как проверить, принцип работы, характеристики
Современные тенденции в технике любого типа и вида — замена механических и электромеханических элементов на электронные или полупроводниковые. Они имеют более миниатюрные размеры, работают надежнее, позволяют реализовать более широкую функциональность. Во многих электронный устройствах применяется тиристор, или его подвид — симистор. О том, что это за прибор, как он работает и для чего используется и будем говорить.
Содержание статьи
- 1 Что это за устройство, его обозначение
- 2 Где используется и как выглядит
- 3 Принцип работы симистора
- 4 Сигналы управления
- 5 Как проверить симистор
- 5.1 С мультиметром
- 5.2 С лампочкой и батарейкой
- 6 Как избежать ложных срабатываний
- 7 Особенности монтажа
Что это за устройство, его обозначение
Симистор — это симметричный тиристор. В англоговорящих странах используется название triak, встречается и у нас транслитерация этого названия — триак.
Понять принцип его работы несложно, если знаете как работает тиристор. Если коротко, тиристор пропускает ток только в одном направлении. И в этом он похож на диод, но ток проходит только при появлении сигнала на управляющем выводе. То есть, ток проходит только при определенных условиях. Прекращается его «подача» при снижении силы тока ниже определенного значения или разрывом цепи (даже кратковременным). Так как симистор, по сути, двусторонний тиристор, при появлении управляющего сигнала он пропускает ток в обоих направлениях направления.
В открытом состоянии симистор проводит ток в обоих направлениях.
На схеме он изображается как два включенных навстречу друг на другу тиристора с общим управляющим выводом.
Внешний вид симистора и его обозначение на схемах
Симистор имеет три вывода: два силовых и один управляющий. Через силовые выводы можно пропускать ток высокого напряжение, на управляющий подаются низковольтные сигналы. Пока на управляющем выводе не появится потенциал, ток не будет протекать ни в одном направлении.
Где используется и как выглядит
Чаще всего симистор используется для коммутации в цепях переменного тока (подачи питания на нагрузку). Это удобно, так как при помощи напряжения малого номинала можно управлять высоковольтным питанием. В некоторых схемах ставят симистор вместо обычного электромеханического реле. Плюс очевиден — нет физического контакта, что делает включение питания более надежным. Второе достоинство — относительно невысокая цена. И это при значительном времени наработки и высокой надежности схемы.
Минусы тоже есть. Приборы могут сильно нагреваться под нагрузкой, поэтому необходимо обеспечить отвод тепла. Мощные симисторы (называют обычно «силовые») монтируются на радиаторы. Еще один минус — напряжение на выходе симистора пилообразное. То есть подключаться может только нагрузка, которая не предъявляет высоких требований к качеству электропитания. Если нужна синусоида, такой способ коммутации не подходит.
Заменить симистор можно двумя тиристорами.
Но надо правильно подобрать их по параметрам, да и схему управления придется переделывать — в таком варианте управляющих вывода два
По внешнему виду отличить тиристор и симистор нереально. Даже маркировка может быть похожей — с буквой «К». Но есть и серии, у которых название начинается с «ТС», что означает «тиристор симметричный». Если говорить о цоколевке, то это то, что отличает тиристор от симистора. У тиристора есть анод, катод и управляющий вывод. У симистора названия «анод» и «катод» неприменимы, так как вывод может быть и катодом, и анодом. Так что их обычно называют просто «силовой вывод» и добавляют к нему цифру. Тот который левее — это первый, который правее — второй. Управляющий электрод может называться затвором (от английского слова Gate, которым обозначается этот вывод).
Принцип работы симистора
Давайте разберем, как работает симистор на примере простой схемы, в которой переменное напряжение подается на нагрузку через электронный ключ на базе этого элемента.
В качестве нагрузки представим лампочку — так удобнее будет объяснять принцип работы.
Схема реле на симисторе (триаке)
В исходном положении прибор находится в запертом состоянии, ток не проходит, лампочка не горит. При замыкании ключа SW1 питание подается на на затвор G. Симистор переходит в открытое состояние, пропускает через себя ток, лампочка загорается. Поскольку схема работает от сети переменного напряжения, полярность на контактах симистора постоянно меняется. Вне зависимости от этого, лампочка горит, так как прибор пропускает ток в обоих направлениях.
При использовании в качестве питания источника переменного напряжения, ключ SW1 должен быть замкнуть все время, пока необходимо чтобы нагрузка была в работе. При размыкании контакта во время очередной смены полярности цепь разрывается, лампочка гаснет. Зажжется она снова только после замыкания ключа.
Если в той же схеме использовать источник постоянного тока, картина изменится. После того как ключ SW1 замкнется, симистор откроется, потечет ток, лампочка загорится.
Дальше этот ключ может возвращаться в разомкнутое состояние. При этом цепь питания нагрузки (лампочки) не разрывается, так как симистор остается в открытом состоянии. Чтобы отключить питание, надо либо понизить ток ниже величины удержания (одна из технических характеристик), либо кратковременно разорвать цепь питания.
Сигналы управления
Управляется симистор не напряжением, а током. Для открытия на затвор надо подать ток определенного уровня. В характеристиках указан минимальный ток открывания — вот это и есть нужная величина. Обычно ток открывания совсем небольшой. Например, для коммутации нагрузки на 25 А, подается управляющий сигнал порядка 2,5 мА. При этом, чем выше напряжение, подаваемое на затвор, тем быстрее открывается переход.
