Как работает симистор для чайников: Тиристоры для чайников / Хабр

Содержание

Тиристоры для чайников / Хабр

Добрый вечер хабр. Поговорим о таком приборе, как тиристор. Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или больше взаимодействующих выпрямляющих перехода. По функциональности их можно соотнести к электронным ключам. Но есть в тиристоре одна особенность, он не может перейти в закрытое состояние в отличие от обычного ключа. Поэтому обычно его можно найти под названием — не полностью управляемый ключ.


На рисунке представлен обычный вид тиристора. Состоит он из четырех чередующихся типов электро-проводимости областей полупроводника и имеет три вывода: анод, катод и управляющего электрод.
Анод — это контакт с внешним p-слоем, катод — с внешним n-слоем.
Освежить память о p-n переходе можно тут.

Классификация

В зависимости от количества выводов можно вывести классификацию тиристоров. По сути все очень просто: тиристор с двумя выводами называется динисторами (соответственно имеет только анод и катод).

Тиристор с тремя и четырьмя выводами, называются триодными или тетродными. Также бывают тиристоры и с большим количеством чередующихся полупроводниковых областей. Одним из самых интересных является симметричный тиристор (симистор), который включается при любой полярности напряжения.

Принцип работы


Обычно тиристор представляют в виде двух транзисторов, связанных между собой, каждый из которых работает в активном режиме.

В связи с таким рисунком можно назвать крайние области — эмиттерными, а центральный переход — коллекторным.
Чтобы разобраться как работает тиристор стоит взглянуть на вольт-амперную характеристику.

К аноду тиристора подали небольшое положительное напряжение. Эмиттерные переходы включены в прямом направлении, а коллекторный в обратном. (по сути все напряжение будем на нем). Участок от нуля до единицы на вольт-амперной характеристике будет примерно аналогичен обратной ветви характеристики диода. Этот режим можно назвать — режимом закрытого состояния тиристора.


При увеличении анодного напряжения происходит происходит инжекция основных носителей в области баз, тем самым происходит накопление электронов и дырок, что равносильно разности потенциалов на коллекторном переходе. С увеличением тока через тиристор напряжение на коллекторном переходе начнет уменьшаться. И когда оно уменьшится до определенного значения, наш тиристор перейдет в состояние отрицательного дифференциального сопротивления (на рисунке участок 1-2).
После этого все три перехода сместятся в прямом направлении тем самым переведя тиристор в открытое состояние (на рисунке участок 2-3).
В открытом состоянии тиристор будет находится до тех пор, пока коллекторный переход будет смещен в прямом направлении. Если же ток тиристора уменьшить, то в результате рекомбинации уменьшится количество неравновесных носителей в базовых областях и коллекторный переход окажется смещен в обратном направлении и тиристор перейдет в закрытое состояние.
При обратном включении тиристора вольт-амперная характеристика будет аналогичной как и у двух последовательно включенных диодов. Обратное напряжение будет ограничиваться в этом случае напряжением пробоя.

Общие параметры тиристоров

1.

Напряжение включения

— это минимальное анодное напряжение, при котором тиристор переходит во включенное состояние.

2.

Прямое напряжение

— это прямое падение напряжения при максимальном токе анода.

3.

Обратное напряжение

— это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии.

4.

Максимально допустимый прямой ток

— это максимальный ток в открытом состоянии.

5.

Обратный ток

— ток при максимальной обратном напряжении.

6.

Максимальный ток управления электрода

7.

Время задержки включения/выключения

8.

Максимально допустимая рассеиваемая мощность

Заключение

Таким образом, в тиристоре существует положительная обратная связь по току — увеличение тока через один эмиттерный переход приводит к увеличению тока через другой эмиттерный переход.

Тиристор — не полностью управляющий ключ. То есть перейдя в открытое состояние, он остается в нем даже если прекращать подавать сигнал на управляющий переход, если подается ток выше некоторой величины, то есть ток удержания.

Источники:
ru.wikipedia.org
electricalschool.info

схема включения и способы управления. Что такое тиристор? Подробное описание полупроводника

Появление четырехслойных p-n-p-n полупроводниковых элементов совершило настоящий прорыв в силовой электронике. Такие устройства получили название «тиристоров». Кремниевые управляемые вентили являются наиболее распространенным семейством тиристоров.

Данный вид полупроводниковых приборов имеет следующую структуру:

Как видим из структурной схемы тиристор имеет три вывода – катод, управляющий электрод и анод. Подключению к силовым цепям подлежат анод и катод, а управляющий электрод подключается к системе управления (слаботочные сети) для управляемого открытия тиристора.

На принципиальных схемах тиристор имеет такое обозначение:

Вольт-амперная характеристика показана ниже:

Давайте подробнее рассмотрим эту характеристику.

Обратная ветвь характеристики

В третьем квадранте характеристики диодов и тиристоров равны. Если к аноду приложить отрицательный потенциал относительно катода, то к J 1 и J 3 прикладывается обратное напряжение, а к J 2 — прямое, что вызовет протекание тока обратного (он очень мал, как правило несколько миллиампер). Когда же это напряжение увеличится до так называемого напряжения пробоя, произойдет лавинное нарастание тока между J 1 и J 3 . При этом, если данный ток не будет ограничен, то произойдет пробой перехода с последующим выходом из строя тиристора. При обратных же напряжениях, которые не превышают напряжения пробоя, тиристор будет вести себя как резистор с большим сопротивлением.

Зона низкой проводимости

В данной зоне все наоборот. Потенциал катода будет отрицательный по отношению к потенциалу анода. Поэтому к J 1 и J 3 будет приложено прямое, а к J 2 – обратное напряжение. Результатом чего станет весьма малый анодный ток.

Зона высокой проводимости

Если напряжение на участке анод – катод достигнет значения, так называемого напряжением переключения, то произойдет лавинный пробой перехода J 2 и тиристор будет переведен в состояние высокой проводимости. При этом U a снизится от нескольких сотен до 1 — 2 вольт. Оно будет зависеть от типа тиристора. В зоне высокой проводимости ток, протекающий через анод, будет зависеть от нагрузки внешней элемента, что дает возможность рассматривать его в этой зоне как замкнутый ключ.

Если пропустить ток через управляющий электрод, то напряжение включения тиристора уменьшится. Оно напрямую зависит от тока управляющего электрода и при достаточно большом его значении практически равно нулю. При выборе тиристора для работы в схеме, то его подбирают таким образом, чтоб напряжения обратное и прямое не превышали паспортных значений напряжений пробоя и переключения. Если эти условия выполнить трудно, или имеется большой разброс в параметрах элементов (например необходим тиристор на 6300 В, а его ближайшие значения 1200 В), то иногда применяют или включение элементов.

В нужный момент времени с помощью подачи импульса на управляющий электрод можно перевести тиристор с закрытого состояния в зону высокой проводимости.

Ток УЭ, как правило, должен быть выше минимального тока открытия и он составляет порядка 20-200 мА.

Когда анодный ток достигнет определенного значения, при котором запирания тиристора невозможно (ток переключения), управляющий импульс может быть снят. Теперь тиристор сможет перейти обратно в закрытое состояние только при уменьшении тока ниже, чем ток удержания, или прикладыванием к нему напряжения обратной полярности.

Видео работы и графики переходных процессов

1.1 Определение, виды тиристоров

1.2 Принцип действия

1.3 Параметры тиристоров

Глава 2. Применение тиристоров в регуляторах мощности

2.1 Общие сведения о различных регуляторах

2.2 Процесс управления напряжением при помощи тиристора

2.3 Управляемый выпрямитель на тиристоре

Глава 3. Практические разработки регуляторов мощности на тиристорах

3.1 Регулятор напряжения на тиристоре КУ201К

3.2 Мощный управляемый выпрямитель на тиристорах

Заключение

Литература

Введение

В данной работе рассмотрены несколько вариантов устройств, где используются элементы тиристоры в качестве регуляторов напряжения и в качестве выпрямителей. Приведены теоретическое и практическое описания принципа действия тиристоров и устройств, схемы этих устройств.

Управляемый выпрямитель на тиристорах — элементах, обладающих большим коэффициентом усиления по мощности, позволяет получать большие токи в нагрузке при незначительной мощности, затрачиваемой в цепи управления тиристора.

В данной работе рассмотрены два варианта таких выпрямителей, которые обеспечивают максимальный ток в нагрузке до 6 А с пределом регулировки напряжения от 0 до 15 В и от 0,5 до 15 В и устройство для регулировки напряжения на нагрузке активного и индуктивного характера, питаемой от сети переменного тока напряжением 127 и 220 В с пределами регулировки от 0 до номинального напряжения сети.

Глава 1. Понятие о тиристоре. Виды тиристоров. Принцип действия

1.1 Определение, виды тиристоров

Тиристором называют полупроводниковый прибор, основу которого составляет четырехслойная структура, способная переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот. Тиристоры предназначены для ключевого управления электрическими сигналами в режиме открыт — закрыт (управляемый диод).

Простейшим тиристором является динистор – неуправляемый переключающий диод, представляющий собой четырехслойную структуру типа p-n-p-n (рис. 1.1.2). Здесь, как и у других типов тиристоров, крайние n-p-n-переходы называются эмиттерными, а средний p-n-переход – коллекторным. Внутренние области структуры, лежащие между переходами, называются базами. Электрод, обеспечивающий электрическую связь с внешней n-областью, называется катодом, а с внешней p-областью – анодом.

В отличие от несимметричных тиристоров (динисторов, тринисторов) в симметричных тиристорах обратная ветвь ВАХ имеет вид прямой ветви. Это достигается встречно-параллельным включением двух одинаковых четырехслойных структур или применением пятислойных структур с четырьмя p-n-переходами (симисторы).

Рис. 1.1.1 Обозначения на схемах: а) симистора б) динистора в) тринистора.

Рис. 1. 1.2 Структура динистора.

Рис. 1.1.3 Структура тринистора.

1.2 Принцип действия

При включении динистора по схеме, приведенной на рис. 1.2.1, коллекторный p-n-переход закрыт, а эмиттерные переходы открыты. Сопротивления открытых переходов малы, поэтому почти все напряжение источника питания приложено к коллекторному переходу, имеющему высокое сопротивление. В этом случае через тиристор протекает малый ток (участок 1 на рис. 1.2.3).

Рис. 1.2.1. Схема включения в цепь неуправляемого тиристора (динистора).

Рис. 1.2.2. Схема включения в цепь управляемого тиристора (тринистора).

Рис.1.2.3. Вольтамперная характеристика динистора.

Рис.1.2.4. Вольтамперная характеристика тиристора.

Если увеличивать напряжение источника питания, ток тиристора увеличивается незначительно, пока это напряжение не приблизится к некоторому критическому значению, равному напряжению включения Uвкл. При напряжении Uвкл в динисторе создаются условия для лавинного размножения носителей заряда в области коллекторного перехода. Происходит обратимый электрический пробой коллекторного перехода (участок 2 на рис. 1.2.3). В n-области коллекторного перехода образуется избыточная концентрация электронов, а в p-области — избыточная концентрация дырок. С увеличением этих концентраций снижаются потенциальные барьеры всех переходов динистора. Возрастает инжекция носителей через эмиттерные переходы. Процесс носит лавинообразный характер и сопровождается переключением коллекторного перехода в открытое состояние. Рост тока происходит одновременно с уменьшением сопротивлений всех областей прибора. Поэтому увеличение тока через прибор сопровождается уменьшением напряжения между анодом и катодом. На ВАХ этот участок обозначен цифрой 3. Здесь прибор обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением. Напряжение на резисторе возрастает и происходит переключение динистора.

