в микросекундном и субмиллисекундном диапазонах. Они коммутируют импульсный ток до 500 кА в схемах генераторов униполярных импульсов в частотном режиме многократного действия.

Рис. №3. Маркировка РВД используемого в моноимпульсном режиме.

Внешний вид ключей собранных на основе РВД

Рис. №4. Конструкция бескорпусного РВД.

Рси.№5. Конструкция РВД в метало-керамическом таблеточном герметичном корпусе.

Число РВД зависит от величины напряжения для рабочего режима коммутатора, если коммутатор рассчитан на напряжение 25 kVdc, то их число – 15 штук. Конструкция коммутатора на основе РВД схожа с конструкцией высоковольтной сборки с последовательно соединенными тиристорами с таблеточным устройством и с охладителем. И прибор, и охладитель выбираются с учетом рабочего режима, который задается пользователем.

Структура кристалла силового РВД

Полупроводниковая структура реверсивного-включаемого динистора включает в свой состав несколько тысяч тиристорных и транзисторных секций, обладающих общим коллектором.

Включение прибора происходит после изменения на короткое время полярности внешнего напряжения и прохождения через транзисторные секции короткого импульсного тока. Происходит инжектирование электронно-дырочной плазмы в n-базу, по плоскости всего коллектора создается тонкий плазменный слой. Насыщающийся реактор L служит для разделения силовой и управляющей части цепи, через доли микросекунды происходит насыщение реактора и к прибору приходит напряжение первичной полярности. Внешнее поле вытягивает дырки из слоя плазмы в p-базу, что приводит к инжекции электронов, происходит независимое от величины площади переключение прибора по всей его поверхности. Именно благодаря этому имеется возможность производить коммутацию больших токов с высокой скоростью нарастания.

Рис. №6. Полупроводниковая структура РВД.

Рис. №7. Типичная осциллограмма коммутации.

Перспектива использования РВД

Современные варианты динисторов изготовленных в доступном в настоящее время диаметре кремния позволяют коммутировать ток величиной до 1 млА. Для элементов в основу, которых положен карбид кремния характерна: высокая насыщенность скорости электронов, напряженность поля лавинного пробоя с высоким значением, утроенное значение теплопроводности.

Их рабочая температура намного выше из-за широкой зоны, вдвое превышающая радиационная стойкость – вот все основные преимущества кремниевых динистров. Эти параметры дают возможность повысить качество характеристик всех силовых электронных устройств, изготовленных на их основе.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Источник

Динистор

Принцип работы и свойства динистора

Среди огромного количества всевозможных полупроводниковых приборов существует динистор.

В радиоэлектронной аппаратуре динистор встречается довольно редко, ходя его можно встретить на печатных платах широко распространённых энергосберегающих ламп, предназначенных для установки в цоколь обычной лампы. В них он используется в цепи запуска. В маломощных лампах его может и не быть.

Также динистор можно обнаружить в электронных пускорегулирующих аппаратах, предназначенных для ламп дневного света.


Динисторы

Условное графическое обозначение динистора на схемах.

Для начала узнаем, как обозначается динистор на принципиальных схемах. Условное графическое обозначение динистора похоже на изображение диода за одним исключением. У динистора есть ещё одна перпендикулярная черта, которая, судя по всему, символизирует базовую область, которая и придаёт динистору его свойства.

Условное графическое обозначение динистора на схемах

Также стоит отметить тот факт, что изображение динистора на схеме может быть и другим. Так, например, изображение симметричного динистора на схеме может быть таким, как показано на рисунке.


Возможное обозначение симметричного динистора на схеме

Как видим, пока ещё нет какого-либо чёткого стандарта в обозначении динистора на схеме. Скорее всего, связано это с тем, что существует огромный класс приборов под названием тиристоры. К тиристорам относится динистор, тринистор (triac), симистор, симметричный динистор. На схемах все они изображаются похожим образом в виде комбинации двух диодов и дополнительных линий, обозначающих либо третий вывод (тринистор) либо базовую область (динистор).

Чем отличается динистор от полупроводникового диода?

Принцип работы динистора.

Суть работы динистора заключается в том, что при прямом включении он не пропускает ток до тех пор, пока напряжение на его выводах не достигнет определённого значения. Значение этого напряжения имеет определённую величину и не может быть изменено. Это связано с тем, что динистор является неуправляемым тиристором – у него нет третьего, управляющего, вывода.

Известно, что и обычный полупроводниковый диод также имеет напряжение открытия, но оно составляет несколько сотен милливольт (500 милливольт у кремниевых и 150 у германиевых). При прямом включении полупроводникового диода он открывается при приложении к его выводам даже небольшого напряжения.

Чтобы подробно и наглядно разобраться в принципе работы динистора обратимся к его вольт-амперной характеристике ( ВАХ ). Вольт-амперная характеристика хороша тем, что позволяет наглядно увидеть то, как работает полупроводниковый прибор.

На рисунке ниже вольт-амперная характеристика (англ. Current-voltage characteristics ) импортного динистора DB3. Отметим, что данный динистор является симметричным и его можно впаивать в схему без соблюдения цоколёвки. Работать он будет в любом случае, вот только напряжение включения (пробоя) может чуть отличаться (до 3 вольт).

Вольт-амперная характеристика симметричного динистора

На ВАХ динистора DB3 наглядно видно, что он симметричный. Обе ветви характеристики, верхняя и нижняя, одинаковы. Это свидетельствует о том, что работа динистора DB3 не зависит от полярности приложенного напряжения.

График имеет три области, каждая из которых показывает режим работы динистора при определённых условиях.

Красный участок на графике показывает закрытое состояние динистора. Ток через него не течёт. При этом напряжение, приложенное к электродам динистора, меньше напряжения включения VBO – Breakover voltage.

Синий участок показывает момент открытия динистора после того, как напряжение на его выводах достигло напряжения включения (VBO или Uвкл.). При этом динистор начинает открываться и через него начинает протекать ток. Далее процесс стабилизируется и динистор переходит в следующее состояние.

Зелёный участок показывает открытое состояние динистора. При этом ток, который протекает через динистор ограничен только максимальным током Imax, который указывается в описании на конкретный тип динистора. Падение напряжения на открытом динисторе невелико и колеблется в районе 1 – 2 вольт.

Получается, что динистор в своей работе похож на обычный полупроводниковый диод за одним исключением. Если пробивное напряжение или по-другому напряжение открытия для обычного диода составляет значение менее вольта (150 – 500 мВ), то для того, чтобы открыть динистор необходимо подать на его выводы напряжение включения, которое исчисляется десятками вольт. Так для импортного динистора DB3 типовое напряжение включения (VBO) составляет 32 вольта.

Чтобы полностью закрыть динистор, необходимо уменьшить ток через него до значения меньше тока удержания. При этом динистор выключиться – перейдёт в закрытое состояние.

Если динистор несимметричный, то при обратном включении («+» к катоду, а «-» к аноду) он ведёт себя как диод и не пропускает ток до тех пор, пока обратное напряжение не достигнет критического для данного типа динистора и он сгорит. Для симметричных, как уже говорилось, полярность включения в схему не имеет значения. Он в любом случае будет работать.

В радиолюбительских конструкциях динистор может применяться в стробоскопах, переключателях мощной нагрузки, регуляторах мощности и многих других полезных приборах.

Источник

Динисторы – принцип работы, как проверить, технические характеристики

Динистор – неуправляемая разновидность тиристоров, иначе он называется триггер-диодом. Изготавливается из полупроводникового монокристалла, имеющего несколько p-n переходов. Обладает двумя устойчивыми состояниями: открытым и закрытым. Подходят для применения в цепях непрерывного действия, в которых наибольшее значение тока составляет 2 А, а также в импульсных режимах, при условии, что максимальный ток – 10А, а напряжения находятся в диапазоне 10-200 В. Этот элемент обычно выполняет функции электронного ключа. Его открытое положение соответствует высокой проводимости, закрытое – низкой. Переход из открытого в закрытое состояние происходит практически мгновенно.

Как графически обозначается динистор на схеме

Четкого стандарта, регламентирующего изображение этого элемента на схеме, не существует. Самый распространенный вариант – изображение диода + дополнительная перпендикулярная черта. На зарубежных описаниях этот элемент может обозначаться словами trigger diode, буквами VD, VS, V, D.

Условное графическое изображение симметричных динисторов имеет несколько вариантов.

Маркировка, наносимая на корпус динистора, состоит из букв и цифр. Наиболее популярны устройства российского производства КН102 (А…И). Первая буква в обозначении характеризует материал, из которого изготовлено устройство. К – кремний. Число из трех цифр обозначает номер разработки. Буквы, стоящие в конце маркировки, являются буквенными кодами напряжения включения.

Таблица наиболее популярных марок динисторов

Особенности устройства полупроводникового неуправляемого тиристора

Структура динистора четырехслойная с тремя p-n-переходами. Эмиттерные переходы прямого направления – p-n1 и p-n3, переход p-n2 – коллекторный, обратной направленности, обладает высоким сопротивлением. Выводы:

Отличие динистора от диода – количество p-n-переходов (у диода один p-n-переход), от обычного тиристора – отсутствие третьего, управляющего, входа.

Основные плюсы trigger diode:

Минус – отсутствие возможности управлять работой этого устройства.

Виды динисторов

В зависимости от конструктивных особенностей различают следующие виды этих устройств:

Основные характеристики динисторов

При выборе подходящего динистора учитывают следующие параметры:

Схема работы динистора

Основной принцип работы динистора: пропускание тока начинается при достижении определенного значения напряжения, которое является постоянным и не может быть изменено, поскольку триггер-диоды является неуправляемым.

Наглядное представление о том, как работает динистор, дает вольтамперная характеристика (ВАХ). На ВАХ симметричного элемента видно, что он будет функционировать при любом направлении прикладываемого напряжении. Верхняя и нижняя ветви центрально симметричны. Такую деталь можно включать в схему без учета полярности.