Схема подачи напряжения для управления симистором
Чтобы перевести симистор в открытое состояние, напряжение должно подаваться между затвором и условным катодом. Условным, потому что в разные моменты времени, катодом является то один силовой выход, то другой.
Полярность управляющего напряжения, как правило, должна быть либо отрицательной, либо должна совпадать с полярностью напряжения на условном аноде. Поэтому часто используется такой метод управления симистором, при котором сигнал на управляющий электрод подаётся с условного анода через токоограничительный резистор и выключатель. Управлять симистором часто удобно, задавая определённую силу тока управляющего электрода, достаточную для отпирания. Некоторые типы симисторов (так называемые четырёхквадрантные симисторы) могут отпираться сигналом любой полярности, хотя при этом может потребоваться больший управляющий ток (а именно, больший управляющий ток требуется в четвёртом квадранте, то есть когда напряжение на условном аноде имеет отрицательную полярность, а на управляющем электроде — положительную).
Как проверить симистор
Привычка проверять все элементы пред пайкой приходит с годами.
Проверить симистор можно при помощи мультиметра и при помощи небольшой проверочной схемы с батарейкой и лампочкой. В любом случае надо сначала разобраться, как располагаются выводы на вашем приборе. Сделать это можно по цоколевке каждой конкретной серии. Для этого в поисковик забиваем маркировку, которая есть на корпусе. В некоторых случаях можно добавить «цоколевка». Если есть русскоязычные описания, будет несколько проще. Если на русском информации нет, придется искать в интернете. Заменяем слово «цоколевка» словом «datasheet». Иногда можно ввести русскими буквами «даташит». В переводе это «техническая спецификация». По имеющимся в описании таблицам и рисункам легко понять, где расположены силовые выходы (T1 и T2), а где затвор (G).
Пример цоколевки. Все можно понять и без знания языка
С мультиметром
Проверка мультиметром симистора основана на принципе его работы. Берем обычный мультиметр, ставим его в положение прозвонки. Силовые выходы между собой должны звониться в обоих направлениях.
Прикасаемся щупами к выходам Т1 и Т2. На экране должны высвечиваться цифры. Это сопротивление перехода. Если поменять щупы местами, сопротивление может измениться, но ни обрыва, ни короткого быть не должно.
Проверяем мультиметром
Зато между затвором и силовыми выходами должен быть «обрыв» (бесконечно большое сопротивление). То есть, «звониться» они не должны при любом расположении щупов. Проверив сопротивление между разными выводами, можно сделать вод о работоспособности симистора.
С лампочкой и батарейкой
Для проверки симистора без мультиметра придется собрать простенькую проверочную схему с питанием от девятивольтовой батарейки «Крона». Нужны будут три провода длиной около 20 см. Провода желательно гибкие, многожильные. Проще, если они будут разных цветов. Лучше всего красный, синий и любой другой. Пусть будет желтый. Синий разрезаем пополам, припаиваем лампочку накаливания на 9 В (или смотрите по напряжению, которое выдает ваша батарейка). Один кусок провода на резьбу, другой — на центральный вывод с нижней части цоколя.
Как проверить симистор без мультиметра
Собираем схему. Подключаем провода в таком порядке:
- Красный одним концом на плюс кроны, вторым — на вывод Т1.
- Синий — на минус кроны и на Т2.
- Желтый провод одним краем цепляем к затвору G.
После того как собрали схему, лампочка не должна гореть. Если она горит, симистор пробит. Если не горит, проверяем дальше. Свободным концом желтого провода кратковременно прикасаемся к Т2. Лампочка должна загореться. Это значит, что симметричный тиристор открылся. Чтобы его закрыть, надо коснуться проводом вывода Т1. Если все работает, прибор исправен.
Как избежать ложных срабатываний
Так как для срабатывания симистора достаточно небольшого потенциала, возможны ложные срабатывания.
В некоторых случаях они не страшны, но могут привести и к поломке. Поэтому лучше заранее принять меры. Есть несколько способов уменьшить вероятность ложных включений:
Как уже говорили, симистор управляется током. Это дает возможность подключать его напрямую к выходам микросхем. Есть одно ограничение — ток не должен превышать максимально допустимый. Обычно это 25 мА.
Особенности монтажа
Так же как и тиристоры, симисторы при работе греются, поэтому при сборке необходимо обеспечивать отвод тепла. Если нагрузка маломощная или питание импульсное (кратковременное подключение на промежуток менее 1 сек) допускается монтаж без радиатора. В остальных случаях необходимо обеспечить качественный контакт с охлаждающим устройством.
Есть три способа фиксации симистора на радиаторе: клепка, на винте и на зажиме. Первый вариант при самостоятельном монтаже не рекомендуется, так как существует высокая вероятность повреждения корпуса. Наиболее простой способ монтажа в домашних условиях — винтовой.
Порядок монтажа симистора
Перед тем, как начинают монтаж, осматривают корпус прибора и радиатора (охладителя) на предмет царапин и сколов. Их быть не должно. Затем поверхность протирают от загрязнений чистой ветошью, обезжиривают, накладывают термопасту. После чего вставляют в отверстие с резьбой в радиаторе и зажимают шайбу. Крутящий момент должен быть 0.55Nm- 0.8Nm. То есть, необходимо обеспечить должный контакт, но перетягивать тоже нельзя, так как есть риск повредить корпус.
