принцип работы и виды, основные характеристики, способы проверки мультиметром и схемы пробников

Что такое тиристоры

Это полупроводниковые приборы, которые выполнены с учетом классических монокристальных технологий. На кристаллах имеются p-n переходы в количестве 3-х и более штук, с диаметрально противоположным устойчивым состоянием. Основным применением данной детали являются электронные ключи. Использование этих радиоэлементов может быть хорошей альтернативой механическому реле.

Процесс включения осуществляется регулируемым и плавным образом, без дребезжания контактов. Нагрузки по основным направлениям при открытии p-n перехода подаются управляемым образом, то есть присутствует возможность соблюдения контроля скорости при нарастании рабочего тока.

При этом, стоит отметить, что тиристор в сравнении с реле, может быть удачно интегрирован в электросхему с любым уровнем сложности. При отсутствии искрения каждого контакта, их можно использовать для систем, в которых не допускаются коммутационные помехи. Детали довольно компактны, выпускаются в виде разных форм-факторов, также и для установки на охлаждающие радиаторы.

Управление прибором осуществляется посредством внешнего воздействия на основе:

• электрического тока, что поступает на управляющие электроды;
• луча света, в случае использования фототиристора.

Примечательно, что в сравнении с тем же реле, нет необходимости в постоянной подаче управляющего сигнала. Рабочие p-n переходы будут открыты и после того, как завершена подача тока. Тиристоры закроются, при опускании протекающего сквозь него рабочего тока ниже уровня порогов удержания.

Еще одно свойство тиристоров, которое является основной характеристикой — это использование их в качестве одностороннего проводника. Так, протекание паразитных токов в обратное направление осуществляться не будет. Благодаря чему значительно упрощаются схемы по управлению радиоэлементами.

Тиристор может выпускаться в различной модификакции, исходя из того, какой способ управления и дополнительные возможности необходимы. Он может быть:

• диодным с прямой проводимостью;
• диодным с обратной проводимостью;
• диодным симметричным;
• триодным с прямой проводимостью;
• триодным с обратной проводимостью;
• триодным ассиметричным.

Бывают также разновидности триодных тиристоров с двунаправленной проводимостью.

Описание принципа работы и устройства

Основное отличие этих элементов от тиристоров заключается в двунаправленной проводимости электротока. По сути это два тринистора с общим управлением, включенных встречно-параллельно (см. А на рис. 1) .

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

Это и дало название полупроводниковому прибору, как производную от словосочетания «симметричные тиристоры» и отразилось на его УГО. Обратим внимание на обозначения выводов, поскольку ток может проводиться в оба направления, обозначение силовых выводов как Анод и Катод не имеет смысла, потому их принято обозначать, как «Т1» и «Т2» (возможны варианты ТЕ1 и ТЕ2 или А1 и А2). Управляющий электрод, как правило, обозначается «G» (от английского gate).

Теперь рассмотрим структуру полупроводника (см. рис. 2.) Как видно из схемы, в устройстве имеется пять переходов, что позволяет организовать две структуры: р1-n2-p2-n3 и р2-n2-p1-n1, которые, по сути, являются двумя встречными тринисторами, подключенными параллельно.

Рис. 2. Структурная схема симистора

Когда на силовом выводе Т1 образуется отрицательная полярность, начинается проявление тринисторного эффекта в р2-n2-p1-n1, а при ее смене – р1-n2-p2-n3.

Заканчивая раздел о принципе работы приведем ВАХ и основные характеристики прибора.

Обозначение:

• А – закрытое состояние.
• В – открытое состояние.
• U DRM (U ПР) – максимально допустимый уровень напряжения при прямом включении.
• U RRM (U ОБ) – максимальный уровень обратного напряжения.
• I DRM (I ПР) – допустимый уровень тока прямого включения
• I RRM (I ОБ) – допустимый уровень тока обратного включения.
• I Н (I УД) – значения тока удержания.

