принцип работы и способы управления • Мир электрики

Содержание

1. Принцип действия тиристора
2. Схема включения
3. Характеристики
4. Типы данных электронных компонентов
5. Симисторы

Тиристор — электронный компонент, изготовленный на основе полупроводниковых материалов, может состоять из трёх или более p-n-переходов и имеет два устойчивых состояния: закрытое (низкая проводимость), открытое (высокая проводимость).

Это сухая формулировка, которая для тех, кто только начинает осваивать электротехнику, абсолютно ни о чём не говорит. Давайте разберём принцип работы этого электронного компонента для обычных людей, так сказать, для чайников, и где его можно применить. По сути, это электронный аналог выключателей, которыми вы каждый день пользуетес

Есть много типов этих элементов, обладающие различными характеристиками и имеющие различные области применения. Рассмотрим обычный однооперационный тиристор.

Способ обозначения на схемах показан на рисунке 1.

Электронный элемент имеет следующие выводы:

• анод — положительный вывод;
• катод — отрицательный вывод;
• управляющий электрод G.

Принцип действия тиристора

Основное применение этого типа элементов — это создание на их основе силовых тиристорных ключей для коммутации больших токов и их регулирования. Включение выполняется сигналом, переданным на управляющий электрод. При этом элемент является не полностью управляемым, и для его закрытия необходимо применение дополнительных мер, которые обеспечат падение величины напряжения до нуля.

Если говорить, как работает тиристор простым языком, то он, по аналогии с диодом, может проводить ток только в одном направлении, поэтому при его подключении нужно

соблюдать правильную полярность. При подаче напряжения к аноду и катоду этот элемент будет оставаться закрытым до момента, когда на управляющий электрод будет подан соответствующий электрический сигнал. Теперь, независимо от наличия или отсутствия управляющего сигнала, он не изменит своего состояния и останется открытым.

Условия

закрытия тиристора:

1. Снять сигнал с управляющего электрода;
2. Снизить до нуля напряжение на катоде и аноде.

Для сетей переменного тока выполнение этих условий не вызывает особых трудностей. Синусоидальное напряжение, изменяясь от одного амплитудного значения до другого, снижается до нулевой величины, и если в этот момент управляющего сигнала нет, то тиристор закроется.

В случае использования тиристоров в схемах постоянного тока для принудительной коммутации (закрытия тиристора) используют ряд способов, наиболее распространённым является использование конденсатора, который был предварительно заряжен. Цепь с конденсатором подключается к схеме управления тиристором. При подключении конденсатора в цепь произойдёт разряд на тиристор, ток разряда конденсатора будет направлен встречно прямому току тиристора, что приведёт к уменьшению тока в цепи до нулевого значения и тиристор закроется.

Можно подумать, что применение тиристоров неоправданно, не проще ли использовать обычный ключ? Огромным плюсом тиристора является то, что он позволяет коммутировать огромные токи в цепи анода-катода при помощи ничтожно малого управляющего сигнала, поданного в цепь управления. При этом не возникает искрения, что немаловажно для надёжности и безопасности всей схемы.

Схема включения

Схема управления может выглядеть по-разному, но в простейшем случае схема включения тиристорного ключа имеет вид, показанный на рисунке 2.

К аноду присоединена лампочка L, а к ней выключателем К2 подключается плюсовая клемма источника питания G. B. Катод соединяется с минусом питания.

После подачи питания выключателем К2 к аноду и катоду будет приложено напряжение батареи, но тиристор остаётся закрытым, лампочка не светится. Для того чтобы включить лампу, необходимо нажать на кнопку К1, сигнал через сопротивление R будет подан на управляющий электрод, тиристорный ключ изменит своё состояние на открытое, и лампочка загорится. Сопротивление ограничивает ток, подаваемый на управляющий электрод. Повторное нажатие на кнопку К1 никакого влияния на состояние схемы не оказывает.

Для закрытия электронного ключа нужно отключить схему от источника питания выключателем К2. Этот тип электронных компонентов закроется, и в случае снижения напряжения питания на аноде до определённой величины, которая зависит от его характеристик. Вот так можно описать, как работает тиристор для чайников.