Схема регулятора мощности для индуктивной нагрузки на симисторе
Обратите внимание, что монтаж симистора производится до пайки. Это снижает механическую нагрузку на отводы прибора. И еще: при установке следите за тем, чтобы корпус плотно прижимался к охладителю.
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.
- 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;
- 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.
- Проводим размыкание управляющего контакта. В таком случае показатели сопротивления должны равняться бесконечности, об этом свидетельствует значение «1» на табло.
Дисплей на мультиметре показывает «1». Так мы можем убедиться, в исправности рабочего p-n перехода;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.
Проверка транзисторов вольтметром
Неисправный транзистор иногда можно определить по его частично сгоревшему или деформированному виду, но чаще по отсутствию видимой индикации. Один из подходов к устранению неполадок заключается в замене заведомо исправным компонентом, но это дорогостоящий путь. Кроме того, это ненадежно, потому что внешний дефектный компонент может мгновенно разрушить замену без видимых признаков. Разумной альтернативой является проверка транзистора. Обычный мультиметр может быстро выполнять внутрисхемные тесты, которые не являются полностью окончательными, но обычно предоставляют приемлемую информацию о годности/негодности, используя либо режим проверки диодов, либо омический режим.
Обычная процедура тестирования заключается в использовании цифрового мультиметра в диапазоне тестирования диодов с минимальным напряжением 3,3 В в течение d.u.t. (испытываемый диод). Сначала рассмотрим процедуру тестирования полевого МОП-транзистора в расширенном режиме (т.
е. когда устройство не проводит ток, а на затвор подается 0 В, работая как переключатель). Подключите источник MOSFET к отрицательному выводу измерителя. (Держите МОП-транзистор за корпус или выступ, но не прикасайтесь к металлическим частям тестовых щупов какими-либо другими клеммами МОП-транзистора до тех пор, пока это не потребуется.) Прикоснитесь положительным выводом измерителя к затвору МОП-транзистора. Теперь переместите положительный зонд на «Слив». Вы должны получить низкое значение. Внутренняя емкость MOSFET на затворе теперь заряжена счетчиком, и устройство «включено».
Пока положительный провод счетчика все еще подключен к стоку, закоротите исток и вентиль. Затвор разряжается, и показания счетчика должны стать высокими, указывая на непроводящее устройство.
МОП-транзисторы, которые выходят из строя, часто вызывают короткое замыкание сток-затвор. Это может вернуть напряжение стока обратно на затвор, где оно подается (через резисторы затвора) в схему привода, что может привести к превышению уровней напряжения и тока над пределами компонентов в этой секции.
Перегрузка также повлияет на любые другие запараллеленные затворы MOSFET. Таким образом, лучше всего проверить цепи управления мертвых МОП-транзисторов. Чтобы избежать перегрузок, некоторые разработчики добавляют стабилитрон между истоком и затвором — стабилитроны выходят из строя, чтобы ограничить ущерб в случае отказа полевого МОП-транзистора. Другая тактика заключается в добавлении сверхминиатюрных резисторов затвора. Они имеют тенденцию открываться (как предохранитель) при перегрузке, отключая затвор MOSFET.
Другим частым отказом полевого транзистора является короткое замыкание сток-исток. Проверка омметром может подтвердить проблему. Подключите ворота устройства к терминалу источника. Если путь сток-исток исправен, приложение щупов омметра в одном направлении должно показать короткое замыкание. Другое направление должно измерять бесконечное сопротивление — или, по крайней мере, несколько мегаом. Измеряемый диодный переход представляет собой диод в корпусе полевого транзистора.
Внутренний диод покажет катод на стоке для N-канального устройства и на истоке для P-канального устройства.
К сожалению, современные мультиметры используют низкое возбуждение для измерения сопротивления (1–2 В), чтобы гарантировать, что простое активное тестирование элементов схемы не повредит их. Проблема в том, что тестирование полевого транзистора с помощью одного только современного мультиметра становится проблематичным. Причина в том, что для включения большинства мощных полевых транзисторов требуется смещение напряжения затвор-исток не менее 4–5 В. Полевые транзисторы логического уровня могут включаться при напряжении от 0,3 до 1,5 В.
Простая схема, показанная здесь для N-канального полевого транзистора, помогает определить, правильно ли работает устройство в качестве переключателя. Мультиметр должен показывать достаточно низкое напряжение между точками 2 и 4. Измерение R 9 прибора0019 dsON начинается с удаления связи между точками 1 и 2, затем измерения между точками 2 и 4, чтобы получить приблизительное значение сопротивления на мультиметре.
Соединив точки 1 и 2 вместе, измерьте напряжение между точкой 2 и точкой 4, затем замкните точку 3 на точку 4. Вы должны увидеть изменение напряжения от низкого в первом тесте до фактического напряжения приложенной батареи (обычно 9 В). .
Вы можете определить наличие остаточной утечки между стоком и истоком, замкнув точки 3 и 4, а затем измерив напряжение на резисторе 100 кОм, питающем точку 1 от батареи. Тогда ток утечки в миллиамперах приблизительно равен (показания мультиметра в милливольтах)/(10 4 ). Чтобы измерить номинальное пороговое значение V gs (напряжение включения) полевого транзистора, закоротите точки 2 и 3, а затем измерьте напряжение между точками 2 и 4, как и раньше.
