Симистор.Защита.Квадранты.Фазоимпульсное управление.- Elektrolife

Симистор – полупроводниковый прибор, который широко используется в устройствах, питающихся переменным напряжением. Упрощенно симистор может рассматриваться как управляемый выключатель. В закрытом состоянии он похож на разомкнутый тумблер. Но при подаче управляющего тока на управляющий электрод симистора, он переходит в проводящее состояние.

При отсутствии управляющего тока симистор во время любого полупериода переменного напряжения питания неизбежно переходит из открытого в закрытое состояние.

Кроме работы в релейном режиме в термостате или светочувствительном выключателе, разработаны системы регулирования мощности, функционирующие по принципу фазоимпульсного управления напряжением нагрузки, или, другими словами, плавные регуляторы (диммеры).

Условно симистор можно представить двумя тиристорами, включенными параллельно-встречно. Он пропускает ток в обоих направлениях.

Структура симистора показана на рисунке ниже.

Структура симистора

Симистор имеет три электрода: управляющий и два для пропускания рабочего тока. Существуют различные варианты корпусов и цоколевок симисторов.

Особенности работы симистора. Квадранты.

Симистор открывается, если через управляющий электрод проходит отпирающий ток или если напряжение между его электродами А1 И А2 превышает некоторую максимальную величину. (При максимальной амплитуде напряжения питания может происходить несанкционированное срабатывание симистора). Симистор закрывается после изменения полярности между его выводами А1 и А2 или если значение рабочего тока меньше тока удержания Iуд.

В режиме переменного питания смена состояний симистора вызывается изменением полярности напряжения на рабочих электродах А1 и А2.  И в зависимости от полярности управляющего тока можно определить четыре варианта управления симистором.

Четыре варианта управления симистором

Итак, например, если между рабочими электродами А1 и А2 симистора прикладывается напряжение больше нуля и напряжение на управляющем электроде отрицательно по отношению к аноду А1, то смещение симистора соответствует второму квадранту.

  Отпирающий ток (ток управляющего электрода) должен сохраняться до тех пор, пока ток между электродами А1 и А2 не превысит в два-три раза величину тока удержания. Этот минимальный отпирающий ток и является током включения симистора. Если убрать ток через управляющий электрод, симистор останется в проводящем состоянии до тех пор, пока анодный ток будет превышать ток удержания. Самым нежелательным для работы симистора является четвертый квадрант.

Ток управляющего электрода по квадрантам

Есть некоторые величины, которые могут быть критичными при работе симистора. Это величины скорости изменения напряжения (dV/dt) между анодами симистора и скорости изменения рабочего тока (di/dt).

Во время перехода симистора из закрытого состояния в открытое внешней цепью может быть вызван значительный ток. В то же время мгновенного падения напряжения на рабочих электродах не происходит. А значит, одновременно будут присутствовать напряжение и ток, развивающие мгновенную мощность, которая может достигнуть значительных величин.

Рассеиваемая энергия вызовет резкое повышение температуры p-n переходов. При превышении критической температуры, вызванным чрезмерной скоростью нарастания тока di/dt, симистор может разрушиться.

Симистор характеризуется скоростью нарастания напряжения в закрытом состоянии и открытом. Последнее также называется скоростью переключения).

При чрезмерной скорости нарастания напряжения на электродах А1 и А2 закрытого симистора, он может открыться даже при отсутствии сигнала на управляющем электроде. Это явление вызывается внутренней емкостью симистора.  Ток заряда этой емкости может быть достаточным для отпирания симистора.

Но не только это является причиной несвоевременного открытия. Как правило максимальная величина dV/dt  не велика и слишком быстрое изменение напряжения на выводах симистора в момент его запирания может вызвать новое включение. Симистор заново отпирается, в то время как должен закрыться.

Защита симистора

Для защиты от внешних перенапряжений ограничения влияния dV/dt и тока перегрузки, а также при индуктивной нагрузке желательно использовать защитную RC-цепочку.

Расчет значений R и C зависит от многих параметров, которые с трудом поддаются точному описанию. Поэтому часто принимают во внимание эмпирические значения. Включение сопротивления 39-150 Ом и конденсатора 100 нФ дает удовлетворительные результаты. При этом значение сопротивления должно быть гораздо меньше (или одного порядка), чем величина полной нагрузки, являясь достаточно высоким для того, чтобы ограничить ток разряда конденсатора с целью соблюдения максимального значения di/dt в момент отпирания.

Симистор с защитной RC-цепочкой

RC-цепочка улучшает открытие симистора, управляющего индуктивной нагрузкой. Ток разряда конденсатора устраняет влияние задержки индуктивного тока, поддерживая рабочий ток выше минимального тока удержания. Защитить симистор можно также подключив варистор параллельно его выводам А1 и А2.