Что такое симистор, и в чем его отличие от тиристора

Симисторы (или «триаки») являются особыми разновидностями триодных симметричных тиристоров. Главным преимуществом любого симистора можно считать наличие способности проводки тока на рабочем p-n переходе в двух направлениях. Благодаря этому осуществляется использование радиоэлементов сфере систем, имеющих переменное напряжение.

Их рабочие принципы и конструктивные особенности сходны с остальными тиристорами. При подачах управляющих токов p-n переходы отпираются, и остаются открытым до момента снижения величин рабочих токов. Популярным применением симистора является использование его для регуляторов напряжений в осветительных системах и бытовых электроинструментах.

Принцип работы этого радиокомпонента схожий с принципом действия транзистора, однако деталь не является взаимозаменяемой. Разобравшись в том, что такое симистор и тиристор, необходимо также рассмотреть вопрос, о проверке этих деталей на показатели работоспособности.

Как прозвонить тиристор мультиметром

Стоит отметить, что существует несколько способов проверки исправности симисторов и тиристоров. Для этого необязательно использовать тестер, можно обойтись лампочкой от фонарика и пальчиковой батарейкой. Чтобы это сделать, нужно выполнить последовательное подключение источника питания, лампочки и рабочих выводов на тиристоре.

Следует помнить о том, что у обычного тиристора проводимость тока осуществляется только в одно направление. В связи с этим необходимо придерживаться полярности.

Когда будет подаваться управляющий ток (хватает аккумулятора АА), то будет происходить загорание лампочки, что означает о исправности цепи. После этого выполняем отсоединение батарейки, без отключения источника рабочего тока. При исправности p-n перехода и настройке его на определенных величинах, свечение лампочки будет продолжено.

В случае, если подходящая лампа или батарейка отсутствует, то придется использовать тестер. А для этого важно знать, как проверить тиристор мультиметром.

1. Положение переключателя устанавливаем на «Прозвонку». На щупы каждого провода поступит необходимый уровень напряжения, чтобы проверить тиристор. Рабочим током не открываются p-n переходы, поэтому если значение сопротивления на выводе будет высокое, то это значит, что ток не проходит. Дисплей на мультиметре показывает «1». Так мы можем убедиться, в исправности рабочего p-n перехода;
2. Выполняем проверку открытия перехода. С этой целью осуществляем соединение управляющего вывода с анодом. Тестером происходит обеспечение достаточным уровнем тока, чтобы выполнить открытие перехода, а величина сопротивления резко спадает. Дисплей отображает значения, которые отличаются от единицы. Это говорит об «открытии» тиристора. Благодаря этому мы выполнили проверку работоспособности управляющих элементов.
3. Проводим размыкание управляющего контакта. В таком случае показатели сопротивления должны равняться бесконечности, об этом свидетельствует значение «1» на табло.

Особенности

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

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

В число недостатков приборов входят следующие особенности:

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

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

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

Помимо этого рекомендуется минимизировать длину проводов ведущих к управляемому выводу, или в качестве альтернативы использовать экранированные проводники. Также практикуется установка шунтирующего резистора между выводом T1 (TE1 или A1) и управляющим электродом.

Из-за чего тиристор не имеет открытое состояние

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

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

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

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

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

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

С помощью тестера

Проверка работоспособности симистора мультиметром или тестером основана на знании принципа работы этого устройства. Конечно же, она не даст полной картины состояния детали, так как невозможно определить рабочие характеристики симистора без сборки электрической схемы и проведения дополнительных измерений. Но часто вполне достаточно будет подтвердить или опровергнуть работоспособность полупроводникового перехода и управления им.

Чтобы проверить деталь, необходимо использовать мультиметр в режиме измерения сопротивления, то есть как омметр. Контакты мультиметра присоединяются к рабочим контактам симистора, при этом значение сопротивления должно стремиться к бесконечности, то есть быть очень большим.

После этого соединяется анод с управляющим электродом. Симистор должен открыться и сопротивление должно упасть почти до нуля. Если все так и произошло, скорее всего, симистор работоспособен.

