Схема для проверки тиристоров и симисторов: КАК ПРОВЕРИТЬ ТИРИСТОР И СИМИСТОР

Схема пробника для проверки симисторов и тиристоров

Прибор проверяет работоспособность симисторов и тиристоров, позволяя приблизительно измерить ток открывания электрода управления радиоэлемента, и саму возможность открытия тиристоров. Для симисторов определяется способность открытия при разных полярностях управляющего напряжения. Кроме того определяется наличие внутреннего пробоя проверяющего элемента.

 Для стабильной работы схемы требуется двухполярный источник питания 15 вольт (схема есть у нас на сайте). В качестве контроля открывания тиристора (симистора) служит любая 12-ти вольтовая лампа (подойдет автомобильная).

Переключатель S1 нужен для выбора полярности коммутируемого тока, а S2 для выбора полярности управляющего тока. Кнопка S3 — размыкающая, при ее нажатии ток через измеряемый элемент не проходит и тиристор (симистор) «закрывается». Кнопка SK1 нужна для подачи тока на управляющий электрод. По переключателю S4 можно ориентироваться, определяя ток открытия элемента, переключая его от минимального положения к максимуму до тех пор, пока не загорится контрольная лампа.

Для точного замера тока открытия элемента требуется тестер, переключенный на деление «200mA», прибор подключают к выводам схемы «mА», затем переводят переключатель S4 в положение «mА», и нажав кнопку SK1 меняют переменным резистором R12 сопротивление от максимума к минимуму, следя за контрольной лампой и показаниями амперметра на тестере. В тот момент, когда лампа загорается, на приборе фиксируем отпирающий ток измеряемого элемента.

VT1 и VT2 служат в качестве параметрического стабилизатора управляющего тока.

S1 и S2 — микро переключатели, S3 — П2К без фиксации (применяют размык. контакты), SK1 — П2К без фиксации (используются замык. контакты). S4 — переключатель на 8 положений (например 1Н8П).

Прибор для проверки симисторов тиристоров. Как проверять тиристоры и симисторы тестером и мультиметром? Почему тиристор не остался в открытом состоянии

Тринистор — это особый вид полупроводников, который относится к подклассу тиристоров и к классу диодов . Он представляет из себя диод, но у этого «диода» имеется также и третий вывод, называемый Управляющим Электродом (УЭ). Получается, тринистор — это диод с тремя выводами:-).Тринисторы также называют по виду подкласса — тиристоры — и ошибки в этом нет, поэтому в этой статье я их буду называть просто тиристорами.

Универсальный двигатель и его тормоз

Ток, потребляемый двигателем, напрямую связан с вращающим моментом на валу. Следовательно, риск горения двигателя, если ротор заблокирован. Ротор соединен последовательно с обмоткой возбуждения, так что токи ротора и статора всегда находятся в одном и том же направлении.

Обмотка ротора точно намотана для хорошего распределения тока в поле и правильного переключения. Промежуточные выходы подключаются к коллектору, снабженному лезвиями, которые изолированы друг от друга. Крутящий момент этой машины пропорционален квадрату интенсивности. Их крутящий момент низкий, но их скорость высокая. При использовании в устройствах с высоким крутящим моментом они связаны с механическим редуктором.

Выглядят они как-то вот так:

А вот и схемотехническое обозначение тиристора

Высоко используется для бытовой техники и маломощных электроинструментов. Эти двигатели также широко используются с пылесосами. В этом случае турбина находится в прямом контакте с двигателем, и воздух всасывания циркулирует в воздушном зазоре, что позволяет охлаждать скважину двигателя.

Как проверить не выпаивая

Скорость вращения этих двигателей пропорциональна величине напряжения питания. В режиме переменного тока его можно легко отрегулировать с помощью недорогого устройства, такого как диммер фазового угла, тот же самый тип диммера, который используется для регулировки интенсивности света светильников. Но поскольку скорость сильно зависит от нагрузки, она часто неточна и подвержена колебаниям. Связь между средней мощностью, рассеиваемой в нагрузке и управляющим сигналом, не является линейной. Хорошая работа в вакууме при постоянной нагрузке, случайной на дрели.

Принцип работы тиристора основан на Принципе работы реле . Реле — это электромеханическое изделие, а тиристор — чисто электрическое. Давайте же рассмотрим принцип работы тиристора, а иначе как мы его тогда сможем проверить? Думаю, все катались на лифте;-). Нажимая кнопку на какой-нибудь этаж, электродвигатель лифта начинает свое движение, тянет трос с кабиной с вами и соседкой тетей Валей килограммов под двести и вы перемещаетесь с этажа на этаж. Как же так с помощью малюсенькой кнопочки мы подняли кабину с тетей Валей на борту? В этом примере и основан принцип работы тиристора. Управляя маленьким напряжением кнопочки мы управляем большим напряжением… разве это не чудо? Да еще и в тиристоре нет никаких клацающих контактов, как в реле. Значит, там нечему выгорать и при нормальном режиме работы такой тиристор прослужит вам, можно сказать, бесконечно.

Что такое симистор, и чем он отличается от классических тиристоров?

Подайте двигатель напрямую без диммера, чтобы убедиться, что неисправность находится на уровне последней, а не диммер. Отображение коллектора якоря иногда позволяет не нажимать управление дальше, потому что неисправность якоря влияет на 99% случаев на коллекторе. Коллектор должен иметь однородный цвет на всех лезвиях, поэтому изменение цвета на лезвии или ожог между двумя лезвиями, которые очень заметны для глаз, означает «неработоспособность» арматуры. Однако, если ожог мягкий и был вызван неуместной метлой, лучше продолжать контроль. Измерение с помощью контроллера: Измерьте сопротивление между каждым коллекторным лезвием вокруг якоря, измеряемое сопротивление очень низкое, контроллер должен быть отличного качества. Легко проверить. Рассмотрите возможность установки экрана перед открытием теста. Или замените его.

• Очень низкие производственные издержки.
• Большая легкость изменения скорости.

В настоящее время мощные тиристоры используются для переключения (коммутации) больших напряжений в электроприводах, в установках плавки металла с помощью электрической дуги (короче говоря с помощью Короткого замыкания , в результате чего происходит такой мощный нагрев, что даже начинает плавиться металл)

Основные параметры тиристора

Вот решение, используемое на кухонном измельчителе. Принцип заключается в использовании обратимости двигателя: вращение ротора создаст электродвижущую силу при условии наличия магнитного поля. Два переключателя переключаются при снятии крышки. Существует большое количество запасных частей для пылесосов.

Конденсатор, установленный в пылесосах, играет роль антипаразита. Вид запасной части, такой как антиинтерференционный конденсатор, можно приобрести в любом интернет-магазине, где продаются запасные части. Независимо от того, что вы делаете, батарея пылесоса всегда заканчивается тем, что теряет свою автономию, а затем умирает один день или другой. К счастью, можно заменить устаревшую батарею.

Тринисторы, которые слева, устанавливают на алюминиевые радиаторы, а тринисторы-таблетки даже на радиаторы с водяным охлаждением, потому что через них проходит бешенная сила тока и коммутируют они очень большую мощность.

Чтобы найти лучшее предложение цены, просто сравните с широким спектром пылесосов от продажи пылесосов запасных частей. Если они сломаны, с закругленными или деформированными концами, моторные катушки пылесосов, также известные как пылесосы, часто являются причиной дефектов вращения двигателя. Большим преимуществом этой носящей части является то, что замена вмешательства доступна для всех и что их цена относительно низкая.

Даже если некоторые производители не уточняют тип углей, установленных в их приборах, и предлагают полный двигатель в качестве замены, необходимо знать, что иногда его можно получить у специалистов по запасным частям. Кроме того, для самого разнорабочего всегда можно монтировать универсальные угли, паяя оплетку на исходный кронштейн.

Маломощные тринисторы используются в радиопромышленности и, конечно же, в радиолюбительстве.

Давайте разберемся с некоторыми важными параметрами тиристоров. Не зная эти параметры, мы не догоним принцип проверки тиристора. Итак:

1) U y — — наименьшее постоянное напряжение на управляющем электроде, вызывающее переключение тринистора из закрытого состояния в открытое. Короче говоря простым языком, минимальное напряжение на управляющем электроде, которое открывает тринистор и электрический ток начинает спокойно себе течь через два оставшихся вывода — анод и катод тринистора. Это и есть минимальное напряжение открытия тринистора.

Проверка, распиновка и использование симисторов

Большинство пылесосов рассчитаны на достаточно длительный срок службы. Однако некоторые из них прослужит дольше, чем другие, и отчасти это зависит от качества двигателя. К сожалению, время от времени двигатель неисправен. Однако необходимо проверить цену на двигатель чтобы узнать, не выгодно ли покупать новое устройство. Инвертор мощности пылесосов — очень полезный аксессуар, который позволяет варьировать мощность всасывания в соответствии с аспирированным покрытием.

В случае неисправности привода с переменной скоростью часто возникает проблема с сварными швами симистора или просто с неисправным триаком. Этот дешевый электронный компонент можно легко найти на сайтах продаж электронных компонентов. Перед началом любого вмешательства или покупки сначала необходимо проверить двигатель, который из-за механической твердости может быть причиной плавления сварных швов или сбой симистора. всегда можно заказать полный привод от дилеров запасных частей.

2)U обр max — обратное напряжение , которое может выдержать тиристор, когда, грубо говоря, плюс подают на катод, а минус — на анод.

3) I ос ср — среднее значение тока , которое может протекать через тринистор в прямом направлении без вреда для его здоровья.

Остальные параметры не столь критичны для начинающих радиолюбителей. Познакомиться с ними можете в любом справочнике.

Когда используется вакуумный ремень, это более точно пояс, который находится во вращающейся щетке. При использовании пылесосов с вращающейся щеткой сломанный ремень может быть причиной отсутствия стремление. С небольшим временем и некоторыми инструментами можно заменить себя дефектным или сломанным ремнем.

Что такое тиристор

Цена этой запасной части зависит от модели и марки. Учитывая простоту ремонта и низкую стоимость этой части, более разумно выполнять замену самостоятельно. Чтобы найти этот кусок электрического устройства, несколько сайтов предлагают вакуумные переключатели в соответствии с моделью и брендом.

Ну и наконец-то переходим к самому важному — проверке тринистора. Будем проверять самый ходовый и знаменитый советский тринистор — КУ202Н.

А вот и его цоколевка

Для проверки тринистора нам понадобится лампочка, три проводка и Блок питания с постоянным током. На блоке питания выставляем напряжение загорания лампочки. Привязываем и припаиваем проводки к каждому выводу тринистора.

Так как пылесос очень часто используется, поэтому довольно часто встречаются проблемы при работе. Либо обмоточный механизм кабеля неисправен, либо электрический кабель обрезается внутри кабеля. С небольшим терпением каждый мастер должен иметь возможность заменить дефектный орган, не будучи обязанным покупать полный ретрактор. Для остальных в Интернете могут быть заказаны новые пылесосы.

Являются, по существу, управляемыми многодиодными диодами, которые переключаются из состояния в состояние после управляющего напряжения, подаваемого на третий электрод. Известные своей функцией как «выключатель», цель состоит в том, чтобы иметь возможность контролировать в электрической и статической цепи силовую цепь общей нагрузки, что делает их очень полезными в промышленных приложениях путем замены классическое электромеханическое реле, поскольку они обеспечивают чрезвычайно высокое время переключения, а также коммутационные схемы.

На анод подаем «плюс» от блока питания, на катод через лампочку «минус».

Теперь же нам надо подать относительно анода напряжение на Управляющий Электрод (УЭ). Для такого вида тринистора U y — отпирающее постоянное напряжение управления больше чем 0,2 Вольта. Берем полутора вольтовую батарейку и подаем напругу на УЭ. Вуаля! Лампочка зажглась!

Поэтому мы должны иметь проводимость, непосредственно поляризируя соединение и не обладая его, когда мы его обратно пропорционально поляризируем, как в случае диода. На этом этапе другие полупроводниковые соединения происходят при измерении катодно-анодного перехода, непосредственно его поляризуя, обнаруживая открытое соединение до тех пор, пока оно не вступит в контакт с анодным терминалом с клеммой затвора.

Схема управления симистора

Это будет работать даже после того, как соединение затвора будет удалено с анода из-за мощности, обеспечиваемой батареей прибора. Он отличается от этого двунаправленным признаком и может управляться импульсами затвора обеих полярностей. Затем, сохраняя одни и те же условия измерения, он контактирует с клеммой затвора с анодной клеммой, прибор обнаруживает значение низкого сопротивления, указывающее замкнутую цепь, при открытии затвора. Из этого теста термистор эффективен.

также можно использовать щупы мультиметра в режиме прозвонки, на щупах напруга тоже больше 0,2 Вольта

Убираем батарейку или щупы, лампочка должна продолжать гореть.

Тиристоры подразделяются на

Особая благодарность ему за его любезное сотрудничество по проверке перед составлением проекта и некоторые показания по этому поводу. Тиристоры — это электронные компоненты, используемые в качестве переключателей в низкочастотных цепях переменного тока.

Они используются как односторонние переключатели для значений высокого тока и переменного напряжения. Символ ясно указывает, что текущий проход возможен только от анода к катоду, а не наоборот.

• Возможность работы с высоким напряжением и высоким током.
• Использование с переменными напряжениями и токами.

Мы открыли тиристор с помощью подачи на УЭ импульса напряжения. Все элементарно и просто! Чтобы тиристор опять закрылся, нам надо или разорвать цепь, ну то есть отключить лампочку или убрать щупы, или же подать на мгновение обратное напряжение.

Можно также проверить тиристор с помощью Мультиметра . Для этого собираем его по этой схемке:

Возможность управления переменными напряжениями и токами в двунаправленном режиме. Это зрелый компонент; его объем уменьшается все больше и больше. Операция следующая. Включение лампы переменного тока, управляемой логическим портом. Лампа остается гореть, даже когда выход логического порта низкий, но ток еще не отменен. Такое поведение проявляется как в положительной, так и в отрицательной семионде. . Вот несколько примеров волновых примеров.