На графике изображены 3 возможных рабочих режима:

Несимметричные dinistor можно включать в схему только с соблюдением полярности. При обратном подсоединении элемент будет закрыт при напряжениях, не превышающих допустимое значение, при их превышении деталь сгорит.

По схеме функционирования триггер-диод похож на классический диод, но есть существенное отличие. Если напряжение открытия для диода очень мало и составляет десятки и сотни милливольт, то для динистора напряжение включения составляет несколько десятков вольт. Для закрытия устройства ток, проходящий через него, необходимо понизить до значения, которое меньше величины тока удержания, или разомкнуть цепь электропитания.

Области применения динисторов

Рабочие характеристики этого элемента позволяют его использовать в следующих в следующих схемах:

Как проверить работоспособность динистора

Этот элемент выходит строя очень редко. С использованием мультиметра динистор из-за его технических особенностей проверить невозможно, поэтому для проведения детальной проверки собирают несложную тестовую схему.

В проверочную схему входят:

Для сборки этой схемы понадобятся: резистор сопротивлением 10 кОм, светодиод для светоиндикации, проверяемый элемент, лабораторный источник питания с возможностью регулировать постоянное напряжение в интервале 30-40 В. Если имеются только маломощные ИП c регулировкой, то их включают в цепь последовательным соединением.

При включении однонаправленного динистора в тестовую схему необходимо соблюдать полярность.

Источник

Видео

ЧТО ТАКОЕ ДИНИСТОР И ЗАЧЕМ ОНИ НУЖНЫ

лекция 354 Динистор — принцип работы

Как работает динистор

Динисторы

Как работает тиристор?

Динистор для начинающих радиолюбителей.Что это за деталь?Простые схемы на динисторе.

Урок №31. Тиристор, симистор, динистор.

о ТИРИСТОРе

Принцип работы тиристора

КАК РАБОТАЕТ ТРАНЗИСТОР | ОБЪЯСНЯЮ НА ПАЛЬЦАХ

Динистор Принцип работы и свойства динистора

Среди огромного количества всевозможных полупроводниковых приборов существует динистор.

В радиоэлектронной аппаратуре динистор встречается довольно редко, ходя его можно встретить на печатных платах широко распространённых энергосберегающих ламп, предназначенных для установки в цоколь обычной лампы. В них он используется в цепи запуска. В маломощных лампах его может и не быть.

Также динистор можно обнаружить в электронных пускорегулирующих аппаратах, предназначенных для ламп дневного света.

Динистор относится к довольно большому классу тиристоров.

Условное графическое обозначение динистора на схемах.

Для начала узнаем, как обозначается динистор на принципиальных схемах. Условное графическое обозначение динистора похоже на изображение диода за одним исключением. У динистора есть ещё одна перпендикулярная черта, которая, судя по всему, символизирует базовую область, которая и придаёт динистору его свойства.

Условное графическое обозначение динистора на схемах

Также стоит отметить тот факт, что изображение динистора на схеме может быть и другим. Так, например, изображение симметричного динистора на схеме может быть таким, как показано на рисунке.

Возможное обозначение симметричного динистора на схеме

Как видим, пока ещё нет какого-либо чёткого стандарта в обозначении динистора на схеме. Скорее всего, связано это с тем, что существует огромный класс приборов под названием тиристоры. К тиристорам относится динистор, тринистор (triac), симистор, симметричный динистор. На схемах все они изображаются похожим образом в виде комбинации двух диодов и дополнительных линий, обозначающих либо третий вывод (тринистор) либо базовую область (динистор).

В зарубежных технических описаниях и на схемах, динистор может иметь названия trigger diode, diac (симметричный динистор). Обозначается на принципиальных схемах буквами VD, VS, V и D.

Чем отличается динистор от полупроводникового диода?

Во-первых, стоит отметить, что у динистора три (!) p-n перехода. Напомним, что у полупроводникового диода p-n переход всего один. Наличие у динистора трёх p-n переходов придаёт динистору ряд особенных свойств.

Принцип работы динистора.

Суть работы динистора заключается в том, что при прямом включении он не пропускает ток до тех пор, пока напряжение на его выводах не достигнет определённого значения. Значение этого напряжения имеет определённую величину и не может быть изменено. Это связано с тем, что динистор является неуправляемым тиристором – у него нет третьего, управляющего, вывода.

Известно, что и обычный полупроводниковый диод также имеет напряжение открытия, но оно составляет несколько сотен милливольт (500 милливольт у кремниевых и 150 у германиевых). При прямом включении полупроводникового диода он открывается при приложении к его выводам даже небольшого напряжения.

Чтобы подробно и наглядно разобраться в принципе работы динистора обратимся к его вольт-амперной характеристике (ВАХ). Вольт-амперная характеристика хороша тем, что позволяет наглядно увидеть то, как работает полупроводниковый прибор.

На рисунке ниже вольт-амперная характеристика (англ. Current-voltage characteristics) импортного динистора DB3. Отметим, что данный динистор является симметричным и его можно впаивать в схему без соблюдения цоколёвки. Работать он будет в любом случае, вот только напряжение включения (пробоя) может чуть отличаться (до 3 вольт).

Вольт-амперная характеристика симметричного динистора

На ВАХ динистора DB3 наглядно видно, что он симметричный. Обе ветви характеристики, верхняя и нижняя, одинаковы. Это свидетельствует о том, что работа динистора DB3 не зависит от полярности приложенного напряжения.

График имеет три области, каждая из которых показывает режим работы динистора при определённых условиях.

  • Красный участок на графике показывает закрытое состояние динистора. Ток через него не течёт. При этом напряжение, приложенное к электродам динистора, меньше напряжения включения VBO – Breakover voltage.

  • Синий участок показывает момент открытия динистора после того, как напряжение на его выводах достигло напряжения включения (VBO или Uвкл.). При этом динистор начинает открываться и через него начинает протекать ток. Далее процесс стабилизируется и динистор переходит в следующее состояние.

  • Зелёный участок показывает открытое состояние динистора. При этом ток, который протекает через динистор ограничен только максимальным током Imax, который указывается в описании на конкретный тип динистора. Падение напряжения на открытом динисторе невелико и колеблется в районе 1 – 2 вольт.

Получается, что динистор в своей работе похож на обычный полупроводниковый диод за одним исключением. Если пробивное напряжение или по-другому напряжение открытия для обычного диода составляет значение менее вольта (150 – 500 мВ), то для того, чтобы открыть динистор необходимо подать на его выводы напряжение включения, которое исчисляется десятками вольт. Так для импортного динистора DB3 типовое напряжение включения (VBO) составляет  32 вольта.

Чтобы полностью закрыть динистор, необходимо уменьшить ток через него до значения меньше тока удержания. При этом динистор выключиться – перейдёт в закрытое состояние.

Если динистор несимметричный, то при обратном включении (“+” к катоду, а “-” к аноду) он ведёт себя как диод и не пропускает ток до тех пор, пока обратное напряжение не достигнет критического для данного типа динистора и он сгорит. Для симметричных, как уже говорилось, полярность включения в схему не имеет значения. Он в любом случае будет работать.

В радиолюбительских конструкциях динистор может применяться в  стробоскопах, переключателях мощной нагрузки, регуляторах мощности и многих других полезных приборах.

Тири́стор — полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n-переходами и имеющий два устойчивых состояния: закрытое состояние, то есть состояние низкой проводимости, и открытое состояние, то есть состояние высокой проводимости.

Тиристор можно рассматривать как электронный выключатель (ключ). Основное применение тиристоров — управление мощной нагрузкой с помощью слабых сигналов, а также переключающие устройства. Существуют различные виды тиристоров, которые подразделяются, главным образом, по способу управления и по проводимости. Различие по проводимости означает, что бывают тиристоры, проводящие ток в одном направлении (тринистор) и в двух направлениях ( симисторы, симметричные динисторы).

Тиристор имеет нелинейную вольт-амперную характеристику (ВАХ) с участком отрицательного дифференциального сопротивления. По сравнению, например, с транзисторными ключами, управление тиристором имеет некоторые особенности. Переход тиристора из одного состояния в другое в электрической цепи происходит скачком (лавинообразно) и осуществляется внешним воздействием на прибор: либо напряжением (током), либо светом (для фототиристора). После перехода тиристора в открытое состояние он остаётся в этом состоянии даже после прекращения управляющего сигнала, если протекающий через тиристор ток превышает некоторую величину, называемую током удержания.

Устройство и основные виды тиристоров

Основная схема тиристорной структуры показана на рис. 1. Она представляет собой четырёхслойный полупроводник структуры p-n-p-n, содержащий три последовательно соединённых p-n-перехода J1, J2, J3. Контакт к внешнему p-слою называется анодом, к внешнему n-слою — катодом. В общем случае p-n-p-n-прибор может иметь до двух управляющих электродов (баз), присоединённых к внутренним слоям. Подачей сигнала на управляющий электрод производится управление тиристором (изменение его состояния). Прибор без управляющих электродов называется диодным тиристором или динистором. Такие приборы управляются напряжением, приложенным между основными электродами.

Рис. 1. Схемы тиристора:

a) Основная четырёхслойная p-n-p-n-структура

b) Диодный тиристор

с) Триодный тиристор.

Прибор с одним управляющим электродом называют триодным тиристором или тринистором. В зависимости от того, к какому слою полупроводника подключён управляющий электрод, тринисторы бывают управляемыми по аноду и по катоду. Наиболее распространены последние.

Симметричный тринистор называется также симистором или триаком (от англ. triac). Следует заметить, что вместо симметричных динисторов, часто применяются их интегральные аналоги, обладающие лучшими параметрами.

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

Вольтамперная характеристика тиристора

Рис.  2. Вольтамперная характеристика тиристора

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

  • Между точками 0 и 1 находится участок, соответствующий высокому сопротивлению прибора — прямое запирание.

  • В точке 1 происходит включение тиристора.