При разрыве контакта с управляющим электродом симистор должен остаться открытым, но параметров мультиметра может быть недостаточно, что бы обеспечить так называемый ток удержания, при котором прибор остается проводимым.

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

Как проверить симистор мультиметром

Симистор обладает аналогичной схемой проверки подключения. Можно воспользоваться лампой и батарейками или мультиметром, у которого широкий диапазон измерения в режиме омметра. Пройдя тесты с одной полярностью, выполняем переключение щупов прибора к обратной полярности.

У исправного симистора должны отображаться довольно однотипные результаты тестирования. Следует выполнить проверку открытия и удержания p-n переходов по обоим направлениям шкалы предела измерений мультиметра.

Если радиодетали, которые должны быть проверены, находятся на монтажных платах, то нет потребности в их выпаивании для теста. Для этого нужно только выполнить освобождение управляющего вывода. Главное, не забывать о предварительном обестачивании проверяемого электроприбора.

Чтобы более детально разобраться в особенностях проверки симистора мультиметром, рекомендуем просмотреть видео.

принцип работы, проверка и включение, схемы

Описание принципа работы и устройства

Основное отличие этих элементов от тиристоров заключается в двунаправленной проводимости электротока. По сути это два тринистора с общим управлением, включенных встречно-параллельно (см. А на рис. 1) .

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

Это и дало название полупроводниковому прибору, как производную от словосочетания «симметричные тиристоры» и отразилось на его УГО. Обратим внимание на обозначения выводов, поскольку ток может проводиться в оба направления, обозначение силовых выводов как Анод и Катод не имеет смысла, потому их принято обозначать, как «Т1» и «Т2» (возможны варианты ТЕ1 и ТЕ2 или А1 и А2). Управляющий электрод, как правило, обозначается «G» (от английского gate).

Теперь рассмотрим структуру полупроводника (см. рис. 2.) Как видно из схемы, в устройстве имеется пять переходов, что позволяет организовать две структуры: р1-n2-p2-n3 и р2-n2-p1-n1, которые, по сути, являются двумя встречными тринисторами, подключенными параллельно.

Рис. 2. Структурная схема симистора

Когда на силовом выводе Т1 образуется отрицательная полярность, начинается проявление тринисторного эффекта в р2-n2-p1-n1, а при ее смене — р1-n2-p2-n3.

Заканчивая раздел о принципе работы приведем ВАХ и основные характеристики прибора.

ВАХ симистора

Обозначение:

• А – закрытое состояние.
• В – открытое состояние.
• UDRM (UПР) – максимально допустимый уровень напряжения при прямом включении.
• URRM (UОБ) – максимальный уровень обратного напряжения.
• IDRM (IПР) – допустимый уровень тока прямого включения
• IRRM (IОБ) — допустимый уровень тока обратного включения.
• IН (IУД) – значения тока удержания.

Управляющие сигналы

Чтобы добиться желаемого результата с симистором используют не напряжение, а ток. Чтобы прибор открылся, он должен быть на определённом небольшом уровне. Для каждого симистора сила управляющего тока может быть разной, её можно узнать из даташита на конкретный элемент. Например, для симистора КУ208 этот ток должен быть больше 160 мА, а для КУ201 —не менее 70 мА.

Полярность управляющего сигнала должна совпадать с полярностью условного анода. Для управления симистором часто используют выключатель и токоограничительный резистор, если он управляется микроконтроллером – может понадобиться дополнительная установка транзистора, чтобы не сжечь выход МК, или использовать симисторный оптодрайвер, типа MOC3041 и подобных.

Четырёхквадрантные симисторы могут отпираться сигналом с любой полярностью. В этом преимуществе есть и недостаток – может потребоваться увеличенный управляющий ток.

При отсутствии прибор заменяется двумя тиристорами. При этом следует правильно подбирать их параметры и переделывать схему управления. Ведь сигнал будет подаваться на два управляющих вывода.