После перехода коллекторного перехода в открытое состояние ВАХ имеет вид, соответствующий прямой ветви диода (участок 4). После переключения напряжение на динисторе снижается до 1 В. Если и дальше увеличивать напряжение источника питания или уменьшать сопротивление резистора R, то будет наблюдаться рост выходного тока, как в обычной схеме с диодом при прямом включении.

При уменьшении напряжения источника питания восстанавливается высокое сопротивление коллекторного перехода. Время восстановления сопротивления этого перехода может составлять десятки микросекунд.

Напряжение Uвкл при котором начинается лавинообразное нарастание тока, может быть снижено введением не основных носителей заряда в любой из слоев, прилегающих к коллекторному переходу. Дополнительные носители заряда вводятся в тиристоре вспомогательным электродом, питаемым от независимого источника управляющего напряжения (Uупр). Тиристор со вспомогательным управляющим электродом называется триодным, или тринисторным. На практике при использовании термина «тиристор» подразумевается именно элемент. Схема включения такого тиристора показана на рис. 1.2.2. Возможность снижения напряжения U при росте тока управления, показывает семейство ВАХ (рис. 1.2.4).

Если к тиристору приложить напряжение питания, противоположной полярности (рис. 1.2.4), то эмиттерные переходы окажутся закрытыми. В этом случае ВАХ тиристора напоминает обратную ветвь характеристики обычного диода. При очень больших обратных напряжениях наблюдается необратимый пробой тиристора.

Чтобы понять как работает схема, необходимо знать действие и назначение каждого из элементов. В этой статье рассмотрим принцип работы тиристора, разные виды и режимы работы, характеристики и виды. Постараемся объяснить все максимально доступно, чтобы было понятно даже для начинающих.

Тиристор — полупроводниковый элемент, имеющий только два состояния: «открыто» (ток проходит) и «закрыто» (тока нет). Причем оба состояния устойчивые, то есть переход происходит только при определенных условиях. Само переключение происходит очень быстро, хоть и не мгновенно.

По способу действия его можно сравнить с переключателем или ключом. Вот только переключается тиристор при помощи напряжения, а отключается пропаданием тока или снятием нагрузки. Так что принцип работы тиристора понять несложно. Можно представлять его как ключ с электрическим управлением. Так, да не совсем.

Тиристор, как правило, имеет три выхода. Один управляющий и два, через которые протекает ток. Можно попробовать коротко описать принцип работы. При подаче напряжения на управляющий выход, коммутируется цепь через анод-коллектор. То есть, он сравним с транзистором. Только с той разницей, что у транзистора величина пропускаемого тока зависит от поданного на управляющий вывод напряжения. А тиристор либо полностью открыт, либо полностью закрыт.

Внешний вид

Внешний вид тиристора зависит от даты его производства. Элементы времен Советского Союза — металлические, в виде «летающей тарелки» с тремя выводами. Два вывода — катод и управляющий электрод — находятся на «дне» или «крышке» (это с какой стороны смотреть). Причем электрод управления меньше по размерам. Анод может находиться с противоположной стороны от катода, или торчать вбок из-под шайбы, которая есть на корпусе.

Два вида тиристоров — современные и советские, обозначение на схемах

Современные тиристоры выглядят по-другому. Это небольшой пластиковый прямоугольник с металлической пластиной сверху и тремя выводами-ножками снизу. В современном варианте есть одно неудобство: надо смотреть в описании какой из выводов анод, где катод и управляющий электрод. Как правило, первый — анод, затем катод и крайний правый — это электрод. Но это как правило, то есть, не всегда.

Принцип работы

По принципу действия, тиристор можно еще сравнить с диодом. Пропускать ток он будет в одном направлении — от анода к катоду, но происходить это будет только в состоянии «открыто». На схемах тиристор похож на диод. Также имеется анод и катод, но есть еще дополнительный элемент — управляющий электрод. Понятное дело, есть отличия и в выходном напряжении (если сравнивать с диодом).

В схемах переменного напряжения тиристор будет пропускать только одну полуволну — верхнюю. Когда приходит нижняя полуволна, он сбрасывается в состояние «закрыто».

Принцип работы тиристора простыми словами

Рассмотрим принцип работы тиристора. Стартовое состояние элемента — закрыто. «Сигналом» к переходу в состояние «открыто» является появление напряжения между анодом и управляющим выводом. Вернуть тиристор в состояние «закрыто» можно двумя способами:

  • снять нагрузку;
  • уменьшить ток ниже тока удержания (одна из технических характеристик).

В схемах с переменным напряжением, как правило, сбрасывается тиристор по второму варианту. Переменный ток в бытовой сети имеет синусоидальную форму, когда его значение приближается к нулю и происходит сброс. В схемах, питающихся от источников постоянного тока, надо либо принудительно убирать питание, либо снимать нагрузку.

То есть, работает тиристор в схемах с постоянным и переменным напряжением по-разному. В схеме постоянного напряжения, после кратковременного появления напряжения между анодом и управляющим выводом, элемент переходит в состояние «открыто». Далее может быть два варианта развития событий:

  • Состояние «открыто» держится даже после того, как напряжение анод-выход управления пропало. Такое возможно если напряжение, поданное на анод-управляющий вывод, выше чем неотпирающее напряжение (эти данные есть в технических характеристиках). Прекращается прохождение тока через тиристор, фактически только разрывом цепи или выключением источника питания. Причем выключение/обрыв цепи могут быть очень кратковременными. После восстановления цепи, ток не течет до тех пор, пока на анод-управляющий вывод снова не подадут напряжение.
  • После снятия напряжения (оно меньше чем отпирающее) тиристор сразу переходит в состояние «закрыто».

Так что в схемах постоянного тока есть два варианта использования тиристора — с удержанием открытого состояния и без. Но чаще применяют по первому типу — когда он остается открытым.

Принцип работы тиристора в схемах переменного напряжения отличается. Там возвращение в запертое состояние происходит «автоматически» — при падении силы тока ниже порога удержания. Если напряжение на анод-катод подавать постоянно, на выходе тиристора получаем импульсы тока, которые идут с определенной частотой. Именно так построены импульсные блоки питания. При помощи тиристора они преобразуют синусоиду в импульсы.

Проверка работоспособности

Проверить тиристор можно либо при помощи мультиметра, либо создав простенькую проверочную схему. Если при прозвонке иметь перед глазами технические характеристики, можно заодно проверить сопротивление переходов.

Прозвонка мультиметром

Для начала разберем прозвонку мультиметром. Переводим прибор в режим прозвонки.

Обратите внимание, что величина сопротивления у разных серий разная — на это не стоит обращать особого внимания. Если хотите проверить и сопротивление переходов, посмотрите в технических характеристиках.

На рисунке представлены схемы испытаний. Крайний справа рисунок — усовершенствованный вариант с кнопкой, которую устанавливают между катодом и управляющим выводом. Для того чтобы мультиметр зафиксировал протекающий по цепи ток, кратковременно нажимаем на кнопку.

При помощи лампочки и источника постоянного тока (батарейка тоже пойдет)

Если мультиметра нет, можно проверить тиристор при помощи лампочки и источника питания. Подойдет даже обычная батарейка или любой другой источник постоянного напряжения. Вот только напряжение должно быть достаточным для того, чтобы засветить лампочку. Потребуется еще сопротивление или обычный кусок проволоки. Из этих элементов собирается простая схема:

  • Плюс от источника питания подаем на анод.
  • К катоду подключаем лампочку, второй ее вывод подключаем к минусу источника питания. Лампочка не горит, так как термистор заперт.
  • Кратковременно (при помощи куска проволоки или сопротивления) соединяем анод и управляющий вывод.
  • Лампочка загорается и продолжает гореть, хотя перемычка убрана. Термистор остается в открытом состоянии.
  • Если выкрутить лампочку или выключить источник питания, то лампочка, естественно, погаснет.
  • Если восстановить цепь/питание, она не загорится.

Заодно с проверкой, эта схема позволяет понять принцип работы тиристора. Ведь картинка получается очень наглядной и понятной.

Виды тиристоров и их особые свойства

Полупроводниковые технологии все еще разрабатываются и совершенствуются. За несколько десятилетий появились новые разновидности тиристоров, которые имеют некоторые отличия.

  • Динисторы или диодные тиристоры. Отличаются тем, что имеют только два вывода. Открываются подачей на анод и катод высокого напряжения в виде импульса. Называют еще «неуправляемые тиристоры».
  • Тринисторы или триодные тиристоры. В них есть управляющий электрод, но управляющий импульс может подаваться:
    • На управляющий выход и катод. Название — с управлением катодом.
    • На управляющий электрод и анод. Соответственно — управление анодом.

Есть также разные виды тиристоров по способу запирания. В одном случае достаточно уменьшения анодного тока ниже уровня тока удержания. В другом случае — подается запирающее напряжение на управляющий электрод.

По проводимости

Мы говорили, что проводят тиристоры ток только в одном направлении. Обратной проводимости нет. Такие элементы называют обратно-непроводящие, но существуют не только такие. Есть и другие варианты:

  • Имеют невысокое обратное напряжение, называются обратно-проводящие.
  • С ненормируемой обратной проводимостью. Ставят в схемах, где обратное напряжение возникнуть не может.
  • Симисторы. Симметричные тиристоры. Проводят ток в обоих направлениях.

Тиристоры могут работать в режиме ключа. То есть при поступлении импульса управления подавать ток на нагрузку. Нагрузка, в этом случае, рассчитывается исходя из напряжения в открытом виде. Надо также учитывать наибольшую рассеиваемую мощность. Вот в этом случае лучше выбирать металлические модели в виде «летающей тарелки». К ним удобно приделывать радиатор — для более быстрого охлаждения.

Классификация по особым режимам работы

Еще можно выделить следующие подвиды тиристоров:

  • Запираемые и незапираемые. Принцип работы тиристора незапираемого немного другой. Он находится в открытом состоянии когда плюс приложен к аноду, минус — на катоде. Переходит в закрытое состоянии при смене полярности.
  • Быстродействующие. Имеют малое время перехода из одного состояния в другое.
  • Импульсные. Очень быстро переходит из одного состояние в другое, используется в схемах с импульсными режимами работы.

Основное назначение — включение и выключение мощной нагрузки при помощи маломощных управляющих сигналов

Основная область использования тиристоров — в качестве электронного ключа, служащего для замыкания и размыкания электрической цепи. В общем много привычных устройств построены на тиристорах. Например, гирлянда с бегущими огнями, выпрямители, импульсные источники тока, выпрямители и многие другие.

Характеристики и их значение

Некоторые тиристоры могут коммутировать очень большие токи, в этом случае их называют силовыми тиристорами. Они изготавливаются в металлическом корпусе — для лучшего отвода тепла. Небольшие модели с пластиковым корпусом — это обычно маломощные варианты, которые используют в малоточных схемах. Но, всегда есть исключения. Так что для каждой конкретной цели подбирают требуемый вариант. Подбирают, понятное дело, по параметрам. Вот основные:


Есть еще динамический параметр — время перехода из закрытого в открытое состояние. В некоторых схемах это важно. Может еще указываться тип быстродействия: по времени отпирания или по времени запирания.

Абсолютно любой тиристор может быть в двух устойчивых состояниях — закрыт или открыт

В закрытом состоянии он находится в состоянии низкой проводимости и ток почти не идет, в открытом, наоборот полупроводник будет находится в состоянии высокой проводимости, ток проходит через него фактически без сопротивления

Можно сказать, что тиристор это электрический силовой управляемый ключ. Но по сути управляющий сигнал может только открыть полупроводник. Чтобы запереть его обратно, требуется выполнить условия, направленные на снижение прямого тока почти до нуля.

Структурно тиристор представляет последовательность четырех, слоев p и n типа, образующих структуру р-n-р-n и соединенных последовательно.

Одна из крайних областей, на которую подключают положительный полюс питания называют анод , р – типа
Другая, к которой подсоединяют отрицательное полюс напряжения, называют катод , – n типа
Управляющий электрод подключен к внутренним слоям.