Дополнительной защитой может служить варистор, подключенный к выводам индуктивной нагрузки. Варистор, включенный параллельно питающему напряжению, будет выступать в качестве фильтра помех в цепи питания.

Защита симистора с помощью варистора

Фазоимпульсное управление мощностью на нагрузке

Симисторные регуляторы состоят из двух основных частей. Самого симистора и узла управления. В качестве управляющего звена как правило применяются динисторы.  

Динисторы – это полупроводниковые приборы симметричного типа, не обладающие полярностью. Динистор пропускает ток в двух направлениях и фактически является переключающим диодом. Он будет работать в обоих направлениях не зависимо от полярности питания на его выводах. Когда напряжение на контактах симметричного динистора превышает некоторое значение, называемое напряжением включения, происходит резкое уменьшение падения напряжения.

Типичная вольт-амперная характеристика динистора

Переход симметричного динистора в проводящее состояние происходит лавинообразно и подобен отпиранию симистора. Поведение динистора аналогично поведению симистора при напряжении переключения.

С помощью переменного резистора, включенного последовательно заряжаемому конденсатору, мы, по сути, меняем время заряда конденсатора.

Чем больше сопротивление резистора, тем дольше заряжается конденсатор.  Следовательно, динистор будет срабатывать реже и наоборот.  Этот резистор с конденсатором образуют времязадающую цепочку. (Для примера смотрите схему в статье китайский регулятор мощности)

Динистор подает короткие импульсы на управляющий электрод симистора.  Симистор срабатывает, сетевое питание идет в нагрузку через открытый симистор и переход остается открытым пока сетевое напряжение не сменит полярность.

Если в ШИМ-регуляторах регулировка мощности осуществляется изменением длительности импульса, в фазоимпульсных регуляторах все иначе. Так как в сети ток синусоидальной формы, вращая переменный резистор мы частично отсекаем синус в нагрузке. Чем больше отсекается синус, тем меньше мощности поступает на нагрузку. Такие отсекания или обрезания синусоиды происходят по следующей причине.

Динистор подает короткий импульс, в момент подачи импульса симистор открывается и пропускает часть синусоиды.

Динистор сразу закрывается так как на конденсаторе напряжение падает ниже 32 вольт, ранее он разрядился через динистор и открытый симистор. Но симистор по-прежнему открыт, он закроется только если убрать напряжение с рабочих электродов А1 и А2.  При работе с переменным током синусоида проходит через нулевую точку (верхний полупериод закончился, а нижний еще не начался), напряжение равно нулю. И симистор закроется именно в этот момент.

Фазоимпульсное управление мощностью на нагрузке

Т.е. мощность, подаваемая на нагрузку, зависит от того в какой конкретно части синусоиды открылся симистор. Если он открывается вначале — мощность больше, если в конце – меньше. Весь процесс повторяется так же касательно нижней полуволны синусоиды. Вот и весь принцип фазоимпульсной регулировки.

Как проверить симистор принцип работы схема включения справочник по симисторам отечественные и импортные » Радиоэлектроника

Триак либо симистор это полупроводниковый прибор, который предназначен для управления нагрузкой в сети переменного тока. Что такое симистор можно выяснить посмотрев его условно графическое изображение рис.1, вольт амперную характеристику (ВАХ) рис.2. и внутреннее размещение полупроводниковых слоёв рис.3. Если гласить по обычному, симистор представляет собой тиристор с 3-мя электродами: Силовой электрод 1 (Т1), Силовой электрод 2 (Т2) для пропускания переменного тока и затвор (G) — управляющий электрод. Симисторы российские были изобретены в городке Саранске на заводе «Электровыпрямитель» сначала 60-х годов. При опытах с полупроводниковыми слоями инженеры прирастили число слоев с 4 до 5 и нашли, что приобретенный пробный эталон способен пропускать электронный ток идиентично как в прямом, так и в оборотном направлении. Симистор таким макаром можно представить как два встречно-параллельно включенных тиристора.

Основной особенностью за какую симистор стал обширно употребляться является его способность проводить ток в прямом направлении от анода к катоду и в оборотном (от катода к аноду) направлении. Так же в отличие от тиристора, симистор может управляться током отрицательной и положительной полярности меж управляющим (G) и силовым электродом (T1). Это свойство вольт-амперной свойства (ВАХ) симистора позволяет ему работать во всех секторах.

Симистор механизм работы

На управляющий электрод (G) подаётся низковольтный сигнал и симистор перебегает из закрытого состояния в открытое. Он начинает пропускать переменный ток. Симистор будет открыт если через затвор (G) проходит ток отпирания либо если U меж силовыми электродами Т1 и Т2 превзойдет определённую наивысшую величину. Симистор запирается если меняется полярность меж электродами Т1 и Т2 либо значение I рабочее меньше I удержания.