Эта схема — только начало. . Давайте посмотрим на схему, изображенную на рисунке 1, и обратите внимание, что слева находится силовой трансформатор Т1, который позволяет устройству работать с сетевым напряжением. Оба этих светодиода снабжены токовым ограничивающим током, подключенным к серия. Без использования хладагента можно регулировать производительность прибора со значением 1 кВт! Для этой работы устройство было закрыто в коробке без какого-либо вандализма. 1. 2 кВт может привести к отключению питания.

Так как на щупах мультика в режиме прозвонки имеется напряжение, то подаем его на УЭ. Для этого замыкаем между собой анод и УЭ и сопротивление через Анод-Катод тиристора резко падает. На мультике мы видим 112 миллиВольт падение напряжения. Это значит, что он открылся.

Устройство может быть загружено бесплатно с помощью схемы, предназначенной для наиболее эффективного рассеивания тепла — толстые луженые зоны предназначены не только для значительного потока больших потоков, но и для передачи тепла на всю поверхность печатной схемы.

Регулятор конкуренции нуждается в охлаждении на 0, 5 кВт, максимальная управляемая мощность на хладагенте: 1, 6 кВт. Продукт будет представлен на рынок, скорее всего, в начале декабря. При использовании хладагента можно регулировать ток около 12А. В случае сбоя питания, то есть сжигания или перегрева цепи, отключите всю систему. Если после охлаждения цепи управление снова не работает, замените симистор.

После отпускания мультик снова показывает бесконечно большое сопротивление.

Почему же тиристор закрылся? Ведь лампочка в прошлом примере у нас горела? Все дело в том, что тиристор закрывается, когда ток удержания стает очень малым. В мультиметре ток через щупы очень малый, поэтому и тиристор закрылся без напряжения УЭ. Есть также схема отличного прибора для проверки тиристора, ее можно глянуть в этой статье.

Также советую глянуть видео от ЧипДипа про проверку тиристора и ток удержания:

Тиристор представляет собой особую разновидность полупроводникового прибора, изготовленного на основе монокристалла полупроводника и имеющего не менее трех p-n-переходов. Способен находиться в двух различных устойчивых состояниях: закрытый тиристор обладает низкой степенью проводимости, а в открытом состоянии проводимость становится высокой.

По своей сути, он является силовым электронным ключом без полного управления.

Инструменты и материалы для проверки

Для осуществления проверки прибора, могут потребоваться следующие инструменты и материалы, в зависимости от выбранного метода тестирования:

• блок питания или батарея, которые будут выступать в роли источника постоянного напряжения;
• лампа накаливания;
• провода;
• омметр;
• тестер;
• паяльный аппарат;
• паяльный аппарат;

Также, для тестирования правильности работы тиристора может потребоваться наличие пробника, который можно изготовить своими руками.

Для него потребуется наличие следующих материалов и элементов:

• плата;
• резисторы, количество 8 штук;
• конденсаторы, количество 10 штук;
• , количество 3 штуки;
• положительный и отрицательный стабилизатор;
• лампа накаливания;
• предохранитель;
• тумблер, количество 2 штуки;

Существует целый ряд возможных схем для изготовления пробника, выбрать можно любую, но необходимо следовать следующим рекомендациям:

1. Соединение всех элементов производится при помощи специальных проводов с зажимами.
2. Необходимо последовательно контролировать напряжение между различными контактами. Для осуществления проверки допускается подключение переключателей к разным контактным группам.
3. После сбора схемы необходимо осуществить подключение тиристора, если он находится в исправном состоянии, то лампа накаливания не будет включаться.
4. Если лампочка не зажигается даже после нажатия пусковой кнопки, то необходимо при помощи установленного переключателя повысить величину управляющего электрического тока.При разрыве соответствующей цепи, лампочка гаснет.

Способы проверки

Существует целый ряд различный способов, позволяющих проверять тиристоры, наиболее простым является тестирование с помощью лампы накаливания и источника, дающего постоянное напряжение.

Реализовать данный процесс можно следующим образом:

1. Провода необходимо припаять к выводам тиристора таким образом, чтобы на анод подавался плюс от питающего элемента, а минус был подключен к лампочке, а уже через нее к катоду.
2. На управляющий электрод прибора потребуется подать напряжение, которое будет превышать аналогичный показатель для анода на 0,2В, благодаря этому действию тиристор перейдет в открытое состояние.
3. Если прибор исправен и находится в рабочем состоянии, то лампочка должна зажечься.
4. Для того, чтобы окончательно убедиться в исправном функционировании , необходимо перекрыть доступ источнику напряжения, открывшему тиристор, к управляющему электроду, после совершения этих действий лампочка не должна погаснуть.
5. Чтобы вернуть устройство в закрытое состояние , необходимо полностью устранить питание либо осуществить подачу отрицательного напряжения на электрод.

Ниже приводится пример проверки, которую можно осуществить в цепи переменного тока:

1. Необходимо заменить напряжение , которое подается от блока питания или иного постоянного источника, на переменное напряжение с показателем 12В, использовать для этих целей можно специальный трансформатор.
2. После осуществления данной процедуры , в исходном положении лампочка будет находиться в выключенном режиме.
3. Проверка происходит путем нажатия пусковой кнопки , во время чего лампочка должна включаться, а при отжимании снова гаснуть.
4. Во время тестирования , лампочка должна загораться только вполовину от своих возможностей накала, это обусловлено тем фактом, что тиристора достигает только положительная волна подаваемого от трансформатора переменного напряжения.
5. Если в схеме присутствует , одна из основных разновидностей тиристора, то лампочка будет загораться в полную силу, поскольку он одинаково восприимчив к обеим полуволнам переменного напряжения.

Другим способом является осуществление проверки при помощи тестера, реализуется она следующим образом:

1. Для осуществления предлагаемого тестирования достаточно энергии, которая будет получена от питания мини-тестера на 1,5В, находящегося в рабочем режиме х1 кОм.
2. Требуется подключить щуп к аноду и затем произвести кратковременное прикосновение к управляющему электроду.
3. После совершения названных действий проследить за реакцией стрелки, которая должна была отклониться от исходных показателей.
4. Если после снятия щупа происходит возвращение стрелки на исходную позицию, то это свидетельствует о том, что тестируемый тиристор неспособен самостоятельно удерживаться в открытом состоянии.
5. Иногда процесс проверки не получается с самого начала , в такой ситуации рекомендуется поменять щупы местами, поскольку у некоторых устройств переход в режим х1 кОм может вызвать изменение полярностей.

проверка мультиметром

Мультиметр представляет собой многофункциональное устройство, в которое входит, в том числе и омметр, с помощью него также можно осуществить соответствующую проверку:

1. Первоначально , мультиметр должен быть переведен в режим прозвона.
2. Щупы устанавливаются таким образом, чтобы плюс быть подключен на анод, а минус соответствовал катоду.
3. Дисплей мультиметра должен показывать высокое напряжение, поскольку тиристор на данный момент находится в закрытом положении.
4. На щупах имеется напряжение , поэтому можно подать плюс на управляющий электрод, для этого необходимо совершить кратковременное прикосновение соответствующим проводом от электрода к аноду.
5. После совершенных действий , дисплей мультиметра должен начать показывать низкое напряжение, поскольку тиристор переходит в открытое состояние.
6. Закрытие прибора произойдет снова , если убрать провод от электрода, этот процесс происходит из-за недостаточного количества электрического тока, который находится в щупах мультиметра. Исключение составляют отдельные разновидности тиристоров, например, которые задействованы в некоторых импульсных источниках питания ряда старых телевизоров, для них содержание тока будет достаточным, чтобы сохранить открытое состояние.

Использование омметра для проверки происходит по схожей схеме, поскольку современные модели обладают не стрелочным механизмом, а дисплеем, как у мультиметров. Подобная методика позволяет проводить тестирование исправного состояния полупроводниковых переходов без осуществления предварительного выпаивания тиристора из платы.

Устройство и принцип работы

Устройство тиристора выглядит следующим образом:

1. 4 полупроводниковых элемента имеют последовательное соединение друг с другом, они различаются по типу проводимости.
2. В конструкции имеется анод – контакт к внешнему слою полупроводника и катод, такой же контакт, но к внешнему n-слою.
3. Всего имеются не более 2 управляющих электродов , которые подсоединены к внутренним слоям полупроводника.
4. Если в устройстве полностью отсутствуют управляющие электроды , то такой прибор является особой разновидностью – динистором. При наличии 1 электрода, прибор относится к классу тринисторов. Управление может осуществляться через анод или катод, данный нюанс зависит от того, к какому слою был подключен управляющий электрод, но на сегодняшний день наиболее распространен второй вариант.
5. Данные приборы могут подразделяться на виды , в зависимости от того, пропускают они электрический ток от анода к катоду или сразу в обоих направлениях. Второй вариант устройства получил название симметричные тиристоры, обычно состоящие из 5 полупроводниковых слоев, по своей сути они являются симисторами.
6. При наличии в конструкции управляющего электрода , тиристоры могут быть разделены на запираемую и незапираемую разновидность. Отличие второго вида заключается в том, что такой прибор не может быть никаким способом переведен в закрытое состояние.

Принцип действия тиристора, подключенного к цепи постоянного тока, заключается в следующем:

1. Включение прибора происходит благодаря получению цепью импульсов электрического тока. Подача происходит на полярность, которая является положительной относительно катода.
2. На протяженность процесса перехода оказывает влияние целый ряд различных факторов: вид нагрузки; температура полупроводникового слоя; показатель напряжения; параметры тока нагрузки; скорость, с которой происходит нарастание управляющего тока и его амплитуда.
3. Несмотря на значительную крутизну управляющего сигнала , скорость нарастания напряжения не должна достигать недопустимых показателей, поскольку это может вызвать внезапное отключение прибора.
4. Принудительное отключение устройства может быть осуществлено разными способами, наиболее распространен вариант с подключением в схему коммутирующего конденсатора, обладающего обратной полярностью. Такое подключение может происходить благодаря наличию второго (вспомогательного) тиристора, который спровоцирует возникновение разряда на основной прибор. В таком случае, разрядный ток, прошедший через коммутирующий конденсатор, столкнется с прямым током основного прибора, что понизит его значение до нулевого показателя и вызовет отключение.

принцип работы

Немного отличается принцип действия тиристора, подключенного к цепи переменного тока:

1. В таком положении прибор может осуществлять включение или отключение цепей с разными типами нагрузки, а также изменять значения электрического тока через нагрузку. Это происходит благодаря возможности тиристорного прибора изменять момент, в который осуществляется подача управляющего сигнала.
2. При подключении тиристора в подобные цепи , применяется исключительно встречно-параллельное включение, поскольку он может проводить ток лишь в одном направлении.
3. Показатели электрического тока изменяются благодаря внесению изменений в момент, когда происходит передача открывающих сигналов на тиристоры. Этот параметр регулируется при помощи специальной системы управления, относящейся к фазовой либо широтно-импульсной разновидности.
4. При использовании фазового управления , кривая электрического тока будет обладать несинусоидальной формой, это также вызовет искажение формы и напряжения в электросети, от которой происходит питание внешних потребителей. Если они обладают высокой чувствительностью к высокочастотным помехам, то это может вызвать сбои в процессе функционирования.

Основные параметры тиристора

Для понимания принципов функционирования данного прибора и последующей работы с ним, необходимо знать его основные параметры, к которым относятся:

1. Напряжение включения – это минимальный показатель анодного напряжения, при достижении которого тиристорное устройство перейдет в рабочий режим.
2. Прямое напряжение – это показатель, определяющий падение напряжения при максимальном значении анодного электрического тока.
3. Обратное напряжение – это показатель максимально допустимого значения напряжения, которое может быть оказано на устройство, когда оно находится в закрытом состоянии.
4. Максимально допустимый прямой ток , под которым понимается его максимальное возможное значение во время, когда тиристор находится в открытом состоянии.
5. Обратный ток , который возникает при максимальных показателях обратного напряжения.
6. Время задержки перед включением или выключением устройства.
7. Значение , определяющее максимальный показатель электрического тока для управления электродами.
8. Максимально возможный показатель рассеиваемой мощности.

В завершение можно дать несколько следующих рекомендаций, которые могут пригодиться при осуществлении проверок тиристровых приборов:

1. В отдельных ситуациях целесообразно проводить не только проверку исправности, но также и отбор тестируемых приборов по их параметрам. Для этого используется специальное оборудование, но сам процесс усложнен тем, что источник питания обязательно должен обладать напряжением на выходе с показателем не менее 1000В.
2. Зачастую , проверка выполняется при помощи мультиметров или тестеров, поскольку такое тестирование организовать проще всего, но необходимо знать, что не все модели данных устройств способны осуществить открытие тиристора.
3. Сопротивление пробитого тиристора чаще всего имеет показатели, близкие к нулю. По этой причине, кратковременное соединение анода исправного прибора с управляющим электродом показывает параметры сопротивления, которые свойственны короткому замыканию, а подобная процедура с неисправным тиристором не вызывает подобной реакции.

Способы проверки симистора, как прозванивать симисторы мультиметром

В электронных схемах различных приборов довольно часто используются полупроводниковые устройства – симисторы. Их применяют, как правило, при сборке схем регуляторов. В случае неисправности электроприбора может возникнуть необходимость проверить симистор. Как это сделать?

Зачем нужна проверка

В процессе ремонта или сборки новой схемы невозможно обойтись без электрических деталей. Одной из таких деталей является симистор. Его применяют в схемах устройств сигнализации, световых регуляторах, радиоприборах и многих отраслях техники. Иногда его применяют повторно после демонтажа неработающих схем, и нередко приходится встречать элемент с утраченной от длительного использования или хранения маркировкой. Случается, что и новые детали надо проверить.

Как же быть уверенным, что симистор, установленная в схему, действительно исправен, и в будущем не нужно будет затрачивать много времени на отладку работы собранной системы?

Для этого необходимо знать, как проверить симистор мультиметром или тестером. Но сначала надо понять, что собой представляет данная деталь, и как она работает в электрических схемах.

По сути, симистор является разновидностью тиристора. Название составлено из этих двух слов – «симметричный» и «тиристор».

Разновидности тиристоров

Тиристорами принято называть группу полупроводниковых приборов (триодов), способных пропускать или не пропускать электрический ток в заданном режиме и в определенные промежутки времени. Так создают условия работоспособности схемы в соответствии с ее функциями.