При проверке полевых МОП-транзисторов с p-каналом в расширенном режиме просто поменяйте полярность батареи и используйте ту же схему. Все полярности щупов мультиметра будут изменены на противоположные, но применяется та же процедура.
Проверка JFET в качестве диода (переход затвор-канал) с помощью омметра должна показать низкое сопротивление между затвором и истоком при одной полярности и высокое сопротивление между затвором и истоком при обратной полярности измерителя. Если измеритель показывает высокое сопротивление для обеих полярностей, затвор открыт. С другой стороны, если омметр показывает низкое сопротивление при обеих полярностях, переход затвора закорочен. Теперь попробуйте проверить целостность канала сток-исток. Если вы знаете, какие клеммы на устройстве являются затвором, истоком и стоком, лучше всего соединить перемычкой между затвором и истоком, чтобы устранить накопленный заряд на емкости PN-перехода затвор-канал, который может удерживать полевой транзистор в замкнутом состоянии. в закрытом состоянии без подачи внешнего напряжения. Без этого шага любое показание измерителя целостности канала будет непредсказуемым, потому что заряд может накапливаться или не накапливаться соединением затвор-канал.
Хорошей стратегией является вставка выводов JFET в антистатическую пену перед тестированием. Проводимость пены создает резистивное соединение между всеми терминалами JFET. Это соединение гарантирует, что весь остаточный заряд, накопленный на PN-переходе затвор-канал, рассеивается, тем самым открывая канал для точной проверки непрерывности исток-сток.
Поскольку канал JFET представляет собой единый непрерывный кусок полупроводникового материала, обычно нет разницы между выводами истока и стока. Проверка сопротивления от истока к стоку должна дать то же значение, что и проверка от стока к истоку. Это сопротивление должно быть относительно низким (менее нескольких сотен Ом), когда напряжение PN-перехода затвор-исток равно нулю. Применение напряжения обратного смещения между затвором и истоком должно перекрыть канал и привести к более высоким показаниям сопротивления на измерителе.
Это подводит нас к биполярным транзисторам.
Полезно помнить, что биполярный транзистор можно смоделировать как два диода, соединенных последовательно. Плавающие выводы обеспечивают две контрольные точки, а подключенные выводы представляют собой третью контрольную точку с отводом от центра. Эти два диода не будут работать как настоящий транзистор, потому что соединение с центральным отводом не является полупроводниковым переходом, а модель с двумя диодами не имеет трех отдельных кремниевых слоев, как в транзисторе. Тем не менее, подключение демонстрирует основную концепцию, связанную с тестированием транзисторов и идентификацией выводов.
Для проверки транзистора мультиметром в режиме проверки диодов вставьте черный щуп в «Общий», а красный щуп в «Проверка диодов» или «Ом». Большинство производителей подключают красный цвет к положительной клемме внутренней батареи, но это может варьироваться, поэтому лучше всего проверить полярность с помощью второго мультиметра в режиме постоянного напряжения. Обычное испытательное напряжение составляет 3 В.
Естественно предположить, что центральный вывод на корпусе транзистора соединяется с базой, но это соглашение не является универсальным. Подсоедините черный щуп к базе. Кратковременно прикоснитесь красным щупом к эмиттеру и отметьте напряжение. Затем переключите красный щуп на излучатель. Если показания совпадают, пока все хорошо. Сняв черный щуп с основания и заменив его красным щупом, на короткое время прикоснитесь черным щупом к эмиттеру и коллектору.
Если предыдущие показания были высокими, а эти низкими, транзистор проходит статическое испытание. Если предыдущие показания были низкими, а эти высокие, транзистор также проходит статическую проверку. Если показания двух красных щупов не совпадают или показания двух черных щупов не совпадают при перепутывании щупов, транзистор неисправен.
Если база, эмиттер и коллектор неизвестны, подсоедините черный щуп к одному из выводов транзистора. По очереди кратковременно прикоснитесь красным щупом к каждому из оставшихся отведений.
Если оба вывода показывают высокий уровень, черный щуп подключен к базе, транзистор NPN, и он исправен. Если показания двух других отведений отличаются, переместите черный щуп к другому отведению и прикоснитесь красным щупом к оставшимся отведениям. Повторяя тест с черным щупом, касающимся каждого из трех выводов по очереди, вы должны иметь высокое сопротивление, а транзистор либо плохой, либо PNP.
Удалите черный щуп и подключите красный щуп к одному из проводов. Затем прикоснитесь черным щупом по очереди к каждому из оставшихся выводов. Когда к каждому из проводов прикасаются и сопротивление становится высоким, красный провод подключается к базе, а транзистор является хорошим PNP-устройством.
Если вы получили два разных показания для двух отведений, переместите красный щуп к другому отведению и повторите проверку. Подключите красный щуп по очереди к каждому из трех проводов. Если два других вывода не дают таких же показаний при прикосновении к черному щупу, транзистор PNP неисправен.