Характеристики

К основным характеристикам можно отнести следующие:

• Максимально допустимый прямой ток — наибольшая возможная величина тока открытого элемента;
• Максимально допустимый обратный ток — ток при максимальном обратном напряжении;
• Прямое напряжение — падение величины напряжения при максимальном токе;
• Обратное напряжение — наибольшая допустимая величина напряжения в закрытом состоянии;
• Напряжение включения — наименьшее напряжение при котором сохраняется работоспособность электронного устройства;
• Минимальный и максимальный ток управляющего электрода;
• Максимально допустимая рассеиваемая мощность.

Рассматриваемые элементы, кроме электронных ключей, часто применяются в регуляторах мощности, которые позволяют изменять подводимую к нагрузке мощность за счёт изменения среднего и действующего значений переменного тока. Величина тока регулируется изменением момента подачи на тиристор открывающего сигнала (за счёт варьирования угла открывания). Углом открытия (регулирования) называется время от начала полупериода до момента открытия тиристора.

Типы данных электронных компонентов

Существует немало различных типов тиристоров, но наиболее распространены, помимо тех что мы рассмотрели выше, следующие:

• динистор — элемент, коммутация которого происходит при достижении определённого значения величины напряжения, приложенного между анодом и катодом;
• симистор;
• оптотиристор, коммутация которого осуществляется световым сигналом.

Симисторы

Хотелось бы более подробно остановиться на симисторах. Как говорилось ранее, тиристоры могут проводить ток только в одном направлении, поэтому при установке их в цепи переменного тока, такая схема регулирует один полупериод сетевого напряжения. Для регулирования обоих полупериодов необходимо установить встречно-параллельно ещё один тиристор либо применить специальные схемы с использованием мощных диодов или диодных мостов. Все это усложняет схему, делает её громоздкой и ненадёжной.

Вот для таких случаев и был изобретён симистор. Поговорим о нем и о принципе работы для чайников. Главное отличие симисторов от рассмотренных выше элементов заключается в способности пропускать ток в обоих направлениях. По сути, это два тиристора с общим управлением, подключённые встречно-параллельно (рисунок. 3 А).

Условное графическое обозначение этого электронного компонента показано на Рис. 3 В. Следует заметить, что называть силовые выводы анодом и катодом будет не корректно, так как ток может проводиться в любом направлении, поэтому их обозначают Т1 и Т2. Управляющий электрод обозначается G. Для того чтобы открыть симистор, необходимо подать управляющий сигнал на соответствующий вывод. Условия для перехода симистора из одного состояния в другое и обратно в сетях переменного тока не отличаются от способов управления, рассмотренных выше.

Применяется этот тип электронных компонентов в производственной сфере, бытовых устройствах и электроинструментах для плавного регулирования тока. Это управление электродвигателями, нагревательными элементами, зарядными устройствами.

В завершение хотелось бы сказать, что и тиристоры и симисторы, коммутируя значительные токи, обладают весьма скромными размерами, при этом на их корпусе выделяется значительная тепловая мощность. Проще говоря, они сильно греются, поэтому для защиты элементов от перегрева и теплового пробоя используют теплоотвод, который в простейшем случае представляет собой алюминиевый радиатор.

Схема симистора из двух тиристоров

Если проанализировать путь развития полупроводниковой электроники, то почти сразу становится понятно, что все полупроводниковые приборы созданы на переходах или слоях n-p, p-n. Простейший полупроводниковый диод имеет один переход p-n и два слоя. У биполярного транзистора два перехода и три слоя n-p-n, p-n-p. А что будет, если добавить ещё один слой? Тогда мы получим четырёхслойный полупроводниковый прибор, который называется тиристор.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Мощный тиристорный коммутатор — это очень просто.
• Симистор. Описание, принцип работы, свойства и характеристики.
• Симисторы: принцип работы, проверка и включение, схемы
• Тиристоры и схемы коммутации мощной нагрузки
• Популярные симисторы ON SEMICONDUCTOR
• Популярные симисторы ON SEMICONDUCTOR
• Устройство и принцип работы симистора
• Симистор принцип работы
• ВРемонт.su — ремонт фото видео аппаратуры, бытовой техники, обзор и анализ рынка сферы услуг
• Тиристоры и симисторы

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Тиристорный коммутатор нагрузки.

Принцип работы

Мощный тиристорный коммутатор — это очень просто.