Управление работой тиристоров осуществляется двумя способами:

• подачей напряжения определенной величины для открытия или закрытия прибора, как в динисторах (диодных тиристорах) – двухэлектродных приборах;
• подачей импульса тока определенной длительности или величины на управляющий электрод, как в тринисторах и симисторах (триодных тиристорах) – трехэлектродных приборах.

По принципу работы эти приборы различаются на три вида.

Динисторы открываются при достижении напряжения определенной величины между катодом и анодом и остаются открытыми до уменьшения напряжения опять же до установленного значения. В открытом состоянии работают по принципу диода, пропуская ток в одном направлении.

Тринисторы открываются при подаче тока на контакт управляющего электрода и остаются открытыми при положительной разности потенциалов между катодом и анодом. То есть они открыты, пока в цепи существует напряжение. Это обеспечивается наличием тока, сила которого не ниже одного из параметров тринистора – тока удержания. В открытом состоянии также работают по принципу диода.

Симисторы – разновидность тринисторов, которые пропускают ток по двум направлениям, находясь в открытом состоянии. По сути, они представляют пятислойный тиристор.

Запираемые тиристоры – тринисторы и симисторы, которые закрываются при подаче на контакт управляющего электрода тока обратной полярности, нежели та, которая вызвала его открытие.

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.

С помощью элемента питания и лампочки

Существует вариант прозвона симистора простейшим тестером, представляющим собой разорванную однолинейную цепь с источником питания и контрольной лампой. Еще для проверки понадобится дополнительный источник питания. В качестве его может быть использован любой элемент питания, например типа АА с напряжением 1,5 В.

Прозванивать деталь нужно в определенном порядке. В первую очередь необходимо соединить контакты тестера с рабочими контактами симистора. Контрольная лампа при этом гореть не должна.

Затем необходимо подать напряжение между управляющим и рабочим электродами с дополнительного источника питания. На рабочий электрод подается полярность, соответствующая полярности подключенного тестера. При подключении контрольная лампа должна загореться. Если переход симистора настроен на соответствующий ток удержания, то лампа должна гореть и при отключении дополнительного источника питания от управляющего электрода до момента отключения тестера.

Так как прибор должен пропускать ток в обоих направлениях, для надежности можно повторить проверку, изменив полярность подключения тестера к симистору на противоположную. Надо проверить работоспособность прибора при обратном направлении тока через полупроводниковый переход.

Если до подачи напряжения на управляющий электрод контрольная лампа загорелась и продолжает гореть, то деталь неисправна. Если при подаче напряжения контрольная лампа не загорелась, симистор также считается неисправным, и использовать его в дальнейшем нецелесообразно.

Симистор, смонтированный на плате, можно проверить, не выпаивая его. Для проверки необходимо только отсоединить управляющий электрод и обесточить всю схему, отключив ее от рабочего источника питания.

Соблюдая эти простейшие правила, можно произвести отбраковку некачественных или отработавших свой ресурс деталей.

Простые схемы тестирования симистора-тиристора

Льюиса Лофлина

Эта страница относится к трем видеороликам на YouTube о простых испытательных схемах для тиристоров, тиристоров и симисторов. Большинство объяснений есть в видеороликах.

Первая часть лабораторной работы, состоящей из трех частей, по тестированию тиристоров и симисторов.

Эта проблема возникла, когда мои устройства для проверки транзисторов Kuman и MK-168 не тестировали большинство тиристоров, если у них не были очень чувствительные вентили, и никакие симисторы не тестировали вообще.По крайней мере, те, которые я показал справа на рис. 1.

В тестовой сборке использовалось гнездо ZIF, подключенное к самодельной макетной плате в верхнем центре рис. 1. Трансформатор переменного тока на 25,2 В вне фотографии.

В качестве нагрузки используется лампа на 24 В, измерения производятся с помощью Cen-Tech DVM. Белая розетка в центре платы позволяет подключить SCR или симистор типа TO-220 или внешний кабель адаптера с зажимами типа «крокодил» для необычных деталей, которые не подходят ни к нему, ни к разъему ZIF.

Рис. 2 — электрическая схема тестовой платы. Питание подается от трансформатора, а ток затвора для любого устройства регулируется потенциометром R1 5K. Диод используется для тестов SCR и перемычка для тестов симистора.

Испытание SCR

На рис. 3 показано соединение для проверки разомкнутости тиристоров S1. Когда SCR полностью включен с R1, он действует как полуволновой выпрямитель, и DVM будет читать ~ 12,4 В постоянного тока на основе 28 В переменного тока от моего конкретного силового трансформатора.

Обратите внимание, что напряжение поворота затвора изменяется от одного тиристора к другому. Два были очень чувствительными, в то время как некоторым требовался гораздо больший ток включения для полного выходного напряжения на цифровой вольтметр.

Рис. 4 иллюстрирует использование SCR в качестве однополупериодного выпрямителя с расчетами напряжения.

Рис. 5 использует потенциометр для изменения точки запуска на полуволне. Формула на слайде работает, только если SCR полностью включен.

Рис.6 показан симистор, подключенный к испытательной установке. Когда симистор полностью включен резистором R1, цифровой вольтметр показывает 0 В постоянного тока, а при включении переменного тока — 27 В переменного тока. (Один вольт на тестовом симисторе.)

Убедитесь, что S1 закрыт!

Как отмечалось в прилагаемом видео, когда R1 был включен, одна сторона симистора включалась, и устройство действовало как SCR, производя напряжение постоянного тока. По мере того, как я продолжал регулировать R1, включалась и другая сторона. Лампа стала яркой, не было постоянного напряжения, только переменный ток на лампе.

Ответ на проблему — Рис. 7. Симистор действует как два последовательно соединенных тиристора с общим соединением затворов. Каждый «SCR» имеет разное напряжение отключения, поэтому один из них включился и действовал как SCR, пока не включился 2-й SCR.

Рис. 8 наше решение проблемы Tun on. Давайте поспорим (рис. 7) Q1 включается при 22 вольтах, а Q2 — при 28 вольт. Диак, который был вставлен в схему затвора, срабатывает при напряжении около 30 вольт, сбрасывая достаточный ток сразу на обе стороны.

Это включало Q1 и Q2 вместе, независимо от различных напряжений включения затвора.

Видео на YouTube

Другие схемы и теория CCS

Другие схемы

Домашняя страница Hobby Electronics и домашняя страница для веб-мастеров (Off site.)

Разница между испытательными тиристорами и симисторами

Тиристор представляет собой двух- или трехконтактное устройство, состоящее из четырех чередующихся P- и N-слоев. Он также известен как выпрямитель с кремниевым управлением и часто используется в переключателях диммера, регуляторах скорости для электродвигателей и переключателях для систем передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения.

Когда на анод подается отрицательное напряжение, а на катод — положительное напряжение, тиристор работает просто как диод с обратным смещением и не проводит ток. Это называется режимом обратной блокировки.
Когда на анод подается положительное напряжение, а на катод — отрицательное напряжение, но на затворе нет смещения, устройство не проводит ток. Это называется режимом прямой блокировки.
Когда положительное напряжение приложено к аноду, а отрицательное напряжение приложено к катоду и устройство перешло в режим проводимости, оно будет продолжать проводить до тех пор, пока прямой ток не упадет ниже удерживающего тока.(Таким образом, тиристор считается устройством фиксации.)
Если положительное (по отношению к катоду) напряжение, приложенное к аноду, превышает уровень пробоя, как у стабилитрона, возникает лавина и начинается проводимость. Это действие происходит на более низком уровне, когда на затвор подается положительное напряжение. Скорость включения тиристора зависит от величины напряжения, приложенного к затвору. Соответственно, для срабатывания тиристора требуется минимальное напряжение затвора.

После того, как вывод затвора включил тиристор, тиристор продолжает проводить, пока пропускает достаточный ток. Ток фиксации — это наименьшая величина анодного тока, необходимая для удержания тиристора во включенном состоянии в момент включения устройства стробирующим сигналом. Ток фиксации обычно примерно в два-три раза больше тока удержания. Ток удержания — это наименьший ток, при котором анодный ток должен упасть, чтобы перейти в выключенное состояние. Таким образом, если ток удержания составляет 5 мА, тиристор должен пройти менее 5 мА, чтобы прервать проводимость.

Есть несколько других связанных устройств, работа которых близка к тиристорам. Тиристоры можно включить, только подав сигнал на вывод затвора, но нельзя выключить с помощью провода затвора. Напротив, GTO (тиристор выключения затвора) может быть включен стробирующим сигналом и выключен стробирующим сигналом отрицательной полярности. Включение осуществляется положительным импульсом тока между клеммами затвора и катода. Тиристор статической индукции (SITH) похож на GTO, но обычно включен (проводит).Для поддержания выключенного состояния вентиль должен иметь отрицательное смещение.

работают как тиристоры GTO и имеют два полевых МОП-транзистора с противоположными типами проводимости в эквивалентных схемах. Один занимается включением, другой — выключением. Положительное напряжение на затворе относительно катода включает тиристор. Отрицательное напряжение на затворе относительно анода отключает тиристор. Трудно найти MCT. Они были коммерциализированы лишь на короткое время.

Переключатель с кремниевым управлением (SCS) или выпрямитель с кремниевым управлением, вариант тиристора.По сути, это тиристор с анодным и катодным затвором. Эта дополнительная клемма позволяет лучше контролировать устройство, в основном для отключения тиристора, когда основной ток через него превышает значение тока удержания.

Цифровой вольтметр может быть полезен для проверки того, работает ли тиристор. Когда DVM находится в режиме высокого сопротивления, подключите отрицательный вывод к аноду тиристора, а положительный вывод к катоду. Значение сопротивления должно быть высоким. Низкое значение означает, что тиристор закорочен. Переключение выводов и повторное считывание сопротивления должны дать еще одно высокое значение.Низкое значение снова означает закороченный тиристор.

Когда цифровой вольтметр все еще подключен к аноду и катоду тиристора, прикоснитесь одним концом короткой перемычки к аноду и одновременно коснитесь другим концом перемычки к затвору тиристора. Если тиристор исправен, показание будет низким. Значение останется низким даже при отсоединении перемычки. В правильно работающем тиристоре, если вы отсоедините любой из выводов омметра, сопротивление вернется к высокому значению, даже если вывод снова подсоединен, если вы снова не закоротите анод на затвор.

Следует отметить, что некоторые тиристоры работают только с током, подаваемым DVM, установленным на настройку высокого сопротивления. Если тиристор может выдерживать больший ток, попробуйте установить R x 1000 или R x 100.

Затвор-катод идеального тиристора — это PN переход. Во многих тиристорах также существует параллельный путь короткого замыкания между затвором и анодом, предназначенный для пропускания большого начального тока, чтобы помочь тиристору сработать. Поскольку этот путь сделан из однородного кремния, легированного p-примесью, обычно измеряемое сопротивление между затвором и катодом составляет 10 ~ 50 Ом.Однако производители обычно не характеризуют это значение сопротивления. Он дается только для того, чтобы проинформировать пользователя о том, что низкое сопротивление затвор-катод не указывает на повреждение устройства. При измерении с помощью функции проверки диодов цифрового мультиметра соединение затвор-катод будет отображаться как небольшое (но ненулевое) падение напряжения (например, 0,01 ~ 0,05 В) в обоих направлениях.

Следует также отметить, что тиристоры могут давать хорошие показания DVM и все же быть дефектными. В конечном счете, единственный способ проверить SCR — это подвергнуть его току нагрузки.

Цифровой мультиметр также можно использовать для проверки исправности симистора. Переведите цифровой мультиметр в режим высокого сопротивления, затем подключите положительный провод к выводу MT1 симистора, а отрицательный вывод — к выводу MT2. Цифровой мультиметр покажет высокое сопротивление. Теперь выберите режим с низким сопротивлением, подключите MT1 и затвор к положительному выводу, а MT2 — к отрицательному выводу. Цифровой мультиметр теперь должен показывать низкое сопротивление (это означает, что симистор включен).

Подводя итог, для SCR, затвор-катод должен тестироваться как диод (которым он является) на цифровом мультиметре.Переходы анод-катод и затвор-анод должны открываться. Для симисторов соединение затвора с MT2 должно тестироваться как диодный переход в обоих направлениях. Соединения MT1-to-MT2 и gate-to-MT1 должны считываться открытыми.

и схемы переключения симистора

Будучи твердотельным устройством, тиристоры могут использоваться для управления лампами, двигателями или нагревателями и т. Д. Однако одна из проблем использования тиристора для управления такими цепями заключается в том, что, как и диод, «тиристор» является однонаправленным устройством. Это означает, что он пропускает ток только в одном направлении, от анода к катоду .

Для цепей переключения постоянного тока эта «односторонняя» характеристика переключения может быть приемлемой, поскольку после срабатывания вся мощность постоянного тока подается прямо на нагрузку. Но в схемах переключения синусоидального переменного тока это однонаправленное переключение может быть проблемой, поскольку оно работает только в течение одной половины цикла (как полуволновой выпрямитель), когда анод является положительным, независимо от того, что делает сигнал затвора. Тогда при работе от переменного тока тиристор передает на нагрузку только половину мощности.

Чтобы получить двухполупериодное управление мощностью, мы могли бы подключить один тиристор внутри двухполупериодного мостового выпрямителя, который запускается на каждой положительной полуволне, или соединить два тиристора вместе в обратной параллели (спина к спине), как показано ниже, но это увеличивает как сложность, так и количество компонентов, используемых в схеме переключения.

Конфигурации тиристоров

Однако существует другой тип полупроводникового устройства, называемый «Triode AC Switch» или Triac для краткости, который также является членом семейства тиристоров, которые могут использоваться в качестве твердотельного устройства переключения мощности, но, что более важно, это «двунаправленный» » устройство. Другими словами, симистор может быть приведен в состояние проводимости как положительным, так и отрицательным напряжением, приложенным к его аноду, а также положительными и отрицательными импульсами запуска, приложенными к его клемме затвора, что делает его устройством с двухквадрантным переключением, управляемым затвором.

A Симистор ведет себя так же, как два обычных тиристора, соединенных вместе в обратной параллели (встречно-встречно) по отношению друг к другу, и из-за такого расположения два тиристора имеют общий вывод затвора в едином трехконтактном корпусе.