Для того чтоб разобраться с работой тиристора рассмотрим несколько случаев, первый: напряжение на управляющий электрод не подается , тиристор подсоединен по схеме динистора – положительное напряжение поступает на анод, а отрицательное на катод, смотри рисунок.

В этом случае коллекторный p-n-переход тиристора находится в закрытом состоянии, а эмиттерный – открыт. Открытые переходы имеют очень низкое сопротивление, поэтому почти все напряжение, следующее от источника питания, приложено к коллекторному переходу, из-за высокого сопротивления которого протекающий через полупроводниковый прибор ток имеет очень низкое значение.

На графике ВАХ это состояние актуально для участка отмеченного цифрой 1 .

При увеличении уровня напряжения, до определенного момента ток тиристора почти не растет. Но достигая условного критического уровня — напряжение включения U вкл , в динисторе появляются факторы, при которых в коллекторном переходе начинается резкий рост свободных носителей заряда, которое почти сразу же носит лавинный характер . В результате происходит обратимый электрический пробой (на представленном рисунке – точка 2). В p -области коллекторного перехода появляется избыточная зона накопленных положительных зарядов, в n -области, наоборот происходит накопление электронов. Рост концентрации свободных носителей заряда приводит к падению потенциального барьера на всех трех переходах , через эмиттерные переходы начинается инжекция носителей заряда. Лавинообразный характер еще сильнее увеличивается, и приводит к переключению коллекторного перехода в открытое состоянии. Одновременно увеличивается ток по всем областям полупроводника, в результате происходит падением напряжения между катодом и анодом, показанный на графике выше отрезком отмеченным цифрой три. В этот момент времени динистор обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением. На сопротивлении R n растет напряжение и полупроводник переключается.

После открытия коллекторного перехода ВАХ динистора становится такой же, как на прямой ветви — отрезок №4. После переключения полупроводникового прибора, напряжение снижается до уровня одного вольта. В дальнейшем увеличение уровня напряжения или снижение сопротивления приведет к увеличению выходного тока, один в один, как и работе диода при его прямом включении. Если же уровень напряжение питания снизить, то высокое сопротивление коллекторного перехода, практически мгновенно восстанавливается, динистор закрывается, ток резко падает .

Напряжение включения U вкл , можно настраивать, внося в любой из промежуточных слоев, рядом с к коллекторным переходом, неосновные, для него носители заряда.

С этой целью используется специальный управляющий электрод , запитываемый от дополнительного источника, с которого следует управляющее напряжение – U упр . Как хорошо видно из графика – при росте U упр напряжение включения снижается.

Основные характеристики тиристоров

U вкл напряжение включения – при нем осуществляется переход тиристора в открытое состояние
U o6p.max – импульсное повторяющееся обратное напряжение при нем происходит электрический пробой p-n перехода. Для многих тиристоров будет верно выражение U o6p.max . = U вкл
I max — максимально допустимое значение тока
I ср — среднее значение тока за период U np — прямое падение напряжения при открытом тиристоре
I o6p.max — обратный максимальный ток начинающий течь при приложении U o6p.max , за счет перемещения неосновных носителей заряда
I удерж ток удержания – значение анодного тока, при котором осуществляется запирание тиристора
P max — максимальная рассеиваемая мощность
t откл — время отключения необходимое для запирания тиристора

Запираемые тиристоры — имеет классическую четырехслойную p-n-p-n структуру, но при этом обладает рядом конструктивных особенностей, дающих такую функциональную возможность, как полная управляемость. Благодаря такому воздействию от управляющего электрода, запираемые тиристоры могут переходить не только в открытое состояние из закрытого, но и из открытого в закрытое. Для этого на управляющий электрод поступает напряжение, противоположное тому, которое ранее открывает тиристор. Для запирания тиристора на управляющей электрод следует мощный, но короткий по длительности импульс отрицательного тока. При применении запираемых тиристоров следует помнить, что их предельные значения на 30% ниже, чем у обычных. В схемотехнике, запираемые тиристоры активно применяются в роли электронных ключей в преобразовательной и импульсной технике.

В отличие от своих четырехслойных родственников — тиристоров, они имеют пятислойную структуру.


Благодаря такой структуре полупроводника они имеют возможность пропускать ток в обоих направлениях – как от катода к аноду, так и от анода к катоду, а на управляющий электрод поступает напряжение обоих полярностей. Благодаря этому свойству вольт-амперная характеристика симистора имеет симметричный вид в обоих осях координат. Узнать о работе симистора вы можете из видеоурока, по ссылке ниже.


Принцип работы симистора

Если у стандартного тиристора имеются анод и катод то электроды симистора так описать нельзя т.к каждый уго электрод является и анодом и катодом одновременно. Поэтому симистор способен пропускать ток в обоих направлениях. Именно поэтому он отлично работает в цепях переменного тока.

Очень простой схемой, поясняющей принцип симистора является регулятор симисторный регулятор мощности.


После подачи напряжения на один из выводов симистора поступает переменное напряжение. На электрод, являющийся управляющим с диодного моста поступает отрицательное управляющее напряжение. При превышении порога включения симистор отпирается и ток поступает в подключенную нагрузку. В момент времени, когда на входе симистора меняется полярность напряжения он запирается. Затем алгоритм повторяется.

Чем выше уровень управляющего напряжения тем быстрее срабатывает симистор и длительность импульса на нагрузке увеличивается. При снижении уровня управляющего напряжения длительность импульсов на нагрузке также снижается. На выходе симисторного регулятора напряжение будет пилообразной формы с регулируемой длительностью импульса. Таким образом, регулируя управляющее напряжение мы можем изменять яркость лампочки накаливания или температуру жала паяльника подключенных в качестве нагрузки.

Итак симистор управляется как отрицательным так и положительным напряжением. Давайте выделим его минусы и плюсы.

Плюсы: низкая стоимость, большой срок службы, отсутствие контактов и, как следствие, отсутствие искрения и дребезга.
Минусы: достаточно чувствителен к перегреву и его обычно монтируют на радиаторе. Не работает на высоких частотах, так как не успевает переходить из открытого состояния в закрытое. Реагирует на внешниепомехи, вызывающие ложное срабатывание.

Следует также упомянуть о особенностях монтажа симисторов в современной электронной техники.

При малых нагрузках или если в ней протекают короткие импульсные токи, монтаж симисторов можно осуществлять без теплоотводящего радиатора. Во всех остальных случаях – его наличие строго обязательно.
К теплоотводу тиристор может фиксироваться крепежным зажимом или винтом
Для снижения вероятности ложного срабатывания из-за шумов, длина проводов должна быть минимальна. Для подсоединения рекомендуется использовать экранированный кабель или витую пару.

Или оптотиристоры специализированные полупроводники, конструктивной особенностью которого является наличие фотоэлемента, который является управляющим электродом.

Современной и перспективной разновидностью симистора являетсяо оптосимистор. Вместо управляющего электрода в корпусе имеется светодиод и управление происходит с помощью изменения напряжения питания на светодиоде. При попадании светового потока задонной мощности фотоэлемент переключает тиристор в открытое положение. Самой основной функцией в оптосимисторе является то, что между цепью управления и силовой имеется полная гальваническая развязка. Это создает просто отличный уровень и надежности конструкции.

Силовые ключи . Одним из главных моментов, влияющих на востребованность таких схем, служит низкая мощность, которую способен рассеять тиристор в схемах переключения. В запертом состоянии мощность практически не расходуется, т.к ток близок к нулевым значениям. А в открытом состоянии рассеиваемая мощность невелика благодаря низким значениям напряжения

Пороговые устройства – в них реализуется главное свойство тиристоров – открываться при достижении напряжением нужного уровня. Это используется в фазовых регуляторах мощности и релаксационных генераторах

Для прерывания и включения-выключения используются запирающие тиристоры. Правда, в данном случае схемам необходима определенная доработка.

Экспериментальные устройства – в них применяется свойство тиристора обладать отрицательным сопротивление, находясь в переходном режиме

Принцип работы и свойства динистора, схемы на динисторах

Динистор это разновидность полупроводниковых диодов относящихся к классу тиристоров. Динистор состоит из четырех областей различной проводимости и имеет три p-n перехода. В электроники он нашел довольно ограниченное применение, ходя его можно найти в конструкциях энергосберегающих ламп под цоколь E14 и E27, где он применяется в схемах запуска. Кроме того он попадается в пускорегулирующих аппаратах ламп дневного света.

В переключательных схемах часто используется тиристор, принцип работы которого напоминает электронный ключ. Он представляет собой полупроводниковый прибор, имеющий три или несколько взаимодействующих выпрямляющих переходов. Однако тиристор не способен перейти в состояние закрытого типа, поэтому его называют ключом, который является не полностью управляемым.

Устройство и виды полупроводниковых приборов

Прежде чем рассматривать принцип работы тиристоров в цепях, необходимо разобраться с тем, как они устроены, какие виды существуют. Состоят они из четырех последовательно соединенных слоев, которые имеют разный тип проводимости. С внешней стороны есть контакты — анод и катод. Приборы могут обладать двумя управляющими электродами, прикрепленными к внутренним слоям. Изменения состояния удается добиться за счет подачи сигнала непосредственно на проводник.

Различают два основных вида тиристоров:

  1. Динисторы представляют собой диодные полупроводниковые приборы. В данном случае открывание осуществляется посредством подачи высокого напряжения между контактами.
  2. Тринисторы — это триодные аналоги. Их удается открывать за счет воздействия управляющего тока на электрод.

Процесс запирания может производиться двумя способами. Первый из них подразумевает снижение электрического тока ниже уровня удержания. Вариант применим для всех видов тиристоров. Второй способ заключается в нагнетании запирающего напряжения непосредственно на управляющий контакт. Он используется только для тринисторов запираемого типа.

Возможность обратной проводимости

Рассматривая принцип работы тиристора, следует понимать, что элементы могут быть классифицированы по обратному напряжению.

Всего существует четыре варианта изделий:

  1. Обратно-проводящие приборы обладают небольшим обратным напряжением. Оно составляет всего несколько вольт.
  2. Элементы, не проводящие напряжение в обратном направлении в закрытом состоянии.
  3. Симисторы представляют собой симметричные приборы, которые коммутируют электрические токи в том или ином направлении.
  4. Изделия с ненормированным напряжением обратного направления.

Используя симисторы, необходимо помнить, что они функционируют симметрично лишь на первый взгляд. При подаче отрицательного (на анод) и положительного (на управляющий электрод) напряжения они не способны открываться, а в некоторых случаях могут выходить из строя.

В электронике симисторы относят к управляемым тиристорам, принцип работы которых заключается в коммутации цепей переменного тока. При проектировании таких схем, необходимо изучать документацию конкретного изделия, чтобы определить, какие сигналы допустимы. Отдельные виды симисторов могут иметь некоторые ограничения.

Работа в цепи постоянного тока

Если объяснять принцип работы тиристора простым языком, то он заключается во включении полупроводникового прибора посредством подачи импульса электрического тока непосредственно в цепь управления положительной полярности. На продолжительность переходного процесса существенно влияет характер производимой нагрузки, а также другие факторы:

  • скорость и амплитуда созданного импульса;
  • температура полупроводниковой конструкции;
  • передаваемое напряжение;
  • ток нагрузки.

В цепи с тиристором при увеличении прямого напряжения не должно фиксироваться завышенных значений скорости нарастания. В противном случае может происходить непреднамеренное включение прибора без подачи сигнала. Однако крутизна производимого импульса не должна быть низкой.