Особенности

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

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

В число недостатков приборов входят следующие особенности:

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

Симистор с креплением под радиатор

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

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

RC-цепочка для защиты симистора от помех

Помимо этого рекомендуется минимизировать длину проводов ведущих к управляемому выводу, или в качестве альтернативы использовать экранированные проводники. Также практикуется установка шунтирующего резистора между выводом T1 (TE1 или A1) и управляющим электродом.

Виды

Говоря о видах устройств, необходимо принять тот факт, что это симистор считается одним из типов тиристоров. Если существуют различия по работе, в таком случае и тиристор можно представить своего рода разновидностью симистора. Отличия заключаются в управляющем катоде и в разных принципах работы данных тиристоров.

Импортные устройства обширно представлены на российском рынке. Их главное отличие от российских симисторов заключается в том, что они не требуют заблаговременной настройки в самой схеме. Это даёт возможность экономить детали и место в печатной плате. Как правило, они начинают работать одновременно уже после введения в схему. Необходимо только точно выбрать нужный симистор по всем необходимым данным.

Применение

Этот тип полупроводниковых элементов первоначально предназначался для применения в производственной сфере, например, для управления электродвигателями станков или других устройств, где требуется плавная регулировка тока. Впоследствии, когда техническая база позволила существенно уменьшить размеры полупроводников, сфера применения симметричных тринисторов существенно расширилась. Сегодня эти устройства используются не только в промышленном оборудовании, а и во многих бытовых приборах, например:

• зарядные устройства для автомобильных АКБ;
• бытовое компрессорное оборудования;
• различные виды электронагревательных устройств, начиная от электродуховок и заканчивая микроволновками;
• ручные электрические инструменты (шуроповерт, перфоратор и т.д.).

И это далеко не полный перечень.

Одно время были популярны простые электронные устройства, позволяющие плавно регулировать уровень освещения. К сожалению, диммеры на симметричных тринисторах не могут управлять энергосберегающими и светодиодными лампами, поэтому эти приборы сейчас не актуальны.

Развитие технологий

Особенностью 4-квадрантных симметричных тиристоров считается их ложное включение, что может послужить причиной к выходу из строя. Это требует использования дополнительной предохранительной цепочки, содержащей разнообразные компоненты.

Относительно недавно были изобретены 3-х-квадрантные приборы, какие обладают нужными достоинствами:

1. За счёт снижения числа требуемых компонентов, плата сделалась ещё более малогабаритной.
2. Как следствие, понижение потерь усилия и снижение стоимости готового продукта.
3. При отсутствии демпфера и дросселя стало возможно применять симметричные тиристоры в цепях с высокой частотой.

А также упрощение схемы разрешило применять 3-х-квадрантный симистор в нагревательных устройствах: подобная система меньше нагревается и не реагирует на находящуюся вокруг температуру.

Как проверить работоспособность симистора?

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

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

Алгоритм проверки омметром:

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

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

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

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

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

Схема простого тестера для симисторов

Обозначения:

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

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

Алгоритм проверки:

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

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

Схема для проверки тиристоров и симисторов

Обозначения:

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

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

Тестирование тринисторов производится следующим образом:

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

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

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

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

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

Диагностика в схемах

В некоторых случаях радиолюбитель сталкивается с проверкой симистора, однако не всегда может ее корректно произвести. В случае выхода триака из строя его желательно выпаять из платы и произвести его проверку. Обычный цифровой мультиметр для этой цели не подойдет, поскольку его ток слишком мал, чтобы открыть переход детали. Для этого подойдет обыкновенный стрелочный омметр. Вариантов проверки всего два: использовать стрелочный прибор или собрать спецсхему для этой операции. Для осуществления проверки по первому варианту необходимо руководствоваться следующим алгоритмом:

1. Включить прибор в режим измерения величины сопротивления.
2. Подключить щупы тестера к эмиттеру и коллектору. Если прибор показывает бесконечное сопротивление, то деталь исправна. Остальные случаи указывают на ее неисправность.
3. Соединить базу и вывод Т2. В этом случае сопротивление будет в пределах от 40 до 250 Ом. Если поменять местами щупы, то прибор снова покажет бесконечность. Это свидетельствует об исправности симистора.