Проверка мультиметром определяет, перегорел ли транзистор (открыт или закорочен), и дает приблизительную оценку способности транзистора к усилению. Но они не сообщают о реальных рабочих параметрах. Чтобы получить больше информации, следующим шагом является тестер транзисторов сервисного типа. Этот прибор выполняет три измерения для биполярных транзисторов: прямой ток (бета), ток утечки между базой и коллектором при открытом эмиттере и короткое замыкание между коллектором, эмиттером и базой. Измеряется H fe , и транзистор считается исправным, если этот показатель превышает определенный уровень. Однако тест отклонит некоторые функциональные, но низкоуровневые H9.Транзисторы 0019fe .
Некоторые тестеры транзисторов сервисного типа могут проверять компоненты как в цепи, так и вне ее, и они способны идентифицировать неизвестные клеммы транзистора. Поскольку H fe зависит от устройства, сервисные тестеры транзисторов могут давать ошибочные показания и не являются безошибочными.
Для высоконадежного, интуитивно понятного и удобного тестирования компонентов можно использовать осциллограф в сочетании со встроенным генератором сигналов осциллографа или с внешним автономным AFG. Конденсаторы, катушки индуктивности, биполярные транзисторы и кабели можно легко проверить и определить их номиналы. Сигнал от AFG подается на исследуемый компонент, и отклик отображается на осциллографе. Обычно выходной импеданс 50 Ом от AFG подается через Т-образное соединение на тестируемое устройство и на аналоговый вход осциллографа. Кроме того, выход AFG OUT подключен к входу Trigger IN осциллографа.
Лучшие тестеры транзисторов — это приборы лабораторного класса. Связанный инструмент — полупроводниковый индикатор кривой. Он содержит упрощенный осциллограф в дополнение к источникам напряжения и тока, которые пользователь применяет к тестируемому устройству. На вход тестируемого транзистора подается качающееся напряжение, а его выходной ток измеряется и отображается в виде графика на экране прибора.
Пользователь может регулировать приложенное напряжение, его полярность и последовательное сопротивление. Когда на диод воздействует изменяющееся напряжение, отображаются различные параметры, такие как прямое напряжение, обратный ток утечки и обратное напряжение пробоя.
К входной цепи полевого транзистора можно приложить ступенчатое напряжение или к биполярному транзистору можно приложить ступенчатый ток. Результат позволяет определить коэффициент усиления транзистора или напряжения срабатывания тиристора. Чтобы оценить производительность транзистора, представленный ему импеданс («вытягивание нагрузки») можно систематически изменять. Вытягивание нагрузки применимо, когда изменение импеданса нагрузки вызывает отклонение центральной частоты колебаний от ее номинального значения.
Кремниевый выпрямитель (SCR) | Строительство | Операция | Характеристики | Тестирование
Хотите создать сайт? Найдите бесплатные темы и плагины WordPress.
В этой статье рассматривается конструкция выпрямителя с кремниевым управлением (SCR), работа, коммутация, характеристики, требования к затвору, тестирование и применение, а также соответствующие схемы и блок-схемы.
Тиристор представляет собой кремниевый односторонний трехполюсный тиристор. В настоящее время это наиболее часто используемый тиристор с наивысшей номинальной мощностью. Доступны SCR с номинальным током от 1,0 А до значений, превышающих 1000 А, и номинальным напряжением до 5 кВ.
Устройство работает почти так же, как диод p–n ; то есть он позволит току течь в одном направлении и заблокирует ток в другом направлении. Основное отличие состоит в том, что в SCR можно контролировать прямую проводимость. Проводимость контролируется пропусканием тока через клемму затвора.
Символ SCR показан на Рисунок 1 .
Рисунок 1 SCR Стандартный символ
SCR выпускаются в различных стилях корпуса, в основном в зависимости от рейтинга SCR. Некоторые стили чехлов показаны на Рисунок 2 .
Рисунок 2 Типы корпусов SCR
SCR большего размера изготавливаются в конфигурации «хокки-шайба».
Они устанавливаются на радиаторы для отвода избыточного тепла, выделяемого во время работы с большим током.
На рисунке 3 показаны две хоккейные шайбы, два тринистора и два согласующих диода, установленные на радиаторах с водяным охлаждением. Батарейка типа «двойной А» включена в фото для сравнения размеров.
9Рис. 3 типа полупроводниковых материалов. Эта структура обозначается как p–n–p–n. Таким образом, в устройстве образуются три полупроводниковых перехода. Рисунок 4 На обороте показана структура слоев в SCR.Рисунок 4 Конструкция слоя SCR
Когда само устройство смещено в прямом направлении, т. е. имеет положительный анод по отношению к катоду, два перехода будут смещены в прямом направлении, а третий — в обратном. Именно этот переход с обратным смещением позволяет тринистору блокировать анодный ток до тех пор, пока не потечет ток затвора. Фактический размер кремниевой пластины будет варьироваться во время изготовления для достижения требуемых значений напряжения и тока в штате.
Чем выше мощность SCR, тем больше размер пластины.
Несмотря на то, что SCR представляет собой устройство с тремя клеммами, некоторые SCR могут иметь только две клеммы. Это связано с тем, что анод или катод соединены с корпусом.
Некоторые более крупные промышленные SCR также могут иметь четыре клеммы. Это связано с предоставлением отведения «ссылка на ворота». Этот вывод соединен с катодом и скручен вместе с фактическим выводом затвора. Это сводит к минимуму возможность возникновения наведенного напряжения в выводе затвора, вызывающего неправильное срабатывание.