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Категории: Практическая электроника , Начинающим электрикам Количество просмотров: Комментарии к статье: Симисторы: от простого к сложному. В году у многочисленного семейства тринисторов появился еще один «родственник» — симистор.

Вспомните о свойствах этих приборов. Их работу часто сравнивают с действием обычной двери: прибор заперт — ток в цепи отсутствует дверь закрыта — прохода нет , прибор открыт — в цепи возникает электрический ток дверь отворилась — входите.

Но у них есть общий недостаток. Тиристоры пропускают ток только в прямом направлении — так обычная дверь легко открывается «от себя», но сколько ни тяни ее на себя — в противоположную сторону, все усилия окажутся бесполезными.

Увеличив число полупроводниковых слоев тиристора с четырех до пяти и снабдив его управляющим электродом, ученые обнаружили, что прибор с такой структурой названный впоследствии симистором способен пропускать электрический ток как в прямом, так и в обратном направлениях. Посмотрите на рисунок 1, изображающий строение полупроводниковых слоев симистора. Внешне они напоминают транзисторную структуру р- n -р типа, но отличаются тем, что имеют три дополнительные области с n -проводимостью.

И вот что интересно: оказывается, две из них, расположенные у катода и анода, выполняют функции только одного полупроводникового слоя — четвертого. Пятый образует область с n -проводимостью, лежащая около управляющего электрода. Ясно, что работа такого прибора основана на более сложных физических процессах, чем у других типов тиристоров. Чтобы лучше разобраться в принципе действия симистора, воспользуемся его тиристорным аналогом.

Почему именно тиристорным? Дело в том, что разделение четвертого полупроводникового слоя симистора не случайно. Благодаря такой структуре при прямом направлении тока, протекающего через прибор, анод и катод выполняют свои основные функции, а при обратном они как бы меняются местами — анод становится катодом, а катод, наоборот, анодом, то есть симистор можно рассматривать как два встречно-параллельно включенных тиристора рис. Представим, что на управляющий электрод подан отпирающий сигнал.

Когда на аноде прибора напряжение положительной полярности, а на катоде — отрицательной, электрический ток потечет через левый по схеме тринистор. Если полярность напряжения на силовых электродах поменять на противоположную, включится правый по схеме тринистор.

Пятый полупроводниковый слой, подобно регулировщику, руководящему движением автомобилей на перекрестке, направляет отпирающий сигнал, зависимости от фазы тока на один из тринисторов.

При отсутствии отпирающего сигнала симистор закрыт. В целом его действие можно сравнить, например, с вращающейся дверью на станции метро — в какую сторону ни толкни ее, она обязательно откроется.

Действительно, подадим отпирающее напряжение на управляющий электрод симистора — «подтолкнем» его, и электроны, словно спешащие на посадку или выход пассажиры, потекут через прибор в направлении, диктуемом полярностью включения анода и катода. Этот вывод подтверждается и вольтамперной характеристикой прибора рис. Их форма соответствует вольтамперной характеристике динистора, а области непроводящего состояния, как и у тринистора, легко преодолеваются, если на управляющий электрод подать отпирающее напряжение изменяющиеся участки кривых показаны штриховыми линиями.

Благодаря симметричности вольтамперной характеристики новый полупроводниковый прибор был назван симметричным тиристором сокращенно — симистор. Иногда его называют триаком термин, пришедший из английского языка. Симистор унаследовал от своего предшественника — тиристора все его лучшие свойства. Но самое главное достоинство новинки в том, что в ее корпусе расположили сразу два полупроводниковых прибора. Судите сами. Для управления цепью постоянного тока необходим один тиристор, для цепи переменного тока приборов должно быть два включены встречно-параллельно.

А если учесть, что для каждого из них нужен отдельный источник отпирающего напряжения, который к тому же должен включать прибор точно в момент изменения фазы тока, становится ясно, каким сложным будет такой управляющий узел.

Для симистора же род тока не имеет значения. Достаточно лишь одного такого прибора с источником отпирающего напряжения, и универсальное управляющее устройство готово. Его можно использовать в силовой цепи постоянного или переменного тока. Близкое родство тиристора и симистора привело к тому, что у этих приборов оказалось много общего.