Однако первый метод диагностики в некоторых случаях дает не совсем нужные и верные результаты. Очень часто проверенная таким способом деталь в схеме не работает. Это связано с тем, что герметичность ее корпуса нарушена. Недостаток метода — неточная диагностика. Для более точной диагностики следует проверить триак в работе (схема 1). Для этого необходимо использовать лампу накаливания и аккумулятор.

Схема 1. Проверка симметричного тиристора при помощи лампы накаливания и источника питания

В этой схеме симистор будет проверен под нагрузкой. При касании управляющего электрода, лампочка загорится и будет гореть некоторое время, пока не пропадет питание на аноде или ток на базе не будет малой величины. Недостаток метода — простая конструкция, при которой неудобно осуществлять проверку, поскольку следует напаивать провода на выводы триака. После проверки при неисправной детали следует произвести замену.

Таким образом, симисторы используются в управляемых устройствах в качестве электронных ключей, способных пропускать ток в двух направлениях. Их несложно проверить и желательно использовать специальную схему для этой операции.

Тепловое сопротивление

Тепловое сопротивление Rth — это сопротивление между корпусом прибора и радиатором. Этот параметр аналогичен электрическому сопротивлению R = V/I, поэтому тепловое сопротивление Rth = T/P, где T — температура в кельвинах, и P — рассеяние энергии в ваттах.

Для прибора, установленного вертикально без радиатора, тепловое сопротивление задается тепловым сопротивлением «переход — окружающая среда» Rth = Rth j–a.

• Для корпуса SOT82 значение равно 100 К/Вт;
• Для корпуса SOT78 значение равно 60 К/Вт;
• Для корпусов F и X значение равно 55 К/Вт.

Для не изолированных приборов, установленных на теплоотвод, тепловое сопротивление является суммой сопротивлений «переход — корпус», «корпус — теплоотвод» и «теплоотвод — окружающая среда».

Для изолированных корпусов нет ссылки на термосопротивление Rth j–mb, так как Rth mb–h принят постоянным и дан с учетом использования термопасты. Поэтому тепловое сопротивление для изолированного корпуса является суммой тепловых сопротивлений «переходтеплоотвод» и «теплоотвод — окружающая среда».

Rth j–mb или Rth j–h фиксированы и даны в документации к каждому прибору. Rth mb–h также даются в инструкциях по установке для некоторых вариантов изолированного и неизолированного монтажа с использованием или без использования термопасты. Rth h–a регулируется размером теплоотвода и степенью воздушного потока через него. Для улучшения теплоотдачи всегда рекомендуется использование термопасты.

Расчет теплового сопротивления

Для вычисления теплового сопротивления теплоотвода для данного триака (тиристора) и данного тока нагрузки необходимо сначала вычислить рассеяние энергии в триаке (тиристоре), используя следующее уравнение:

Vo и Rs получены из «on-state» характеристики триака (тиристора). Если значения не указанны, то они могут быть получены из графика путем вычерчивания касательной к VT max. Точка на оси VT, где ее пересекает касательная, дает Vo, в то время как тангенс угла наклона касательной дает Rs.

Используя уравнение теплового сопротивления, данное выше, получаем:

Максимально допустимая температура перехода будет достигнута, когда Tj достигает Tj max при самой высокой температуре окружающей среды. Это дает нам T.

Полное тепловое сопротивление

Все расчеты по вычислению теплового сопротивления имеет смысл проводить для уже установившегося режима продолжительностью больше 1 с. Для импульсных токов или длительных переходных процессов меньше 1 с эффект отвода тепла уменьшается. Температура просто рассеивается в объеме прибора с очень небольшим достижением теплоотвода. В таких условиях нагрев перехода зависит от полного теплового сопротивления «переход — корпус прибора» Zth j–mb. Поэтому Zth j–mb уменьшается при уменьшении продолжительности импульса тока благодаря меньшему нагреву кристалла. При увеличении продолжительности до 1 с Zth j–mb увеличивается до значения, соответствующего установившемуся режиму Rth j–mb. Характеристика Zth j–mb приводится в документации для двунаправленного и однонаправленного электрического тока импульсами продолжительностью до 10 с.