Выключение элементов может происходить естественным или принудительным образом. В первом случае коммутация в системах переменного тока осуществляется в момент падения электрического тока до минимума. Что касается вариантов принудительного выключения, то оно может быть весьма разнообразным:

  1. Подключение специализированной цепи с наличием заряженного конденсатора вызывает возникновение разряда на проводящий элемент. Встречный поток снижает ток до нуля, поэтому прибор выключается.
  2. Подключение контура, вызывающего колебательный разряд, позволяет пропустить электричество через тиристор на встречу прямому току. При достижении равновесия происходит выключение.
  3. Переходный процесс может вызываться при оказании комплексной нагрузки. При наличии определенных параметров возникает колебательный характер, подразумевающий изменение полярности.

Функционирование в цепи переменного тока

Теперь следует рассмотреть принцип работы тиристора в цепи, которая пропускает переменный ток. При его внедрении можно производить включение и отключение электрических сетей с активной нагрузкой, а также осуществлять изменение среднего и текущего значений тока путем регулировки подачи сигнала.

Не новость даже для чайников — принцип работы тиристора заключается в пропускании электричества в одном направлении, поэтому в цепях с переменным током осуществляется встречно-параллельное включение. Значения могут варьироваться путем изменения самого момента подачи на приборы открывающих сигналов. Углы регулируются за счет системы управления.

  1. Фазовый метод регулировки с принудительной коммутацией предполагает применение специальных узлов.
  2. Широтно-импульсное управление подразумевает отсутствие сигнала в закрытом состоянии и его наличие в открытом положении, когда к нагрузке приложено определенное напряжение.

Режим обратного запирания

Рассказывая о принципе работы триодного тиристора, нельзя не отметить, что оно может работать в разных режимах. При обратном запирании непосредственно к аноду полупроводника приложено отрицательное напряжение по отношению к катодному контакту. Переходы при таком варианте смещены в противоположном направлении.

Существуют факторы, ограничивающие применение подобного режима. Первый из них — это лавинный пробой, а второй — прокол обедненной области. Это объясняется тем, что существенная часть напряжения снижается на одном из переходов. Возникает их смыкание или происходит пробой.

Режим прямого запирания

Принцип работы тиристора в режиме прямого запирания предполагает обратное смещение одного из переходов. Противоположные слои сдвинуты в прямом направлении. Основная часть приложенного напряжения снижается на единичном переходе. Через остальные слои в соприкасающиеся области инжектируются носители, позволяющие уменьшить сопротивление на проводящем элементе. Происходит увеличение проходящего тока. Падение напряжения уменьшается.

Увеличение прямого напряжения приводит к медленному росту электрического тока. В таком режиме полупроводник считается запертым, что связано с повышенным сопротивлением единичного перехода. При некотором показателе напряжения процесс начинает приобретать лавинообразный характер. Прибор переходит во включенное состояние, в нем устанавливается электрический ток, который зависит от источника и сопротивления цепи.

Двухтранзисторная модель

Для объяснения устройства и принципа работы тиристора в режиме прямого запирания применяется двухтранзисторная модель. Данный полупроводниковый прибор можно рассматривать как два совмещенных транзистора с противоположными выводами. Переход в центре используется в качестве коллектора дырок и электронов, которые инжектируются определенными переходами.

Соотношения не изменяются при протекании токов в противоположном направлении. При повышении коэффициента в замкнутой петле происходит лавинообразный процесс, подразумевающий увеличение тока непосредственно через структуру. Электрический ток ограничен лишь сопротивлением наружной цепи.

Чем различаются динисторы и тринисторы

Принципиальных отличий между характеристиками и принципом работы тиристоров нельзя найти. Однако открытие динистора производится при наличии определенного напряжения между двумя основными выводами. Оно зависит от типа используемого устройства. В случае с тринистором напряжение открытия удается снизить принудительным образом. Это можно сделать, если подать импульс электрического тока необходимой величины непосредственно на управляющий электрод. Тринисторы получили наибольшее распространение среди приборов из категории тиристоров.

Основные характеристики

При выборе тиристоров обращают внимание на определенные параметры:

  1. Напряжение включения позволяет перевести полупроводниковый прибор в рабочее состояние.
  2. Временной интервал задержки запуска и остановки изделия.
  3. Уровень обратного тока при максимальном значении обратного напряжения.
  4. Показатель общей рассеивающей мощности.
  5. Прямое напряжение при предельном токе анода.
  6. Пиковый ток электрода, обеспечивающего управление.
  7. Обратное напряжение в закрытом состоянии.
  8. Максимальный открытый ток в открытом положении.

При выборе тиристора не следует забывать о предназначении прибора. На это непосредственное влияние оказывает временной интервал перехода в открытое или закрытое состояние. Как правило, период включения является более коротким, чем промежуток выключения.

Схемы с применением тиристоров

Тиристорные схемы подразделяются на четыре категории:

  1. Пороговые изделия используют возможности перехода полупроводников из одного положения в другое при наличии определенного напряжения. К таковым относятся генераторы колебаний и фазовые регуляторы нагрузки.
  2. Силовые ключи отличаются низкой мощностью. Ток рассеивается элементами в переключательных схемах в открытом состоянии. В закрытом положении электричество не пропускается.
  3. Коммутация постоянного напряжения вполне возможна при использовании приборов с большой мощностью. Есть несколько способов, позволяющих закрывать незапираемые элементы.
  4. Некоторые экспериментальные устройства работают с применением полупроводниковых приборов в переходных режимах, где имеются участки с отрицательным уровнем сопротивления.

В качестве заключения

Чаще всего рассказывают о принципах работы тиристоров для студентов специализированных училищ, которые готовят специалистов в области электротехники. Однако не помешает изучить информацию об устройстве и функционировании универсальных полупроводниковых приборов простым людям, проявляющим интерес к проектированию различных электрических схем.

Тиристоры для чайников

Добрый вечер хабр. Поговорим о таком приборе, как тиристор. Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или больше взаимодействующих выпрямляющих перехода. По функциональности их можно соотнести к электронным ключам. Но есть в тиристоре одна особенность, он не может перейти в закрытое состояние в отличие от обычного ключа. Поэтому обычно его можно найти под названием — не полностью управляемый ключ.

На рисунке представлен обычный вид тиристора. Состоит он из четырех чередующихся типов электро-проводимости областей полупроводника и имеет три вывода: анод, катод и управляющего электрод.
Анод — это контакт с внешним p-слоем, катод — с внешним n-слоем.
Освежить память о p-n переходе можно тут.

Классификация

В зависимости от количества выводов можно вывести классификацию тиристоров. По сути все очень просто: тиристор с двумя выводами называется динисторами (соответственно имеет только анод и катод). Тиристор с тремя и четырьмя выводами, называются триодными или тетродными. Также бывают тиристоры и с большим количеством чередующихся полупроводниковых областей. Одним из самых интересных является симметричный тиристор (симистор), который включается при любой полярности напряжения.

Принцип работы


Обычно тиристор представляют в виде двух транзисторов, связанных между собой, каждый из которых работает в активном режиме.

В связи с таким рисунком можно назвать крайние области — эмиттерными, а центральный переход — коллекторным.
Чтобы разобраться как работает тиристор стоит взглянуть на вольт-амперную характеристику.

К аноду тиристора подали небольшое положительное напряжение. Эмиттерные переходы включены в прямом направлении, а коллекторный в обратном. (по сути все напряжение будем на нем). Участок от нуля до единицы на вольт-амперной характеристике будет примерно аналогичен обратной ветви характеристики диода. Этот режим можно назвать — режимом закрытого состояния тиристора.
При увеличении анодного напряжения происходит происходит инжекция основных носителей в области баз, тем самым происходит накопление электронов и дырок, что равносильно разности потенциалов на коллекторном переходе. С увеличением тока через тиристор напряжение на коллекторном переходе начнет уменьшаться. И когда оно уменьшится до определенного значения, наш тиристор перейдет в состояние отрицательного дифференциального сопротивления (на рисунке участок 1-2).
После этого все три перехода сместятся в прямом направлении тем самым переведя тиристор в открытое состояние (на рисунке участок 2-3).
В открытом состоянии тиристор будет находится до тех пор, пока коллекторный переход будет смещен в прямом направлении. Если же ток тиристора уменьшить, то в результате рекомбинации уменьшится количество неравновесных носителей в базовых областях и коллекторный переход окажется смещен в обратном направлении и тиристор перейдет в закрытое состояние.
При обратном включении тиристора вольт-амперная характеристика будет аналогичной как и у двух последовательно включенных диодов. Обратное напряжение будет ограничиваться в этом случае напряжением пробоя.

Общие параметры тиристоров

1. Напряжение включения — это минимальное анодное напряжение, при котором тиристор переходит во включенное состояние.
2. Прямое напряжение — это прямое падение напряжения при максимальном токе анода.
3. Обратное напряжение — это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии.
4. Максимально допустимый прямой ток — это максимальный ток в открытом состоянии.
5. Обратный ток — ток при максимальной обратном напряжении.
6. Максимальный ток управления электрода
7. Время задержки включения/выключения
8. Максимально допустимая рассеиваемая мощность

Заключение

Таким образом, в тиристоре существует положительная обратная связь по току — увеличение тока через один эмиттерный переход приводит к увеличению тока через другой эмиттерный переход.
Тиристор — не полностью управляющий ключ. То есть перейдя в открытое состояние, он остается в нем даже если прекращать подавать сигнал на управляющий переход, если подается ток выше некоторой величины, то есть ток удержания.

Источники:
ru.wikipedia.org
electricalschool.info

Автор: ximet

Источник

Что такое симистор? Подробное описание структуры, принципа работы, ВАХ полупроводника

Тиристоры нашли широкое применение в полупроводниковых устройствах и преобразователях. Различные источники питания, частотные преобразователи, регуляторы, возбудительные устройства для синхронных двигателей и много других устройств строились на тиристорах, а в последнее время их вытесняют преобразователи на транзисторах. Основной задачей для тиристора является включение нагрузки в момент подачи управляющего сигнала. В этой статье мы рассмотрим, как управлять тиристорами и симисторами.

Определение

Тиристор (тринистор) – это полупроводниковый полууправляемый ключ. Полууправляемый – значит, что вы можете только включать тиристор, отключается он только при прерывании тока в цепи или если приложить к нему обратное напряжение.

Он, подобно диоду, проводит ток только в одном направлении. То есть для включения в цепь переменного тока для управления двумя полуволнами нужно два тиристора, для каждой по одному, хотя не всегда. Тиристор состоит из 4 областей полупроводника (p-n-p-n).

Другой подобный прибор называется симистор – двунаправленный тиристор. Его основным отличием является то, что ток он может проводить в обе стороны. Фактически он представляет собой два тиристора соединённых параллельно навстречу друг другу.

Основные характеристики

Как и любых других электронных компонентов у тиристоров есть ряд характеристик:

Падение напряжения при максимальном токе анода (VT или Uос).

Прямое напряжение в закрытом состоянии (VD(RM) или Uзс).

Обратное напряжение (VR(PM) или Uобр).

Прямой ток (IT или Iпр) – это максимальный ток в открытом состоянии.

Максимально допустимый прямой ток (ITSM) — это максимальный пиковый ток в открытом состоянии.

Обратный ток (IR) — ток при определенном обратном напряжении.

Постоянный ток в закрытом состоянии при определенном прямом напряжении (ID или Iзс).

Постоянное отпирающее напряжение управления (VGT или UУ).

Ток управления (IGT).

Максимальный ток управления электрода IGM.

Максимально допустимая рассеиваемая мощность на управляющем электроде (PG или Pу)

Принцип работы

Когда на тиристор подают напряжение он не проводит ток. Есть два способа включит его – подать напряжение между анодом и катодом достаточное для открытия, тогда его работа ничем не будет отличаться от динистора.

Другой способ – это подать кратковременный импульс на управляющий электрод. Ток открытия тиристора лежит в пределах 70-160 мА, хотя на практике эта величина, как и напряжение которое нужно приложить к тиристору зависит от конкретной модели и экземпляра полупроводникового прибора и даже от условий, в которых он работает, таких, например, как температура окружающей среды.