Так электрические свойства симистора характеризуются теми же параметрами, что и у тиристора. Маркируются они тоже одинаково — буквами КУ, трехзначным числом и буквенным индексом в конце обозначения. Иногда симисторы обозначают несколько иначе — буквами ТС, что означает «тиристор симметричный».

Условное графическое обозначение симисторов на принципиальных схемах показано на рисунке 4. Для практического знакомства с симисторами выберем приборы серии КУ — триодные симметричные тиристоры п-р-п-р типа. На разновидности приборов указывают буквенные индексы в их обозначении — А, Б, В или Г. Остальные параметры у этих приборов идентичные: максимальный постоянный ток в открытом состоянии — 5 А, импульсный —10 А, ток утечки в закрытом состоянии — 5 мА, напряжение между катодом и анодом в проводящем состоянии — -2 В, величина отпирающего напряжения на управляющем электроде равна 5 В при токе мА, рассеиваемая корпусом прибора мощность— 10 Вт, предельная рабочая частота — Гц.

А теперь обратимся к электроосветительным приборам. Нет ничего проще управлять работой любого из них. Нажал, к примеру, клавишу выключателя — ив комнате загорелась люстра, нажал еще раз — погасла. Иногда, правда, это достоинство неожиданно превращается в недостаток, особенно если вы хотите сделать свою комнату уютной, создать ощущение комфорта, а для этого так важно удачно подобрать освещение. Вот если бы свечение ламп менялось плавно Оказывается, в этом нет ничего невозможного. Нужно только вместо обычного выключателя подсоединить электронное устройство, управляющее яркостью светильника.

Функции регулятора, «командующего» лампами, в таком приборе выполняет полупроводниковый симистор. Построить простое регулирующее устройство, которое поможет управлять яркостью свечения настольной лампы или люстры, изменять температуру электроплитки или жала паяльника, вы сможете, воспользовавшись схемой, представленной на рисунке 5.

Трансформатор Т1 преобразует сетевое напряжение В в 12 — 25 В. Резистор R1 ограничивает ток управляющего электрода, а переменным резистором R2 регулируют величину управляющего напряжения. Временные диаграммы напряжения: а — в сети; б — на управляющем электроде симистора, в — на нагрузке. Чтобы легче было разобраться в работе прибора, построим три временные диаграммы напряжений: сетевого, на управляющем электроде симистора и на нагрузке рис. После включения устройства в сеть на его вход поступает переменное напряжение В рис.

Одновременно на управляющий электрод симистора VS1 подается отрицательное напряжение синусоидальной формы рис. В момент, когда его величина превысит напряжение включения, прибор откроется и сетевой ток потечет через нагрузку. После того как величина управляющего напряжения станет ниже пороговой, симистор остается открытым за счет того, что ток нагрузки превышает ток удержания прибора.

В тот момент, когда напряжение на входе регулятора меняет свою полярность, симистор закрывается. Далее процесс повторяется. Таким образом, напряжение на нагрузке будет иметь пилообразную форму рис. Чем больше амплитуда управляющего напряжения, тем раньше включится симистор, а следовательно, больше будет и длительность импульса тока в нагрузке.

И наоборот, чем меньше амплитуда управляющего сигнала, тем меньше будет длительность этого импульса. Если регулятор R2 повернуть в противоположную сторону, амплитуда управляющего сигнала окажется ниже порогового значения, симистор останется в закрытом состоянии и ток через нагрузку не потечет.

Нетрудно догадаться, что наш прибор регулирует мощность, потребляемую нагрузкой, изменяя тем самым яркость свечения лампы или температуру нагревательного элемента. В устройстве можно применить следующие элементы. Симистор КУ с буквой В или Г. Диодный блок КЦ или КЦ с любым буквенным индексом, подойдут также четыре полупроводниковых диода серий Д, Д ХР1 — стандартная сетевая вилка, XS1 — розетка.

Трансформатор Т1 рассчитан на напряжение вторичной обмотки 12—25 В. Если подходящего трансформатора нет, изготовьте его самостоятельно. Тумблер — любой сетевой, предохранитель должен быть рассчитан на максимальный ток нагрузки. Регулятор собирается в пластмассовом корпусе. На верхней панели крепятся тумблер, переменный резистор, держатель предохранителя и розетка. Трансформатор, диодный блок и симистор устанавливаются на дне корпуса.