Способы монтажа триаков

При малых нагрузках или коротких импульсных токах нагрузки (меньше 1 с), можно использовать триак без теплоотводящего радиатора. Во всех остальных случаях его применение необходимо.

Существует три основных метода фиксации триака к теплоотводу — крепление зажимом, крепление винтом и клепка. Наиболее распространены первые два способа. Клепка в большинстве случаев не рекомендуется, так как может вызвать повреждение или деформацию кристалла, что приведет к выходу прибора из строя.

Фиксация к теплоотводу зажимом

Это — предпочтительный метод с минимальным тепловым сопротивлением, так как зажим достаточно плотно прижимает корпус прибора к радиатору. Это одинаково подходит как для неизолированных (SOT82 и SOT78), так и для изолированных корпусов (SOT186 F-корпусов и более ранних SOT186A X-корпусов). SOT78 известен еще как TO220AB.

Фиксация к теплоотводу при помощи винта

1. Набор для монтажа корпуса SOT78 включает прямоугольную шайбу, которая должна быть установлена между головкой винта и контактом без усилий на пластиковый корпус прибора.
2. Во время установки наконечник отвертки не должен воздействовать на пластиковый корпус триака (тиристора).
3. Поверхность теплоотвода в месте контакта с электродом должна быть обработана с чистотой до 0,02 мм.
4. Крутящий момент (с установкой шайбы) должен быть между 0,55–0,8 Н·м.
5. По возможности следует избегать использования винтов-саморезов, так как это снижает термоконтакт между теплоотводом и прибором.
6. Прибор должен быть механически зафиксирован перед пайкой выводов. Это минимизирует чрезмерную нагрузку на выводы.

Как проверить симистор с помощью аналогового мультиметра

Этот сайт содержит партнерские ссылки на продукты. Мы можем получать комиссию за покупки, совершенные по этим ссылкам.

0 акции

• Поделиться
• Твит

Что такое симистор и как он работает? Если вы хотите узнать больше, продолжайте читать.

Как пользоваться паяльником

Включите JavaScript

Как пользоваться паяльником

Симистор представляет собой переключатель переменного тока с тремя выводами, который активируется в проводящее состояние при подаче слаботочного сигнала на его вывод затвора. Симистор проводит по любому маршруту после включения по сравнению с SCR. Он также сильно отличается от SCR тем, что либо отрицательный, либо положительный сигнал затвора активирует его в проводимость.

Содержание:

1. Где можно использовать симистор?
2. Как проверить симистор?
3. Заключительные мысли

Таким образом, симистор представляет собой трехконтактный четырехслойный двунаправленный полупроводниковый инструмент, управляющий питанием переменного тока. В то же время SCR регулирует мощность постоянного тока или посылает смещенные полупериоды переменного тока в нагрузку. Имейте в виду, что он имеет свойство двунаправленной проводимости. Вот почему он широко используется в области силовой электроники для целей управления.

Triac — это аббревиатура трехконтактного переключателя переменного тока. Tri означает, что устройство имеет три клеммы и ac означает, что устройство управляет переменным током или может проводить любой маршрут.

Где можно использовать симистор?

Знаете ли вы, что симистор является наиболее широко используемым членом семейства тиристоров? В большинстве приложений управления он изменил SCR благодаря своей двунаправленной проводимости.

Цепи управления фазами, контроль уровня жидкости, управление освещением, контроль температуры, регулирование скорости двигателя и силовые выключатели, среди прочего, являются одними из его ключевых применений.

Тем не менее, симистор считается менее универсальным по сравнению с SCR, когда рассматривается выключение. Помните, что он может вести в любом направлении. Однако принудительная коммутация через обратное смещение не может быть использована.