На практике для предотвращения неверных срабатываний симистора, которые могут быть вызваны пульсациями, создаваемыми движками, употребляют четырехкваднартные симисторы, которые имеют особые элементы защиты. Обычно ставят демпферную RC-цепь меж электродами Т1 и Т2 симистора. Как работает симистор c демпферной RC-цепью, да просто она ограничивает скорость конфигурации напряжения. Время от времени к RC-цепи добавляют индуктивность L, она ограничивает скорости конфигурации тока при коммутации. Невзирая на очевидные плюсы этих цепей у их имеются и минусы: удорожание симистора и уменьшение его надёжности. Все триаки (симисторы) становятся очень чувствительны при больших t работы. Увеличивая значение Uд можно уменьшить склонность к самопроизвольному включению при больших температурах.

Схема включения симистора или как проверить симистор

Характеристики симисторов — главным преимуществом симисторов перед электромеханическими устройствами в фактически огромном количестве переключений. Частота коммутации симистора равна частоте питающей сети, симистор коммутирует нагрузку на каждом полупериоде U сети. Ещё одним важным параметром симистора является отсутствие искрообразования, которым не могут похвалиться электромеханические коммутаторы. Это свойство делает фактически равными 0 электрические помехи симистора. Не считая того утраты на симисторе очень малы, в открытом симисторе они составляют от 1 до 2 вольт и не зависят от тока коммутации. Силовые симисторы в открытом состоянии выделяют огромную мощность, для её отведения употребляют симистор радиатор. Дополнительное место для симистор радиатор может серьёзно прирастить в стоимости схемное решение.

Предлагаем устройство для объяснения принципа работы симистора — управление яркостью лампочки накаливания. Как работает симистор в этой схеме — выполняет регулирование мощностью потребляемую нагрузкой, которое изменяет яркость свечения лампочки. Симистор механизм работы состоит в том, что чем больше амплитуда U управл, тем ранее происходит включение симистора и будет больше продолжительность импульса тока в лампе накаливания. При последнем левом по схеме положении движка переменного резистора R2 нагрузка станет всасывать полные «порции» мощности. Если регулятор R2 повернуть в обратную сторону, амплитуда управляющего сигнала окажется ниже порогового значения, симистор остается в закрытом состоянии и ток через нагрузку не потечет. Временная диаграмма напряжений даёт более четкое представление о механизме работы симистора. При включения схемы в сеть на вход поступает 220В а на затвор симистора поступает отрицательное U синуса. Когда его величина достигнет Uвключения, симистор откроется и ток потечет через нагрузку. Когда значение Uуправляющего станет ниже порога, симистор будет открыт из-за того, что Iнагрузки будет выше Iудержания симистора. Когда U на входе управления изменит свою полярность, симистор закроется.

Эта схема включения симистора обеспечивает пилообразную форму напряжение на нагрузке. Эта легкая схема способна не только лишь объяснить принцип работы симистора да и сможет управлять яркостью лампы накаливания либо температуру нагрева паяльничка.

Области внедрения симисторов достаточно пространна и повсевременно расширяется. Импортные симисторы стоят в пылесосах, дрелях с регулировкой частоты оборотов, кондюках и электронной кухонной утвари.

Ответом на вопрос как проверить симистор будет схема, которая на 100% гарантирует исправность симистора после проверки.

Завезенные из других стран симисторы, отечественные справочник

Для примера симисторы российские возьмём приборы КУ208, который является триодным с п-р-п-р структурой. Буквенное обозначение обозначает Uпостоянно, которое симистор выдерживает в закрытом состоянии:

симисторы отечественные с индексом А — 100 В,

симисторы российские с буквой Б — 200 В,

симисторы российские с буквой В — 300 В

симистор Г — 400 В.

симисторы завезенные из других стран справочник, представлен комплектующими компании NXP.

Обозначение завезенные из других стран симисторы справочник:

Компания NXP Semiconductors на сегодня один из ведущим производителем Hi-com симисторов, которые обширно употребляются в индустрии.

Компания выпускает более 100 привезенных из других стран симисторов

В большинстве случаев устройства на завезенные из других стран симисторы не нуждается в настройке и при правильном монтаже начинают работать после включения в сеть.