Симистор необходимо снабдить теплорассеивающим радиатором толщиной 1 — 2 мм и площадью не менее 14 см2. В одной из боковых стенок корпуса просверлите отверстие для сетевого шнура. Устройство не нуждается в налаживании и при правильном монтаже и исправных деталях начинает работать сразу после включения в сеть. Поделитесь этой статьей с друзьями:.

Вступайте в наши группы в социальных сетях:. ВКонтакте Facebook Одноклассники Pinterest. Смотрите также на Электрик Инфо : Управление симистором: управление мощной нагрузкой на переменном токе Как проверить симистор Способы и схемы управления тиристором или симистором Как можно легко управлять мощной нагрузкой переменного тока Как проверить диод и тиристор.

Можно управлять напряжением как в примере, а также открывать импульсом и даже закрыть импульсом другой полярности. В сделанном устройстве трансформатор потреблял на холостом ходу в несколько раз больше тока чем под нагрузкой. Мы долго бились разбираясь почему так, но все таки нашли причину. Ни какой диод, ни какой симистор не проводит в обратном направлении! На этом основывается работа полупроводниковых диодов. Любой симистор можно представить двумя тиристорами, включенными встречно-параллельно и пропускает он ток в обоих направлениях, то есть симистор проводит ток как от анода к катоду, так и от катода к аноду.

Это самое главное его свойство и этим, собственно, симистор отличается от тиристора тиристоры в открытом состоянии проводят ток только в одном направлении. Я хотел обратить внимание на такой факт. С вашей цитаты

Симистор. Описание, принцип работы, свойства и характеристики.

Симистор симметричный триодный тиристор или триак от англ. В электронике часто рассматривается как управляемый выключатель ключ. В отличие от тиристора, имеющего катод и анод, основные силовые выводы симистора называть катодом или анодом некорректно, так как в силу структуры симистора они являются тем и другим одновременно. Однако по способу включения относительно управляющего электрода основные выводы симистора различаются, причём имеет место их аналогия с катодом и анодом тиристора. Для управления нагрузкой основные электроды симистора включаются в цепь последовательно с нагрузкой. В закрытом состоянии проводимость симистора отсутствует, нагрузка выключена.

Рассмотрим работу тиристора по следующей простой схеме. Princhipialnaia skhema Симистор – пропускает токи в двух направлениях. Используя.

Симисторы: принцип работы, проверка и включение, схемы

Принцип действия тиристора. Тиристор является силовым электронным не полностью управляемым ключом. Поэтому иногда в технической литературе его называют однооперационным тиристором, который может сигналом управления переводиться только в проводящее состояние, т. Для его выключения при работе на постоянном токе необходимо принимать специальные меры, обеспечивающие спадание прямого тока до нуля. Тиристорный ключ может проводить ток только в одном направлении, а в закрытом состоянии способен выдержать как прямое, так и обратное напряжение. Тиристор имеет четырехслойную p-n-p-n-структуру с тремя выводами: анод A , катод C и управляющий электрод G , что отражено на рис. Обычный тиристор: a — условно-графическое обозначение; б — вольтамперная характеристика.

Тиристоры и схемы коммутации мощной нагрузки

Поскольку при использовании отдельных тиристоров можно добиться большей гибкости в сложных управляющих системах, то чаще всего их можно встретить в таких схемах как электроприводы, в то время как симисторы чаще применяются в простых маломощных схемах, например, в бытовых переключателях для регулирования силы света. Ниже показана несложная схема регулятора силы света, в состав которой также входит фазосдвигающая резистивно-ёмкостная цепочка, которая необходима для случаев отпирания при превышении определённом уровне напряжения между основными электродами. Одним из свойств симисторов является несимметричное отпирание. Это значит, что обычно при разной полярности включение симистора происходит при разных уровнях напряжения управляющего электрода.

Существенный недостаток тиристоров заключается в том, что это однополупериодные элементы, соответственно, в цепях переменного тока они работают с половинной мощностью. Избавиться от этого недостатка можно используя схему встречно-параллельного включения двух однотипных устройств или установив симистор.