Отключение происходит либо при недостатке тока, что обычно невозможно, либо при коммутации линии переменного тока. Вы найдете два ограничения, наложенные на применение симистора при нынешнем состоянии коммерчески доступных устройств.

Способность работать с частотой определяется предельным значением dv или dt, при котором симистор продолжает мешать каждый раз, когда стробирующий сигнал не используется. Это dv/dt составляет приблизительно 20 В микрон ^-1 по сравнению с общей цифрой 200 Vmicros s- ¹ для SCR. Следовательно, ограничение частоты находится на уровне мощности не менее 50 Гц.

Аналогичное ограничение dv/dt указывает на регулируемую нагрузку, возможно резистивную. Обратите внимание, что симметричные тиристоры не могут быть изменены симистором, особенно когда задействованы высокие частоты и высокие значения dv/dt.

• Регулятор мощности переменного тока

Схема управления симистором регулирует мощность переменного тока для нагрузки, включая и выключая отрицательный и положительный полупериоды входного синусоидального сигнала.

D ₂ смещен в противоположную сторону, в то время как диод D ₁ смещен в прямом направлении, а клемма затвора положительна относительно A1. Имейте в виду, что это происходит во время положительного полупериода входного напряжения. С другой стороны, в течение отрицательного полупериода диод D ₁ смещен в обратном направлении, а диод D ₂ смещен в прямом направлении.

Следовательно, затвор становится положительным относительно клеммы А ₂ — точка начала проводимости регулируется изменением сопротивления R ₂ .

• Переключение лампы половинной мощности

Симистор отключен, поэтому лампа не горит, когда переключатель S находится в положении 1. Когда переключатель находится в положении 2, небольшой ток затвора, протекающий через затвор, поворачивается симистор включен. Поэтому свет включается на номинальную мощность.

Как проверить симистор?

Теперь вам интересно, как вы можете проверить, полностью ли работает ваш симистор? Есть один инструмент, который вы можете использовать в этом вопросе — это мультиметр.

Вы найдете два типа мультиметра: аналоговый и цифровой. Но независимо от того, какой вариант вы выберете, это устройство используется для измерения электроэнергии прибора или объекта, с которым вы работаете. Среди прочего, они могут измерять ток, сопротивление и напряжение.

Цифровые мультиметры очень известны не просто так. Эти устройства часто показывают более точные показания по сравнению с аналоговыми мультиметрами. Вероятность неправильного понимания измерения снижается, поскольку цифровой экран показывает точные числа.

Кроме того, они имеют функцию автоматической полярности. Это указывает на то, что вы случайно не выберете неправильную полярность, если подключите тестовую схему к измерителю.

Несмотря на то, что может показаться, что переход на цифру является очевидным вариантом, в зависимости от типа проекта, с которым вы имеете дело, аналоговый мультиметр может оказаться для вас хорошим выбором. Вы планируете читать флуктуирующий сигнал и вам нужен диапазон? Тогда аналоговый — идеальный путь.

Более того, для использования аналогового считывателя не требуется источник питания или батареи. Это полезно, если вы работаете над более длительными проектами, не говоря уже о том, что вам не нужно покупать батареи или внешние источники питания, что помогает вам сократить расходы.

Возвращаясь к тестированию симистора, мы будем использовать аналоговый мультиметр. Вы можете использовать этот мультиметр для проверки общего состояния вашего симистора.

1. Переведите селектор мультиметра в режим высокого сопротивления (например, 100К).
2. Подсоедините положительный вывод аналогового мультиметра к клемме MT1 симистора, а отрицательный вывод — к клемме MT2 симистора. Вам не нужно беспокоиться, если вы отмените соединение.
3. Стрелка мультиметра покажет высокое сопротивление или обрыв цепи.
4. Установите переключатель в режим низкого сопротивления. Присоедините затвор и MT1 к положительному проводу, а MT2 к отрицательному проводу.
5. Ваш аналоговый мультиметр не покажет показания низкого сопротивления и покажет, что переключатель включен.
6. Если приведенные выше тесты положительны, вы можете думать, что ваш симистор в порядке и работает хорошо. В любом случае, этот тест не подходит для симисторов, которым для срабатывания требуется большой ток и напряжение.