Кроме управляющего тока, есть такой параметр как ток удержания – это минимальный ток анода для удержания тиристора в открытом состоянии.

После открытия тиристора управляющий сигнал можно отключать, тиристор будет открыт до тех пор, пока через него протекает прямой ток и подано напряжение. То есть в цепи переменного тиристор будет открыт в течении той полуволны напряжение которой смещает тиристор в прямом направлении. Когда напряжение устремится к нулю, снизится и ток. Когда ток в цепи упадет ниже величины тока удержания тиристора – он закроется (выключится).

Полярность управляющего напряжения должна совпадать с полярностью напряжения между анодом и катодом, что вы наблюдаете на осциллограммах выше.

Управление симистором аналогично хоть и имеет некоторые особенности. Для управления симистором в цепи переменного тока нужно два импульса управляющего напряжения – на каждую полуволну синусоиды соответственно.

После подачи управляющего импульса в первой полуволне (условно положительной) синусоидального напряжения ток через симистор будет протекать до начала второй полуволны, после чего он закроется, как и обычный тиристор. После этого нужно подать еще один управляющий импульс для открытия симистора на отрицательной полуволне. Это наглядно проиллюстрировано на следующих осциллограммах.

Полярность управляющего напряжения должна соответствовать полярности приложенного напряжения между анодом и катодом. Из-за этого возникают проблемы при управлении симисторами с помощью цифровых логических схем или от выходов микроконтроллера. Но это легко решается путем установки симисторного драйвера, о чем мы поговорим позже.

Распространенные схемы управления тиристорами или симисторами

Самой распространенной схемой является симисторный или тиристорный регулятор.

Здесь тиристор открывается после того как на конденсаторе будет достаточная величина для его открытия. Момент открытия регулируется с помощью потенциометра или переменного резистора. Чем больше его сопротивление – тем медленнее заряжается конденсатор. Резистор R2 ограничивает ток через управляющий электрод.

Эта схема регулирует оба полупериода, то есть вы получаете полную регулировку мощности почти от 0% и почти до 100%. Это удалось достичь, установив регулятор в диодном мосте, таким образом регулируется одна из полуволн.

Упрощенная схема изображена ниже, здесь регулируется лишь половина периода, вторая полуволна проходит без изменения через диод VD1. Принцип работы аналогичен.

Симисторный регулятор без диодного моста позволяет управлять двумя полуволнами.

По принципу действия почти аналогична предыдущим, но построена на симисторе с её помощью регулируются уже обе полуволны. Отличия заключаются в том, что здесь импульс управления подаётся с помощью двунаправленного динистора DB3, после того как конденсатор зарядится до нужного напряжения, обычно это 28-36 Вольт. Скорость зарядки также регулируется переменным резистором или потенциометром. Такая схема реализована в большинстве бытовых диммеров.

Такие схемы регулировки напряжения называется СИФУ – система импульсного фазового управления.

На рисунке выше изображен вариант управления симистором с помощью микроконтроллера, на примере популярной платформы Arduino. Симисторный драйвер состоит из оптосимистора и светодиода. Так как в выходной цепи драйвера установлен оптосимистор на управляющий электрод всегда подаётся напряжение нужной полярности, но здесь есть некоторые нюансы.

Дело в том, что для регулировки напряжения с помощью симистора или тиристора нужно подавать управляющий сигнал в определенный момент времени, так чтобы срез фазы происходил до нужной величины. Если наугад стрелять управляющими импульсами – схема работать конечно будет, но регулировок добиться не выйдет, поэтому нужно определять момент перехода полуволны через ноль.

Что это за устройство, его обозначение

Симистор — это симметричный тиристор. В англоговорящих странах используется название triak, встречается и у нас транслитерация этого названия — триак. Понять принцип его работы несложно, если знаете как работает тиристор. Если коротко, тиристор пропускает ток только в одном направлении. И в этом он похож на диод, но ток проходит только при появлении сигнала на управляющем выводе. То есть, ток проходит только при определенных условиях. Прекращается его «подача» при снижении силы тока ниже определенного значения или разрывом цепи (даже кратковременным). Так как симистор, по сути, двусторонний тиристор, при появлении управляющего сигнала он пропускает ток в обоих направлениях направления.

В открытом состоянии симистор проводит ток в обоих направлениях.

На схеме он изображается как два включенных навстречу друг на другу тиристора с общим управляющим выводом.

Внешний вид симистора и его обозначение на схемах

Симистор имеет три вывода: два силовых и один управляющий. Через силовые выводы можно пропускать ток высокого напряжение, на управляющий подаются низковольтные сигналы. Пока на управляющем выводе не появится потенциал, ток не будет протекать ни в одном направлении.

Полупроводниковая структура симистора

Структура симистора состоит из пластины, состоящей из чередующихся слоев с электропроводностями p- и n- типа и из контактов электродов основного и управляющего действия.

. Всего в структуре полупроводника содержится пять слоев p- и n-типа. Область между слоями называется p-n-переходом, который обладает нелинейной ВАХ с небольшим сопротивлением в обратном направлении, где минус – это n-слой, а плюс – p-слой и высокое значение сопротивления в обратном направлении. Пробой p-n-перехода происходит при напряжении равном несколько тысяч вольт.

Во время включения симистора в прямом направлении в работу вступает правая половина структуры. Левая область структуры выключена, она считается для тока, с обладанием очень высоким сопротивлением. Характеристики симистора динамического и статического плана при его действии в прямом направлении, при поступлении положительного управляющего сигнала соответствуют аналогичным характеристикам тиристора, работающего в прямом направлении.

Рис. №4. Структура симистора, включенного в обратном направлении. По этой схеме к СЭУ прилагается напряжение со знаком плюс, относительно СЭ, а pn-переходы j2 и j4 подключаются в прямом, а pn-переходы j1 и j3 – в обратную сторону. Благодаря этому структура может рассматриваться, как структура тиристора, подключенная в обратном направлении, не принимающая участие в работе по пропусканию тока. В этом случае действие прибора определяется при помощи левой части структуры и представляет собой обратно ориентированную pnpn структуру с добавочным пятым слоем n0 , который граничит со слоем p1.

Где используется и как выглядит

Чаще всего симистор используется для коммутации в цепях переменного тока (подачи питания на нагрузку). Это удобно, так как при помощи напряжения малого номинала можно управлять высоковольтным питанием. В некоторых схемах ставят симистор вместо обычного электромеханического реле. Плюс очевиден — нет физического контакта, что делает включение питания более надежным. Второе достоинство — относительно невысокая цена. И это при значительном времени наработки и высокой надежности схемы.

Минусы тоже есть. Приборы могут сильно нагреваться под нагрузкой, поэтому необходимо обеспечить отвод тепла. Мощные симисторы (называют обычно «силовые») монтируются на радиаторы. Еще один минус — напряжение на выходе симистора пилообразное. То есть подключаться может только нагрузка, которая не предъявляет высоких требований к качеству электропитания. Если нужна синусоида, такой способ коммутации не подходит.

Заменить симистор можно двумя тиристорами. Но надо правильно подобрать их по параметрам, да и схему управления придется переделывать — в таком варианте управляющих вывода два

По внешнему виду отличить тиристор и симистор нереально. Даже маркировка может быть похожей — с буквой «К». Но есть и серии, у которых название начинается с «ТС», что означает «тиристор симметричный». Если говорить о цоколевке, то это то, что отличает тиристор от симистора. У тиристора есть анод, катод и управляющий вывод. У симистора названия «анод» и «катод» неприменимы, так как вывод может быть и катодом, и анодом. Так что их обычно называют просто «силовой вывод» и добавляют к нему цифру. Тот который левее — это первый, который правее — второй. Управляющий электрод может называться затвором (от английского слова Gate, которым обозначается этот вывод).

Особенности

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

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

В число недостатков приборов входят следующие особенности:

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


Симистор с креплением под радиатор

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

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

Принцип работы симистора

Давайте разберем, как работает симистор на примере простой схемы, в которой переменное напряжение подается на нагрузку через электронный ключ на базе этого элемента. В качестве нагрузки представим лампочку — так удобнее будет объяснять принцип работы.

Схема реле на симисторе (триаке)

В исходном положении прибор находится в запертом состоянии, ток не проходит, лампочка не горит. При замыкании ключа SW1 питание подается на на затвор G. Симистор переходит в открытое состояние, пропускает через себя ток, лампочка загорается. Поскольку схема работает от сети переменного напряжения, полярность на контактах симистора постоянно меняется. Вне зависимости от этого, лампочка горит, так как прибор пропускает ток в обоих направлениях.

При использовании в качестве питания источника переменного напряжения, ключ SW1 должен быть замкнуть все время, пока необходимо чтобы нагрузка была в работе. При размыкании контакта во время очередной смены полярности цепь разрывается, лампочка гаснет. Зажжется она снова только после замыкания ключа.

Если в той же схеме использовать источник постоянного тока, картина изменится. После того как ключ SW1 замкнется, симистор откроется, потечет ток, лампочка загорится. Дальше этот ключ может возвращаться в разомкнутое состояние. При этом цепь питания нагрузки (лампочки) не разрывается, так как симистор остается в открытом состоянии. Чтобы отключить питание, надо либо понизить ток ниже величины удержания (одна из технических характеристик), либо кратковременно разорвать цепь питания.

Использование симистора

Симистор представляется настолько гибким и универсальным устройством, что благодаря его свойству переключения в проводящее состояние запускаемым импульсом с положительным или отрицательным знаком, который не зависит от источника проявляющего свойства мгновенной полярности. По сути названия анод и катод для прибора не имеют большой актуальности.

  1. Одно из популярных и простейших сфер использования симистора может считаться его применение в качестве твердотельного реле. Для него характерно малое значение пускового тока достаточного для нагрузки с большими токами. Функцию ключа в таком устройстве может играть геркон, или обладающее большой чувствительностью термореле и прочие контактные пары с током до 50мА, при этом величина тока нагрузки может ограничиваться исключительно показателями, на которые рассчитан симистор.

Рис.№5. Схема твердотельного реле с использованием симистора.

  1. Не менее широко использование симистора в качестве регулятора интенсивности освещения и управления скоростью вращения электромотора. Схема построена на использовании запускающих элементов, которые устанавливаются RC-фазовращателем, такой элемент, как потенциометр регулирует интенсивность освещения, а резистор служит для ограничения тока нагрузки. Формирование импульсов выполняется с помощью динистора. После пробоя в динисторе, который происходит в результате разности потенциалов на конденсаторе, импульс разряда конденсатора, возникающий мгновенно включает симистор.

Рис. №6. Схема регулирования света с использованием симистора с фазовым управлением.

  1. Управление мощностью в нагрузке с использованием в схеме добавочной RC-цепочки, что дает большой фазовый сдвиг, который облегчает задачу по управлению мощности.

Сигналы управления

Управляется симистор не напряжением, а током. Для открытия на затвор надо подать ток определенного уровня. В характеристиках указан минимальный ток открывания — вот это и есть нужная величина. Обычно ток открывания совсем небольшой. Например, для коммутации нагрузки на 25 А, подается управляющий сигнал порядка 2,5 мА. При этом, чем выше напряжение, подаваемое на затвор, тем быстрее открывается переход.

Схема подачи напряжения для управления симистором

Чтобы перевести симистор в открытое состояние, напряжение должно подаваться между затвором и условным катодом. Условным, потому что в разные моменты времени, катодом является то один силовой выход, то другой.