Лаконичный справочник по симистор оптронный российского производства

Тип симистор оптронный

Iоткр мах, А

I закр мах, мА

iвх, мах мА

Iу. отп мА

U откр мах, В

U экр мах В

МОС2А60-10 оптронный симистор

2

0.1

50

10

1.3

600

МОС2А60-5 оптронный симистор

2

0.1

50

5

1.3

600

MOC2R60-10 оптронный симистор

2

0.1

50

10

1.3

600

MOC2R60-15 оптронный симистор

2

0.1

50

15

1.3

600

МОС3010 оптронный симистор

0.1

60

15

3

250

МОС3011 оптронный симистор

0.1

60

10

3

250

МОС3012 оптронный симистор

0.1

60

5

3

250

МОС3021 оптронный симистор

0.1

60

15

3

400

МОС3022 оптронный симистор

0. 1

60

10

3

400

МОС3023 оптронный симистор

0.1

60

5

3

400

МОС3041 оптронный симистор

0.1

60

15

3

400

МОС3042 оптронный симистор

0.1

60

10

3

400

МОС3043 симистор оптрон

0.1

60

5

3

400

МОС3О51 симистор оптрон

0.1

60

15

3

600

МОС3О52 симистор оптрон

0.1

60

10

3

600

МОС3О61 симистор оптрон

0.1

60

15

3

600

МОС3О62 симистор оптрон

0.1

60

10

3

600

МОС3ОбЗ симистор оптрон

0. 1

60

5

3

600

МОС3081 симистор оптрон

0.1

60

15

3

800

МОС3082 симистор оптрон

0.1

60

10

3

800

МОС308З симистор оптрон

0.1

60

5

3

800

АОУ103А симистор оптронный

0.1

0.1

20

10

2

50

АОУ103Б симистор оптронный

0.1

0.1

50

10

2

200

АОУ103В симистор оптронный

0.1

0.1

20

10

2

200

T0125-12.5 симистор оптронный

12.5

30

80

1.4

100…1400

T0132-25 симистор оптронный

25

3

150

1. 75

600…1200

T0132-40 симистор оптронный

40

3

150

1.75

600…1200

T0142-63 симистор оптронный

63

5

150

1.75

600…1200

T0142-80 симистор оптронный

80

5

150

1.75

600…1200

T0145-50 симистор оптронный

50

5

150

1.75

600…1200

Тип симистор оптронный U вх мах В dUоткр. dt dI/dt Rt U из кВ R из мОм t вкл мС температура рабочая МОС2А60-10 симистор оптронный

1.3

400

125

3.75

1000

-40…

100

МОС2А60-5 симистор оптронный

1.3

400

125

3.75

1000

-40…

100

MOC2R60-10 симистор оптронный

1.5

400

125

3.75

1000

-40…

100

MOC2R60-15 симистор оптронный

1. 5

400

125

3.75

1000

-40…

100

МОС3010 симистор оптронный

1.5

10

227

7.5

-40…

100

МОС3011 симистор оптронный

1.5

10

227

7.5

-40…

100

МОС3012 симистор оптронный

1.5

10

227

7.5

-40…

100

МОС3021 симистор оптронный

1.5

10

227

7.5

-40…

100

МОС3022 симистор оптронный

1.5

10

227

7.5

-40…

100

МОС3023 оптронный симистор

1.5

10

227

7.5

-40…

100

МОС3041 оптронный симистор

1.5

1000

340

7.5

-40…

100

МОС3042 оптронный симистор

1.5

1000

340

7.5

-40…

100

МОС3043 оптронный симистор

1.5

1000

340

7.5

-40…

100

МОС3О51 оптронный симистор

1.5

10

227

7.5

-40…

100

МОС3О52 оптронный симистор

1. 5

10

227

7.5

-40…

100

МОС3О61 оптронный симистор

1.5

600

340

7.5

-40…

100

МОС3О62 оптронный симистор

1.5

600

340

7.5

-40…

100

МОС3063 оптронный симистор

1.5

600

340

7.5

-40…

100

МОС3081 оптронный симистор

1.5

600

340

7.5

-40…

100

МОС3082 оптронный симистор

1.5

600

340

7.5

-40…

100

МОС3083 оптронный симистор

1.5

600

340

7.5

-40…

100

АОУ103А симистор оптрон

2

5

-60…

70

АОУ103Б симистор оптрон

2

5

-60…

70

АОУ103В симистор оптрон

2

5

-60…

70

T0125-12.5 симистор оптрон

2.5

100

1.5

1000

100

-50…

110

T0132-25 симистор оптрон

2.5

20…100

40

0. 7

2

-40…

100

T0132-40 симистор оптрон

2.5

20…100

40

0.47

2

-40…

100

T0142-63 симистор оптрон

2.5

20…100

40

0.3

3

-40…

100

T0142-80 симистор оптрон

2.5

20…100

40

0.24

3

-40…

100

T0145-50 симистор оптрон

2.5

20…100

40

0.36

3

-40…

100

справочник по симисторам — симисторы российские

тип симистора Iоткр мах А I закрмах А IупрА IудА I отк мах мА U открмах мВ U закрмах В Uу. от В