  • Между точками 1 и 2 находится участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

  • Участок между точками 2 и 3 соответствует открытому состоянию (прямой проводимости).

  • В точке 2 через прибор протекает минимальный удерживающий ток Ih.

  • Участок между 0 и 4 описывает режим обратного запирания прибора.

  • Участок между 4 и 5 — режим обратного пробоя.

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

Лекция 12. Терморезисторы, позисторы, варисторы. Интегральные микросхемы. Планарная технология.

Самодельные диммеры. Часть первая. Типы тиристоров

В статье описано применение тиристоров, приведены простые и наглядные опыты для изучения принципов их работы. Также даны практические указания по проверке и подбору тиристоров.

Самодельные диммеры

В статьях «Диммеры: устройство, разновидности и способы подключения» и «Устройство и схема диммера» было рассказано о применении промышленных диммеров. Но, несмотря на разнообразие и наличие таких устройств в продаже, иногда все же приходится вспоминать забытое старое, и собирать диммер по достаточно простой любительской схеме.

Мощности устройства, которое есть в продаже, может не хватить, или просто есть запчасти, чтобы их тупо не потерять, так что пусть будет хоть что-то. Также диммер вообще не должен регулировать свет, его можно приспособить, например, к паяльнику. В общем, приложений предостаточно, готовый девайс всегда может пригодиться.

Практически все подобные устройства выполнены на тиристорах, о которых стоит рассказать отдельно, ну хотя бы вкратце, чтобы принцип работы тиристорные регуляторы было понятно и понятно.

Типы тиристоров

Название Тиристор подразумевает несколько разновидностей, или как говорят, семейство полупроводниковых приборов. Такие устройства представляют собой структуру из четырех p- и n-слоев, образующих три последовательных p-n (буквы p-n латинские: от положительного и отрицательного) перехода.

Рис. 1. Тиристоры

Если делать выводы из крайних областей p n, то полученный прибор называется диодным тиристором, по-другому динистор . Внешне похож на диод серии Д226 или Д7Ж, только диоды имеют только один p-n переход. Конструкция и схема динистора КН102 показана на рисунке 2.

Там же показана схема его включения. Если вывести из другого p-n перехода, то получится триодный тиристор, называемый тринистор. В одном корпусе могут располагаться сразу два тринистора, соединенных в обратном направлении — параллельно. Эта конструкция называется симистором и предназначена для работы в цепях переменного тока, так как может пропускать как положительные, так и отрицательные полупериоды напряжения.

Рисунок 2. Внутреннее устройство и схема включения диодного тиристора КН102

Вывод катода, область n, соединен с корпусом, а вывод анода через стеклянный изолятор подключен к области п, как показано на рисунке 1. Там же показано включение динистора в силовую цепь. Блок питания должен быть подключен последовательно с динистором. как если бы это был обычный диод. На рис.3 представлена ​​вольтамперная характеристика динистора.

Рисунок 3. Вольт-амперная характеристика динистора

Из этой характеристики видно, что напряжение на динистор можно прикладывать как в обратном направлении (на рисунке в нижней левой четверти), так и в прямом, как показано в верхней правой четверти рисунка. В обратном направлении характеристика аналогична характеристике обычного диода: через прибор протекает незначительный обратный ток, практически можно считать, что тока нет.

Больший интерес представляет прямая ветвь характеристики. Если напряжение подается на динистор в прямом направлении и постепенно увеличивается, то ток через динистор будет мал, и будет незначительно меняться. Но только до тех пор, пока оно не достигнет определенного значения, называемого напряжением переключения динистора. На рисунке это обозначено как Uincl.

При этом напряжении происходит лавинообразное увеличение тока в четырехслойной внутренней структуре, динистор открывается, переходит в проводящее состояние, о чем свидетельствует участок с отрицательным сопротивлением на характеристике. Напряжение на участке катод-анод резко падает, а ток через динистор ограничивается только внешней нагрузкой, в данном случае сопротивлением резистора R1. Главное, ток должен быть ограничен на уровне не выше максимально допустимого, который указан в справочных данных.

Максимально допустимый ток или напряжение – это значение, при котором гарантируется нормальная работа устройства в течение длительного времени. Причем следует обратить внимание на то, что только один из параметров достигает максимально допустимого значения: если устройство работает в режиме максимально допустимого тока, то рабочее напряжение должно быть ниже максимально допустимого. В противном случае нормальная работа полупроводникового прибора не гарантируется. Конечно, не нужно специально стремиться к достижению максимально допустимых параметров, но если уж так получилось…

Этот постоянный ток будет протекать через динистор до тех пор, пока динистор каким-то образом не выключится. Для этого прекратите прохождение постоянного тока. Это можно сделать тремя способами: разомкнуть цепь питания, закоротить динистор с помощью перемычки (весь ток будет проходить через перемычку, а ток через динистор будет равен нулю), или поменять полярность питающего напряжения. Это происходит, если питать динистор и нагрузку переменным током. Такие же способы отключения имеет отключающий тиристор — тринистор.


Маркировка динистора

Состоит из нескольких букв и цифр, наиболее распространены и доступны отечественные приборы серии КН102 (А, В…I). первая буква К, указывает на то, что это кремниевый полупроводниковый прибор, Н что это динистор, цифры 102 это номер разработки, а последняя буква определяет напряжение вкл.

Весь справочник сюда не влезет, однако следует отметить, что у КН102А напряжение включения 20В, у КН102Б 28В, а у КН102И целых 150В. При последовательном включении приборов коммутируемое напряжение складывается, например два КН102А дадут суммарное напряжение 40В. Динисторы, выпускаемые для оборонной промышленности, вместо первой буквы К имеют цифру 2. Это же правило используется и в маркировке транзисторов.

В настоящее время довольно широко распространены симметричные динисторы . Чтобы это представить, достаточно подключить два обычных динистора в обратную сторону — параллельно. Такие динисторы включаются при подаче напряжения любой полярности или переменного напряжения. Используется в схемах триггерных драйверов в электронных трансформаторах и энергосберегающих лампах, а также в качестве порогового элемента в тиристорных регуляторах, о которых будет рассказано далее. Один из этих динисторов имеет маркировку DB3.

Такая логика работы динистора позволяет собрать на его основе достаточно простые генераторы импульсов . Схема одного из вариантов представлена ​​на рисунке 4.

Рисунок 4. Динисторный генератор

Принцип работы такого генератора достаточно прост: выпрямленное диодом VD1 сетевое напряжение через резистор R1 заряжает конденсатор С1 , и как только напряжение на нем достигнет напряжения включения динистора VS1, последний открывается, а конденсатор разряжается через лампочку EL1, что дает короткую вспышку, после чего процесс сначала повторяется. В реальных схемах вместо лампочки может быть установлен трансформатор, с выходной обмотки которого снимаются импульсы, используемые для любых целей, например, в качестве открывающих.

Читайте в следующей статье.

Продолжение: Самодельные диммеры. Часть вторая. Тиристорное устройство

Борис Аладышкин

Самодельные диммеры. Часть вторая. Тиристорное устройство

Первая часть статьи: Самодельные диммеры. Типы тиристоров

После рассмотрения устройства и применения динистора будет легче разобраться в устройстве и работе тринистора. Однако чаще всего тринистор называют просто тиристором, как-то привычнее.

Устройство триодного тиристора (тринистора) показано на рисунке 1.

На рисунке все показано достаточно подробно и в целом, за исключением, пожалуй, другого строения, оно напоминает устройство динистора. Схема подключения нагрузки и аккумулятора такая же, как и у динистора.

В обоих случаях источник питания условно показан как аккумулятор, чтобы видеть полярность подключения. Единственным новым элементом на этом рисунке является управляющий электрод УЭ, соединенный, как уже было сказано, с одной из областей «слоистого» полупроводникового кристалла.

Вольт – амперная характеристика тринистора , показанная на рисунке 2, и очень похожа на соответствующую характеристику динистора.

Рисунок 1. Устройство триодный тиристор

Рисунок 2. Вольт-амперная характеристика тринистора

Если считать, что УЭ не используется, как будто его вообще не было, то тринистор, как и динистор, откроется с постепенным увеличением постоянного напряжения между анодом и катодом. В справочниках это напряжение называется Uпр — прямое напряжение.

Если по справочнику постоянное напряжение для конкретного тринистора 200В, а мы подаем на него все 300 и более, то тиристор откроется без напряжения на управляющем электроде. Об этом нужно знать и всегда помнить, иначе возможны конфузные ситуации: «Установили новый тиристор, а он оказался негодным».

Если на управляющий электрод подать положительное напряжение, естественно относительно катода, то тиристор откроется гораздо раньше, чем прямое напряжение достигнет своего предельного значения. Происходит своеобразное выпрямление выброса вольт-амперной характеристики, которое показано штриховыми линиями. В определенный момент характеристика становится похожей на характеристику обычного диода, ток через РЭ достигает своего максимального значения и называется током выпрямления Iue.

Управляющий электрод, по сути, зажигается: достаточно короткого импульса в несколько микросекунд, чтобы открыть тиристор , далее УЭ теряет свои управляющие свойства до отключения тринистора одним из доступных способов. Эти способы такие же, как и для динистора, о них уже упоминалось выше.

Нельзя отключить тринистор воздействуя на управляющий электрод хотя справедливости ради надо сказать что их запираемые тиристоры . Правда, их очень мало, и они не получили широкого распространения, особенно в любительских разработках.

Еще один важный момент: сопротивление нагрузки должно быть таким, чтобы ток через нее был не меньше тока удержания для данного типа тиристора . Если, например, регулятор нормально работает с лампочкой, например, на 60 Вт, то вряд ли он будет работать, если вместо такой нагрузки подключить просто неоновую лампочку.

После такого чисто теоретического знакомства можно переходить к практическим экспериментам, позволяющим понять и запомнить с помощью простейших схем и приемов, как работает тиристор . Уже вступает в действие известная народная мудрость: через голову не дойдёт, через руки дойдёт, или по-другому: «Руки-то помнишь!!!» Очень хороший принцип, помогает почти всегда!