Заключительные мысли

Управление мощностью переменного тока с помощью симистора очень эффективно, особенно при правильном использовании для управления резистивными нагрузками, такими как небольшие универсальные двигатели, нагреватели, лампы накаливания, которые обычно используются в портативных электроинструментах и ​​небольших бытовых приборах.

Но имейте в виду, что такие устройства можно использовать и подключать к сети переменного тока. Следовательно, проверка цепи должна быть завершена, когда устройство управления питанием отключено от сети электропитания. Всякий раз, проверяя симисторы, всегда помните о своей безопасности!

Triac, SCR, тестер транзисторов | Электронная принципиальная схема

Это электрическая схема симистора, тринистора и тестера транзисторов. Это очень простая схема, которую можно использовать для тестирования тринисторов и симисторов. Схему можно использовать даже для проверки транзисторов PNP и NPN.

Схема работает от постоянного напряжения 3 В, полученного с помощью стабилитрона в сочетании с понижающим трансформатором и выпрямителем, как показано на рисунке. В качестве альтернативы можно запитать схему, используя две карандашные ячейки.

Для проверки SCR вставьте его в гнездо, вставив клеммы в соответствующие гнезда. Сдвиньте переключатель S3 в положение «включено» (по направлению к «а») и кратковременно нажмите переключатель S1. Светодиод будет гореть и гореть до тех пор, пока не будет нажат переключатель S2 или питание понижающего трансформатора не прервется на короткое время с помощью переключателя S4. Это будет означать, что тестируемый SCR исправен.

Когда переключатель S3 находится в положении «выключено» (в направлении «b»), вы можете подключить миллиамперметр или мультиметр для контроля тока, протекающего через SCR. Если SCR неисправен, светодиод никогда не загорится. Если SCR неисправен (негерметичен), светодиод будет светиться сам по себе.

Другими словами, если светодиод загорается только при кратковременном нажатии переключателя S1 и гаснет при нажатии переключателя S2, SCR исправен.

Для тестирования симистора сначала подключите его клемму MT1 к точке A (положительной), MT2 к точке K (отрицательной) и его затвор к точке G. Теперь при кратковременном нажатии переключателя S1 загорится светодиод. При кратковременном нажатии переключателя S2 светодиод гаснет. Далее при нажатии переключателя S5 светодиод не загорится.

Теперь поменяйте местами подключения МТ1 и МТ2, т.е. подключите МТ1 к минусу, а МТ2 к плюсу. Для исправно работающего симистора S2 не будет инициировать проводимость в симисторе, и светодиод останется выключенным. С другой стороны, кратковременное нажатие на S5 инициирует проводимость симистора, и LED1 загорается.

Индикация негерметичного симистора аналогична индикации SCR. Если при обоих вышеперечисленных тестах светодиод загорается, то только тогда симистор исправен.

Перед подключением любого SCR/симистора в цепи проверьте соединение его анода/MT1 с корпусом. (Примечание: триак на самом деле представляет собой два SCR, соединенных друг с другом. Первый принимает положительный импульс для проводимости, а второй принимает отрицательный импульс для проводимости.)

По этой схеме также можно проверить транзисторы, вставив резистор (около 1 кОм) между соединением ключей S1 и S5 и точкой G. Коллектор NPN или эмиттер PNP транзистора соединить с плюсом (точка А), а эмиттер NPN и коллектор PNP транзистора подключить к минусу (точка K). База в обоих случаях должна быть соединена с точкой G.

На приведенном выше рисунке показано обычное направление тока и условие прямого смещения для транзисторов PNP и NPN. Если тестируемый транзистор относится к типу NPN, при нажатии S1 светодиод загорается, а при отпускании или поднятии пальца гаснет, указывая на то, что транзистор исправен. Для транзистора PNP светодиод загорается при нажатии переключателя S5 и гаснет при его отпускании. Это указывает на то, что тестируемый транзистор исправен.