2N6071 4 30 2 200 2,5 справочник симисторов

2N6071A 4 15 2 200 2.5 справочник симисторов

2N6071В 4 15 2 200 2.5 симисторы справочник

2N6073 А 30 2 400 2.5 симисторы справочник

2N6073A А 15 2 400 2.5 симисторы завезенные из других стран

2N6073B А 15 2 400 2.5 симисторы завезенные из других стран

2N6075 А 30 2 600 2.5 симисторы завезенные из других стран

2N6075A А 15 2 600 2. 5 симисторы завезенные из других стран

2N6075B А 15 2 600 2.5 симисторы завезенные из других стран

2N6342 8 2 40 1.55 200 2.5 симисторы завезенные из других стран

2N6343 8 2 40 1.55 400 2.5 симисторы завезенные из других стран

2N6344 8 2 40 1.55 600 2.5 симисторы завезенные из других стран

2N6345 8 2 40 1.55 800 2.5 симисторы завезенные из других стран

2N6346 8 2 40 1.55 200 2.5 импортные симисторы

2N6346 8 2 75 1.75 200 2.5 импортные симисторы

2N6346A 12 2 75 1.75 200 2.5 импортные симисторы

2N6347 8 2 40 1.55 400 2.5 импортные симисторы

2N6347 8 2 75 1.75 400 2.5 импортные симисторы

2N6347A 12 2 75 1.75 400 2.5 импортные симисторы

2N6348 8 2 40 1.55 600 2.5 импортные симисторы

2N6348 8 2 75 1.75 600 2.5 импортные симисторы

2N6348A 12 2 75 1.75 600 2.5 импортные симисторы

2N6349 8 2 40 1.55 800 2.5 импортные симисторы

2N6349 8 2 75 1.75 800 2.5 импортные симисторы

2N6349A 12 2 75 1.75 800 2. 5 импортные симисторы

2У208А 5 5 0.5 150 250 2 100 7 симисторы российские

2У208Б 5 5 0.5 150 250 2 200 7 симисторы российские

2У208В 5 5 0.5 150 250 2 300 7 симисторы российские

2У208Г 5 5 0.5 150 250 2 400 7 симисторы российские

КУ208А 5 5 0.5 150 250 2 100 7 симисторы российские

КУ208Б 5 5 0.5 150 250 2 200 7 симисторы российские

КУ208В 5 5 0.5 150 250 2 300 7 симисторы российские

Triac, Symbol, Construction, Working, V-I Характеристики

12 августа 2020 г.

 Что такое Triac?

Триак представляет собой двунаправленный полупроводниковый прибор с тремя выводами. Triac означает Triode для переменного тока. Он проводит ток в обоих направлениях, и клемма затвора управляет им. Триак относится к семейству тиристоров. Разница между тиристором и симистором заключается в том, что тиристор проводит ток только в одном направлении, а симистор проводит в обоих направлениях. Он используется в качестве переключателя переменного тока.

Обозначение симистора:

 

Обозначение симистора

900 02 Символ симистора имеет три вывода Anode1, Anode2 и Gate. Клеммы Anode1 и Anode2 обычно называются Main Terminal1 и Main Terminal2. Терминал Gate действует как триггер для включения устройства. Символ выглядит как два тиристора, включенных в обратно-параллельном направлении, соединенных вместе с общим выводом Gate.

Конструкция симистора:

 

Конструкция симистора

900 02 Triac представляет собой четырехслойный, шестилегированный регион и трехконтактное устройство. Терминал затвора подключен как к N3, так и к P2, поэтому затвор запускает устройство при подаче как положительного, так и отрицательного напряжения. Точно так же MT1 или Anode1 также подключаются к областям N2 и P2, а MT2 или Anode2 подключаются к областям P1 и N4. Таким образом, полярность между клеммами определяет направление тока через слои.

Работа симистора:

Возможны четыре комбинации потенциалов, подаваемых на клеммы.

Mode1: MT2 положительный, клемма Gate положительная.

Режим 1: МТ1 и гейт положителен

 

относительно терминала MT1 и когда положительное напряжение приложено к терминалу затвора, путь текущий поток от MT2 к MT1 будет P1-N1-P2-N2. Соединение между P1N1 и P2N2 смещено в прямом направлении, а соединение между N1P2 смещено в обратном направлении, и в этом соединении происходит пробой.

Mode2 : MT2 положительный, а терминал Gate отрицательный.

Режим 2: MT2 положительный и отрицательный Gate

применяется на терминале ворот, первоначально путь текущего потока от МТ2 к МТ1 будет P1-N1-P2-N3. Когда напряжение, подаваемое на клемму MT2, еще больше увеличивается, переход P2N2 смещается в прямом направлении, и путь протекания тока будет P1-N1-P2-N2. Для включения симистора требуется больший ток затвора.

 

Mode3: MT2 имеет отрицательное значение, а терминал Gate — положительное значение.