Простые развлекательные эксперименты с симисторами

Проверка тиристоров

Для проведения этих опытов понадобится КН201 или КУ202 тринистор с любым буквенным индексом, блок питания лучше регулируемый, несколько резисторов, лампочки, кнопки и подключение провода. Сборку схем лучше всего производить навесным монтажом, как будет показано на рисунках, разумеется, с помощью паяльника. Схема, показанная на рисунке 3, позволит проверить тиристор на работоспособность .

Рисунок 3. Схема проверки тиристора

Проще всего собрать такую ​​схему с использованием трансформатора ТВК-110Л1 , применялся в черно-белых телевизорах в качестве вывода кадровой развертки. При подключении к сети 220В без всяких переделок на вторичной обмотке получается напряжение около 25В, что достаточно не только для описываемого эксперимента, но и для создания маломощных блоков питания, подобных тем сетевым адаптерам китайского производства которые продаются в магазинах. При отсутствии трансформатора ТВК-110Л1 можно использовать любые со вторичным напряжением 12-20В мощностью не менее 5Вт .

Еще нужен сам тиристор, три полупроводниковых диода (можно заменить на 1N4007, как самые распространенные в настоящее время), пара лампочек на напряжение 12В (используются в автомобилях для подсветки панели приборов), кнопка и несколько резисторов. Если удастся найти лампы на 24В, то установка резисторов R3 и R4 не требуется.

Резистор R2 предназначен для обеспечения необходимого тока удержания тиристора. Если вы используете более мощные лампы, то установка этого резистора не нужна. Резистор R1 ограничивает ток в цепи управляющего электрода.

Способ использования «устройства» довольно прост. При включении устройства в сеть не должна гореть ни одна из лампочек. При нажатии на кнопку SB1, удерживая ее, должна загореться лампа HL1. Если этого не происходит, то неисправность тиристора кроется в управляющем электроде. Если при включении схемы сразу горят обе лампы, то тиристор просто пробит.

Кстати, этим прибором можно проверять и диоды: если вместо тиристора подключить диод в указанной на схеме полярности, то загорится лампа HL1, а при включении направления диода — HL2 .

Тут может возникнуть вопрос: «Зачем проверять диоды таким способом, когда для этого есть обычный цифровой тестер?» Ответ на этот вопрос будет следующим. Бывают случаи хоть и редкие, но метко, когда тестер, хоть стрелочка, показывает, что диод исправен. И только «прозвонка» через лампочку свидетельствует о том, что под нагрузкой диод «пробивается», лампочка не загорается в какую бы сторону ни был подключен диод. Просто для обнаружения такого дефекта измерительного тока тестера недостаточно. Кстати, такую ​​«дублировку» диода через лампочку можно сделать и от источника постоянного напряжения.


Небольшое лирическое отступление

Те, кто занимается ремонтом, знают, что проверять детали нужно чаще всего, когда они впаяны в схему, и делать это надо только тестером. И в этой ситуации лучше всего использовать старый добрый стрелочный прибор , например типа TL4-M .

В режиме измерения сопротивления данные приборы имеют больший измерительный ток, чем современные цифровые тестеры, что позволяет держать тиристор типа КУ201, КУ202 или им подобные открытыми. Процедура проверки следующая. Измерение находится на пределе *Ω.

Сначала нужно прикоснуться щупами тестера к аноду и катоду тиристора, естественно, соблюдая полярность. Стрелка прибора не должна отклоняться. После этого замкните, например, пинцетом выводы УЭ и анода (корпуса). Стрелка должна отклоняться примерно на половину шкалы, а после извлечения пинцета оставаться на том же месте. Такой тиристор можно смело устанавливать в любую конструкцию.

Если после размыкания цепи УЭ стрелка возвращается в начальную точку шкалы, это свидетельствует о том, что ток удержания тиристора, даже нового, не впаянного, очень велик, либо большой ток открытия тиристора УП, а в некоторых случаях этот тринистор работать не будет.

Такой метод подходит для отбраковки тиристоров преимущественно отечественных. Импортные тиристоры, как правило, открываются легче и надежнее. Эта же методика подходит и для проверки симметричного тиристора (симистора).

Небольшое, но важное замечание: для стрелочных тестеров в режиме измерения сопротивления положительный щуп омметра тот, который в режиме измерения постоянного напряжения отрицательный . Это нужно знать и всегда помнить. Цифровые тестеры плюс омметр находятся там же, где и при измерении постоянного напряжения. Естественно, цифровой тестер не сможет провести вышеуказанную проверку.

После проверки тиристора можно провести несколько несложных опытов, чтобы практически ознакомиться с его работой. Ну это как раз из разряда «а вот руки помнят».

Читайте в следующей статье.

Продолжение статьи: Самодельные диммеры. Часть третья. Как управлять тиристором?

Борис Аладышкин

Ремонт диммера | Мастерская своими руками

Для начала нужно разобраться, что это такое и какие функции выполняет данный диммер. Диммер еще называют диммером – это устройство, позволяющее плавно регулировать напряжение на нагрузке. Он в основном используется для регулировки яркости галогенных ламп и ламп накаливания, но также может использоваться для регулировки температуры паяльника и других устройств. Название с английского переводится как — темнеть, меркнуть и т. д.

Благодаря диммеру можно экономить энергию, это происходит за счет снижения напряжения и тока протекающего через регулятор, хотя яркость лампы уменьшится, но иногда в некоторых помещениях это очень удобно, а иногда даже необходимо, для например, в помещении для проявления фото или в брудерах для контроля температуры и т.д. А диммер помогает продлить срок службы ламп накаливания за счет плавного подъема напряжения, т.к. лампы в основном перегорают в момент включения, так как до подключения сама лампа и вольфрамовая нить холодные, соответственно сопротивление нити во много раз ниже и сила тока выше, чем при горячей. К сожалению, диммер, проработавший у меня три года без проблем, внезапно сгорел, и я решил его реанимировать. Сначала я его разобрал. В моем случае, и в основном в недорогих диммерах, для этого нужно вытащить ручку, открутить гайку, которая под ней, затем открутить два винта сзади диммера и вытащить плату с деталями.

Далее необходимо провести визуальный осмотр. Иногда бывает, что осмотр выявляет какие-то поломки, например, потемнение резисторов, раскол или разрыв симистора, раскол пленочного конденсатора и т.д., а иногда можно увидеть последствия в виде перегоревшей дорожки на доска.

В моем случае осмотр дефектов не выявил, и я взялся за мультиметр (тестер). Обычно в этих регуляторах выходит из строя симистор, что собственно и произошло с моим диммером. Еще есть такая неисправность, в момент включения диммера кратковременно мигает лампочка, это тоже можно исправить заменой симистора, а иногда и динистора, это связано со вторичным лавинным пробоем PN перехода, одного из полупроводники. На фото два симистора внутри синего круга.

Проверил мультиметром, симистор звенел (промахивался) во все стороны, причем промахивался не как полупроводник, а как проводник (кусок провода). Убедившись в неисправности симистора, выпаял его и заменил на заведомо рабочий. Между симистором и радиатором я наносил КПТ-8 (теплопроводную пасту), конечно можно было бы обойтись и без пасты, просто паста попала под (так сказать) горячие руки.

В моем контроллере стоял симистор с обозначением ВТ 137-600Э, он рассчитан на 600 вольт 8 ампер. Заменил его на завалявшийся у меня БТБ 24-600Б, как видно из обозначения он был рассчитан на 600 вольт и 24 ампера, то есть диммер стал еще мощнее. Симисторы могут быть и другие, но нужно смотреть даташиты, чтобы подошли по мощности, цоколевке и токам управления.

Затем зачистил отверстия куда будет припаиваться симистор, проварил наполовину флюсом и припаял на подготовленное место. После этого протер плату смоченной в спирте ватой там, где были остатки флюса.

Он у меня перегорел вместе с лампочкой, и я предположил, что симистор вышел из строя из-за дуги, возникшей при перегорании лампы и спровоцировавшей скачок напряжения.
Так же проверил симметричный динистор (DB3). Проверяется так, сначала нужно попробовать тестером (в режиме проверки диодов) прозвонить в обе стороны, звонить не должно. Затем накрутить на щупы тестера резистор 1 КилоОм, подключить первый конец щупа к динистора, а конденсатор мкФ 100 (заряженный) подключить между вторым выводом динистора и тестером, напряжение на нем несколько выше напряжения пробоя динистора. Если тестер (в режиме вольтметра) показывает падающее напряжение, значит, динистор исправен. Если она не работает, замену можно найти в перегоревшей энергосберегающей лампе. На фото динистор в синей кружке.

На всякий случай проверил остальные детали, хотя был уверен в их исправности, так как симистор и реже динистор и переменный резистор с переключателем выходят из строя. Ну бывает, конечно, что перегорает дорожка, это происходит из-за короткого замыкания на участке цепи лампочки и регулятора или неправильной разводки проводки в распределительной коробке, но перегорает уже при выходе из строя симистора . Кстати, некоторые диммеры работают некорректно, если фаза с нулем подключена неправильно, но даже если перепутать, ничего страшного не произойдет.

На фото ниже вы можете увидеть минимальный и максимальный накал лампочки после ремонта.


И собственно видео диммера. Мой совет тем, кто решил самостоятельно отремонтировать нерабочий регулятор. Не рекомендую пренебрегать мерами безопасности и производить все манипуляции с диммером только при отключенном питании. При измерении под нагрузкой будьте осторожны, так как вся цепь не имеет гальванической развязки. При выборе симистора покупайте его как минимум на 30% мощнее подключаемой нагрузки, а лучше на 50% и более (в некоторых случаях придется менять схему). Не поленитесь проверить остальные детали, ведь их там не так много, в моей схеме их всего 7 вместе с симистором. У меня лично так было, привозили диммеры, в которых были сбои, потом сами переключатели, встроенные в потенциометр, симистор или динистор, но в принципе остальные детали могут отказаться работать.
Надеюсь кто-то ремонтировал диммер, моя информация поможет.