Работа тиристора
Тиристор блокирует прямой ток до тех пор, пока он не будет переведен во включенное состояние импульсом запуска. Это нормальный режим работы SCR. Как и диод p–n , тиристор должен быть смещен в прямом направлении, чтобы протекать анодный ток (прямой ток). Это означает, что анод должен быть положительным по отношению к катоду.
Тиристор переключается из выключенного состояния во включенное, если прямое напряжение слишком велико.
Напряжение, при котором тринистор переключается из выключенного состояния во включенное, называется «прямым напряжением пробоя» (9).0082 В BR ). Этот режим работы обычно не используется, так как нет реального контроля над SCR. Это пробивное напряжение приводит к включению тиристора, когда он преодолевает переход с обратным смещением в устройстве.
Нормальным режимом работы является управление проводимостью с помощью тока затвора. Ток проходит от затвора к катоду. Это означает, что переход затвор-катод должен быть смещен в прямом направлении; то есть затвор положителен по отношению к катоду.
Рассмотрим схему в Рисунок 5 . Если затворный переключатель ( S 1 ) разомкнут, ток затвора не течет, поэтому тринистор не будет переведен во включенное состояние (при условии, что анодное напряжение не превышает номинальное напряжение отключения устройства).
Рисунок 5 Работа тринистора
Если S 1 замкнут, протекает небольшой ток затвора.
Это заставит тиристор переключиться во включенное состояние и потечет анодный ток. После включения тиристора и при условии, что анодный ток достаточно высок, ток затвора можно отключить, и тиристор продолжит проводить ток. Теперь он действует так же, как p–n диод.
Прямое падение напряжения является относительно постоянным и имеет номинальное значение 0,6 В. На практике это значение оказывается близким к 1,0 В и может достигать 2,0 В для очень сильноточных тиристоров.
В некоторых случаях может обнаружиться, что тринистор снова выключается при снятии тока затвора. Это означает, что SCR не «защелкнулся» должным образом.
Чтобы тиристор зафиксировался, анодный ток должен возрасти до значения, известного как «ток защелкивания». Как только это значение будет превышено, тиристор защелкнется и продолжит работу, даже если ток затвора будет снят.
Чтобы тиристор выключился, анодный ток должен снизиться почти до нуля. Если ток анода упадет ниже значения, известного как «ток удержания», он вернется в выключенное состояние.
Процессы, связанные с уменьшением анодного тока до этого значения, обсуждаются в разделе 10.2.3.
Токи удержания и фиксации для конкретного тринистора всегда очень малы по сравнению с номинальным анодным током. Ток фиксации немного выше, чем ток удержания. Например, тиристор C122E имеет следующие номинальные значения тока:
- ток анода — 8,0 А
- ток фиксации — 25 мА
- ток удержания — 20 мА.
Обратная работа SCR идентична работе диода p–n . Он будет блокировать ток до тех пор, пока не произойдет пробой. Это вызвано тем, что обратное напряжение превышает номинальное пиковое обратное напряжение (PRV) устройства.
Работа SCR в прямом направлении может быть продемонстрирована с помощью SCR и аналогового омметра (см. Рисунок 6 ):
Рисунок 6 Этапы работы SCR
1. Переключите омметр на диапазон Ω × 1 и закоротите провода, чтобы обнулить показания.
При выполнении этого теста помните, что аналоговый мультиметр изменит полярность своих клемм при переключении на диапазон омов. Во избежание путаницы подсоедините красный провод к клемме с пометкой «минус», а черный провод к клемме с пометкой «плюс». Затем считайте красный провод положительным, а черный — отрицательным.
2. Определите конфигурацию выводов для SCR, используя таблицы данных производителя.
3. Подключите положительный провод к аноду, а отрицательный — к катоду SCR. Наблюдайте за чтением. Это показание должно быть высоким (около бесконечности), потому что SCR должен находиться в режиме прямой блокировки.
4. Подсоедините второй положительный провод мультиметра к клемме затвора и наблюдайте за эффектом. Показание должно упасть до низкого значения (около 20 Ом).
5. Отсоедините провод от терминала ворот и наблюдайте за эффектом. Показание должно оставаться низким, так как SCR должен быть зафиксирован.
Важно понимать, что этот тест не является надежным для сильноточных тиристоров, поскольку омметр может быть не в состоянии обеспечить ток, достаточный для того, чтобы тиристоры защелкнулись. Аналогичные тесты можно провести с использованием источника постоянного тока и подходящей нагрузки.
Из этого исследования работы тиристора следует отметить, что для того, чтобы заставить тиристор переключаться из выключенного состояния во включенное состояние и оставаться во включенном состоянии, должны быть выполнены следующие условия:
- тиристор должен быть смещен в прямом направлении
- импульс тока должен течь от затвора к катоду
- анодный ток должен подняться до уровня, превышающего ток фиксации, чтобы тиристор зафиксировался во включенном состоянии
- анодный ток должен оставаться выше тока удержания, чтобы оставаться во включенном состоянии.
Коммутация SCR
Процесс отключения SCR известен как «коммутация».
Чтобы коммутировать SCR, анодный ток должен быть уменьшен до значения ниже тока удержания. Коммутацию можно принудительно вызвать несколькими способами, например:
1. Уменьшите или отключите напряжение питания — в большинстве случаев этот метод нецелесообразен.