Поскольку симистор проводит в обоих направлениях синусоидального сигнала, концепции терминала анода и терминала катода, используемых для идентификации основных силовых терминалов тиристора, заменены на следующие обозначения: MT ₁ , для главного терминала 1 и MT ₂ для Главный терминал 2 с терминалом G ворот, на который ссылается то же самое.

В большинстве приложений переключения переменного тока вывод затвора симистора связан с выводом MT ₁ , аналогично соотношению затвор-катод тиристора или соотношению база-эмиттер транзистора. Конструкция, легирование P-N и схематический символ, используемый для обозначения симистора , приведены ниже.

Символ и конструкция симистора

Теперь мы знаем, что «симистор» — это четырехслойный PNPN в положительном направлении и NPNP в отрицательном направлении, трехконтактное двунаправленное устройство, которое блокирует ток в состоянии «ВЫКЛ», действуя как переключатель разомкнутой цепи, но в отличие от обычного тиристора, симистор может проводить ток в любом направлении при запуске одним импульсом затвора.Тогда симистор имеет четыре возможных режима срабатывания, как показано ниже.

• Ι + Mode = MT ₂ положительный ток (+ ve), положительный ток затвора (+ ve)
• Ι — Режим = MT ₂ ток положительный (+ ve), ток затвора отрицательный (-ve)
• ΙΙΙ + Mode = MT ₂ отрицательный ток (-ve), положительный ток затвора (+ ve)
• ΙΙΙ — Режим = MT ₂ отрицательный ток (-ve), отрицательный ток затвора (-ve)

И эти четыре режима, в которых может работать симистор, показаны с использованием кривых ВАХ симистора.

Кривые ВАХ симистора

В квадранте Ι симистор обычно приводится в действие положительным током затвора, обозначенным выше как режим Ι +. Но он также может запускаться отрицательным током затвора, режим Ι–. Аналогично, в квадранте –Ι _G также является обычным, режим ΙΙΙ– вместе с режимом ΙΙΙ +. Однако режимы Ι– и ΙΙΙ + являются менее чувствительными конфигурациями, требующими большего тока затвора для запуска, чем более распространенные режимы запуска симистора + и ΙΙΙ–.

Также, как и кремниевые управляемые выпрямители (SCR), симисторы также требуют минимального тока удержания I _H для поддержания проводимости в точке пересечения форм сигналов. Тогда, даже несмотря на то, что два тиристора объединены в одно единственное симисторное устройство, они по-прежнему демонстрируют индивидуальные электрические характеристики, такие как разные напряжения пробоя, токи удержания и уровни триггерного напряжения, точно такие же, как мы ожидаем от одного устройства SCR.

Применение симистора

Симистор является наиболее часто используемым полупроводниковым устройством для переключения и управления мощностью систем переменного тока, поскольку симистор может быть включен либо положительным, либо отрицательным импульсом затвора, независимо от полярности источника переменного тока в то время.Это делает симистор идеальным для управления лампой или нагрузкой двигателя переменного тока с помощью очень простой схемы переключения симистора, представленной ниже.

Цепь переключения симистора

На приведенной выше схеме показана простая схема переключения питания симистора, управляемая постоянным током. При разомкнутом переключателе SW1 ток не течет на затвор симистора, поэтому лампа выключена. Когда SW1 замкнут, ток затвора подается на симистор от источника питания V _G батареи через резистор R, и симистор приводится в действие с полной проводимостью, действуя как замкнутый переключатель, и полная мощность потребляется лампой из синусоидального источника питания.

Поскольку батарея подает положительный ток затвора на симистор всякий раз, когда переключатель SW1 замкнут, симистор постоянно стробируется в режимах Ι + и ΙΙΙ + независимо от полярности клеммы MT ₂ .

Конечно, проблема с этой простой схемой переключения симистора заключается в том, что нам потребуется дополнительный положительный или отрицательный источник питания затвора, чтобы запустить симистор в проводимость. Но мы также можем запустить симистор, используя само фактическое напряжение питания переменного тока в качестве напряжения срабатывания затвора.Рассмотрим схему ниже.

Цепь переключения симистора

На схеме показан симистор, используемый в качестве простого статического переключателя питания переменного тока, обеспечивающего функцию «ВКЛ» — «ВЫКЛ», аналогичную работе предыдущей цепи постоянного тока. Когда переключатель SW1 разомкнут, симистор действует как разомкнутый переключатель, и лампа пропускает нулевой ток. Когда SW1 замкнут, симистор включается через токоограничивающий резистор R и самотормозится вскоре после начала каждого полупериода, таким образом переключая полную мощность на ламповую нагрузку.

Поскольку источник питания является синусоидальным переменным током, симистор автоматически отключается в конце каждого полупериода переменного тока в качестве мгновенного напряжения питания, и, таким образом, ток нагрузки на короткое время падает до нуля, но повторно фиксируется с использованием противоположной половины тиристора в следующем полупериоде. пока переключатель остается замкнутым. Этот тип управления переключением обычно называется двухполупериодным из-за того, что контролируются обе половины синусоидальной волны.

Поскольку симистор фактически представляет собой два последовательно соединенных тиристора, мы можем развить эту схему переключения симистора, изменив способ срабатывания затвора, как показано ниже.

Модифицированная схема переключения симистора

Как указано выше, если переключатель SW1 разомкнут в положении A, ток затвора отсутствует и лампа выключена. Если переключатель перемещен в положение B, ток затвора течет в каждом полупериоде так же, как и раньше, и лампа потребляет полную мощность, поскольку симистор работает в режимах Ι + и ΙΙΙ–.

Однако на этот раз, когда переключатель подключен к положению C, диод предотвратит срабатывание затвора, когда MT ₂ является отрицательным, поскольку диод смещен в обратном направлении.Таким образом, симистор работает только в положительных полупериодах, работая только в режиме I +, и лампа будет гореть на половинной мощности. Затем, в зависимости от положения переключателя, нагрузка выключена, , половинная мощность, или , полностью включена, .

Управление фазой симистора

Другой распространенный тип схемы переключения симистора использует управление фазой для изменения величины напряжения и, следовательно, мощности, подаваемой на нагрузку, в данном случае на двигатель, как для положительной, так и для отрицательной половин входного сигнала.Этот тип управления скоростью двигателя переменного тока обеспечивает полностью регулируемое и линейное управление, поскольку напряжение можно регулировать от нуля до полного приложенного напряжения, как показано.

Управление фазой симистора

В этой базовой схеме запуска фазы используется симистор, включенный последовательно с двигателем через синусоидальный источник переменного тока. Переменный резистор VR1 используется для управления величиной фазового сдвига на затворе симистора, который, в свою очередь, регулирует величину напряжения, подаваемого на двигатель, путем его включения в разное время в течение цикла переменного тока.

Напряжение запуска симистора получается из комбинации VR1 — C1 через Diac (диак — это двунаправленное полупроводниковое устройство, которое помогает обеспечить резкий импульс тока запуска для полного включения симистора).

В начале каждого цикла C1 заряжается через переменный резистор VR1. Это продолжается до тех пор, пока напряжение на C1 не станет достаточным для запуска диакритического сигнала в проводимость, что, в свою очередь, позволяет конденсатору C1 разряжаться на затвор симистора, переводя его в состояние «ВКЛ».

Когда симистор запускается в проводимость и насыщается, он эффективно замыкает цепь управления фазой срабатывания затвора, подключенную параллельно ему, и симистор берет на себя управление в течение оставшейся части полупериода.

Как мы видели выше, симистор автоматически выключается в конце полупериода, а процесс запуска VR1 — C1 запускается снова в следующем полупериоде.

Однако, поскольку симистор требует разных значений тока затвора в каждом режиме переключения, например + и ΙΙΙ–, симистор асимметричен, что означает, что он не может срабатывать в одной и той же точке для каждого положительного и отрицательного полупериода. .

Эта простая схема управления скоростью симистора подходит не только для управления скоростью электродвигателя переменного тока, но и для регуляторов освещения ламп и электрического нагревателя, и фактически очень похожа на симисторный регулятор света, используемый во многих домах. Однако коммерческие симисторные диммеры не должны использоваться в качестве регулятора скорости двигателя, поскольку обычно симисторные диммеры предназначены для использования только с резистивными нагрузками, такими как лампы накаливания.

Затем мы можем закончить этот учебник Triac , суммируя его основные моменты следующим образом:

• «Симистор» — это еще один четырехслойный трехконтактный тиристор, аналогичный тиристору.
• Симистор может переключаться на проводимость в любом направлении.
• Существует четыре возможных режима запуска для симистора, 2 из которых являются предпочтительными.

Управление мощностью переменного тока с использованием симистора чрезвычайно эффективно при правильном использовании для управления нагрузками резистивного типа, такими как лампы накаливания, нагреватели или небольшие универсальные двигатели, обычно используемые в портативных электроинструментах и ​​небольших приборах.

Но помните, что эти устройства можно использовать и подключать непосредственно к сетевому источнику переменного тока, поэтому тестирование цепи следует проводить, когда устройство управления питанием отключено от сети.Пожалуйста, помните безопасность прежде всего !.

Быстрые испытания тиристорных устройств управления

By Wayne Lemons

стали популярными в качестве средств управления как для потребителей, так и для промышленных предприятий. электронный механизм. Тиристор — это твердотельный эквивалент газонаполненного тиратронная трубка.Он даже работает так же. Небольшое стробирующее напряжение поворачивает на тиристоре, и он продолжает проводить до тех пор, пока анодный ток не упадет ниже определенного значения.

Среди тиристорных устройств в цепях управления наиболее известны кремниевые выпрямитель (SCR) и TRIAC. Последний действует как (и изображен на диаграмме а) два тиристора, подключенных параллельно, но обращенных в противоположных направлениях.

Рисунок 1 — SCR можно сравнить с реле блокировки тока, которое остается горит после активации, затем размыкается при коротком замыкании удерживающей катушки из.

Внутри цепи SCR

Внутри SCR состоит из четырех чередующихся слоев кремния; два Н-типа и два П-типа. SCR действует как обычный кремниевый диод, за исключением того, что он вообще не будет проводить, пока не будет установлено небольшое напряжение включения. применяется к его элементу ворот.

Положительное напряжение триггера (затвора) позволяет диоду проводить в своем прямое направление. Он продолжает проводить, даже когда напряжение на затворе удален.Это действие можно сравнить с дверью с защелкой; защелка, после того, как отпущен, больше не контролирует открытие и закрытие двери пока дверь не защелкнется. Чтобы отключить тиристор, направьте ток через он должен быть уменьшен до низкого значения или до нуля. В то время диод SCR снова становится разомкнутой цепью, и только ворота имеют контроль.

SCR можно в некоторой степени сравнить с реле блокировки по току. Рис. 1. Замыкающий переключатель PB1 подает питание на реле через катушку L1.При замкнутых контактах реле ток течет как через нагрузку, так и через катушка L2. Магнетизм от L2 удерживает реле под напряжением, независимо от того, PB1 остается закрытым или открытым. Чтобы выключить реле, можно уменьшить ток нагрузки. на низкое значение, или можно на мгновение нажать PB2, чтобы замкнуть L2.

На рисунке 2 показан тиристор в цепи постоянного тока. В этом приложении его функция похоже на то, что изображено на рисунке 1. Ток затвора настолько мал, что может управлять даже сильноточным переключателем SCR через небольшую слаботочную проводку.

При первой подаче постоянного напряжения SCR выглядит как разомкнутая цепь. между анодом и катодом. Эффект такой же, как у открытого переключателя. Предполагая его прямое напряжение переключения (VBpp) и пиковое обратное напряжение (PRV) номиналы достаточно высоки, SCR остается разомкнутой цепью.

Однако на клемму затвора подается небольшой ток (через закрытый PB1) включает SCR. Сопротивление между анодом и катодом становится очень низким. Другими словами, SCR реагирует почти так же, как обычный кремний. диод.Поскольку переход катод-анод смещен в прямом направлении мощностью постоянного тока источник, ток течет через тиристор к нагрузке. Как только это произойдет, ток нагрузки «удерживает» SCR в проводимость. Любое изменение напряжения или тока затвора теперь не имеет никакого эффекта.

Чтобы остановить поток, ток через тиристор нужно как-то уменьшить до точка, в которой не хватает анодного тока, чтобы удерживать тиристор включенным. А временное короткое замыкание анода на катод, например, с помощью кнопки, приведет к разблокировать SCR.Он снова становится открытым переключателем.

Транзисторный регенеративный переключатель

Функция фиксации SCR является результатом внутреннего структурирования Слои кремния N и P. В некоторых промышленных системах управления транзисторы подключены как защелки или рекуперативные переключатели. Внутренняя работа таких схемы напоминают переключатели SCR.

На рисунке 3 показан один простой регенеративный переключатель. Q1 — транзистор NPN; Q2, PNP.Этот каскад может контролировать значительную мощность при наличии подходящего сильноточного транзистор выбран для Q2. Q1 должен быть достаточно большим, чтобы рассеять ток, потребляемый R3 и R4.

Сначала считайте, что ворота открыты. Ток не течет, несмотря на положительное напряжение применяется к Vcc. Это потому, что смещение для Q1 исходит от коллектора. от Q2 до R2. Напротив, смещение для Q2 развивается в цепи коллектора. Q1. Ни один из проводящих транзисторов не имеет смещения.

Однако положительное напряжение, приложенное к выводу затвора, даже на мгновение, инициирует прохождение тока в Q1. Ток эмиттер-коллектор в Q1 протекает через эмиттерно-базовый переход Q2. Это смещение запускает ток в Q2. Когда Q2 смещен, ток начинает течь через нагрузку. Положительный напряжение на коллекторе Q2 подается через R2 на базу Q1. Q1 ведет еще больше. Таким образом, почти мгновенно и Q1, и Q2 насыщаются, и полное напряжение Vcc достигает нагрузки.

Затвор больше не имеет управления, потому что положительное смещение через R2 удерживает оба транзистора в насыщении. Этап защелкивается. Чтобы разблокировать каскад, как и в случае с тиристором, ток через цепи смещения должен быть уменьшен. до точки, где напряжение на нагрузке (на коллекторе Q2) равно недостаточно, чтобы поддерживать Q1 смещенным (через R2).