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ООО НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВКЛЮЧАЮЩИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ. (Конференция)

ВОЗМОЖНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ООО НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВКЛЮЧАЮЩИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ. (Конференция) | ОСТИ.GOV

перейти к основному содержанию

  • Полная запись
  • Другие родственные исследования

Аннотация не предоставлена.

Авторов:
Струве, Кеннет В.; Мазаракис, Майкл Геррасимос
Дата публикации:
Исследовательская организация:
Национальная лаборатория Сандия. (SNL-NM), Альбукерке, Нью-Мексико (США)
Организация-спонсор:
Национальная администрация ядерной безопасности Министерства сельского хозяйства США (NNSA)
Идентификатор OSTI:
1115487
Номер(а) отчета:
ПЕСОК2013-4877К
479749
Номер контракта с Министерством энергетики:  
АК04-94АЛ85000
Тип ресурса:
Конференция
Отношение ресурсов:
Конференция
: предложено для презентации на конференции IEEE Pulsed Power and Plasma Science Conference, проходившей 16–21 июня 2013 г. в Сан-Франциско, Калифорния.
Страна публикации:
США
Язык:
Английский

Форматы цитирования

  • MLA
  • АПА
  • Чикаго
  • БибТекс

Струве, Кеннет В., и Мазаракис, Майкл Геррассимос. ВОЗМОЖНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ООО НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВКЛЮЧАЮЩИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ. . США: Н. П., 2013. Веб. doi:10.1109/PLASMA.2013.6635010.

Копировать в буфер обмена

Струве, Кеннет В., и Мазаракис, Майкл Геррассимос. ВОЗМОЖНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ООО НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВКЛЮЧАЮЩИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ. . Соединенные Штаты. https://doi. org/10.1109/PLASMA.2013.6635010

Копировать в буфер обмена

Струве, Кеннет В., и Мазаракис, Майкл Геррассимос. 2013. «ВОЗМОЖНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ООО НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВКЛЮЧАЮЩИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1109/ПЛАЗМА.2013.6635010. https://www.osti.gov/servlets/purl/1115487.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_1115487,
title = {ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ LTD НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВКЛЮЧАЮЩИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ.},
автор = {Струве, Кеннет В. и Мазаракис, Майкл Геррассимос},
abstractNote = {Аннотация не предоставлена.},
doi = {10.1109/PLASMA.2013.6635010},
URL-адрес = {https://www.osti.gov/biblio/1115487}, журнал = {},
номер =,
объем = ,
место = {США},
год = {2013},
месяц = ​​{6}
}

Копировать в буфер обмена


Просмотр конференции (2,81 МБ)

https://doi. org/10.1109/PLASMA.2013.6635010

Дополнительную информацию о получении полнотекстового документа см. в разделе «Доступность документа». Постоянные посетители библиотек могут искать в WorldCat библиотеки, в которых проводится эта конференция.


Экспорт метаданных

Сохранить в моей библиотеке

Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.

Похожие записи в сборниках ОСТИ.ГОВ:

  • Аналогичные записи

Как повысить напряжение электронного трансформатора. Китайский электронный трансформатор TASCHIBRA TRA25

Рассмотрим основные преимущества, достоинства и недостатки электронных трансформаторов. Рассмотрим схему их работы. Электронные трансформаторы появились на рынке совсем недавно, но успели завоевать широкую популярность не только в радиолюбительских кругах.

В последнее время в интернете часто можно наблюдать статьи на основе электронных трансформаторов: самодельные блоки питания, зарядное устройство и многое другое. По сути, электронные трансформаторы — это простые сетевые трансформаторы. Это самый дешевый блок питания. для телефона дороже. Электронный трансформатор работает от сети 220 вольт.

Устройство и принцип работы
Схема работы

Генератор в этой схеме диодный тиристор или динистор. Напряжение сети 220 В выпрямляется диодным выпрямителем. На входе питания присутствует ограничительный резистор. Он одновременно служит и предохранителем, и защитой от скачков сетевого напряжения при включении. Рабочую частоту динистора можно определить по номиналам R-C цепи.

Таким образом, рабочая частота генератора всей цепи может быть увеличена или уменьшена. Рабочая частота в электронных трансформаторах от 15 до 35 кГц, ее можно регулировать.

Обратная связь трансформатора намотана на маленькое кольцо сердечника. Он содержит три обмотки. Обмотка обратной связи состоит из одного витка. Две независимые обмотки управляющих цепей. Это базовые обмотки трех витков транзисторов.

Это эквивалентные обмотки. Ограничительные резисторы предназначены для предотвращения ложных срабатываний транзисторов и одновременного ограничения тока. Транзисторы высоковольтные, биполярные. Транзисторы МГЭ 13001-13009часто используются. Это зависит от мощности электронного трансформатора.

От конденсаторов полумоста тоже многое зависит, в частности мощность трансформатора. Применяются при напряжении 400 В. Мощность также зависит от габаритных размеров сердечника основного импульсного трансформатора. Он имеет две независимые обмотки: сетевую и вторичную. Вторичная обмотка с номинальным напряжением 12 вольт. Он наматывается исходя из требуемой выходной мощности.

Первичная или сетевая обмотка состоит из 85 витков провода диаметром 0,5-0,6 мм. Используются маломощные выпрямительные диоды с обратным напряжением 1 кВ и током 1 ампер. Это самый дешевый выпрямительный диод из серии 1N4007.

На схеме подробно показан конденсатор, задающий частоту цепей динистора. Резистор на входе защищает от скачков напряжения. Динистор серии ДБ3, его отечественный аналог КН102. На входе также есть ограничительный резистор. Когда напряжение на частотозадающем конденсаторе достигает максимального уровня, динистор выходит из строя. Динистор представляет собой полупроводниковый разрядник, который срабатывает при определенном напряжении пробоя. Затем он подает импульс на базу одного из транзисторов. Начинается генерация схемы.

Транзисторы работают в противофазе. На первичной обмотке трансформатора формируется переменное напряжение с заданной частотой работы динистора. На вторичной обмотке получаем требуемое напряжение. При этом все трансформаторы рассчитаны на 12 вольт.

Электронные трансформаторы китайского производителя

Предназначен для питания 12 вольтовых галогенных ламп.

При стабильной нагрузке, такой как галогенные лампы, эти электронные трансформаторы могут работать бесконечно долго. В процессе работы схема перегревается, но не выходит из строя.

Принцип работы

Подается напряжение 220 вольт, выпрямленное диодным мостом VDS1. Конденсатор С3 начинает заряжаться через резисторы R2 и R3. Заряд продолжается до пробоя динистора ДБ3.

Напряжение открытия этого динистора 32 вольта. После его открытия на базу нижнего транзистора подается напряжение. Транзистор открывается, вызывая автоколебания этих двух транзисторов VT1 и VT2. Как работают эти автоколебания?

Ток начинает течь через С6, трансформатор Т3, трансформатор управления базой JDT, транзистор VT1. При прохождении через JDT вызывает закрытие VT1 и открытие VT2. После этого ток протекает через VT2, через базовый трансформатор, Т3, С7. Транзисторы постоянно открываются и закрываются друг друга, работают в противофазе. В средней точке появляются прямоугольные импульсы.

Частота преобразования зависит от индуктивности обмотки обратной связи, емкости баз транзисторов, индуктивности трансформатора Т3 и емкостей С6, С7. Поэтому частоту преобразования очень трудно контролировать. Частота также зависит от нагрузки. Ускорительные конденсаторы на 100 вольт используются для принудительного открывания транзисторов.

Для надежного закрытия динистора VD3 после начала генерации на катод диода VD1 подаются прямоугольные импульсы, и он надежно блокирует динистор.

Кроме того, есть приборы, которые используются для осветительных приборов, питают мощные галогенные лампы два года и работают верой и правдой.

Блок питания на базе электронного трансформатора

Сетевое напряжение подается через ограничительный резистор на диодный выпрямитель. Сам диодный выпрямитель состоит из 4-х маломощных выпрямителей с обратным напряжением 1 кВ и током 1 ампер. Такой же выпрямитель стоит на трансформаторном блоке. После выпрямителя постоянное напряжение сглаживается электролитическим конденсатором. Время заряда конденсатора С2 зависит от резистора R2. При максимальном заряде срабатывает динистор, происходит пробой. На первичной обмотке трансформатора формируется переменное напряжение частоты работы динистора.

Основным преимуществом данной схемы является наличие гальванической развязки с сетью 220 вольт. Основным недостатком является низкий выходной ток. Схема предназначена для питания небольших нагрузок.

Трансформаторы электронные ДМ-150 Т06 А

Потребляемый ток 0,63 ампера, частота 50-60 герц, рабочая частота 30 килогерц. Эти электронные трансформаторы предназначены для питания более мощных галогенных ламп.

Достоинства и преимущества

Если использовать устройства по назначению, то есть хорошая функция. Трансформатор не включится без входной нагрузки. Если вы просто подключили трансформатор, то он не активен. Для начала работы необходимо подключить к выходу мощную нагрузку. Эта функция экономит энергию. Для радиолюбителей, переделывающих трансформаторы на регулируемое блочное питание, это недостаток.

Возможна реализация системы автозапуска и системы защиты от короткого замыкания. Несмотря на недостатки, электронный трансформатор всегда будет самым дешевым типом полумостового блока питания.

В продаже можно найти более качественные, недорогие блоки питания с отдельным генератором, но все они реализованы на основе полумостовых схем с использованием самосинхронизирующихся полумостовых драйверов, таких как IR2153 и им подобных. Такие электронные трансформаторы работают намного лучше, более стабильны, реализована защита от короткого замыкания, сетевой фильтр на входе. Но старая Тащибра остается незаменимой.