Полярность управляющего напряжения, как правило, должна быть либо отрицательной, либо должна совпадать с полярностью напряжения на условном аноде. Поэтому часто используется такой метод управления симистором, при котором сигнал на управляющий электрод подаётся с условного анода через токоограничительный резистор и выключатель. Управлять симистором часто удобно, задавая определённую силу тока управляющего электрода, достаточную для отпирания. Некоторые типы симисторов (так называемые четырёхквадрантные симисторы) могут отпираться сигналом любой полярности, хотя при этом может потребоваться больший управляющий ток (а именно, больший управляющий ток требуется в четвёртом квадранте, то есть когда напряжение на условном аноде имеет  отрицательную полярность, а на управляющем электроде —  положительную).

Как проверить симистор

Привычка проверять все элементы пред пайкой приходит с годами. Проверить симистор можно при помощи мультиметра и при помощи небольшой проверочной схемы с батарейкой и лампочкой. В любом случае надо сначала разобраться, как располагаются выводы на вашем приборе. Сделать это можно по цоколевке каждой конкретной серии. Для этого в поисковик забиваем маркировку, которая есть на корпусе. В некоторых случаях можно добавить «цоколевка». Если есть русскоязычные описания, будет несколько проще. Если на русском информации нет, придется искать в интернете. Заменяем слово «цоколевка» словом «datasheet». Иногда можно ввести русскими буквами «даташит». В переводе это «техническая спецификация». По имеющимся в описании таблицам и рисункам легко понять, где расположены силовые выходы (T1 и T2), а где затвор (G).

Пример цоколевки. Все можно понять и без знания языка

С мультиметром

Проверка мультиметром симистора основана на принципе его работы. Берем обычный мультиметр, ставим его в положение прозвонки. Силовые выходы между собой должны звониться в обоих направлениях. Прикасаемся щупами к выходам Т1 и Т2. На экране должны высвечиваться цифры. Это сопротивление перехода. Если поменять щупы местами, сопротивление может измениться, но ни обрыва, ни короткого быть не должно.

Проверяем мультиметром

Зато между затвором и силовыми выходами должен быть «обрыв» (бесконечно большое сопротивление). То есть, «звониться» они не должны при любом расположении щупов. Проверив сопротивление между разными выводами, можно сделать вод о работоспособности симистора.

С лампочкой и батарейкой

Для проверки симистора без мультиметра придется собрать простенькую проверочную схему с питанием от девятивольтовой батарейки «Крона». Нужны будут три провода длиной около 20 см. Провода желательно гибкие, многожильные. Проще, если они будут разных цветов. Лучше всего красный, синий и любой другой. Пусть будет желтый. Синий разрезаем пополам, припаиваем лампочку накаливания на 9 В (или смотрите по напряжению, которое выдает ваша батарейка). Один кусок провода на резьбу, другой — на центральный вывод с нижней части цоколя. Чтобы работать было удобнее, на каждый провод лучше припаять «крокодилы» — пружинные зажимы.

Как проверить симистор без мультиметра

Собираем схему. Подключаем провода в таком порядке:

  • Красный одним концом на плюс кроны, вторым — на вывод Т1.
  • Синий — на минус кроны и на Т2.
  • Желтый провод одним краем цепляем к затвору G.

После того как собрали схему, лампочка не должна гореть. Если она горит, симистор пробит. Если не горит, проверяем дальше. Свободным концом желтого провода кратковременно прикасаемся к Т2. Лампочка должна загореться. Это значит, что симметричный тиристор открылся. Чтобы его закрыть, надо коснуться проводом вывода Т1. Если все работает, прибор исправен.

Как проверить работоспособность симистора?

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

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

Алгоритм проверки омметром:

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

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

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

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

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


Схема простого тестера для симисторов

Обозначения:

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

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

Алгоритм проверки:

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

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


Схема для проверки тиристоров и симисторов

Обозначения:

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

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

Тестирование тринисторов производится следующим образом:

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

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

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

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

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

Как избежать ложных срабатываний

Так как для срабатывания симистора достаточно небольшого потенциала, возможны ложные срабатывания. В некоторых случаях они не страшны, но могут привести и к поломке. Поэтому лучше заранее принять меры. Есть несколько способов уменьшить вероятность ложных включений:

  • Уменьшить длину линии к затвору, соединять цепь управления — затвор и Т1 — напрямую. Если это невозможно, использовать экранированный кабель или витую пару.
  • Снизить чувствительность затвора. Для этого параллельно ставят сопротивление (до 1 кОм).

    Практически во всех схемах с симисторами в цепи затвора есть резистор, уменьшающий чувствительность прибора

  • Использовать триаки с высокой шумовой устойчивостью. В маркировке у них добавлена буква «Н», от «нечувствительный». Называют их «симисторы ряда «Н». Отличаются они тем, что минимальный ток перехода у них намного выше. Например, симистор BT139-600H имеет ток перехода IGT min =10mA.

Как уже говорили, симистор управляется током. Это дает возможность подключать его напрямую к выходам микросхем. Есть одно ограничение — ток не должен превышать максимально допустимый. Обычно это 25 мА.

Особенности монтажа

Так же как и тиристоры, симисторы при работе греются, поэтому при сборке необходимо обеспечивать отвод тепла. Если нагрузка маломощная или питание импульсное (кратковременное подключение на промежуток менее 1 сек) допускается монтаж без радиатора. В остальных случаях необходимо обеспечить качественный контакт с охлаждающим устройством.

Есть три способа фиксации симистора на радиаторе: клепка, на винте и на зажиме. Первый вариант при самостоятельном монтаже не рекомендуется, так как существует высокая вероятность повреждения корпуса. Наиболее простой способ монтажа в домашних условиях — винтовой.

Порядок монтажа симистора

Перед тем, как начинают монтаж, осматривают корпус прибора и радиатора (охладителя) на предмет царапин и сколов. Их быть не должно. Затем поверхность протирают от загрязнений чистой ветошью, обезжиривают, накладывают термопасту. После чего вставляют в отверстие с резьбой в радиаторе и зажимают шайбу. Крутящий момент должен быть 0.55Nm- 0.8Nm. То есть, необходимо обеспечить должный контакт, но перетягивать тоже нельзя, так как есть риск повредить корпус.

Схема регулятора мощности для индуктивной нагрузки на симисторе

Обратите внимание, что монтаж симистора производится до пайки. Это снижает механическую нагрузку на отводы прибора. И еще: при установке следите за тем, чтобы корпус плотно прижимался к охладителю.

Ток открытия тиристора. Двухтранзисторная модель тиристора. Отличие тиристора триодного от запираемого тиристора

Содержание:

Открытие свойств переходов полупроводников по праву можно назвать одним из важнейших в ХХ веке. В результате появились первые полупроводниковые приборы — диоды и транзисторы. А также схемы, в которых они нашли применение. Одной из таких схем является соединение двух биполярных транзисторов противоположных типов — p-n-p c n-p-n . Эта схема показана далее на изображении (б). Она иллюстрирует, что такое тиристор и принцип его действия. В ней присутствует положительная обратная связь. В результате каждый транзистор увеличивает усилительные свойства другого транзистора.

Транзисторный эквивалент

При этом любое изменение проводимости транзисторов в любом направлении лавинообразно нарастает и завершается одним из граничных состояний. Они либо заперты, либо отперты. Этот эффект называется триггерным. А по мере развития микроэлектроники оба транзистора объединили в 1958 году на одной подложке, обобщив одноименные переходы. В результате появился новый полупроводниковый прибор, названный тиристором. На взаимодействии двух транзисторов и зиждется принцип работы тиристора. В результате объединения переходов у него такое же количество выводов, как и у транзистора (а).

На схеме управляющий электрод — это база транзистора структуры n-p-n . Именно ток базы транзистора изменяет проводимость между его коллектором и эмиттером. Но управление может быть выполнено также и по базе p-n-p транзистора. Таково устройство тиристора. Выбор управляющего электрода определяют его особенности, в том числе выполняемые задачи. Например, в некоторых из них вообще не используются какие-либо управляющие сигналы. Поэтому, зачем же использовать управляющие электроды…

Динистор

Это задачи, где применяются двухэлектродные разновидности тиристоров — динисторы. В них присутствуют резисторы, соединенные с эмиттером и базой каждого транзистора. Далее на схеме это R1 и R3. Для каждого электронного прибора есть ограничения по величине приложенного напряжения. Поэтому до некоторой его величины упомянутые резисторы удерживают каждый из транзисторов в запертом состоянии. Но при дальнейшем увеличении напряжения через переходы коллектор–эмиттер появляются токи утечки.

Они подхватываются положительной обратной связью, и оба транзистора, то есть динистор, отпираются. Для желающих поэкспериментировать далее показано изображение со схемой и номиналами компонентов. Можно ее собрать и проверить рабочие свойства. Обратим внимание на резистор R2, отличающийся подбором нужного номинала. Он дополняет эффект утечки и, соответственно, напряжение срабатывания. Следовательно, динистор — это тиристор, принцип работы которого определен величиной питающего напряжения. Если оно относительно велико, он включится. Естественно интересно также узнать, как же его выключить.

Трудности выключения

С выключением тиристоров дело обстояло, как говорится, туго. По этой причине довольно длительное время виды тиристоров ограничивались только двумя выше упомянутыми структурами. До середины девяностых годов ХХ века применяются тиристоры только этих двух типов. Дело в том, что выключение тиристора может произойти лишь при запирании одного из транзисторов. Причем на определенное время. Оно определено скоростью исчезновения зарядов соответствующих отпертому переходу. Наиболее надежный способ «прибить» эти заряды — полностью отключить ток, протекающий через тиристор.

Большинство из них так и работают. Не на постоянном токе, а на выпрямленном, соответствующем напряжению без фильтрации. Оно изменяется от нуля до амплитудного значения, а затем вновь уменьшается до нуля. И так далее, соответственно частоте переменного напряжения, которое выпрямляется. В заданный момент между нулевыми значениями напряжения на управляющий электрод поступает сигнал, и тиристор отпирается. А при переходе напряжения через ноль вновь запирается.

Чтобы выключить его на постоянном напряжении и токе, при котором значение нуля отсутствует, необходим шунт, действующий определенное время. В простейшем варианте это либо кнопка, присоединенная к аноду и катоду, либо соединенная последовательно. Если прибор отперт, на нем присутствует остаточное напряжение. Нажатием кнопки оно обнуляется, и ток через него прекращается. Но если кнопка не содержит специального приспособления, и ее контакты разомкнутся, тиристор непременно снова включится.

Этим приспособлением должен быть конденсатор, подключаемый параллельно тиристору. Он ограничивает скорость нарастания напряжения на приборе. Этот параметр вызывает набольшее сожаление при использовании этих полупроводниковых приборов, поскольку понижается рабочая частота, с которой тиристор способен коммутировать нагрузку, и, соответственно, коммутируемая мощность. Происходит это явление из-за внутренних емкостей, характерных для каждой из моделей этих полупроводниковых приборов.

Конструкция любого полупроводникового прибора неизбежно образует группу конденсаторов. Чем быстрее нарастает напряжение, тем больше токи, их заряжающие. Причем они возникают во всех электродах. Если такой ток в управляющем электроде превысит некоторое пороговое значение, тиристор включится. Поэтому для всех моделей приводится параметр dU/dt.

  • Выключение тиристора, как результат перехода питающего напряжения через ноль, называется естественным. Остальные варианты выключения называются принудительными или искусственными.

Многообразие модельного ряда

Эти варианты выключения усложняют тиристорные коммутаторы и уменьшают их надежность. Но развитие тиристорного разнообразия получилось очень плодотворным.

В наше время освоено промышленное производство большого числа разновидностей тиристоров. Область их применения — не только мощные силовые цепи (в которых работают запираемый и диод-тиристор , симистор), но и цепи управления (динистор, оптотиристор). Тиристор на схеме изображается, как показано далее.