Популярные симисторы ON SEMICONDUCTOR

На рисунке 1 приведены полупроводниковая структура симистора и квадранты с указанием напряжений на электродах для каждого режима работы. Полупроводниковая структура симистора и напряжения на электродах при работе в четырех квадрантах. Эта особенность позволяет симистору работать во всех четырех секторах. Из этого следует, что в таких случаях симисторы работают в первом и третьем квадрантах. При этом параметры коммутации триаков практически одинаковы, а затвор обладает максимальной чувствительностью.

Популярные симисторы ON SEMICONDUCTOR

Тиристор идеально подходит для регулирования мощности переменного напряжения во всем, кроме одного: он является однополупериодным устройством, а это означает, что даже при полной проводимости используется только половина мощности. Можно включить параллельно два тиристора навстречу друг другу, как это показано на рис. Для изоляции источников импульсов от напряжения сети используются оптопары. Самым полезным устройством для практического регулирования мощности переменного напряжения является двунаправленный тиристор или симистор. Как можно видеть на рис2.

Симистор, он же триак, он же симметричный триодный тиристор — это но весьма условная, эквивалентная схема, выполненная на двух тиристорах и, наконец, Приведём вольт-амперную характеристику тиристора и схему.

Устройство и принцип работы симистора

Существенный недостаток тиристоров заключается в том, что это однополупериодные элементы, соответственно, в цепях переменного тока они работают с половинной мощностью. Избавиться от этого недостатка можно используя схему встречно-параллельного включения двух однотипных устройств или установив симистор. Давайте разберемся, что представляет собой этот полупроводниковый элемент, принцип его функционирования, особенности, а также сферу применения и способы проверки. Это один из видов тиристоров, отличающийся от базового типа большим числом p-n переходов, и как следствие этого, принципом работы он будет описан ниже.

Симистор принцип работы

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Диодно — тиристорный выпрямитель!

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Тиристоры — это разновидность полупроводниковых приборов. Они предназначены для регулирования и коммутации больших токов. Тиристор позволяет коммутировать электрическую цепь при подаче на него управляющего сигнала. Это делает его похожим на транзистор.

Тиристоры выступают твердотельными электронными устройствами, обладающими высокой скоростью коммутации.

ВРемонт.su — ремонт фото видео аппаратуры, бытовой техники, обзор и анализ рынка сферы услуг

В различных электронных устройствах в цепях переменного тока в качестве силовых ключей широко применяют тринисторы и симисторы. Данная статья призвана помочь в выборе схемы управления подобными приборами. Самый простой способ управления тиристорами — это подача на управляющий электрод прибора постоянного тока с величиной, необходимой для его включения рис. Ключ SA1 на рис. Этот способ прост и удобен, но обладает существенным недостатком — требуется довольно большая мощность управляющего сигнала.

Тиристоры и симисторы

Симистор — прибор, имеющий пять p-n переходов. Изобретен он был в Советском Союзе на Саранском заводе еще в х годах прошлого столетия. Его работа подобна функционированию тиристора, откуда и взялось название симистор в иностранной литературе — триак , что означает симметричный тиристор. Особенность симистора, по сравнению с тиристором, состоит в том, что этот прибор проводит электрический ток в двух направлениях.

TRIAC

Эксплуатация и характеристики | Запуск симистора

Основная конструкция, эквивалентная схема, графическое обозначение, работа и характеристики симистора показаны на рис. 19-21. TRIAC ведет себя как два тиристора, соединенных встречно-параллельно, с одним выводом затвора. Секции n ₁ ,p ₂ ,n ₃ и p ₃ на рис. Рис. 19-21(б). Аналогично, стр. ₁ , n ₂ , p ₂ и n ₄ образуют еще один SCR с эквивалентной схемой транзистора Q ₃ и Q ₄ . Уровень p ₂ , общий для двух SCR, функционирует как шлюз для обеих секций устройства. Две внешние клеммы не могут быть идентифицированы как анод и катод; вместо этого они обозначены как главный терминал 1 (MT1) и главный терминал 2 (MT2), как показано на рисунке. Символ схемы TRIAC состоит из двух обратно-параллельно соединенных символов SCR, [Рис. 19-21(с)].