Недостатки электронных трансформаторов

Имеют ряд недостатков, несмотря на то, что выполнены по хорошим схемам. Это отсутствие какой-либо защиты в дешевых моделях. У нас простейшая схема электронного трансформатора, но она работает. Именно эта схема реализована в нашем примере.

На вводе питания отсутствует устройство защиты от перенапряжения. На выходе после дросселя должен быть хотя бы сглаживающий электролитический конденсатор на несколько микрофарад. Но он тоже отсутствует. Поэтому на выходе диодного моста мы можем наблюдать нечистое напряжение, то есть все сетевые и прочие помехи передаются в схему. На выходе получаем минимальное количество помех, так как это реализовано.

Рабочая частота динистора крайне нестабильна, зависит от выходной нагрузки. Если без выходной нагрузки частота 30кГц, то с нагрузкой может наблюдаться довольно большой перепад до 20кГц в зависимости от конкретной нагрузки трансформатора.

Другим недостатком является то, что на выходе этих устройств переменная частота и ток. Чтобы использовать электронные трансформаторы в качестве источника питания, ток должен быть выпрямлен. Выпрямлять надо импульсными диодами. Обычные диоды здесь не подходят из-за повышенной рабочей частоты. Так как никакой защиты в таких блоках питания не реализовано, нужно только замкнуть выходные провода, блок не просто выйдет из строя, а взорвется.

При этом при коротком замыкании ток в трансформаторе увеличивается до максимума, поэтому выходные ключи (силовые транзисторы) просто лопнут. Диодный мост тоже выходит из строя, так как они рассчитаны на рабочий ток 1 ампер, а при коротком замыкании рабочий ток резко возрастает. Также выходят из строя ограничительные резисторы транзисторов, сами транзисторы, диодный выпрямитель, предохранитель, который должен защищать цепь, но не делает этого.

Еще несколько компонентов могут выйти из строя. Если у вас есть такой блок электронного трансформатора, и он по какой-то причине случайно вышел из строя, то ремонтировать его нецелесообразно, так как это нерентабельно. Всего один транзистор стоит 1 доллар. Готовый блок питания тоже можно купить за 1 доллар, совершенно новый.

Мощность электронных трансформаторов

Сегодня в продаже можно найти различные модели трансформаторов мощностью от 25 Вт до нескольких сотен Вт. Трансформатор на 60 ватт выглядит так.

Китайский производитель выпускает электронные трансформаторы мощностью от 50 до 80 Вт. Входное напряжение от 180 до 240 вольт, частота сети 50-60 герц, рабочая температура 40-50 градусов, выходное 12 вольт.

Электронные трансформаторы только недавно вошли в моду. По сути, это импульсный блок питания, который предназначен для понижения сетевого напряжения 220 вольт до 12 вольт. Такие трансформаторы используются для питания галогенных ламп на 12 вольт. Мощность выпускаемых ЭТ на сегодняшний день составляет 20-250 Ватт. Конструкции почти всех схем подобного рода похожи друг на друга. Это простой полумостовой инвертор, достаточно неустойчивый в работе. Схемы лишены защиты от короткого замыкания на выходе импульсного трансформатора. Еще одним недостатком схемы является то, что генерация происходит только при подключении нагрузки определенной величины ко вторичной обмотке трансформатора. Я решил написать статью, потому что считаю, что ЭТ можно использовать в радиолюбительских конструкциях в качестве источника питания, если добавить в схему ЭТ несколько простых альтернатив. Суть переделки заключается в том, чтобы дополнить схему защитой от короткого замыкания и сделать так, чтобы ЭТ включался при подаче сетевого напряжения и без лампочки на выходе. На самом деле преобразование достаточно простое и не требует особых навыков в электронике. Схема показана ниже, красный цвет — изменения.

На плате ЭТ мы видим два трансформатора — основной (силовой) и трансформатор ОС. Трансформатор ОС содержит 3 отдельные обмотки. Две из них являются базовыми обмотками силовых ключей и состоят из 3-х витков. На этом же трансформаторе есть еще одна обмотка, состоящая всего из одного витка. Эта обмотка включена последовательно с сетевой обмоткой импульсного трансформатора. Именно эту обмотку необходимо снять и заменить перемычкой. Далее нужно искать резистор сопротивлением 3-8 Ом (от его номинала зависит срабатывание защиты от КЗ). Затем берем провод диаметром 0,4-0,6 мм и наматываем два витка на импульсный трансформатор, затем 1 виток на трансформатор ОС. Резистор ОС подбираем мощностью от 1 до 10 ватт, он будет греться, причем достаточно сильно. В моем случае использовался проволочный резистор сопротивлением 6,2 Ом, но использовать их не советую, так как провод имеет некоторую индуктивность, которая может повлиять на дальнейшую работу схемы, хотя точно сказать не могу — время покажет сказать.

При коротком замыкании на выходе сразу сработает защита. Дело в том, что ток во вторичной обмотке импульсного трансформатора, как и на обмотках трансформатора ОС, резко упадет, это приведет к запиранию ключевых транзисторов. Для сглаживания сетевых помех на вводе питания установлен дроссель, снятый с другого ИБП. После диодного моста желательно установить электролитический конденсатор на напряжение не менее 400 вольт, емкость выбирать из расчета 1 мкФ на 1 ватт.

Но даже после переделки не следует замыкать выходную обмотку трансформатора более чем на 5 секунд, так как силовые ключи нагреются и могут выйти из строя. Переделанный таким образом импульсный блок питания будет включаться вообще без выходной нагрузки. При коротком замыкании на выходе генерация нарушается, но схема не страдает. Обычный ЭТ при замыкании выхода просто моментально сгорает:

Продолжая экспериментировать с блоками электронных трансформаторов для питания галогенных ламп, можно доработать и сам импульсный трансформатор, например, для получения повышенного двухполярного напряжения для питание автомобильного усилителя.

Трансформатор в ИБП галогенных ламп выполнен на ферритовом кольце, и с виду из этого кольца можно выжать нужные ватты. С кольца сняли все заводские обмотки и на их место намотали новые. Выходной трансформатор должен обеспечивать двухполярное напряжение — 60 вольт на плечо.

Для намотки трансформатора мы использовали провод от китайских обычных железных трансформаторов (входит в комплект приставки sega). Проволока — 0,4 мм. Первичная обмотка намотана 14 проводами, первые 5 витков по всему кольцу, провод не отрезаем! Намотав 5 витков, сделайте ответвление, скрутите провод и намотайте еще 5. Такое решение избавит от сложной фазировки обмоток. Первичная обмотка готова.

Вторичная тоже намотана. Обмотка состоит из 9 жил того же провода, одно плечо состоит из 20 витков, так же мотается по всему каркасу, потом ответвление и мотаем еще 20 витков.

Для очистки от лака я просто поджег провода зажигалкой, затем зачистил их монтажным ножом и протер концы растворителем. Должен сказать — отлично работает! На выходе получил требуемые 65 вольт. В дальнейших статьях мы рассмотрим варианты такого рода, а также добавим выпрямитель на выходе, превратив ЭТ в полноценный импульсный блок питания, который можно использовать практически для любых целей.

После всего сказанного в предыдущей статье (см.) кажется, что сделать импульсный блок питания из электронного трансформатора достаточно просто: поставить на выходе выпрямительный мост, стабилизатор напряжения при необходимости, и подключить нагрузку . Однако это не совсем так.

Дело в том, что преобразователь не запускается без нагрузки или нагрузка не достаточна: если к выходу выпрямителя подключить светодиод, разумеется, с ограничительным резистором, то можно будет увидеть только одну вспышку светодиода при включении.

Чтобы увидеть другую вспышку, вам нужно будет выключить и включить преобразователь. Для того чтобы вспышка превратилась в постоянное свечение, к выпрямителю необходимо подключить дополнительную нагрузку, которая просто будет отбирать полезную мощность, превращая ее в тепло. Поэтому данная схема используется при постоянной нагрузке, например, двигатель постоянного тока или электромагнит, управление которым будет возможно только через первичную цепь.

Если для нагрузки требуется напряжение более 12В, которое вырабатывают электронные трансформаторы, выходной трансформатор потребуется перемотать, хотя есть и менее трудоемкий вариант.

Вариант изготовления импульсного блока питания без разборки электронного трансформатора

Схема такого блока питания представлена ​​на рисунке 1.

Рисунок 1. Двухполярный блок питания для усилителя

Блок питания выполнен на основе электронного трансформатора мощностью 105 Вт. Для изготовления такого блока питания потребуется изготовить несколько дополнительных элементов: сетевой фильтр, согласующий трансформатор Т1, выходной дроссель L2, VD1-VD4.

Блок питания работает с блоком питания УНЧ 2х20Вт несколько лет без нареканий. При номинальном напряжении 220В и токе нагрузки 0,1А выходное напряжение блока составляет 2х25В, а при увеличении тока до 2А напряжение падает до 2х20В, что вполне достаточно для нормальной работы усилителя.

Согласующий трансформатор Т1 выполнен на кольце К30х18х7 из феррита М2000НМ. Первичная обмотка содержит 10 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм, сложенных пополам и скрученных жгутом. Вторичная обмотка содержит 2х22 витка со средней точкой, такой же провод, также сложенный пополам. Чтобы обмотка была симметричной, намотку следует делать сразу двумя проводами — жгутом. После намотки, чтобы получить среднюю точку, соедините начало одной обмотки с концом другой.

Вам также придется самостоятельно изготовить дроссель L2; для его изготовления понадобится такое же ферритовое кольцо, как и для трансформатора Т1. Обе обмотки намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм и содержат по 10 витков каждая.

Мост выпрямительный собран на диодах КД213, также можно использовать КД2997 или импортные, важно только чтобы диоды были рассчитаны на рабочую частоту не менее 100КГц. Если поставить вместо них, например, КД242, то они будут только греться, и получить от них нужное напряжение не получится. Диоды следует устанавливать на радиатор площадью не менее 60 — 70 см2, используя изолирующие слюдяные прокладки.