Среди них есть модели, у которых рабочие напряжения и токи самые большие среди всех полупроводниковых приборов. Поскольку промышленное электроснабжение немыслимо без трансформаторов, роль тиристоров в его дальнейшем развитии является основополагающей. Запираемые высокочастотные модели в инверторах обеспечивают формирование переменного напряжения. При этом его величина может достигать 10 кВ с частотой 10 килогерц при силе тока 10 кА. Габариты трансформаторов при этом уменьшаются в несколько раз.

Включение и выключение запираемого тиристора происходит исключительно от воздействия на управляющий электрод специальными сигналами. Полярность соответствует определенной структуре этого электронного прибора. Это одна из простейших разновидностей, именуемая как GTO. Кроме нее применяются более сложные запираемые тиристоры со встроенными управляющими структурами. Эти модели называются GCT, а также IGCT. Использование в этих структурах полевых транзисторов относит запираемые тиристоры к приборам семейства MCT.

Мы постарались сделать наш обзор информативным не только для начитанных посетителей нашего сайта, но также и для чайников. Теперь, когда мы ознакомились с тем, как работает тиристор, можно найти применение этим знаниям для практического использования. Например, в несложном ремонте бытовых электроприборов. Главное — увлекаясь работой, не забывайте о технике безопасности!

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

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

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

Способ обозначения на схемах показан на рисунке 1.

Электронный элемент имеет следующие выводы:

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

Принцип действия тиристора

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

Если говорить, как работает тиристор простым языком, то он, по аналогии с диодом, может проводить ток только в одном направлении, поэтому при его подключении нужно соблюдать правильную полярность . При подаче напряжения к аноду и катоду этот элемент будет оставаться закрытым до момента, когда на управляющий электрод будет подан соответствующий электрический сигнал. Теперь, независимо от наличия или отсутствия управляющего сигнала, он не изменит своего состояния и останется открытым.

Условия закрытия тиристора:

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

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

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

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

Схема включения

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

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

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

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

Характеристики

К основным характеристикам можно отнести следующие:

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

Типы данных электронных компонентов

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

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

Симисторы

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

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

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

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

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

В переключательных схемах часто используется тиристор, принцип работы которого напоминает электронный ключ. Он представляет собой полупроводниковый прибор, имеющий три или несколько взаимодействующих выпрямляющих переходов. Однако тиристор не способен перейти в состояние закрытого типа, поэтому его называют ключом, который является не полностью управляемым.

Устройство и виды полупроводниковых приборов

Прежде чем рассматривать принцип работы тиристоров в цепях, необходимо разобраться с тем, как они устроены, какие виды существуют. Состоят они из четырех последовательно соединенных слоев, которые имеют разный тип проводимости. С внешней стороны есть контакты — анод и катод. Приборы могут обладать двумя управляющими электродами, прикрепленными к внутренним слоям. Изменения состояния удается добиться за счет подачи сигнала непосредственно на проводник.

Различают два основных вида тиристоров:

  1. Динисторы представляют собой диодные полупроводниковые приборы. В данном случае открывание осуществляется посредством подачи высокого напряжения между контактами.
  2. Тринисторы — это триодные аналоги. Их удается открывать за счет воздействия управляющего тока на электрод.

Процесс запирания может производиться двумя способами. Первый из них подразумевает снижение электрического тока ниже уровня удержания. Вариант применим для всех видов тиристоров. Второй способ заключается в нагнетании запирающего напряжения непосредственно на управляющий контакт. Он используется только для тринисторов запираемого типа.

Возможность обратной проводимости

Рассматривая принцип работы тиристора, следует понимать, что элементы могут быть классифицированы по обратному напряжению.

Всего существует четыре варианта изделий:

  1. Обратно-проводящие приборы обладают небольшим обратным напряжением. Оно составляет всего несколько вольт.
  2. Элементы, не проводящие напряжение в обратном направлении в закрытом состоянии.
  3. Симисторы представляют собой симметричные приборы, которые коммутируют электрические токи в том или ином направлении.
  4. Изделия с ненормированным напряжением обратного направления.

Используя симисторы, необходимо помнить, что они функционируют симметрично лишь на первый взгляд. При подаче отрицательного (на анод) и положительного (на управляющий электрод) напряжения они не способны открываться, а в некоторых случаях могут выходить из строя.

В электронике симисторы относят к управляемым тиристорам, принцип работы которых заключается в коммутации цепей переменного тока. При проектировании таких схем, необходимо изучать документацию конкретного изделия, чтобы определить, какие сигналы допустимы. Отдельные виды симисторов могут иметь некоторые ограничения.

Работа в цепи постоянного тока

Если объяснять принцип работы тиристора простым языком, то он заключается во включении полупроводникового прибора посредством подачи импульса электрического тока непосредственно в цепь управления положительной полярности. На продолжительность переходного процесса существенно влияет характер производимой нагрузки, а также другие факторы:

  • скорость и амплитуда созданного импульса;
  • температура полупроводниковой конструкции;
  • передаваемое напряжение;
  • ток нагрузки.

В цепи с тиристором при увеличении прямого напряжения не должно фиксироваться завышенных значений скорости нарастания. В противном случае может происходить непреднамеренное включение прибора без подачи сигнала. Однако крутизна производимого импульса не должна быть низкой.

Выключение элементов может происходить естественным или принудительным образом. В первом случае коммутация в системах переменного тока осуществляется в момент падения электрического тока до минимума. Что касается вариантов принудительного выключения, то оно может быть весьма разнообразным:

  1. Подключение специализированной цепи с наличием заряженного конденсатора вызывает возникновение разряда на проводящий элемент. Встречный поток снижает ток до нуля, поэтому прибор выключается.
  2. Подключение контура, вызывающего колебательный разряд, позволяет пропустить электричество через тиристор на встречу прямому току. При достижении равновесия происходит выключение.
  3. Переходный процесс может вызываться при оказании комплексной нагрузки. При наличии определенных параметров возникает колебательный характер, подразумевающий изменение полярности.

Функционирование в цепи переменного тока

Теперь следует рассмотреть принцип работы тиристора в цепи, которая пропускает переменный ток. При его внедрении можно производить включение и отключение электрических сетей с активной нагрузкой, а также осуществлять изменение среднего и текущего значений тока путем регулировки подачи сигнала.

Не новость даже для чайников — принцип работы тиристора заключается в пропускании электричества в одном направлении, поэтому в цепях с переменным током осуществляется встречно-параллельное включение. Значения могут варьироваться путем изменения самого момента подачи на приборы открывающих сигналов. Углы регулируются за счет системы управления.

  1. Фазовый метод регулировки с принудительной коммутацией предполагает применение специальных узлов.
  2. Широтно-импульсное управление подразумевает отсутствие сигнала в закрытом состоянии и его наличие в открытом положении, когда к нагрузке приложено определенное напряжение.

Режим обратного запирания

Рассказывая о принципе работы триодного тиристора, нельзя не отметить, что оно может работать в разных режимах. При обратном запирании непосредственно к аноду полупроводника приложено отрицательное напряжение по отношению к катодному контакту. Переходы при таком варианте смещены в противоположном направлении.

Существуют факторы, ограничивающие применение подобного режима. Первый из них — это лавинный пробой, а второй — прокол обедненной области. Это объясняется тем, что существенная часть напряжения снижается на одном из переходов. Возникает их смыкание или происходит пробой.

Режим прямого запирания

Принцип работы тиристора в режиме прямого запирания предполагает обратное смещение одного из переходов. Противоположные слои сдвинуты в прямом направлении. Основная часть приложенного напряжения снижается на единичном переходе. Через остальные слои в соприкасающиеся области инжектируются носители, позволяющие уменьшить сопротивление на проводящем элементе. Происходит увеличение проходящего тока. Падение напряжения уменьшается.

Увеличение прямого напряжения приводит к медленному росту электрического тока. В таком режиме полупроводник считается запертым, что связано с повышенным сопротивлением единичного перехода. При некотором показателе напряжения процесс начинает приобретать лавинообразный характер. Прибор переходит во включенное состояние, в нем устанавливается электрический ток, который зависит от источника и сопротивления цепи.

Двухтранзисторная модель

Для объяснения устройства и принципа работы тиристора в режиме прямого запирания применяется двухтранзисторная модель. Данный полупроводниковый прибор можно рассматривать как два совмещенных транзистора с противоположными выводами. Переход в центре используется в качестве коллектора дырок и электронов, которые инжектируются определенными переходами.

Соотношения не изменяются при протекании токов в противоположном направлении. При повышении коэффициента в замкнутой петле происходит лавинообразный процесс, подразумевающий увеличение тока непосредственно через структуру. Электрический ток ограничен лишь сопротивлением наружной цепи.

Чем различаются динисторы и тринисторы

Принципиальных отличий между характеристиками и принципом работы тиристоров нельзя найти. Однако открытие динистора производится при наличии определенного напряжения между двумя основными выводами. Оно зависит от типа используемого устройства. В случае с тринистором напряжение открытия удается снизить принудительным образом. Это можно сделать, если подать импульс электрического тока необходимой величины непосредственно на управляющий электрод. Тринисторы получили наибольшее распространение среди приборов из категории тиристоров.

Основные характеристики

При выборе тиристоров обращают внимание на определенные параметры:

  1. Напряжение включения позволяет перевести полупроводниковый прибор в рабочее состояние.
  2. Временной интервал задержки запуска и остановки изделия.
  3. Уровень обратного тока при максимальном значении обратного напряжения.
  4. Показатель общей рассеивающей мощности.
  5. Прямое напряжение при предельном токе анода.
  6. Пиковый ток электрода, обеспечивающего управление.
  7. Обратное напряжение в закрытом состоянии.
  8. Максимальный открытый ток в открытом положении.

При выборе тиристора не следует забывать о предназначении прибора. На это непосредственное влияние оказывает временной интервал перехода в открытое или закрытое состояние. Как правило, период включения является более коротким, чем промежуток выключения.

Схемы с применением тиристоров

Тиристорные схемы подразделяются на четыре категории:

  1. Пороговые изделия используют возможности перехода полупроводников из одного положения в другое при наличии определенного напряжения. К таковым относятся генераторы колебаний и фазовые регуляторы нагрузки.
  2. Силовые ключи отличаются низкой мощностью. Ток рассеивается элементами в переключательных схемах в открытом состоянии. В закрытом положении электричество не пропускается.
  3. Коммутация постоянного напряжения вполне возможна при использовании приборов с большой мощностью. Есть несколько способов, позволяющих закрывать незапираемые элементы.
  4. Некоторые экспериментальные устройства работают с применением полупроводниковых приборов в переходных режимах, где имеются участки с отрицательным уровнем сопротивления.

В качестве заключения

Чаще всего рассказывают о принципах работы тиристоров для студентов специализированных училищ, которые готовят специалистов в области электротехники. Однако не помешает изучить информацию об устройстве и функционировании универсальных полупроводниковых приборов простым людям, проявляющим интерес к проектированию различных электрических схем.

1.1 Определение, виды тиристоров

1.2 Принцип действия

1.3 Параметры тиристоров

Глава 2. Применение тиристоров в регуляторах мощности

2.1 Общие сведения о различных регуляторах

2.2 Процесс управления напряжением при помощи тиристора

2.3 Управляемый выпрямитель на тиристоре

Глава 3. Практические разработки регуляторов мощности на тиристорах

3. 1 Регулятор напряжения на тиристоре КУ201К

3.2 Мощный управляемый выпрямитель на тиристорах

Заключение

Литература

Введение

В данной работе рассмотрены несколько вариантов устройств, где используются элементы тиристоры в качестве регуляторов напряжения и в качестве выпрямителей. Приведены теоретическое и практическое описания принципа действия тиристоров и устройств, схемы этих устройств.

Управляемый выпрямитель на тиристорах — элементах, обладающих большим коэффициентом усиления по мощности, позволяет получать большие токи в нагрузке при незначительной мощности, затрачиваемой в цепи управления тиристора.