2. Кратковременно закоротите клеммы анода и катода тиристора — этот метод может быть опасен в цепях с высоким током и/или высоким напряжением. В большинстве ситуаций это непрактично.
3. Обратное смещение тиристора и инжекция короткого импульса тока от катода к аноду — это наиболее удачный и широко используемый метод обеспечения принудительной коммутации тиристора. Это может быть достигнуто путем обеспечения вспомогательных цепей для подключения заряженного конденсатора или внешнего импульса через SCR, чтобы вызвать коммутацию.
Если тиристор подключен к источнику переменного тока для обеспечения контролируемого выпрямления или управления нагрузкой переменного тока, анодный ток упадет до нуля, когда напряжение питания переменного тока упадет до нуля.
Когда питание реверсируется, SCR будет смещен в обратном направлении. Это означает, что SCR коммутируется напряжением питания переменного тока и известен как «коммутация сети переменного тока».
Характеристики и номинальные значения SCR
Типичные прямые и обратные характеристики SCR показаны на Рис. 7 .
Рис. 7 Кривая прямой и обратной характеристик тиристора
Как и многие другие электронные компоненты, тиристоры имеют много электрических номиналов. Номиналы, наиболее важные в практической ситуации, особенно при замене компонентов, следующие:
1. Пиковое обратное напряжение (PRV) — максимальное пиковое значение напряжения, которое SCR может непрерывно выдерживать при обратном смещении.
2. Прямое напряжение пробоя (VBR) — максимальное значение прямого напряжения, которое можно приложить к тиристору при прямом смещении, не вызывая переключения тиристора во включенное состояние.
3. Средний прямой ток (IT(ср)) — максимальный средний прямой анодный ток, который может выдержать тиристор. Чтобы пропускать это значение тока без повреждения тиристора, может потребоваться установка тиристора на радиаторе для отвода тепла, выделяемого в переходах устройства.
4. Ток удержания (IH) —минимальный анодный ток, который будет поддерживать проводимость в тринисторах. Если анодный ток упадет ниже этого значения, SCR переключится из включенного состояния в выключенное.
5. Ток фиксации (IL) —минимальный анодный ток, при котором тиристор фиксируется во включенном состоянии. Если анодный ток не превысит это значение при срабатывании тока затвора, тринистор вернется в выключенное состояние при снятии тока затвора.
6. Dv/dt — максимальная скорость нарастания анодного напряжения, которую может выдержать тринистор в выключенном состоянии, не переключаясь обратно во включенное состояние.
Это значение обычно измеряется в вольтах на микросекунду
7. Di/dt — максимальная скорость нарастания анодного тока, допустимая в тринисторах при переключении из выключенного во включенное состояние. Если анодный ток растет слишком быстро, плотность тока в кремниевой пластине может быть слишком высокой.
8. Максимальное обратное напряжение затвора (VRGM) — величина аналогична номинальному значению PRV тиристора, но относится к переходу затвор-катод. Это значение является максимальным обратным напряжением, которое может быть приложено к переходу затвор-катод. Это значение обычно значительно ниже рейтинга PRV SCR.
9. Максимальное напряжение во включенном состоянии (VT) — максимальное падение прямого напряжения, которое можно ожидать, когда тринистор находится во включенном состоянии.
Для получения всей необходимой информации, касающейся конкретного SCR, может потребоваться обращение к листам технических данных производителя.
Технические специалисты и торговцы, работающие в ситуациях, когда используются тиристорные устройства, могут счесть полезным получить полный набор спецификаций от производителя.
Требования к шлюзу SCR
Чтобы обеспечить точное и надежное срабатывание тиристоров, импульсы срабатывания должны удовлетворять следующим требованиям:
- Ток и напряжение затвора должны быть достаточно высокими для срабатывания тиристора.
- Ток и напряжение затвора не должны быть достаточно высокими, чтобы вызвать повреждение перехода затвор-катод.
- Импульс стробирования должен подаваться на период, позволяющий полностью включить SCR.
По мере увеличения тока затвора тиристора напряжение, необходимое для перехода тиристора в состояние проводимости, уменьшается. Чувствительность тиристора также увеличивается с повышением температуры. Рисунок 8 показывает взаимосвязь между током затвора и напряжением пробоя.
Рисунок 8 Влияние затвора на напряжение пробоя тиристора
Важны не только величины тока и напряжения затвора, но также фактическая форма и длительность импульса.
Импульс тока затвора должен иметь очень быстрое время нарастания, чтобы обеспечить максимально быстрое распространение проводимости по кремниевой пластине. Это позволяет SCR включаться быстрее. В идеале импульс тока затвора должен иметь время нарастания менее 1 мкс.
Импульс тока затвора должен иметь достаточную длительность для завершения процесса включения. Процесс включения завершается, когда SCR фиксируется. В простой резистивной цепи это может занять всего несколько микросекунд, в то время как в индуктивной цепи процесс может занять больше времени.
Чтобы обеспечить полное включение тиристора до прекращения тока затвора, длительность затвора должна составлять от 50 до 200 мкс.
Амплитуда и длительность стробирующего импульса будут зависеть от типа SCR и характера нагрузки.
Рисунок 9 показывает типичный стробирующий импульс для SCR.