С4, С5 состоят из трех параллельно соединенных конденсаторов емкостью 2200 мкФ. Так обычно делают во всех импульсных блоках питания, чтобы уменьшить суммарную индуктивность электролитических конденсаторов. Кроме того, полезно также установить параллельно с ними керамические конденсаторы емкостью 0,33 — 0,5 мкФ, которые будут сглаживать высокочастотные колебания.

Полезно установить входной сетевой фильтр на вводе блока питания, хотя и без него будет работать. В качестве дросселя входного фильтра использован готовый дроссель ДФ50ГЦ, применяемый в телевизорах 3УСЦТ.

Все узлы блока монтируются на плату из изоляционного материала методом поверхностного монтажа, используя для этого выводы деталей. Вся конструкция должна быть помещена в экранирующий корпус из латуни или листового металла с предусмотренными в нем отверстиями для охлаждения.

Правильно собранный блок питания не нуждается в настройке, сразу начинает работать. Хотя, прежде чем ставить агрегат в готовую конструкцию, следует его проверить. Для этого к выходу блока подключают нагрузку — резисторы сопротивлением 240 Ом, мощностью не менее 5Вт. Не рекомендуется включать агрегат без нагрузки.

Еще один способ доработки электронного трансформатора

Бывают ситуации, когда хочется использовать аналогичный импульсный блок питания, но нагрузка оказывается очень «вредной». Потребляемый ток либо очень мал, либо колеблется в широких пределах и блок питания не запускается.

Похожая ситуация возникла, когда его пытались поставить вместо него в светильник или люстру со встроенными электронными трансформаторами. Люстра просто отказывалась с ними работать. Что делать в этом случае, как заставить все это работать?

Чтобы решить эту проблему, давайте взглянем на рисунок 2, на котором показана упрощенная схема электронного трансформатора.

Рисунок 2. Упрощенная схема электронного трансформатора

Обратим внимание на обмотку управляющего трансформатора Т1, подчеркнутую красной полосой. Эта обмотка обеспечивает обратную связь по току: если тока через нагрузку нет или он просто мал, то трансформатор просто не запускается. Некоторые граждане, купившие этот прибор, подключают к нему лампочку на 2,5 Вт, а потом несут обратно в магазин, мол, не работает.

А ведь достаточно простым способом можно не только заставить устройство работать практически без нагрузки, но и сделать его защиту от короткого замыкания. Способ такой доработки показан на рисунке 3.

Рисунок 3. Модификация электронного трансформатора. Упрощенная схема.

Для того, чтобы электронный трансформатор работал без нагрузки или с минимальной нагрузкой, следует заменить обратную связь по току на обратную связь по напряжению. Для этого снимите обмотку обратной связи по току (выделена красным на рис. 2), а вместо нее впайте в плату проволочную перемычку, естественно, помимо ферритового кольца.

Далее управляющий трансформатор Тр1, это тот, что намотан на маленьком кольце, обмотка 2 — 3 витка. И на выходной трансформатор приходится один виток, а затем соединяются получившиеся дополнительные обмотки, как указано на схеме. Если преобразователь не запускается, то необходимо изменить фазировку одной из обмоток.

Резистор в цепи обратной связи выбирают в пределах 3 — 10 Ом, мощностью не менее 1Вт. Он определяет глубину обратной связи, которая определяет ток, при котором происходит срыв генерации. Собственно, это ток срабатывания защиты от короткого замыкания. Чем больше сопротивление этого резистора, тем меньше ток нагрузки, произойдет срыв генерации, т.е. срабатывание защиты от короткого замыкания.

Из всех приведенных улучшений это, пожалуй, самое лучшее. Но при этом не помешает дополнить его еще одним трансформатором, как в схеме по рисунку 1.

В настоящее время импульсные электронные трансформаторы, благодаря малым габаритам и весу, невысокой цене и широкому ассортименту, широко применяются в массовой аппаратуре . Благодаря массовому производству электронные трансформаторы в несколько раз дешевле обычных индуктивных трансформаторов на железной основе той же мощности. Хотя электронные трансформаторы разных производителей могут иметь разную конструкцию, схемотехника практически одинакова.

Возьмем, к примеру, стандартный электронный трансформатор с маркировкой 12 В 50 Вт, который используется для питания настольной лампы. Принципиальная схема будет такой:

Схема электронного трансформатора работает следующим образом. Сетевое напряжение выпрямляется с помощью выпрямительного моста до полусинуса с удвоенной частотой. Элемент D6 типа DB3 в документации называется «ТРИГГЕРНЫЙ ДИОД», — это двунаправленный динистор, в котором полярность включения значения не имеет и он используется здесь для запуска трансформаторного преобразователя. Динистор срабатывает во время каждого цикла, запуская генерацию полумоста. Открытие динистора можно регулировать. использовать например для функции подключенной лампы. Частота генерации зависит от размеров и магнитной проводимости сердечника трансформатора обратной связи и параметров транзисторов, обычно в пределах 30-50 кГц.

В настоящее время начат выпуск более совершенных трансформаторов с микросхемой IR2161, обеспечивающей как простоту конструкции электронного трансформатора и сокращение количества используемых компонентов, так и высокие эксплуатационные характеристики. Использование этой микросхемы значительно повышает технологичность и надежность электронного трансформатора для питания галогенных ламп. Принципиальная схема показана на рисунке.

Особенности электронного трансформатора на IR2161:
Интеллектуальный полумостовой драйвер;
Защита от короткого замыкания нагрузки с автоматическим перезапуском;
Защита от перегрузки по току с автоматическим перезапуском;
Качайте рабочую частоту для уменьшения электромагнитных помех;
Микромощный триггер 150 мкА;
Возможность использования с фазовращателями яркости с контролем по переднему и заднему фронту;
Компенсация смещения выходного напряжения увеличивает срок службы лампы;
Плавный пуск, исключающий токовые перегрузки ламп.


Входной резистор R1 (0,25 Вт) является своеобразным предохранителем. Транзисторы MJE13003 прижаты к корпусу через изолирующую прокладку с металлической пластиной. Даже при работе с полной нагрузкой транзисторы плохо греются. После выпрямителя сетевого напряжения конденсатор, сглаживающий пульсации, отсутствует, поэтому выходное напряжение электронного трансформатора при работе на нагрузку представляет собой прямоугольные колебания частотой 40 кГц, модулированные пульсациями сетевого напряжения 50 Гц. Трансформатор Т1 (трансформатор обратной связи) — на ферритовом кольце, обмотки, соединенные с базами транзисторов, содержат пару витков, обмотка, соединенная с точкой соединения эмиттера и коллектора силовых транзисторов, — один виток одно- жила изолированного провода. В ЭТ обычно используются транзисторы MJE13003, MJE13005, MJE13007. Выходной трансформатор на ферритовом Ш-образном сердечнике.


Для использования электронного трансформатора в импульсном необходимо подключить к выходу выпрямительный мост на высокочастотных мощных диодах (обычные КД202, Д245 не подойдут) и конденсатор для сглаживания рябь. На выходе электронного трансформатора установлен диодный мост на диодах КД213, КД212 или КД2999. Короче нужны диоды с малым падением напряжения в прямом направлении, способные хорошо работать на частотах порядка десятков килогерц.


Преобразователь электронного трансформатора без нагрузки нормально не работает, поэтому его следует использовать там, где нагрузка постоянна по току и потребляет достаточный ток для уверенного запуска преобразователя ЭТ. При эксплуатации схемы необходимо учитывать, что электронные трансформаторы являются источниками электромагнитных помех, поэтому необходимо установить LC-фильтр для предотвращения проникновения помех в сеть и в нагрузку.


Я лично из электронного трансформатора сделал импульсный блок питания для лампового усилителя. Также можно запитать их мощным УНЧ класса А или светодиодной лентой, которые как раз и предназначены для источников с напряжением 12В и большим выходным током. Естественно, подключение такой ленты производится не напрямую, а через токоограничивающий резистор или путем корректировки выходной мощности электронного трансформатора.

Обсудить статью СХЕМА ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА ДЛЯ ГАЛОГЕННЫХ ЛАМП

Стандартные трансформаторы, собранные из электротехнической стали, больше не используются в современном электронном радиооборудовании. Все без исключения современные телевизоры, компьютеры, музыкальные центры и ресиверы имеют в своем блоке питания электронные трансформаторы. На это есть несколько причин:

Экономия … При нынешних ценах на медь и сталь гораздо дешевле установить небольшую плату с десятком деталей и небольшой импульсный трансформатор на ферритовом сердечнике.

Габаритные размеры … Электронный трансформатор аналогичной мощности будет иметь размеры в 5 раз меньше, и во столько же раз меньше вес.

Стабильность … В ЭТ защита от короткого замыкания и перегрузки по току (кроме дешевых китайских) чаще всего уже встроена, а диапазон входного напряжения 100-270 вольт. Согласитесь — ни один обычный трансформатор не даст стабильности выходных напряжений при таком разбросе мощностей.

Поэтому неудивительно, что радиолюбители стали все чаще использовать эти импульсные преобразователи напряжения для питания своих самодельных конструкций. Как правило, такие ЭТ выпускаются на напряжение 12В, но увеличить или уменьшить его, а также добавить еще несколько дополнительных напряжений (например, при создании двухполярного блока питания УНЧ) можно намотать несколько витков на ферритовое кольцо.


И вам не придется тратить сотни метров провода, потому что, в отличие от обычного трансформатора на железе, здесь примерно 1 виток на вольт. А в более мощных электронных трансформаторах пол-оборота и меньше — посмотрите на фото ниже, где показаны трансформаторы на 60 и 160 ватт.