Как только Q1 перестает проводить, смещение для Q2 исчезает и останавливает проводимость там тоже. Сцена открывается.Действие разблокировки может быть выполнено удалив или резко уменьшив Vcc, или заставив любой транзистор к нулевому смещению — например, с помощью кнопки мгновенного действия между базой и эмиттер.

В отличие от SCR, этот регенеративный переключатель также может быть отключен отрицательный импульс затвора, достаточный для кратковременного отключения Q1. Этот негативный импульс, однако, должен иметь значительно большую амплитуду, чем положительный импульс на затворе, необходимый для запирания.

Еще одна интересная особенность этого переключателя заключается в том, что он может быть включен кратковременным коротким замыканием на Q1 или Q2 (коллектор-эмиттер). Также, из-за своего усиления сцена легко запускается даже простым прикосновением у выхода на посадку. Для предотвращения беспорядочного запуска необходимо, чтобы сопротивление затвора. быть как можно ниже. Некоторые разработчики шунтируют резистор (RS) между ворота и общие; и, если ожидается только управление постоянным током, разработчик может добавить конденсатор к общему от базы Q1.

Рисунок 2 SCR в цепи постоянного тока не проводит, пока напряжение на затворе не изменится. он включен, несмотря на прямое смещение катод-анод.

Рисунок 3 Транзисторный регенеративный переключатель имеет много общего с SCR.

типичны для Vcc от 6 В до 12 В.

Как SCR обрабатывает переменный ток

Падение постоянного напряжения на проводящем тиристоре обычно меньше 1В. Но SCR ведет себя как диод с переменным током, даже когда он полностью включен.Он проводит только прямые полупериоды, как и обычный кремний. диод (рисунок 4). Если контролируемое устройство или нагрузка работает удовлетворительно от импульсного постоянного тока может быть изменено регулирование (скорость двигателя, яркость лампы) выполненное, а также двухпозиционное действие.

Рассмотрим, например, регулирование скорости двигателя постоянного тока. Когда применяется переменный ток к SCR, он автоматически отключается 60 раз в секунду из-за обратная полярность. Если импульс затвора также получен из переменного тока линии, тиристор может срабатывать только во время части каждого цикл.Это снижает эффективную мощность, подаваемую на нагрузку. в В случае двигателя ограничение средней мощности снижает скорость. Если лампа это нагрузка, при понижении мощности лампа затемняется.

На рисунке 5A показан простой метод защиты управления воротами от сети переменного тока. линия электропередачи. При малых значениях R вентиль полностью включает SCR и SCR работает как простой выпрямитель (форма волны 1). Когда R увеличивается, затвор получает меньше тока, поэтому SCR не включается вначале цикла, но позже.Следовательно, SCR проводит ток только во время часть полупериода (осциллограмма 2). Менее половины применяемых мощность переменного тока достигает нагрузки.

Рисунок 4 — Постоянно включенный SCR производит тот же выходной сигнал. форма волны от переменного тока как обычный кремниевый диод.

Рисунок 5 — (A) SCR, управляемый переменным током, управляет мощностью нагрузки. Форма волны 1 — полупериод, 2 — меньше полупериода, 3 — четверть цикла подачи Текущий.Эта схема ограничена диапазоном регулирования от 1/2 до 1/4. (90 °) цикла. В B добавление конденсатора позволяет контролировать все полупериод (180 град).

При дальнейшем увеличении R возникает точка, в которой ворота включаются только на самом пике (точка 90 °) каждого цикла переменного тока, и только оставшиеся четверть цикла достигает нагрузки (кривая 3). Повышение сопротивления после этого момента SCR остается выключенным. Если ворота не получат достаточный ток для включения на пике, он просто остается выключенным во время нисходящий наклон синусоидальной волны.Таким образом, ток вообще не идет к нагрузка.

В некоторых схемах может быть полезно или даже желательно регулирование под углом 90 °.

Но для большинства операций лучше работает управление на 180 °. К счастью, Достаточно хорошее управление на 180 ° может быть получено с помощью довольно простой схемы.

На рисунке 5B показан добавленный единственный конденсатор. По сути, конденсатор требуется определенное время для зарядки через R. Ток затвора задерживается на постоянная времени R и C.

Срабатывание происходит позже в полупериоде, так как при определенном при установке R конденсатор затвора не будет заряжен в достаточной степени, чтобы запускать гейт до тех пор, пока не наступит нисходящий наклон синуса волна достигла анода SCR (кривая 4). Таким образом, SCR может срабатывать только в течение крошечной части цикла.

Это обеспечивает плавное управление от полного полупериода до практически ноль.Отсюда и термин Контроль на 180 ° .

Диод в цепи стробирования предотвращает попадание отрицательных импульсов ворота. Достаточно высокий отрицательный импульс может вызвать обрыв структура затвор-катод, приводящая к повреждению или неустойчивой работе. В некоторых Вместо управления SCR используется DIAC (обсуждается позже).

Иногда нагрузка помещается на катод SCR, а не на анод, как на рисунке 6. Это обеспечивает некоторую обратную связь для управления скоростью двигателя.Поскольку вращающийся двигатель развивает определенную противоэдс, скорость вращения двигатель создает на катоде SCR пропорциональное смещение, которое необходимо преодолеть напряжением триггера затвора. Это изменяет точку цикла переменного тока на который срабатывает SCR. Если мотор тормозит, противо-ЭДС меньше и SCR срабатывает раньше. Обратное происходит, если двигатель разгоняется. Таким образом, создаваемое двигателем смещение имеет тенденцию поддерживать стабильную скорость при изменении механические нагрузки на вал двигателя.

Резистор R1 и конденсатор C2 могут быть найдены в цепях SCR или TRIAC, управляющих индуктивная нагрузка. Их цель — интегрировать любое напряжение отдачи. от индуктивности и предотвратить беспорядочное срабатывание SCR. SCR может также случайным образом запускается переходными процессами, особенно если сопротивление затвора высокий или если шипы помех могут достигать ворот. DIAC или неоновые лампы часто помещают в цепи затвора, чтобы предотвратить сигналы напряжение ниже, чем у триггерного импульса от достижения затвора.

Многие мощные тиристоры имеют внутренний омический тракт между затвор и катод, конструкция, которую иногда называют закороченным эмиттером. В низкий импеданс, достигнутый таким образом, сводит к минимуму любую склонность к самовоспроизведению в цепи большой мощности.

Рисунок 6 — В некоторых регуляторах скорости двигатель может быть подключен к катодная цепь тринистора. R1 и C1 предотвращают самовоспроизведение SCR из-за отдачи от индуктивной нагрузки.

Рисунок 7 Используйте диод, чтобы определить полярность напряжения, поступающего с выводов. вашего омметра.

Испытания SCR

Омметр может помочь вам найти наиболее дефектные тиристоры как внутри, так и вне схема. Распространенные проблемы — короткое замыкание между анодом и катодом, разрывы и т. Д. часто — сбой срабатывания или отказ удерживать один раз срабатывание. Когда Для тестирования SCR используйте диапазон Rx1 вашего VOM.

Следует помнить о смещении проводов омметра.Красный ведет омметра подключите к положительному напряжению внутри прибора, или к отрицательному? На рисунке 7 показано, как проверить ваш глюкометр. Если основной или красный зонд вызывает проводимость при подключении к аноду, омметр считается, что он имеет прямую полярность. Если черный или общий провод на анод диода вызывает проводимость, как на рисунке 7B, омметр обратный полярность.

Вам также необходимо знать, является ли ваш омметр одним из самых чувствительные, которые используют только 1.5V для шкалы омметра Rx1. Это не хватает «мощности» омметра для проверки некоторых тиристоров.

Небольшой тиристор малой мощности обычно демонстрирует характеристики диода между вентиль и катод. То есть омметр измеряет высокое сопротивление в в одном направлении и низкий, когда провода омметра перепутаны. Тем не мение, это не относится ко многим большим SCR. Почти все они видны между затвор и катод имеют внутреннее сопротивление, достаточно низкое, чтобы погасить любое сопротивление метр, кроме самого сопротивления — обычно менее 15 Ом.

Никакой нормальный SCR не должен приводить к показаниям между анодом и катодом меньше бесконечности. по шкале Rx1. Полярность омметра не должна влиять на анодно-катодное считывание.

То есть SCR должен читать открыто, если он не заблокирован.

Вот как проверить SCR на стробирование (запуск) и его способность держать. Подключите положительный провод омметра к анодной клемме SCR, а отрицательный вывод к катоду, как на рисунке 8.Мгновенно клип перемычка между анодом и затвором SCR. Омметр (Rx1) должен затем укажите прямую проводимость. После начала прямая проводимость должна продолжить, даже после того, как перемычка будет отключена. Чтобы остановить проводимость, отсоедините один провод омметра от вывода SCR. Повторите тест.

На рисунке 8 показана процедура для прямой и обратной поляризации. омметры. Если SCR срабатывает, но не удерживается при открытии ворот, не делайте вывод, что SCR неисправен.Счетчик тока может недостаточно, чтобы удерживать SCR в проводящем состоянии. Для некоторых больших SCR может потребоваться более 50 мА удерживающего тока, хотя большинство из них выдерживает 25 мА или менее. Малым тиристорам требуется ток всего 1 мА или даже меньше.

Рисунок 8 — Проверка тиристора омметром любой полярности. Подсказка: Всегда затвор SCR от анодного напряжения.

Рисунок 9 — Любое напряжение от 6 до 28 В может использоваться в качестве испытательного напряжения. для более мощных тиристоров, при условии, что лампа имеет тот же номинал и потребляет около 100мА.

Простая схема на Рисунке 9 иллюстрирует испытания на годность / непроходность более крупных SCR, которые требуют большего тока удержания, чем стандартный омметр. Любой удобный постоянный ток выше 6В подойдет, если у вас есть подходящая лампа. В лампа должна загореться на полную яркость при токе 100 мА или около того. Резистор не требуется в цепи затвора, поскольку анодное напряжение падает до менее 1 В, когда SCR срабатывает. Хороший тиристор должен сработать при кратковременном контакте с переключателем защелки. Кнопка разблокировки на мгновение замыкает SCR, сбрасывая ток удержания. до нуля, что отключает SCR.Последовательность испытаний следует повторить. Пару раз.

Нечасто SCR тестирует нормально при низком напряжении постоянного тока, но работает нестабильно. при штатном напряжении цепи.

Это может даже вызвать перегорание предохранителей или автоматических выключателей.

Это может быть связано с превышением напряжения прямого переключения (VBOO), либо из-за неисправности SCR, либо из-за неправильной замены был выбран. При некотором критическом прямом напряжении любой SCR срабатывает автоматически, даже при нулевом напряжении затвора.Любой импульс или переходный процесс, который на мгновение превышение этого напряжения может привести к срабатыванию тринистора.

SCR можно проверить на прямое напряжение отключения с помощью метода на рисунке 10 (или аналогичном). Для тестовых напряжений до 400 В или около того, резистор серии 10 кОм (5 Вт) ограничивает ток, достаточный для короткого цикла тестирование. Медленно увеличивайте напряжение источника постоянного тока, наблюдая за вольтметр. Когда будет достигнуто фактическое значение VBOO, SCR должен сработать и вольтметр показания должны упасть почти до нуля.

Кроме того, вы можете определить пиковое обратное напряжение (PRV) SCR с помощью поменять местами выводы SCR и повторить предыдущую последовательность.

Если отключено питание и открыт путь между анодом и катодом (возможно, сняв предохранитель или отключив один конец нагрузки), омметр и испытания низковольтных ламп становятся действительными во многих цепях SCR. Для большего безопасности, однако, отключите любые два вывода SCR перед проведением испытаний. сделано или после тестирования в цепи не дает окончательных результатов.Испытания на отрыв желательно сделать с отключенными всеми тремя выводами SCR. (другими словами, вне цепи).

TRIAC В основном, TRIAC состоит из двух SCR, подключенных параллельно, но с крючком. в противоположной полярности. На рисунке 11 показан эквивалент схемы и Символ ТРИАК. Фактически, если цепи затвора были должным образом изолированы с помощью резисторы или диоды, два SCR могут быть подключены для переключения переменного тока то же, что и TRIAC.

TRIAC имеет три контакта, как и SCR.Но, в отличие от SCR, TRIAC не выводит наружу катодный вывод. Вместо этого TRIAC раскрывает два анодных вывода и вывод затвора. Аноды обозначены как Анод. 1 и 2 или Главный терминал (MT) 1 или 2.

Поначалу может показаться, что с помощью омметра TRIAC тестирует то же самое, что и SCR. Вы обнаружите низкое сопротивление (но отсутствие действия диода) между анодом 1 и ворота. Вы должны измерить высокое сопротивление между анодом 2 и затвором, и высокое сопротивление между двумя анодами.

Но есть существенная эксплуатационная разница. ТРИАК, потому что предназначен для двухполупериодной коммутации переменного тока, может быть запущен (стробирован) положительным или отрицательным импульсом. SCR может быть запущен только положительным напряжением.

На рис. 12 показано, как проверить симметричный резистор с помощью омметра. Обратите внимание, что независимо от полярности измерительного вывода, триггер для затвора должен быть снят с анода 2 или главный вывод 2. Это доказывает, что TRIAC-вентиль может срабатывать. с любой полярностью напряжения.

Рисунок 10 — Проверка напряжения отключения тиристора. Для проверки обратного переключения, подключите положительный провод питания к катоду SCR и отрицательный провод к аноду.

Рисунок 11 — TRIAC работает как два тиристора, подключенных параллельно-противоположно.

Как и в случае с SCR, более крупные TRIAC могут не «держаться» при тестировании с омметр. Схема на рисунке 9 может быть изменена для проверки этих симисторов. Просто добавьте реверсивный переключатель, как на рисунке 13.Опять же, любой разумный постоянный ток напряжение (6 В и более) можно использовать с соответствующей лампой.

TRIAC, как и SCR, иногда выходят из строя из-за сдвига в размыкании. характеристика напряжения (или из-за неправильной замены). Такой отказы не будут обнаружены при низковольтных испытаниях. Испытания на разрыв Рисунок 10 работает как для TRIAC, так и для SCR. Но с TRIAC тесты следует проводить в обоих направлениях; обменять полярности между МТ1 и МТ2, просто чтобы убедиться, что устройство срабатывает в обоих направлениях.