Режим 3: МТ2 отрицательный и гейт положительный становится положительным по отношению к клемме MT1, а когда на клемму затвора подается отрицательное напряжение, путь текущего потока от МТ2 к МТ1 будет P2N1P1. Соединения P2N1 и P1N4 смещены в прямом направлении, а соединение N1P1 смещено в обратном направлении. Таким образом, в этом режиме симистор работает в отрицательно смещенной области. Mode4: MT2 отрицательный, а терминал Gate отрицательный. Режим 4: МТ2 и отрицательный гейт    делается отрицательным по отношению к клемме MT1, и когда отрицательное напряжение подается на клемму затвора, путь текущий поток от МТ2 к МТ1 будет P2N1P1N4. Режимы Mode2 и Mode3 менее чувствительны и требуют большего тока затвора для включения устройства. Mode1 и mode4 имеют большую чувствительность, когда полярность затвора и MT2 имеют одинаковую полярность. В-И характеристики симистора: В-И характеристики симистора   900 03 Симистор состоит из двух тиристоров, соединенных обратно параллельно. Он работает в четырех режимах. Первоначально симистор работает в прямом и обратном режимах блокировки, и через него протекает только небольшой ток утечки. Когда приложенное напряжение на клемме MT2 еще больше увеличивается и когда оно пересекает напряжение отключения, симистор начинает проводить ток. Ток начинает течь, и напряжение, подаваемое на клемму Gate, управляет этим током. Преимущества: Для защиты Traic требуется один предохранитель Может срабатывать как при положительном, так и при отрицательном напряжении Имеет безопасное отключение в любом направлении Отключается при нуле напряжения Disadvan теги: Симистор не подходит для приложений постоянного тока Поскольку он срабатывает в любом направлении, необходимо тщательно продумать схемы запуска Надежность ниже SCR Применение симистора: Используется для переключения мощных ламп Используется для управления мощностью переменного тока Используется в регуляторах освещения Используется для управления скоростью электрического вентилятора и малых двигателей 900 00 Что такое TRIAC? Работа, схема, конструкция, характеристики и применение Основным недостатком SCR является то, что один SCR не может использоваться для управления переменным током. мощность в нагрузке. Однако в а.с. систем часто желательно и необходимо контролировать как положительные, так и отрицательные полупериоды. Для этого используется устройство полупроводниковой силовой электроники под названием TRIAC. TRIAC — это аббревиатура, придуманная для обозначения полупроводникового переключателя переменного тока TRIode. Таким образом, TRIAC является аббревиатурой Triode AC Switch. Слово Tri указывает на то, что устройство имеет три клеммы, а слово AC означает, что устройство управляет переменным током или может проводить ток в любом направлении. В семействе тиристоров, после SCR, TRIAC является наиболее широко используемым устройством силовой электроники для переменного тока. контроль мощности. TRIAC представляет собой полупроводниковое или двустороннее переключающее устройство с тремя выводами, которое может управлять переменным током в нагрузке при срабатывании положительного или отрицательного импульса затвора независимо от полярности напряжения, подаваемого на его основные выводы. В работе симистор аналогичен двум тиристорам, включенным встречно-параллельно. В настоящее время доступны симисторы с достаточно большими номинальными токами до 25 А и номинальными напряжениями до 500 В. Конструкция симистора Симистор — это еще одно устройство семейства тиристоров, которое широко используется для управления мощностью переменного тока. схемы. TRIAC — это слово, полученное путем объединения заглавных букв слов TRIode и AC. TRIAC представляет собой полупроводниковый прибор с двунаправленным переключением. На рис. 1 показано поперечное сечение симистора. Симистор обычно включается путем подачи положительного или отрицательного напряжения на затвор по отношению к MT 1 .   Рис. 1: Поперечное сечение TRIAC (a) Основная конструкция (b) Эквивалентная конструкция (c) Эквивалентная схема (d) Обозначение Рис. 2: Структура TRIAC Принцип действия TRIAC Работу TRIAC можно пояснить на рис. 3. Последовательный резистор R L может быть подключен в качестве нагрузки последовательно с клеммой MT 2 . Терминал MT 2 можно сделать положительным или отрицательным по отношению к MT 1 . Рис. 3: Принцип работы симистора Говорят, что симистор смещен в прямом направлении, когда клемма MT 2 положительна по отношению к MT 1 , а клемма G разомкнута, т.