Когда MT2 положителен по отношению к MT1, транзисторы Q ₃ и Q ₄ могут быть запущены на [Рис. 19-21(б)]. В этом случае текущий поток идет от МТ2 к МТ1. Когда MT1 положителен по отношению к MT2, могут быть включены Q ₁ и Q ₂ . Сейчас текущий поток идет от МТ1 к МТ2. Видно, что TRIAC может работать в любом направлении. Независимо от полярности напряжения MT2/MT1 характеристики TRIAC такие же, как у SCR с прямым смещением. Это иллюстрируется типичной работой TRIAC и характеристиками, показанными на рис. 19.-22.

Запуск симистора:

Характеристики и символ схемы на рис. 19-22 показывают, что когда MT2 положителен по отношению к MT1, симистор может быть запущен при подаче положительного напряжения на затвор. Точно так же, когда MT2 отрицателен по отношению к MT1, отрицательное напряжение затвора запускает устройство в проводимость. Однако отрицательное напряжение затвора также может запускать симистор, когда MT2 положительный, а положительное напряжение затвора может запускать устройство, когда MT2 отрицательный.

На рис. 19-23 показаны условия срабатывания симистора 2N6346, 8 А, 200 В. Полярность напряжения для MT2 обозначается как MT2(+) или MT2(-), а полярность затвора указывается как G(+) или G(-). Из первой строки спецификации видно, что при положительном MT2 напряжение срабатывания затвора устройства составляет минимум +0,9 В и максимум +2 В. Со второй линии, все еще с положительным МТ2, запуск может производиться отрицательным напряжением затвора; От -0,9 В до -2,5 В. Третья строка показывает отрицательное значение MT2 и напряжение запуска затвора от -1,1 В до -2 В. Кроме того, при отрицательном значении MT2 (четвертая строка) запуск может осуществляться положительным напряжением затвора; от +1,4 В до +2,5 В.

Условия запуска TRIAC дополнительно показаны на диаграмме на рис. 19-24. Вертикальная линия определяет положительное или отрицательное значение MT2, а горизонтальная линия показывает положительное или отрицательное напряжение затвора. Работа и характеристики TRIAC определяются как работающие в одном из четырех квадрантов: I, II, III или IV. В квадранте I MT2 положительный, напряжение затвора положительное, а ток течет от MT2 к MT1, как показано. Когда MT2 положительный, а устройство запускается отрицательным напряжением затвора, симистор работает в квадранте II. В этом случае текущий поток по-прежнему идет от MT2 к MT1. Работа квадранта III происходит, когда MT2 отрицательный и напряжение затвора отрицательное. Текущий поток теперь от MT1 к MT2. В квадранте IV MT2 снова отрицательный, напряжение на затворе положительное, а ток течет от MT1 к MT2.

Обычно симистор работает либо в квадранте I, либо в квадранте III. Когда это является желательным условием, может быть необходимо спроектировать схему так, чтобы избежать срабатывания квадранта II или квадранта IV.

DIAC:

DIAC представляет собой слаботочный симистор без клеммы затвора. Включение осуществляется повышением приложенного напряжения до напряжения отключения. Два различных общеупотребительных символа DIAC показаны на рис. 19-25(a), а типичные характеристики DIAC показаны на рис. 19.-25(б). Обратите внимание, что клеммы обозначены как анод 2 (A ₂ ) и анод 1 (A ₁ ). На рис. 19-26 показаны частичные характеристики двух DIAC. HS-10 имеет коммутационное напряжение в диапазоне от минимального 8 В до максимального 12 В. Максимальный ток переключения составляет 400 мкА. Напряжение переключения HS-60 составляет от 56 В до 70 В, а максимальный ток переключения составляет 50 мкА. Оба устройства имеют рассеиваемую мощность 250 мВт и каждое заключено в цилиндрический слаботочный диодный корпус. DIAC чаще всего применяются в цепи запуска SCR и TRIAC.

Работа симистора, структура, характеристика VI и применение

Симистор представляет собой двунаправленное устройство, позволяющее току течь в обоих направлениях. здесь мы обсудим работу симистора и его характеристики. В семействе SCR, после SCR, симистор является наиболее широко используемым устройством для управления мощностью. Симистор представляет собой трехполюсное устройство, выводы которого называются основными выводами 1, 2 (MT1 и MT2) и затвором, из которого затвор является управляющим выводом.