TRIAC используются в многочисленных схемах управления нагревателями, осветительными приборами, двигателями, и даже трехфазные моторы большой мощности. Они подходят для любых других нагрузка, требующая включения / выключения или регулируемого управления мощностью с удаленной точки. На рисунке 14 показана простая схема управления двигателем с использованием TRIAC. Различный горшок регулировки скорости включает переключатель TRIAC для всех или некоторых часть цикла таким же образом, как описано для SCR. Но где SCR управляет только полупериодом, TRIAC управляет обоими полупериодами, обеспечивает управление на 360 ° от нуля до полной мощности.

DIAC в схеме затвора на Рисунке 14 представляет собой тиристор, который не имеет собственных ворот. Он предназначен для разрушения и проведения приложение положительного или отрицательного напряжения определенного указанного амплитуда. Доступны коммерческие DIAC с номинальными характеристиками отключения от от 7 до 30 В. Как только происходит переключение, напряжение должно немного упасть. количество до того, как ток перестанет течь.

Это можно сравнить с неоновой лампой, которая обычно горит при напряжении 60 В, но затем остается включенным, пока подаваемое напряжение не упадет примерно до 50 В.

Иногда в цепи затвора вставляют неоновые лампы, а не DIAC. TRIACs. В любом случае улучшается равномерность срабатывания.

A DIAC можно проверить с помощью постоянного напряжения и ограничительного резистора, как в Рисунок 10. Затем измените напряжение на противоположное, чтобы увидеть, что размыкание происходит примерно при одинаковое напряжение для обеих полярностей. Или может быть приложено переменное напряжение и точка переключения, отслеживаемая на осциллографе, как показано на Рисунке 15. Независимо от того, проверено ли оно постоянным или переменным током, точка переключения как положительная, так и отрицательные направления должны находиться в пределах 5% друг от друга.

Рисунок 12 — После тестирования TRIAC с помощью описанной выше процедуры выполните обратное омметр и снова выполните те же тесты, чтобы проверить работу в обеих полярностях. Необходимо использовать шкалу омметра Rx1, чтобы обеспечить достаточное удерживающий ток.

Рисунок 13 — Для проверки как TRIAC, так и SCR добавьте переключатель DPDT. Тестовое задание все триаки на обеих позициях.

Рисунок 14 — Практическое управление скоростью двигателя типа TRIAC должно иметь дроссель и конденсаторы для подавления радиопомех.

Рисунок 15 — Тестирование DIAC с переменным током и осциллографом может не выявить дисбалансов, если не используется соединение осциллографа постоянного тока.

Короткое замыкание DIAC можно обнаружить с помощью омметра. Но для подозреваемого откройте DIAC, необходим более высокий тест постоянного или переменного тока. В редких случаях преждевременное переключение DIAC происходит либо в положительном, либо в отрицательном направлении. Иногда это может иметь незначительное влияние на работу схемы или совсем не влиять на нее. В других цепей, это может вызвать пограничные проблемы, которые трудно диагностировать.DIAC попадает под подозрение, когда подаваемая мощность неравномерно изменяется на настройки низкого энергопотребления, или если калибровка шкалы контроллера изменилась, или когда есть какие-либо доказательства срабатывания нелинейного управления.

QUADRAC

В некоторых конструкциях контроллеров вы можете найти устройство под названием QUADRAC. Это TRIAC со встроенным вентилем DIAC. Для тестирования QUADRAC требуется достаточное напряжение затвора для преодоления внутреннего барьера DIAC от От 7 до 28 В или около того.В остальном тестирование сравнимо с тестированием TRIAC.

Быстрые советы по тестированию В целом, периодическая утечка или отключение вызывают лишь небольшой процент отказов в SCR, DIAC или TRIAC. Этот удачно, потому что он делает простые процедуры устранения неисправностей эффективными и обычно надежный.

Если эти устройства прямого управления проверяют нормально, то проблема в вероятно, в транзисторных каскадах или каскадах ИС, которые управляют схемой стробирования. Вина также может присутствовать в нагрузке или в цепи питания.Иногда дефект не сложнее грязного потенциометра или реостата который вводит разрывы, создает переходные процессы и вызывает неустойчивые срабатывание; новый горшок — лекарство.

Измененные значения резистора могут уменьшить точку запуска или импульс. до некоторой предельной стоимости.

Обычно амплитуды импульсов триггера передаются на вентили SCR или TRIAC. более чем достаточно. Это обеспечивает надежное срабатывание и снижает задержка переключения.Когда происходит предельная или нестабильная работа, проверка амплитуды стробирующего импульса — это один из первых тестов, которые необходимо выполнить.

РЧ помехи

Одним из побочных эффектов твердотельной коммутации является создание радиочастотного радиация. ВЧ-дроссель, часто с тороидальной обмоткой, и байпасный конденсатор. помочь свести к минимуму это вмешательство. Обычно они подключаются как в Рис. 14. Также помогают экранирование и заземление корпуса.

См. Также: Отчеты из испытательной лаборатории

Микропроцессор математика

Симисторные цепи

• Изучив этот раздел, вы сможете:
• Распознать типичные пакеты симисторов:
• Изучите типичную диаграмму характеристик симистора.
• Понимание функции квадрантов при срабатывании симисторов:
• Разберитесь в основных принципах работы опто-симисторов.
• Разберитесь в работе диак.
• Ознакомьтесь с методами и ограничениями при испытании тиристоров вне схемы.
• Меры безопасности при использовании устройств среднего и высокого напряжения.

Симистор

Фиг.6.3.1 Пакеты симисторов

На рис. 6.3.1 показаны некоторые типичные корпуса симистора вместе с условным обозначением схемы для симистора. Симистор представляет собой двунаправленный тиристор, аналогичный по работе двум тиристорам, соединенным в обратную параллель, но использующим общий затвор. Таким образом, симистор может проводить и управлять как во время положительного, так и отрицательного полупериода сигнала сети. Однако вместо положительных анодных и отрицательных катодных соединений основные токоведущие соединения симистора обычно обозначаются как MT1 и MT2, обозначающие главные клеммы 1 и 2 (хотя могут использоваться и другие буквы), поскольку любая клемма может быть положительной или отрицательной.Симистор может быть приведен в действие током, подаваемым на клемму затвора (G). После срабатывания симистор будет продолжать проводить до тех пор, пока основной ток не упадет ниже порога удержания тока, близкого к нулю.

Рис. 6.3.2 Характеристики симистора

• На рис. 6.3.2 показаны основные характеристики симистора.
• В _BO — максимальное прямое или обратное напряжение, которое симистор может выдержать, прежде чем он перейдет в неконтролируемую проводимость.
• В _DRM — это максимальное повторяющееся пиковое напряжение (обычно максимальное пиковое напряжение приложенной волны переменного тока), которое может надежно выдерживаться.
• В _GT — это диапазон напряжений затвора, при которых запускается проводимость.
• I _L — это минимальный ток, который заставит симистор запираться и продолжать проводить после снятия напряжения срабатывания затвора.
• I _H — минимальный ток удержания, ниже которого проводящий симистор перестает проводить.

Рис. 6.3.3 Квадранты симистора

Квадранты симистора

Поскольку стробирующий ток или импульс, используемые для запуска симистора, могут применяться, пока клемма MT2 является положительной или отрицательной, а стробирующий ток или импульс также могут быть положительными или отрицательными, существует четыре различных способа запуска симистора. Обычно они обозначаются как «Квадранты», как показано на Рис. 6.3.3

Большинство симисторов могут срабатывать в любом из четырех квадрантов, и два из четырех возможных квадрантов необходимы для запуска проводимости во время двух (положительного и отрицательного) полупериодов переменного тока.Квадранты I и III или квадранты II и III являются предпочтительными методами запуска, поскольку квадрант IV гораздо менее чувствителен к запуску из-за способа построения диака. Таким образом, если квадрант IV используется с любым из трех других квадрантов, для положительных и отрицательных полупериодов потребуются разные значения тока запуска, что создает ненужные сложности. Также, если симистор срабатывает в квадранте IV, его способность обрабатывать любые быстрые изменения тока (δI / δt) снижается, что делает симистор более восприимчивым к повреждениям в результате таких событий, как случайные сильные всплески тока и неизбежные высокие пусковые токи при использовании ламп накаливания. включены.

Важной целью многих современных разработок является борьба с потенциально опасными скачками напряжения и снижение склонности симистора к повторному срабатыванию во время выключенной части цикла. Это происходит во время каждого цикла переменного тока между моментом, когда ток падает ниже тока удержания тиристора, и до следующего импульса запуска. Хотя обычно это не проблема, когда симистор управляет резистивной нагрузкой, такой как лампа накаливания, при использовании с индуктивными нагрузками, такими как двигатели, напряжение нагрузки и ток нагрузки, скорее всего, не будут «синфазны» друг с другом, поэтому напряжение может фактически быть около своего пикового значения, когда ток падает до нуля (как описано здесь), вызывая большое и быстрое изменение напряжения на симисторе, которое может привести к немедленному повторному запуску симистора и, таким образом, повторному включению, так что управление будет потеряно.

использовались для управления переменным током в течение многих лет, но за это время диапазон различных конструкций симисторов значительно увеличился. Современные конструкции симисторов, такие как симисторы 3Q HIGH-COM (3 квадранта, высокая коммутация) от NXP / WeEn и симисторы Snubberless _TM от ST Microelectronics, имеют множество преимуществ, таких как улучшенная производительность, меньшее количество ложных срабатываний, удобство использования как с резистивными, так и с индуктивными нагрузками и улучшенные возможности выключения без необходимости использования дополнительных схем, таких как демпферы.Дополнительное согласование входов также является особенностью некоторых конструкций, включая согласование стробирующих импульсов, таких как детекторы перехода через ноль, входы логического уровня и т. Д.

Поскольку многие функции управления теперь выполняются с использованием микропроцессоров и / или логических схем, существует также много симисторов, которые принимают логические сигналы для запуска, а не полагаются исключительно на традиционные методы управления фазой. Одним из таких симисторов является симистор 6073A Sensitive Gate от ON Semiconductor, который используется в демонстрационной схеме низкого напряжения в модуле тиристоров 6.4.

Рис. 6.3.4. Опто-симистор

Опто-симистор

Материалы, используемые при производстве симисторов и тиристоров, как и любого полупроводникового прибора, светочувствительны. Их проводимость изменяется при наличии света; поэтому они обычно упаковываются в маленькие кусочки черного пластика. Однако, если в комплект входит светодиод, он может включать выход высоковольтного устройства в ответ на очень небольшой входной ток через светодиод. Это принцип, используемый в опто-симисторах и опто-тиристорах, которые легко доступны в форме интегральных схем (ИС) и не нуждаются в очень сложных схемах, чтобы заставить их работать.Просто подайте небольшой импульс в нужное время, чтобы загорелся встроенный светодиод, и питание будет включено. Основным преимуществом этих оптически активируемых устройств является превосходная изоляция (обычно несколько тысяч вольт) между цепями малой и высокой мощности. Это обеспечивает безопасную изоляцию между цепью управления низкого напряжения и высоковольтным выходом высокого напряжения. Хотя выходной ток опто-симисторов обычно ограничен десятками миллиампер, они обеспечивают полезный интерфейс, когда выход используется для запуска симистора высокой мощности от опто-симистора низкого напряжения.

Diac

Рис. 6.3.5 DB3 Diac & Circuit Symbol

Диак представляет собой двунаправленный триггерный диод (см. Рис. 6.3.5), который в течение многих лет использовался в качестве основного триггерного компонента для стандартных триаков. Он блокирует ток, когда приложенное к нему напряжение меньше его потенциала разрыва V _BO (см. Рис. 6.3.6), но проводит сильную проводимость, когда приложенное напряжение равно V _BO . Однако, в отличие от других диодов, которые проводят только в одном направлении, диак имеет одинаковое разрывное перенапряжение как в положительном, так и в отрицательном направлении.Как только напряжение переменного тока, приложенное к диакритическому контроллеру, достигает либо + V _BO , либо -V _BO , генерируется положительный или отрицательный импульс тока. Потенциал отключения для диаек обычно составляет от 30 до 40 вольт. Это действие делает диаки особенно полезными при запуске симисторов в цепях управления переменным током из-за его способности запускать симистор во время положительного или отрицательного полупериода сигнала сети (линии). Его схемное обозначение (показанное на рис. 6.3.5) аналогично символу симистора, но без клеммы затвора.

Рис. 6.3.6 Типовые характеристики диафрагмы.

Характеристики Diac, показанные на рис. 6.3.6, показывают, что при напряжениях ниже V _BO диак имеет высокое сопротивление (характеристическая кривая почти горизонтальна, что указывает на то, что протекает только небольшой ток утечки в несколько мкА, но как только достигается + V _BO или -V _BO , диак показывает отрицательное сопротивление. Обычно закон Ома гласит, что увеличение тока через компонент с фиксированным значением сопротивления вызывает увеличение напряжения на этом компоненте. ; однако здесь происходит обратный эффект, диак показывает отрицательное сопротивление при размыкании, где ток резко возрастает, хотя на самом деле напряжение снижается.Режим отрицательного сопротивления длится примерно 2 мкс, за это время прямое напряжение упадет примерно до 5 В и диак будет пропускать ток 10 мА. Это действие достаточно (хотя и не совсем) симметрично в положительной (+ V) или отрицательной областях характеристик.

Рис. 6.3.7. Симистор с внутренним запуском (Quadrac)

Симистор с внутренним запуском (Quadrac)

Поставщики компонентов предлагают гораздо меньше типов диакритических схем, чем симисторов.Также легче выбрать идеальный диак для срабатывания конкретного симистора, когда он уже встроен в комплект. Так обстоит дело с «квадрактом» или симистором с внутренним запуском, показанным на рис. 6.3.7. Эти устройства также уменьшают количество компонентов и пространство на печатной плате.