е. В g = 0. SCR T 1 будет смещен в прямом направлении, тогда как SCR T 2 будет иметь обратное смещение. Поскольку прямое напряжение V T меньше прямого напряжения отключения V BO , SCR T 1 не будет проводить ток. Также SCR T 2 не проведет. Следовательно, TRIAC будет в состоянии OFF. Когда прямое напряжение приближается к напряжению блэковера, SCR T 1 будет проводить ток и будет находиться во включенном состоянии. Итак, TRIAC будет во включенном состоянии. Если на затвор G подается положительный или отрицательный триггерный импульс, SCR T 2 будет проводить ток и будет находиться во включенном состоянии, поэтому TRIAC будет во включенном состоянии. Говорят, что симистор имеет обратное смещение, когда вывод MT 2 отрицателен по отношению к MT 1  и вывод G разомкнут, т. е. V g = 0. SCR T 1 будет обратным смещен, тогда как SCR T 2 будет смещен в прямом направлении. Поскольку обратное напряжение V T меньше обратного напряжения отключения (- V BO ), тиристоры T 2  а также Т 1 не проведут. Следовательно, TRIAC будет в состоянии OFF. Когда обратное напряжение приближается к напряжению отключения, SCR T 2 будет проводить ток и будет находиться во включенном состоянии. Таким образом, TRIAC будет в состоянии ON. Если на затвор G подается положительный или отрицательный импульс затвора, SCR T 2 будет проводить ток и будет находиться в состоянии ON. Итак, TRIAC будет во включенном состоянии. Можно отметить, что импульс тока затвора заданной амплитуды и любой полярности (положительной или отрицательной) переводит симистор в состояние проводимости (ВКЛ), при условии, что симистор находится в состоянии ВЫКЛ. Также TRIAC проводит в обоих направлениях для любой полярности (положительной или отрицательной) напряжения на клеммах MT 9.0191 1 и МТ 2 . Режимы работы симистора Симистор можно включить, подав положительный или отрицательный импульс тока затвора на затвор, удерживая симистор в условиях прямого или обратного смещения. Процесс включения симистора в четырех режимах можно объяснить следующим образом: Режим 1 (квадрант I): Рассмотрим структуру симистора, как показано на рис. 4. Когда клемма MT 2 положительна относительно до терминала МТ 1 , соединения P 1 N 1 и P 2 N 2 смещены вперед, но соединение N 1 P 2  имеет обратное смещение. Рис. 4: Симистор в режиме 1 Когда положительный ток затвора подается на затвор G, ток затвора I g протекает через переход P 2 N 2 90 192 . Симистор начинает проводить сквозь слои P 1 N 1 P 2 N 2 за счет положительного регенеративного действия. TRIAC более чувствителен в этом режиме работы по сравнению с другими режимами работы. Это рекомендуемый метод запуска симистора, если его проводимость желательна в первом квадранте. Симистор можно включить при более низком токе затвора при фиксированном прямом напряжении V T , т.е. V T < V BO . Режим 2 (квадрант I): Рассмотрим структуру TRIAC, показанную на рис. 5. 9Рис. 5: TRIAC в режиме 2 2 N 1 и P 2 N 2 смещены в прямом направлении, но соединение N 1 P 2 смещено в обратном направлении. Когда на затвор G подается отрицательный ток затвора, ток затвора I g протекает через P 2 N 3 . Симистор начинает проводить через P 1 N 1 P 2 N 3 слоев изначально. Левая сторона слоя P 2 является более положительной по сравнению с его правой стороной, поскольку терминал MT 1 является отрицательным на правой стороне. Из-за этого градиента потенциала в слое P 2 устанавливается ток, который показан пунктирной линией на рис. 5. В результате правая сторона симистора начинает проводить через P 1 N 1 P 2 Н 2  слоя и остается во включенном состоянии. TRIAC менее чувствителен в этом режиме работы, так как ему требуется больший ток затвора для включения при том же прямом напряжении V T по сравнению с режимом 1. Задержка включения также больше в этом режиме 2. Этот режим работы называется работой затвора, которая связана с большими потерями при переключении, и поэтому этот режим работы обычно не используется. Режим 3 (квадрант II) : Структура TRIAC показана на рис. 6. Рис. 6: TRIAC в режиме 3 Клемма MT 2 является отрицательной по отношению к клемме MT 1 , и положительный импульс тока затвора подается на затвор G. Соединение P 2 N 2 смещен в прямом направлении внешним положительным током затвора. Поскольку терминал MT 1 подключен к слою N 2 , слой N 2 вводит электроны в слой P 2 , как показано пунктирными стрелками. Это вызывает обратное смещение перехода N 1 P 1 до поломки. В результате симистор начинает проводить через слои P 2 N 1 P 1 N 4 и остается во включенном состоянии. TRIAC менее чувствителен в этом режиме работы. Режим 4 (квадрант III) : Структура TRIAC показана на рис. 7. Рис. 7: TRIAC в режиме 4 2 отрицательно относительно до терминала МТ 1 и импульс тока затвора также отрицателен. Здесь слой N 3 выступает в роли удаленных ворот. Внешний отрицательный импульс тока затвора затвора G заставляет ток затвора течь через соединение P 2 N 3 . Это приводит к тому, что соединение P 2 N 3 смещается вперед. Симистор начинает проводить через слои P 2 N 1 P 1 N 4 и остается во включенном состоянии. Симистор более чувствителен в этом режиме работы по сравнению с режимом 3. Во всех четырех режимах работы чувствительность симистора выше всего в первом квадранте (режим 1) с положительным током затвора, а также в третьем квадранте (режим 3) с отрицательным током затвора. Степень чувствительности определяется величиной тока затвора. TRIAC работает в четырех режимах работы, как описано выше. Таким образом, режимы запуска TRIAC приведены ниже: МТ 2 МТ 1 Ворота Квадрант Режим Положительный Отрицательный Положительный я 1 Положительный Отрицательный Отрицательный