В первом случае 12-вольтовая обмотка содержит 12 витков, а во втором всего 6. Следовательно, для получения 300 вольт выходного напряжения (для питания лампового усилителя) потребуется намотать всего 150 витков. Если нужно получить меньшее напряжение, чем 12В, делаем отвод от штатной обмотки. Типично:

Только учтите, что большинство этих импульсных трансформаторов не запускаются при токе нагрузки менее 1А. Минимальный ток может отличаться для разных моделей. А здесь подробнее о модификациях китайских ЭТ, позволяющих им работать даже при малых токах и не боящихся коротких замыканий.


О мощности электронных трансформаторов. Не стоит слишком доверять тому, что написано на корпусе ET. Если он помечен как трансформатор на 160 ватт, то уже при 100 ваттах нагрев будет такой, что будет риск выхода из строя выходных ключевых транзисторов. Поэтому мысленно разделите его пополам. Или ставить транзисторы на нормальные радиаторы, не забывая про термопасту.


Цены на электронные трансформаторы сопоставимы с ценами на железо. Так 160-ваттный ЭТ стоит в нашем магазине электротоваров 5 долларов, а более слабый 60-ваттный ЭТ стоит 3 доллара. В целом, единственным недостатком электронных трансформаторов можно считать повышенный уровень ВЧ-помех и меньшую надежность в работе. Если вы его сожгли, ремонтировать смысла нет, вероятность успешного ремонта невелика (если, конечно, проблема не в предохранителе на вводе 220В). Дешевле просто купить новый.

Обсудить статью ЭЛЕКТРОННЫЙ ПОНИЖАЮЩИЙ ТРАНСФОРМАТОР

Как собрать диммер своими руками

Согласитесь, иногда возникает необходимость отрегулировать яркость лампы. Ну правда, не всегда требуется, чтобы он светил на полную мощность. Если вечером вы собрались с семьей в холле для беседы, достаточно приглушенного освещения. Зачем включать люстру на полную мощность, гонять лишние киловатт-часы и переплачивать за потребление электроэнергии. В этом случае выручает диммер, иначе это устройство называют диммером. С его помощью можно изменять электрическую мощность лампы и тем самым регулировать яркость света. Многие мужчины, знатоки электротехники и любители радиоэлектроники, собирают диммер своими руками.

Но тут возникает вполне закономерный вопрос, а зачем вам самодельный диммер, если можно пойти в магазин электротоваров и купить заводской прибор? Во-первых, цена заводского регулятора, прямо скажем, не маленькая. Но это не так уж плохо. Иногда возникает необходимость установить диммер, например, для настольной лампы. И если вы пойдете в магазин, то не факт, что вы найдете прибор нужного вам размера, чтобы можно было впихнуть его в такой осветительный прибор. Так что проблема сборки диммера в домашних условиях своими руками до сих пор актуальна и поэтому мы посвятим ей эту статью.

Содержание

  • Основное назначение и суть диммера
  • Элементы схемы
  • Принцип работы
  • Сборка схемы
  • Подключение

Основное назначение и суть диммера

Несколько слов о том, что такое диммер и зачем он вообще нужен?

Это электронное устройство, предназначенное для изменения электрической мощности. Чаще всего таким образом изменяют яркость осветительных приборов. Работает с лампами накаливания и светодиодами.

Электрическая сеть подает ток синусоидальной формы. Чтобы в лампочке менялась яркость, на нее надо подать отсечку синусоиды. Срезать передний или задний фронт волны можно с помощью тиристоров, установленных в цепи диммера. Это способствует снижению подаваемого на светильник напряжения, что соответственно приводит к снижению мощности и яркости света.

Важно помнить! Эти контроллеры создают электромагнитные помехи. Для их уменьшения в схему диммера включают индуктивно-емкостной фильтр или дроссель.

Элементы схемы

Начнем с того, что определимся, какие элементы нам нужны для схемы диммера.

На самом деле схемы достаточно простые и не потребуют дефицитных деталей; разобраться в них сможет даже неопытный радиолюбитель.

  1. Симистор. Это триодный симметричный тиристор, по-другому его еще называют симистор (название происходит от английского языка). Это полупроводниковый прибор тиристорного типа. Используется для коммутационных операций в электрических цепях 220 В. Симистор имеет два основных силовых вывода, к которым последовательно подключается нагрузка. Когда симистор закрыт, проводимости в нем нет и нагрузка отключена. Как только на него подается отпирающий сигнал, между его электродами появляется проводимость и включается нагрузка. Его основной характеристикой является ток удержания. Пока через его электроды протекает ток, превышающий это значение, симистор остается открытым.
  2. Динистор. Он относится к полупроводниковым приборам, относится к типу тиристоров и имеет двунаправленную проводимость. Если рассматривать принцип его работы подробнее, то динистор представляет собой два диода, включенных навстречу друг другу. Динистор по-другому еще называют диаком.
  3. Диод. Это электронный элемент, который в зависимости от того, какое направление принимает электрический ток, имеет различную проводимость. Он имеет два электрода – катод и анод. Когда на диод подается прямое напряжение, он открыт; в случае обратного напряжения диод закрыт.
  4. Неполярный конденсатор. Главное их отличие от других конденсаторов в том, что их можно включать в электрическую цепь без соблюдения полярности. Во время работы допускается смена полярности.
  5. Постоянные и переменные резисторы. В электрических цепях они считаются пассивным элементом. Постоянный резистор имеет определенное сопротивление, у переменного это значение может меняться. Основное их назначение — преобразование силы тока в напряжение или наоборот напряжения в силу тока, поглощение электрической энергии, ограничение силы тока. Переменный резистор еще называют потенциометром, он имеет подвижный отводной контакт, так называемый бегунок.
  6. Светодиод для индикатора. Это полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом. Когда через него проходит электрический ток в прямом направлении, он создает оптическое излучение.

В схеме симисторного диммера используется управление фазой. При этом основным регулирующим элементом является симистор, от его параметров зависит мощность нагрузки, которую можно подключить к этой цепи. Например, при использовании симистора ВТ 12-600 можно регулировать мощность нагрузки до 1 кВт. Если вы хотите сделать свой диммер на более мощную нагрузку, то соответственно выбирайте симистор с большими параметрами.

Принцип работы

Прежде чем сделать диммер своими руками, давайте разберемся, в чем заключается суть его работы.

  • При подключении схемы к электрической цепи она получает из сети переменное напряжение 220 В. При возникновении положительного полупериода синусоиды напряжения через резисторы и один из диодов начинает протекать ток, за счет чего конденсатор заряжается.
  • Как только напряжение достигает параметра, необходимого для пробоя динистора, через динистор и через управляющий электрод симистора начинает протекать ток.
  • Этот ток помогает симистору открыться. Лампы, которые соединены с ним последовательно, включаются в цепь и загораются.
  • Как только синусоида напряжения пройдет через ноль, симистор закроется.
  • Когда синусоидальное напряжение достигает отрицательного полупериода, весь процесс повторяется аналогичным образом.
  • Момент открытия симистора прямо пропорционален величине активного сопротивления в цепи. При изменении этого сопротивления время открытия симистора может изменяться в каждом полупериоде. Это позволит плавно изменить потребляемую мощность лампочки и яркость ее свечения.

Более подробно принцип работы и последующая сборка устройства описаны в этом видео:

Сборка схемы

Теперь приступим к сборке нашего диммера. Имейте в виду, что схема может быть навесной, то есть с использованием соединительных проводов. Но лучше будет использовать печатную плату. Для этой цели можно взять фольгированный текстолит (размера 35х25 мм будет достаточно). Диммер, собранный на симисторе с использованием печатной платы, позволяет минимизировать размеры блока, он будет иметь небольшие габариты, а это дает возможность установить его вместо обычного выключателя.

Перед началом работы запаситесь канифолью, припоем, паяльником, кусачками и соединительными проводами.

Далее собирается схема регулятора по следующему алгоритму:

  1. Нарисуйте схемы соединений на доске. Просверлите отверстия для выводов соединяемых элементов. С помощью нитрокраски нарисуйте на схеме дорожки, а также определите расположение монтажных площадок для пайки.
  2. Далее плату необходимо протравить. Приготовьте раствор хлорного железа. Возьмите посуду так, чтобы доска не плотно лежала на дне, а уголками как бы упиралась в ее стенки. Во время травления периодически переворачивайте доску и перемешивайте раствор. В случае, когда это нужно сделать быстро, подогрейте раствор до температуры 50-60 градусов.
  3. Следующий этап — лужение платы и ее ополаскивание спиртом (ацетон использовать нежелательно).
  4. Установите элементы в сделанные отверстия, обрежьте лишние концы и с помощью паяльника припаяйте все контакты.
  5. Припаяйте потенциометр с помощью соединительных проводов.
  6. А теперь собранная схема диммера тестируется для ламп накаливания.
  7. Включите лампочку, подключите цепь и поверните ручку потенциометра. Если все собрано правильно, то яркость лампы должна измениться.

Подключение

Как правило, вместо выключателей устанавливаются диммеры. То есть он монтируется на разрыв фазы последовательно с нагрузкой. Это, кстати, очень важно, как и при подключении выключателя. Ни в коем случае не перепутайте фазу и ноль, если настроить диммер на обрыв ноля, электронная схема выйдет из строя. Во избежание ошибок, перед установкой с помощью индикаторной отвертки точно убедитесь — где ваша фаза, а где ноль.

Далее алгоритм следующий:

  1. Обесточить рабочее место, отключив вводной автомат для комнаты или квартиры.
  2. Извлеките переключатель из монтажной коробки.
  3. Подайте напряжение и точно определите фазу и ноль на отключенных проводах. Отметьте обнаруженную фазу каким-либо образом (маркером или лентой).
  4. Снова отключите входное питание. Входные клеммы диммера подключаем к фазному проводу, выходные клеммы подключаем к нагрузке. У заводских регуляторов клеммы маркированы, в этом случае подключение должно производиться согласно маркировке. А вот для диммеров принципиальной разницы нет, поэтому подключение фаз может быть произвольным.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.