Чувствительные затворные симисторы

, для срабатывания которых требуется диак, имеют недостаток для многих современных низковольтных приложений. Напряжение, необходимое диакритическому контроллеру для создания импульса запуска, должно быть не менее или равно его потенциалу отключения (V _BO ), и оно составляет около 30 В или более.Однако доступны симисторы — чувствительные затворные симисторы, которые могут срабатывать гораздо более низкими напряжениями в диапазоне устройств TTL, HTL, CMOS и OP AMP, а также микропроцессорных выходов.

Демонстрационная схема управления чувствительным затворным симистором показана в тиристорном модуле 6.4.

Проверка тиристоров, симисторов и диодов.

В Интернете есть множество страниц, на которых предлагаются методы тестирования тиристоров и симисторов с помощью мультиметра. В основном они включают в себя проверку сопротивления тестируемого устройства, чтобы определить, есть ли в нем разомкнутая цепь.Измерение сопротивления между анодом и катодом SCR или между двумя главными выводами симистора должно указывать на очень высокое сопротивление при измерении в любом направлении путем перестановки щупов измерителя.

В обоих тестах измеритель должен регистрировать сопротивления вне диапазона (обычно показываемые дисплеем, показывающим «1» или «OL»), также называемые бесконечным или бесконечным сопротивлением. Аналогичные испытания сопротивления могут быть выполнены путем измерения сопротивления, опять же в обоих направлениях, между затвором тринистора и его катодом или затвором и MT1 на симисторе, и они должны указывать на гораздо более низкое сопротивление, но не на нулевое сопротивление.

Если какой-либо из этих четырех тестов дает показание 0 Ом, можно предположить, что компонент неисправен; однако, если результаты не показывают неисправностей, это ТОЛЬКО ВЕРОЯТНО означает, что с компонентом все в порядке. Испытания сопротивления этих высоковольтных компонентов имеют ограниченное применение, и на них можно положиться только как на простое руководство; они не показывают, что устройство будет запускаться при правильном напряжении или что ток удержания правильный. SCR и симисторы обычно работают при сетевом (линейном) напряжении, и когда они выходят из строя, результаты могут быть драматичными.По крайней мере, резкое сгорание предохранителя будет обычным результатом короткого замыкания тиристора или симистора. Однако вполне возможно, что эти устройства неисправны и не показывают никаких признаков неисправности при проверке омметром. Они могут казаться нормальными при низком напряжении, используемом в тестовых счетчиках, но все равно выходят из строя в условиях сетевого напряжения. Компоненты высокого напряжения, такие как тиристоры и симисторы, также могут быть повреждены из-за невидимых скачков напряжения или перегрузки по току.

Обычным методом тестирования оборудования, использующего тиристоры или симисторы, является проверка напряжений и форм сигналов, если схема работает, или замена подозрительной части при повреждении (например,грамм. перегоревшие предохранители). Во многих случаях компоненты в источниках питания или схемах управления высоким напряжением производимого оборудования будут обозначены как «критически важные для безопасности компоненты» и должны заменяться только с использованием методов и компонентов, рекомендованных производителем. Производители обычно указывают полные «комплекты для обслуживания» нескольких полупроводниковых устройств и, возможно, других связанных компонентов, все из которых должны быть заменены, поскольку отказ одного устройства управления питанием может легко повредить другие компоненты, что не всегда очевидно. на момент ремонта.

ЛЮБЫЕ РАБОТЫ НА СЕТЕВЫХ ЦЕПЯХ ДОЛЖНЫ ВЫПОЛНЯТЬСЯ ПРИ ПОЛНОСТЬЮ ОТКЛЮЧЕНИИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ. ТАКЖЕ ЛЮБЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЗАРЯДА (например, КОНДЕНСАТОРЫ) ДОЛЖНЫ БЫТЬ РАЗРЯЖЕНЫ, ЕСЛИ ЭТО АБСОЛЮТНО НЕИЗБЕЖНО.

Если вы не были обучены безопасным методам работы, которые необходимы для работы с этими типами цепей, НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТО! Эти схемы могут убить!

Выпрямитель с кремниевым управлением (SCR) | Тиристоры

Диоды Шокли и выпрямители с кремниевым управлением (SCR)

— любопытные устройства, но их применение весьма ограничено.Однако их полезность можно расширить, оснастив их другим средством фиксации. При этом каждое из них становится настоящим усилительным устройством (хотя бы в режиме включения / выключения), и мы называем их кремниевыми выпрямителями или тиристорами.

Переход от диода Шокли к SCR достигается одним небольшим дополнением, фактически не более чем подключением третьего провода к существующей структуре PNPN: (рисунок ниже)

Кремниевый выпрямитель (SCR)

SCR Проводимость

Если затвор SCR остается плавающим (отключенным), он ведет себя точно так же, как диод Шокли.Он может фиксироваться напряжением размыкания или превышением критической скорости нарастания напряжения между анодом и катодом, как и в случае диода Шокли. Отключение достигается за счет уменьшения тока до тех пор, пока один или оба внутренних транзистора не перейдут в режим отсечки, также как диод Шокли. Однако, поскольку вывод затвора подключается непосредственно к базе нижнего транзистора, его можно использовать в качестве альтернативного средства для фиксации тиристора. При приложении небольшого напряжения между затвором и катодом нижний транзистор будет принудительно включаться результирующим током базы, что приведет к тому, что верхний транзистор будет проводить ток, который затем подает ток на базу нижнего транзистора, так что его больше не нужно активировать. напряжением затвора.Необходимый ток затвора для инициирования фиксации, конечно, будет намного ниже, чем ток через SCR от катода к аноду, поэтому SCR действительно обеспечивает некоторое усиление.

Запуск / срабатывание

Этот метод обеспечения проводимости SCR называется запуском или срабатыванием, и это, безусловно, наиболее распространенный способ фиксации SCR на практике. Фактически, тиристоры обычно выбираются так, чтобы их напряжение переключения намного превышало максимальное напряжение, которое ожидается от источника питания, поэтому его можно включить только преднамеренным импульсом напряжения, приложенным к затвору.

Обратное срабатывание

Следует отметить, что тиристоры могут иногда отключаться путем прямого замыкания их выводов затвора и катода вместе или путем «обратного запуска» затвора отрицательным напряжением (относительно катода), так что нижний транзистор принудительно запускается. в отсечку. Я говорю, что это «иногда» возможно, потому что при этом весь ток коллектора верхнего транзистора шунтируется через базу нижнего транзистора. Этот ток может быть значительным, что в лучшем случае затрудняет триггерное отключение SCR.Вариант SCR, называемый тиристором с выключенным затвором, или GTO, упрощает эту задачу. Но даже с GTO ток затвора, необходимый для его выключения, может составлять до 20% анодного тока (нагрузки)! Схематический символ GTO показан на следующем рисунке: (Рисунок ниже)

Тиристор выключения затвора (ГТО)

SCR против GTO

SCR и GTO имеют одинаковую эквивалентную схему (два транзистора, подключенных по принципу положительной обратной связи), единственные отличия заключаются в деталях конструкции, предназначенных для предоставления транзистору NPN большего β, чем PNP.Это позволяет меньшему току затвора (прямому или обратному) оказывать большую степень контроля над проводимостью от катода к аноду, при этом фиксированное состояние транзистора PNP в большей степени зависит от NPN, чем наоборот. Тиристор с выключенным затвором также известен под названием Gate-Controlled Switch, или GCS.

Проверка работоспособности тринистора с помощью омметра

Элементарный тест функции SCR или, по крайней мере, идентификация клеммы может быть выполнен с помощью омметра. Поскольку внутреннее соединение между затвором и катодом является одним PN-переходом, измеритель должен показывать непрерывность между этими выводами с помощью красного измерительного провода на затворе и черного измерительного провода на катоде следующим образом: (Рисунок ниже)

Элементарные испытания SCR

Все остальные измерения целостности, выполненные на SCR, будут показывать «разомкнут» («OL» на некоторых дисплеях цифровых мультиметров).Следует понимать, что этот тест является очень грубым и не представляет собой исчерпывающую оценку SCR. SCR может давать хорошие показания омметра и при этом оставаться неисправным. В конечном счете, единственный способ проверить SCR — это подвергнуть его току нагрузки.

Если вы используете мультиметр с функцией «проверки диодов», полученное вами показание напряжения перехода затвор-катод может соответствовать или не соответствовать ожидаемому от кремниевого PN перехода (приблизительно 0,7 В).В некоторых случаях вы увидите гораздо более низкое напряжение перехода: всего сотые доли вольта. Это связано с внутренним резистором, подключенным между затвором и катодом, встроенным в некоторые тиристоры. Этот резистор добавлен, чтобы сделать тиристор менее восприимчивым к ложному срабатыванию из-за паразитных скачков напряжения, «шума» цепи или статического электрического разряда. Другими словами, наличие резистора, подключенного к переходу затвор-катод, требует подачи сильного пускового сигнала (значительного тока) для фиксации тиристора.Эта функция часто встречается в больших SCR, а не в маленьких SCR. Помните, что SCR с внутренним резистором, подключенным между затвором и катодом, будет указывать на непрерывность в обоих направлениях между этими двумя клеммами: (рисунок ниже)

Более крупные тиристоры имеют резистор между катодом и затвором.

Тиристоры с чувствительным затвором

«Нормальные» тиристоры, в которых отсутствует этот внутренний резистор, иногда называют чувствительными тиристорами затвора из-за их способности запускаться при малейшем положительном сигнале затвора.

Испытательная схема для SCR практична как диагностический инструмент для проверки подозреваемых SCR, а также является отличным помощником в понимании основных операций SCR. Источник постоянного напряжения используется для питания схемы, а два кнопочных переключателя используются для фиксации и разблокировки тиристора соответственно: (рисунок ниже)

Схема тестирования SCR

При нажатии нормально разомкнутого кнопочного переключателя затвор соединяется с анодом, пропуская ток от положительной клеммы батареи, через нагрузочный резистор, через переключатель, через PN переход катод-затвор и обратно к батарее. .Этот ток затвора должен вынудить SCR зафиксироваться, позволяя току проходить напрямую от анода к катоду без дальнейшего запуска через затвор. Когда кнопка «Вкл» отпущена, нагрузка должна оставаться под напряжением.

Нажатие нормально замкнутого кнопочного переключателя «выключено» разрывает цепь, заставляя ток через тиристор останавливаться, тем самым вынуждая его отключиться (выпадение слабого тока).

Ток удержания

Если SCR не срабатывает, проблема может быть в нагрузке, а не в SCR.Определенная минимальная величина тока нагрузки требуется, чтобы удерживать тиристор во включенном состоянии. Этот минимальный уровень тока называется током удержания. Нагрузка со слишком большим значением сопротивления может не потреблять достаточно тока, чтобы удерживать тиристор в защелкивании, когда ток затвора прекращается, что создает ложное впечатление о плохом (нефиксируемом) тиристоре в тестовой цепи. Значения удерживаемого тока для различных тиристоров должны быть доступны у производителей. Типичные значения удерживающего тока находятся в диапазоне от 1 мА до 50 мА или более для более крупных устройств.

Для того, чтобы тест был полностью исчерпывающим, необходимо протестировать не только запускающее действие. Предел прямого напряжения переключения SCR можно проверить, увеличив подачу постоянного напряжения (без нажатия кнопочного переключателя) до тех пор, пока SCR не защелкнется сам по себе. Помните, что испытание на отключение может потребовать очень высокого напряжения: многие силовые тиристоры имеют номинальное напряжение отключения 600 вольт или более! Кроме того, если доступен генератор импульсного напряжения, критическая скорость нарастания напряжения для SCR может быть проверена таким же образом: подвергнуть его импульсному напряжению питания с разной скоростью вольт / время без срабатывания кнопочных переключателей и посмотреть, когда он защелкнется.

В этой простой форме испытательная схема SCR может быть достаточной в качестве схемы управления пуском / остановом для двигателя постоянного тока, лампы или другой практической нагрузки: (рисунок ниже)

Цепь управления пуском / остановом двигателя постоянного тока

Цепь «лом»

Еще одно практическое применение SCR в цепи постоянного тока — это устройство лома для защиты от перенапряжения. Схема «лом» состоит из тиристора, размещенного параллельно с выходом источника питания постоянного тока, для прямого короткого замыкания на выходе этого источника, чтобы предотвратить попадание чрезмерного напряжения на нагрузку.Повреждение SCR и источника питания предотвращается разумным размещением предохранителя или значительным последовательным сопротивлением перед SCR для ограничения тока короткого замыкания: (рисунок ниже)

Цепь лома, используемая в источнике постоянного тока

Некоторые устройства или схемы, измеряющие выходное напряжение, будут подключены к затвору SCR, так что при возникновении состояния перенапряжения напряжение будет приложено между затвором и катодом, запустив SCR и заставив предохранитель перегореть.Эффект будет примерно таким же, как при падении прочного стального лома прямо на выходные клеммы источника питания, отсюда и название схемы.

Большинство приложений SCR предназначены для управления мощностью переменного тока, несмотря на то, что SCR по своей сути являются устройствами постоянного тока (однонаправленными). Если требуется двунаправленный ток в цепи, можно использовать несколько тиристоров, один или несколько тиристоров обращены в каждом направлении, чтобы обрабатывать ток через оба полупериода волны переменного тока. Основная причина, по которой тиристоры вообще используются для управления мощностью переменного тока, — это уникальная реакция тиристора на переменный ток.Как мы видели, тиратронная лампа (версия SCR с электронной лампой) и DIAC, гистерезисное устройство, срабатывающее во время части полупериода переменного тока, будут фиксироваться и оставаться включенными в течение оставшейся части полупериода до тех пор, пока переменный ток ток уменьшается до нуля, так как он должен начинать следующий полупериод. Непосредственно перед точкой перехода через ноль формы сигнала тока тиристор выключится из-за недостаточного тока (это поведение также известно как естественная коммутация), и его необходимо снова запустить во время следующего цикла.В результате ток в цепи эквивалентен «нарезанной» синусоидальной волне. Для обзора, вот график реакции DIAC на напряжение переменного тока, пик которого превышает напряжение отключения DIAC: (рисунок ниже)

Двунаправленный ответ DIAC

Для DIAC этот предел напряжения отключения был фиксированной величиной. С помощью SCR мы можем точно контролировать момент фиксации устройства, запуская логический элемент в любой момент времени на осциллограмме. Подключив подходящую схему управления к затвору SCR, мы можем «отрезать» синусоидальную волну в любой точке, чтобы обеспечить пропорциональное во времени управление мощностью нагрузки.