Рисунок 9 Типичный импульс тока затвора тиристора
В некоторых случаях, когда нагрузка является высокоиндуктивной, необходимо иметь «последовательность импульсов», а не одиночный импульс. Это необходимо для того, чтобы SCR включился и зафиксировался до того, как ток затвора будет снят. «Последовательность импульсов» состоит из серии одиночных импульсов длительностью около 20 мкс с задержкой около 100 мкс между каждым импульсом.
Характеристики переключения SCR делают их идеальными для многих применений. SCR можно включать и выключать очень быстро. SCR классифицируются по времени включения и выключения. Они будут классифицироваться как:
- тиристоры управления фазой — типичное время включения 20 мкс, типичное время выключения 40 мкс
- тиристоры инвертора — типичное время включения 10 мкс, типичное время выключения 20 мкс.
Важно отметить, что время, необходимое для включения или выключения тиристора, может зависеть от характеристик нагрузки. Время переключения больше при высокой индуктивной нагрузке, чем при резистивной.
Охлаждение и защита
В то время как тиристор представляет собой экономически эффективное средство управления мощностью, некоторые сильноточные тиристоры очень дороги и могут стоить несколько сотен долларов каждый. Поэтому стоит инвестировать разумную сумму денег в компоненты или устройства для защиты SCR.
Тиристоры требуют защиты от:
- чрезмерного тока (защита от короткого замыкания)
- быстро нарастающих токов
- быстро нарастающих прямых напряжений
- чрезмерная температура перехода.
1. Защита от короткого замыкания — специальные предохранители устанавливаются последовательно с тиристором. Эти предохранители могут ограничивать предполагаемый ток короткого замыкания, а также прерывать подачу питания.
Они представляют собой разновидность обычного предохранителя HRC. Их иногда называют полупроводниковыми предохранителями или предохранителями-ловушками.
2. Быстро нарастающий ток (di/dt) — если анодный ток возрастает слишком быстро, плотность тока в кремниевой пластине может стать слишком высокой и повредить тринистор, даже если фактическое значение тока не превышает текущего Рейтинг СКР. Чтобы свести к минимуму вероятность этого, индуктивность подключается последовательно с тиристором, чтобы ограничить скорость нарастания анодного тока при включении тиристора.
3. Быстро нарастающие прямые напряжения (dv/dt) — при работе тиристора в режиме прямой блокировки и слишком быстром увеличении анодного напряжения тиристор может включиться, вызывая некорректную работу схемы. Обычно это происходит, когда SCR только что был выключен. Для предотвращения этого резистор и конденсатор соединены последовательно. Эта последовательная комбинация подключается параллельно с SCR.
Сеть RC известна как «демпферная сеть» и ограничивает скорость нарастания прямого напряжения на SCR.
4. Чрезмерная температура перехода — несмотря на то, что мощность, рассеиваемая в SCR, относительно мала, температура перехода может стать чрезмерной из-за относительно небольшой массы устройства. Чтобы предотвратить чрезмерное накопление тепла, тиристоры обычно монтируются на радиаторе. Это может быть плоский кусок алюминия или экструдированный алюминиевый радиатор с ребрами для улучшения отвода тепла. Чтобы улучшить теплопроводность между устройством и радиатором, между устройством и радиатором часто смазывают теплоотводящий состав. Рассеивание тепла дополнительно улучшается, если радиатор выполнен из черного анодированного алюминия. В крайних случаях радиаторы могут иметь вентиляторное и/или жидкостное охлаждение.
На следующей схеме ( Рисунок 10 ) показано подключение защитных устройств к SCR.
Рисунок 10 Схема защиты SCR
В некоторых устройствах, использующих тиристорные устройства, могут использоваться другие, более сложные методы защиты.
Сюда могут входить методы, предотвращающие включение тиристора при обнаружении неисправности в нагрузке.
Тестирование тиристора
На тиристорном тиристре можно провести ряд внутрисхемных тестов. Это простые тесты, которые дают представление о состоянии SCR. Например:
| 1. | Измерьте прямое падение напряжения — оно должно быть около номинального значения 0,6 В, если SCR включен, или около напряжения питания, если SCR выключен. Если тиристор включен, а прямое падение напряжения равно 0 В, скорее всего, тиристор закорочен. Эта неисправность обычно вызвана чрезмерным обратным напряжением. |
| 2. | Используйте осциллограф (или высокоимпедансный вольтметр) для обнаружения запускающих импульсов. Если триггерные импульсы отсутствуют, это может быть связано либо с неисправной триггерной цепью, либо с коротким замыканием перехода затвор-катод. |
3. | Если есть подозрение на неисправность цепи запуска, отсоедините затвор и очень осторожно подключите резистор между анодом и затвором (подходящим значением может быть около 1 кОм). Если SCR исправен, это действие обычно приводит к его включению. Если это не помогло, SCR следует удалить из цепи для более тщательного тестирования. |
Проверка вне цепи может быть выполнена с помощью подходящего аналогового мультиметра, переключенного на диапазон Ом × 1. Помните, что большинство аналоговые мультиметры меняют полярность при переключении на диапазон Ом.
Измерьте сопротивление между каждой из клемм любой полярности, затем сравните результаты со стандартным набором. Ожидаемые сопротивления указаны ниже в Таблице 1 .
Таблица 1 Результаты испытаний SCR — SCRICALE SCR
0439 Positive (+) 
Показания омметра должны быть близки к бесконечности.