Триаки с большим номинальным напряжением и током теперь доступны на рынке. Симистор является двунаправленным устройством, т.е. ток может протекать через него в обоих направлениях. (Обратите внимание, что SCR является однонаправленным устройством). Базовая структура симистора показана на рисунке.

Структура симистора:

Его работа эквивалентна двум тиристорам, соединенным встречно-параллельно. Две главные клеммы обозначены как МТ1 и МТ2 (главная клемма 2 и основная клемма 1). Ворота находятся рядом с MT1.

Когда затвор открыт, симистор блокирует обе полярности напряжения на MT1 и MT2, если величина напряжения меньше напряжения отключения устройства. (см. характеристики симистора). Это означает, что симистор останется в выключенном состоянии.

Внутренняя структура симистора

Работа симистора и характеристики Vi:

Характеристики симистора показаны на рисунке и аналогичны характеристикам тринистора как в блокирующем, так и в проводящем состояниях. Единственное отличие состоит в том, что SCR проводит только в прямом направлении (анод-катод), тогда как симистор проводит в обоих направлениях.

Другим отличием в работе является спусковой механизм. Симистор можно включить, подав на затвор положительное или отрицательное напряжение относительно вывода МТ. Принимая во внимание, что SCR может быть запущен только положительным стробирующим сигналом.

VI характеристики симистора с четырехрежимным

Как видно из рисунка, характеристики симистора такие же, как и у двух встречно включенных тиристоров.

Влияние тока затвора также одинаково, т.е. с увеличением тока затвора снижается напряжение пробоя. В симисторе ток затвора может быть положительным или отрицательным, тогда как в SCR ток затвора может быть только положительным.

Характеристики симистора можно разделить на три области действия:

Состояние блокировки или состояние выключения.

Переходное или нестабильное состояние.

Состояние проводимости или состояние.

В зависимости от полярности напряжения, подаваемого между его клеммами MT2 и MT1, он будет работать либо в первом, либо в третьем квадранте, как показано на рисунке.

MT2 положительный вес. MT1: Операция в первом квадранте

MT2 отрицательный вес. MT1: Операция находится в третьем квадранте.

 

Различные состояния работы симистора (работы):

Три важных состояния работы симистора:

Состояние блокировки вперед.

Обратное состояние блокировки.

Проведение или по гос.

 

Состояние блокировки в прямом направлении: (MT2 положительное по отношению к MT1):

Когда прямое напряжение меньше напряжения отключения Vn при открытом выводе затвора, симистор может успешно блокировать прямое напряжение без включения.

Обратное состояние блокировки: (MT1 положительное по отношению к MT2):

Когда обратное напряжение меньше напряжения отключения Vpo при разомкнутом затворе, симистор блокирует обратное напряжение, не включившись.

Состояние проводимости или ВКЛ.:

Симистор эквивалентен двум тиристорам, соединенным встречно-параллельно. Следовательно, это двунаправленное устройство, которое может проводить как положительные, так и отрицательные полупериоды напряжения питания.

Ток затвора может быть положительным или отрицательным. Прямое и обратное напряжение пробоя уменьшается с увеличением тока затвора.

В зависимости от полярности напряжения питания и полярности тока затвора симистор может работать в четырех различных режимах работы следующим образом: l, ll. Ллл и Вл.

 

Работа симистора и режимы работы:

l, ll, III и VI — четыре режима работы симистора, где I или IIl представляет квадрант работы, а знаки (+) и (-) указывают направление тока затвора. Чувствительность режима определяется как минимальный ток затвора, необходимый для включения симистора в этом режиме. Чувствительность I режима самая высокая, а III режима самая низкая.

Рейтинг симистора:

Преимущества симистора:

• Это двунаправленное устройство. Таким образом, мы можем контролировать мощность, подаваемую на нагрузку в обоих полупериодах переменного тока.
• Это эквивалентно двум тиристорам, соединенным встречно-параллельно.
• Мы можем включить его, используя как положительный, так и отрицательный ток затвора.
• Больше подходит для резистивных нагрузок.
• Triac более экономичен, чем SCR, так как в одном корпусе мы получаем два SCR, соединенных спиной к спине.
• Он может управлять мощностью, подаваемой на нагрузки переменного тока, такие как двигатель вентилятора.
• Нет необходимости использовать защитный диод на симисторе.
• Мы можем использовать один радиатор.