В качестве примера возьмем схему на рисунке ниже. Здесь SCR расположен в цепи для управления мощностью нагрузки от источника переменного тока.

SCR управление питанием переменного тока

Будучи однонаправленным (односторонним) устройством, в лучшем случае мы можем подавать на нагрузку только полуволновую мощность в полупериоде переменного тока, когда полярность напряжения питания положительная вверху и отрицательная внизу. Однако для демонстрации базовой концепции пропорционального времени управления эта простая схема лучше, чем одна схема управления двухполупериодной мощностью (для которой потребовалось бы два SCR).

При отсутствии срабатывания затвора и напряжении источника переменного тока значительно ниже номинального напряжения отключения тиристора, тиристор никогда не включится. Подключение затвора SCR к аноду через стандартный выпрямительный диод (для предотвращения обратного тока через затвор в случае, если SCR содержит встроенный резистор затвор-катод), позволит запускать SCR почти сразу в начале каждый положительный полупериод: (рисунок ниже)

Затвор подключен напрямую к аноду через диод; почти полная полуволна тока через нагрузку.

Задержка срабатывания триггера SCR

Мы можем задержать срабатывание тринистора, однако, добавив некоторое сопротивление в схему затвора, тем самым увеличив величину падения напряжения, требуемого до того, как достаточный ток затвора вызовет срабатывание тринистора. Другими словами, если мы усложним прохождение тока через затвор, добавив сопротивление, напряжение переменного тока должно будет достичь более высокой точки в своем цикле, прежде чем ток затвора станет достаточным для включения SCR. Результат показан на рисунке ниже.

В цепь затвора вставлено сопротивление; менее полуволны тока через нагрузку.

Поскольку полусинусоидальная волна в большей степени прерывается задержкой срабатывания тринистора, нагрузка получает меньшую среднюю мощность (мощность доставляется в течение меньшего времени в течение цикла). Сделав резистор последовательного затвора переменным, мы можем отрегулировать пропорциональную во времени мощность: (рисунок ниже)

При увеличении сопротивления повышается пороговый уровень, в результате чего на нагрузку подается меньшая мощность.Уменьшение сопротивления снижает пороговый уровень, в результате чего на нагрузку поступает больше мощности.

К сожалению, эта схема управления имеет существенное ограничение. При использовании сигнала источника переменного тока для нашего триггерного сигнала SCR мы ограничиваем управление первой половиной полупериода сигнала. Другими словами, мы не можем ждать, пока волна не достигнет пика, чтобы запустить SCR. Это означает, что мы можем уменьшить мощность только до точки, в которой SCR включается на самом пике волны: (рисунок ниже)

Цепь при минимальной мощности

Дальнейшее повышение порога срабатывания триггера приведет к тому, что схема вообще не сработает, поскольку даже пика напряжения переменного тока не будет достаточно для срабатывания тринистора.В результате на нагрузку не подается питание.

Гениальное решение этой дилеммы управления заключается в добавлении в схему фазосдвигающего конденсатора: (рисунок ниже)

Добавление в схему фазовращающего конденсатора

Меньшая форма волны, показанная на графике, представляет собой напряжение на конденсаторе. Для иллюстрации фазового сдвига я предполагаю состояние максимального управляющего сопротивления, при котором тиристор не срабатывает вообще без тока нагрузки, за исключением того небольшого тока, который проходит через управляющий резистор и конденсатор.Это напряжение конденсатора будет сдвинуто по фазе от 0 ° до 90 °, отставая от формы сигнала переменного тока источника питания. Когда это сдвинутое по фазе напряжение достигает достаточно высокого уровня, срабатывает тиристор.

При достаточном напряжении на конденсаторе для периодического срабатывания тринистора, результирующая форма волны тока нагрузки будет выглядеть примерно так, как показано на рисунке ниже).

Сигнал со сдвигом фазы запускает SCR в проводимость.

Поскольку форма волны конденсатора все еще нарастает после того, как форма волны основной мощности переменного тока достигла своего пика, становится возможным запускать SCR на пороговом уровне за пределами этого пика, тем самым прерывая волну тока нагрузки дальше, чем это было возможно с более простой схемой.На самом деле форма волны напряжения конденсатора немного сложнее, чем то, что показано здесь, ее синусоидальная форма искажается каждый раз, когда тиристор срабатывает. Однако то, что я пытаюсь проиллюстрировать здесь, — это задержка срабатывания триггера, полученная с помощью фазосдвигающей RC-цепи; таким образом, упрощенная, неискаженная форма сигнала хорошо служит этой цели.

Запуск SCR сложными схемами

SCR также могут запускаться или «запускаться» более сложными схемами. В то время как ранее показанная схема достаточна для простого применения, такого как управление лампой, большие промышленные системы управления двигателями часто полагаются на более сложные методы запуска.Иногда импульсные трансформаторы используются для соединения цепи запуска с затвором и катодом тринистора, чтобы обеспечить электрическую изоляцию между цепями запуска и питания.

Трансформаторная связь триггерного сигнала обеспечивает изоляцию.

Когда для управления мощностью используются несколько тиристоров, их катоды часто не являются электрически общими, что затрудняет подключение одной цепи запуска ко всем тиристорам в равной степени. Примером этого является управляемый мостовой выпрямитель, показанный на рисунке ниже.

Управляемый мостовой выпрямитель

В любой схеме мостового выпрямителя выпрямительные диоды (в данном примере это выпрямительные тиристоры) должны проводить в противоположных парах. SCR1 и SCR3 должны запускаться одновременно, а SCR2 и SCR4 должны запускаться вместе как пара. Однако, как вы заметите, эти пары тиристоров не используют одни и те же катодные соединения, а это означает, что просто параллельное соединение их соответствующих затворов и подключение одного источника напряжения для запуска обоих не сработает: (рисунок ниже)

Эта стратегия не будет работать для запуска SCR2 и SCR4 как пары.

Хотя показанный источник напряжения запуска будет запускать SCR4, он не будет запускать SCR2 должным образом, потому что два тиристора не имеют общего катодного соединения для опорного напряжения запуска. Однако импульсные трансформаторы, соединяющие два тиристорных затвора с общим источником пускового напряжения, будут работать: (рисунок ниже)

Трансформаторная муфта затворов позволяет срабатывать SCR2 и SCR4.

Имейте в виду, что на этой схеме показаны соединения затвора только для двух из четырех тиристоров.Импульсные трансформаторы и источники запуска для SCR1 и SCR3, а также детали самих источников импульсов для простоты опущены.

Управляемые мостовые выпрямители не ограничиваются однофазными конструкциями. В большинстве промышленных систем управления питание переменного тока доступно в трехфазной форме для максимальной эффективности, и полупроводниковые схемы управления построены для использования этого преимущества. Схема трехфазного управляемого выпрямителя, построенная на тиристорах, без показанных импульсных трансформаторов или схемы запуска, будет выглядеть, как показано на рисунке ниже.

Трехфазный мост SCR контроль нагрузки

ОБЗОР: Кремниевый выпрямитель, или SCR, по сути, представляет собой диод Шокли с добавленной дополнительной клеммой. Этот дополнительный вывод называется затвором, и он используется для запуска устройства в режим проводимости (защелкивания) путем приложения небольшого напряжения. Чтобы запустить или запустить SCR, необходимо приложить напряжение между затвором и катодом, положительное к затвору и отрицательное к катоду.

При тестировании SCR мгновенного соединения между затвором и анодом достаточно полярности, интенсивности и продолжительности для его запуска.SCR могут срабатывать при преднамеренном срабатывании вывода затвора, чрезмерном напряжении (пробое) между анодом и катодом или чрезмерной скорости нарастания напряжения между анодом и катодом. Тиристоры могут быть отключены анодным током, падающим ниже значения удерживающего тока (слабый ток выпадения) или «обратным зажиганием» затвора (подачей отрицательного напряжения на затвор). Обратное срабатывание только иногда эффективно и всегда связано с большим током затвора.

Вариант SCR, называемый тиристором с выключенным затвором (GTO), специально разработан для отключения посредством обратного запуска.Даже в этом случае для обратного запуска требуется довольно большой ток: обычно 20% анодного тока. Клеммы SCR могут быть идентифицированы измерителем непрерывности: единственными двумя клеммами, показывающими какую-либо непрерывность между ними, должны быть затвор и катод. Выводы затвора и катода подключаются к PN-переходу внутри SCR, поэтому измеритель целостности цепи должен иметь диодоподобное показание между этими двумя выводами с красным (+) выводом на затворе и черным (-) выводом на катоде. Однако помните, что некоторые большие тиристоры имеют внутренний резистор, подключенный между затвором и катодом, что повлияет на любые показания непрерывности, снятые измерителем.

— настоящие выпрямители: они пропускают через них ток только в одном направлении. Это означает, что их нельзя использовать отдельно для управления двухполупериодным переменным током. Если диоды в схеме выпрямителя заменены на тиристоры, у вас есть задатки схемы управляемого выпрямителя, в соответствии с которой мощность постоянного тока на нагрузку может быть пропорциональной по времени за счет срабатывания тиристоров в разных точках формы волны переменного тока.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

В различных типах электронных схем вы могли встретить несколько общих элементов.Некоторые из этих широко используемых полупроводниковых устройств, без которых электрическая цепь почти не завершена, — это тиристоры, транзисторы и симисторы. В широких электронных схемах, когда небольшие элементы не работают, его последствия влияют на производительность всей схемы. Таким образом, перед построением общей схемы нужно быть достаточно мудрым, чтобы проверить функционирование элементов схемы, чтобы избежать осложнений в будущем. Схема тестера транзисторов, TRIAC и SCR, представленная ниже, помогает нам аналогичным образом тестировать транзисторы SCR, TRIAC и PNP, NPN.

Описание схемы тестера транзисторов, симисторов и тиристоров

Схема тестера транзисторов работает от источника постоянного тока. Это питание происходит от специальной схемы стабилитрона в сочетании с понижающим трансформатором и выпрямителем, как показано на рисунке 1. Несмотря на использование такой схемы, мы также можем обеспечить источник питания для этой схемы, используя два стержневых элемента. .

SCR Testing | Схема

Прежде всего, поговорим о тестировании тиристора с помощью схемы транзисторного тестера.Первоначально он вставляется в розетку, а клеммы вставляются в соответствующие гнезда. Затем переводим переключатель SW ₃ в положение «включено» (в направлении A) и кратковременно нажимаем переключатель SW ₁ . При этом светодиод светится и светится до тех пор, пока не будет нажат переключатель SW ₂ . При этом питание понижающего трансформатора прерывается на время с помощью переключателя SW ₄ . Это указывает на то, что тестируемый SCR можно использовать без сомнения.

Аналогично, если переключатель SW ₃ находится в положении «выключено» (в направлении B), ток, протекающий через тиристор, можно контролировать, подключив мультиметр или миллиамперметр.Если светодиод не горит до конца, значит, SCR не работает или не работает должным образом. Свечение светодиода само по себе указывает на неисправный, т.е. негерметичный SCR. Единственный случай, когда SCR исправен, — это когда светодиод светится на мгновение при нажатии переключателя SW ₁ и гаснет при нажатии переключателя SW ₂ .

TRIAC Testing | Схема

Аналогично, в случае тестирования TRIAC с использованием схемы тестера транзисторов, соответствующие клеммы должны быть подключены должным образом — клемма MT1 к точке A (положительная), клемма MT2 к точке K (отрицательная), а его затвор — к точке G.после установки этого устройства при кратковременном нажатии переключателя SW ₁ загорается светодиод. При кратковременном нажатии переключателя SW ₂ светодиод гаснет. Опять же, при нажатии переключателя SW ₅ светодиод не горит.

Теперь меняем направление МТ1 и МТ2 на противоположное, т.е. терминал МТ1 подключен к минусу, а МТ2 — к плюсу. При нажатии переключателя SW ₂ , если светодиод остается в выключенном состоянии и проводимость не инициируется, TRIAC работает правильно. И, в то же время, нажатие переключателя SW ₅ на короткое время инициирует проводимость симистора и загорается светодиод.

Неисправный TRIAC ведет себя так же, как SCR. Тестируемый TRIAC можно считать хорошим или пригодным к использованию только тогда, когда светодиод светится в обоих вышеупомянутых тестах.

Следует очень внимательно проверить соединение анода MT1 с корпусом перед подключением SCR / TRIAC для тестирования. TRIAC состоит из двух SCR, соединенных спина к спине. Первый принимает положительный импульс как проводимость, а второй принимает отрицательный импульс как проводимость.

Тестирование транзисторов | Схема

Чтобы проверить транзисторы с помощью схемы тестера транзисторов, необходимо добавить несколько резисторов примерно 1 кОм в цепь между соединением переключателей SW ₁ , SW ₅ и точкой G.Расположение должно быть таким, чтобы коллектор NPN или эмиттер PNP-транзистора был подключен к плюсу (точка A). Аналогичным образом эмиттер NPN и коллектор транзистора PNP подключены к отрицательной клемме (точка K. В обоих случаях затвор подключен к точке G.

Для транзисторов NPN при нажатии переключателя SW ₁ светодиод светится, а при отпускании / поднятии пальца гаснет. Это означает, что транзистор можно использовать. Точно так же тестируемые транзисторы PNP считаются исправными только тогда, когда светодиод светится при нажатии переключателя SW ₅ и гаснет при отпускании.Непрерывное свечение светодиода само по себе указывает на неисправность протекающего тиристора или транзисторов. На рисунке 2 показано обычное направление тока и условие прямого смещения для транзисторов PNP и NPN.

Ознакомьтесь с другими схемами электронных тестеров, размещенными на сайте bestengineeringprojects.com

1. Цифровой тестер непрерывного напряжения постоянного / переменного тока
2. Цепь тестера кабеля RJ45
3. Цепь тестера стабилитрона
Цепь тестера серводвигателя
4. с использованием микросхемы 555
5. 5 Государственный цифровой тестер ИС и цепей
6. Тестер микросхем таймера 555

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ ЦЕПИ ТЕСТЕРА ТРАНЗИСТОРА, ТРИАКА И ТИПИРА

Нравится:

Нравится Загрузка…