я 2 Отрицательный Положительный Положительный III 3 Отрицательный Положительный Отрицательный III 4 V-I Характеристики симистора Это кривая между напряжением, приложенным к двум основным клеммам, и током, протекающим через симистор при постоянном токе затвора. TRIAC имеет два типа V-I характеристик, а именно прямую и обратную характеристики. Экспериментальная установка для прямой характеристики симистора: Экспериментальная установка для построения прямой характеристики симистора показана на рис. 8. Сначала отрегулируйте положительное напряжение затвора до нуля. Рис. 8: Экспериментальная установка для прямой характеристики симистора Затем увеличивайте подаваемое напряжение на симистор небольшими подходящими шагами. На каждом шаге записывайте значение тока симистора и напряжение на нем. Теперь, если мы построим график с положительным напряжением на симисторе по горизонтальной оси (X) и током симистора по вертикальной оси (Y), мы получим кривую в 1 st квадрант, как показано на рис. 9. Аналогичную процедуру можно использовать для получения кривых, обозначенных I g , I g1, и I g2 для различных значений тока затвора. Рис. 9. Статические ВАХ симистора Экспериментальная установка для обратных характеристик симистора: Экспериментальная установка для построения обратных характеристик симистора показана на рис. 10 , Сначала отрегулируйте отрицательное напряжение затвора до нуля. Затем увеличьте приложенное отрицательное напряжение к симистору на несколько подходящих шагов. На каждом шаге записывайте значение тока симистора и отрицательное напряжение на нем. Рис. 10: Экспериментальная установка для обратных характеристик симистора Теперь, если мы построим график с отрицательным напряжением на симисторе по горизонтальной оси (X) и отрицательным током симистора по вертикали (Y Прямая и обратная характеристики: Прямая и обратная вольт-амперные характеристики симистора показаны на рис. 9. Ниже приведены важные моменты, наблюдаемые из прямых характеристик . Кривая идентична прямым характеристикам SCR. Симистор выключен, пока приложенное напряжение не превысит напряжение отключения. КАК приложенное напряжение превышает напряжение отключения, симистор включается, и падение напряжения на симисторе уменьшается до низкого значения удерживающего напряжения. Прямой ток симистора увеличивается до значения, определяемого напряжением питания и сопротивлением нагрузки. Когда значение тока затвора увеличивается выше нуля, напряжение пробоя снижается, как и SCR. Симистор никогда не работает с нулевым током затвора. Когда подается ток затвора подходящего значения, обычно в виде импульсов, симистор включается при гораздо более низком напряжении отключения. Примечание: Ниже приведены важные моменты, наблюдаемые по обратным характеристикам: Кривая идентична обратной характеристике SCR. Симистор выключен, пока приложенное отрицательное напряжение не превысит напряжение пробоя. Когда приложенное отрицательное напряжение превышает напряжение отключения, ток симистора уменьшается до низкого значения тока удержания. Обратный ток симистора увеличивается до значения, определяемого напряжением питания и сопротивлением нагрузки. Если значение тока затвора увеличивается выше нуля, напряжение отключения снижается. Как и SCR, TRIAC никогда не работает с нулевым током затвора. Когда отрицательный ток затвора подходящего значения подается обычно в виде импульсов, симистор включается при гораздо более низком напряжении отключения. Применение симистора Симистор обладает важным свойством: он может проводить ток как в прямом, так и в обратном направлении, в зависимости от полярности напряжения на его основных клеммах. Это свойство делает TRIAC очень полезным для промышленного применения. Некоторые из важных применений TRIAC приведены ниже. в качестве статического переключателя. для управления фазой. для управления скоростью двигателя переменного тока. для регулировки яркости света. для управления термостатом/нагревателем. для контроля уровня жидкости. для управления мощностью переменного тока. для электронного переключения ответвления трансформатора. в качестве выключателя лампы большой мощности. в зарядном устройстве с системой аварийного освещения. в цепи мигалки. в качестве детектора приближения. Преимущества TRIAC Ниже приведены преимущества TRIAC: Требуется один радиатор немного большего размера, тогда как для встречно-параллельной пары SCR требуются два радиатора немного меньшего размера, но из-за требуемое общее пространство зазора больше для SCR. Для защиты требуется один плавкий предохранитель, что также упрощает конструкцию. Он может запускаться напряжением затвора положительной или отрицательной полярности. В некоторых d.c. приложений, SCR должен быть оснащен параллельным диодом или защищать от обратного напряжения, используемый TRIAC может работать без диода, поскольку возможен безопасный пробой в любом направлении. alexxlab Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Прост Радио Разное Своими руками Советы Схем Схемы Транзист Транзисторы Электрон Электроника