В данной работе рассмотрены два варианта таких выпрямителей, которые обеспечивают максимальный ток в нагрузке до 6 А с пределом регулировки напряжения от 0 до 15 В и от 0,5 до 15 В и устройство для регулировки напряжения на нагрузке активного и индуктивного характера, питаемой от сети переменного тока напряжением 127 и 220 В с пределами регулировки от 0 до номинального напряжения сети.

Глава 1. Понятие о тиристоре. Виды тиристоров. Принцип действия

1.1 Определение, виды тиристоров

Тиристором называют полупроводниковый прибор, основу которого составляет четырехслойная структура, способная переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот. Тиристоры предназначены для ключевого управления электрическими сигналами в режиме открыт — закрыт (управляемый диод).

Простейшим тиристором является динистор – неуправляемый переключающий диод, представляющий собой четырехслойную структуру типа p-n-p-n (рис. 1.1.2). Здесь, как и у других типов тиристоров, крайние n-p-n-переходы называются эмиттерными, а средний p-n-переход – коллекторным. Внутренние области структуры, лежащие между переходами, называются базами. Электрод, обеспечивающий электрическую связь с внешней n-областью, называется катодом, а с внешней p-областью – анодом.

В отличие от несимметричных тиристоров (динисторов, тринисторов) в симметричных тиристорах обратная ветвь ВАХ имеет вид прямой ветви. Это достигается встречно-параллельным включением двух одинаковых четырехслойных структур или применением пятислойных структур с четырьмя p-n-переходами (симисторы).

Рис. 1.1.1 Обозначения на схемах: а) симистора б) динистора в) тринистора.

Рис. 1.1.2 Структура динистора.

Рис. 1.1.3 Структура тринистора.

1.2 Принцип действия

При включении динистора по схеме, приведенной на рис. 1.2.1, коллекторный p-n-переход закрыт, а эмиттерные переходы открыты. Сопротивления открытых переходов малы, поэтому почти все напряжение источника питания приложено к коллекторному переходу, имеющему высокое сопротивление. В этом случае через тиристор протекает малый ток (участок 1 на рис. 1.2.3).

Рис. 1.2.1. Схема включения в цепь неуправляемого тиристора (динистора).

Рис. 1.2.2. Схема включения в цепь управляемого тиристора (тринистора).

Рис.1.2.3. Вольтамперная характеристика динистора.

Рис.1.2.4. Вольтамперная характеристика тиристора.

Если увеличивать напряжение источника питания, ток тиристора увеличивается незначительно, пока это напряжение не приблизится к некоторому критическому значению, равному напряжению включения Uвкл. При напряжении Uвкл в динисторе создаются условия для лавинного размножения носителей заряда в области коллекторного перехода. Происходит обратимый электрический пробой коллекторного перехода (участок 2 на рис. 1.2.3). В n-области коллекторного перехода образуется избыточная концентрация электронов, а в p-области — избыточная концентрация дырок. С увеличением этих концентраций снижаются потенциальные барьеры всех переходов динистора. Возрастает инжекция носителей через эмиттерные переходы. Процесс носит лавинообразный характер и сопровождается переключением коллекторного перехода в открытое состояние. Рост тока происходит одновременно с уменьшением сопротивлений всех областей прибора. Поэтому увеличение тока через прибор сопровождается уменьшением напряжения между анодом и катодом. На ВАХ этот участок обозначен цифрой 3. Здесь прибор обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением. Напряжение на резисторе возрастает и происходит переключение динистора.

После перехода коллекторного перехода в открытое состояние ВАХ имеет вид, соответствующий прямой ветви диода (участок 4). После переключения напряжение на динисторе снижается до 1 В. Если и дальше увеличивать напряжение источника питания или уменьшать сопротивление резистора R, то будет наблюдаться рост выходного тока, как в обычной схеме с диодом при прямом включении.

При уменьшении напряжения источника питания восстанавливается высокое сопротивление коллекторного перехода. Время восстановления сопротивления этого перехода может составлять десятки микросекунд.

Напряжение Uвкл при котором начинается лавинообразное нарастание тока, может быть снижено введением не основных носителей заряда в любой из слоев, прилегающих к коллекторному переходу. Дополнительные носители заряда вводятся в тиристоре вспомогательным электродом, питаемым от независимого источника управляющего напряжения (Uупр). Тиристор со вспомогательным управляющим электродом называется триодным, или тринисторным. На практике при использовании термина «тиристор» подразумевается именно элемент. Схема включения такого тиристора показана на рис. 1.2.2. Возможность снижения напряжения U при росте тока управления, показывает семейство ВАХ (рис. 1.2.4).

Если к тиристору приложить напряжение питания, противоположной полярности (рис. 1.2.4), то эмиттерные переходы окажутся закрытыми. В этом случае ВАХ тиристора напоминает обратную ветвь характеристики обычного диода. При очень больших обратных напряжениях наблюдается необратимый пробой тиристора.

Тиристор. Устройство, назначение.

Тиристором называется управляемый трехэлектродный полупроводниковый прибор с тремя p–n -переходами, обладающий двумя устойчивыми состояниями электрического равновесия: закрытым и открытым.

Тиристор совмещает в себе функции выпрямителя, выключателя и усилителя. Часто он используется как регулятор, главным образом, когда схема питается переменным напряжением. Нижеследующие пункты раскрывают три основных свойства тиристора:

1 тиристор, как и диод, проводит ток в одном направлении, проявляя себя как выпрямитель;

2 тиристор переводится из выключенного состояния во включенное при подаче сигнала на управляющий электрод и, следовательно, как выключатель имеет два устойчивых состояния.

3 управляющий ток, необходимый для перевода тиристора из «закрытого» состояния в «открытое», значительно меньше (несколько миллиампер) при рабочем токе в несколько ампер и даже в несколько десятков ампер. Следовательно, тиристор обладает свойствами усилителя тока;

Устройство и основные виды тиристоров

Рис. 1. Схемы тиристора: a) Основная четырёхслойная p-n-p-n -структура b) Диодный тиристор с) Триодный тиристор.

Основная схема тиристорной структуры показана на рис. 1. Она представляет собой четырёхслойный полупроводник структуры p-n-p-n , содержащий три последовательно соединённых p-n -перехода J1, J2, J3. Контакт к внешнему p -слою называется анодом, к внешнему n -слою — катодом. В общем случае p-n-p-n -прибор может иметь до двух управляющих электродов (баз), присоединённых к внутренним слоям. Подачей сигнала на управляющий электрод производится управление тиристором (изменение его состояния). Прибор без управляющих электродов называется диодным тиристором или динистором . Такие приборы управляются напряжением, приложенным между основными электродами. Прибор с одним управляющим электродом называют триодным тиристором или тринистором (иногда просто тиристором, хотя это не совсем правильно). В зависимости от того, к какому слою полупроводника подключён управляющий электрод, тринисторы бывают управляемыми по аноду и по катоду. Наиболее распространены последние.

Описанные выше приборы бывают двух разновидностей: пропускающие ток в одном направлении (от анода к катоду) и пропускающие ток в обоих направлениях. В последнем случае соответствующие приборы называются симметричными (так как ихВАХ симметрична) и обычно имеют пятислойную структуру полупроводника. Симметричный тринистор называется такжесимистором или триаком (от англ. triac). Следует заметить, что вместо симметричных динисторов , часто применяются их интегральные аналоги, обладающие лучшими параметрами.

Тиристоры, имеющие управляющий электрод, делятся на запираемые и незапираемые. Незапираемые тиристоры, как следует из названия, не могут быть переведены в закрытое состояние с помощью сигнала, подаваемого на управляющий электрод. Такие тиристоры закрываются, когда протекающий через них ток становится меньше тока удержания. На практике это обычно происходит в конце полуволны сетевого напряжения.

Вольтамперная характеристика тиристора

Рис. 2. Вольтамперная характеристика тиристора

Типичная ВАХ тиристора, проводящего в одном направлении (с управляющими электродами или без них), приведена на рис 2. Она имеет несколько участков:

· Между точками 0 и (Vвo,IL) находится участок, соответствующий высокому сопротивлению прибора — прямое запирание (нижняя ветвь).

· В точке Vво происходит включение тиристора (точка переключения динистора во включённое состояние).

· Между точками (Vво, IL) и (Vн,Iн) находится участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением-неустойчивая область переключения во включённое состояние. При подаче разности потенциалов между анодом и катодом тиристора прямой полярности больше Vно происходит отпирание тиристора (динисторный эффект).

· Участок от точки с координатами (Vн,Iн) и выше соответствует открытому состоянию (прямой проводимости)

· На графике показаны ВАХ с разными токами управления (токами на управляющем электроде тиристора) IG (IG=0; IG>0; IG>>0), причём чем больше ток IG, тем при меньшем напряжении Vbo происходит переключение тиристора в проводящее состояние

· Пунктиром обозначен т. н. «ток включения спрямления» (IG>>0), при котором тиристор переходит в проводящее состояние при минимальном напряжении анод-катод. Для того, чтобы перевести тиристор обратно в непроводящее состояние необходимо снизить ток в цепи анод-катод ниже тока включения спрямления.

· Участок между 0 и Vbr описывает режим обратного запирания прибора.

Вольтамперная характеристика симметричных тиристоров отличается от приведённой на рис. 2 тем, что кривая в третьей четверти графика повторяет участки 0-3 симметрично относительно начала координат.

По типу нелинейности ВАХ тиристор относят к S-приборам.

Отличие симисторов bt и bta. Как проверить симистор мультиметром, чтобы не покупать новую деталь? Как работает отпирание тиристора

Симисторы представляют собой двунаправленные тиристоры, что позволяет их напрямую использовать в цепях переменного тока. Симистор, как выключатель, может находиться в одном из двух состояний — открытом, в этом случае он пропускает ток, и в закрытом, когда он имеет очень большое сопротивление. Изменять состояние симистора можно путем подачи управляющего импульса между одним из анодов и управляющим электродом. И хотя симистор является симметричным прибором, а оба силовых вывода называются анодами (А1 и А2 или Т1 и Т2), ток управления должен протекать по цепи управляющий электрод — первый анод (А1 или Т1). Поэтому при монтаже или замене симистора нужно быть внимательным — аноды нельзя менять местами, в этом случае вы рискуете что-нибудь спалить. Если требуется гальваническая развязка для мощного симистора, в управляющую цепь включают маломощный оптосимистор, в некоторых типах может быть встроена схема контроля смены полярности переменного напряжения (перехода через ноль). Если включать симистор в этот момент, то процесс коммутации проходит без ненужных бросков тока, что продляет срок службы включаемого оборудования и не дает помех в сети. Отключается симистор самостоятельно в конце каждого полупериода, поэтому для поддержания его в открытом состоянии нужно иметь постоянное напряжение на управляющем электроде.

Симисторы являются основой для твердотельных (электронных) реле переменного тока. Также на управляющий электрод симистора можно подавать напряжение не в начале полупериода, а с некоторым запаздыванием. В этом случае на выходе получится синусоида с отрезанными частями полуволн. Изменяя задержку открывания симистора, мы можем изменять значение действующего напряжения на нагрузке. Это свойство часто используется в разного рода диммерах и регуляторах напряжения. Такие регуляторы нельзя использовать для реактивных нагрузок, а с чисто активными потребителями — такими как лампы накаливания или нагревательные приборы — они справляются прекрасно. В промышленности симисторы активно используются в мощных электроприводах, имеют внушительные размеры и устанавливаются на мощные радиаторы. В бытовых электроприборах симисторы работают с токами до десятков ампер и напряжениями в сотни вольт, внешне они похожи на транзисторы и обычно выпускаются в корпусах типа ТО-220, ТО-92 и т.п.

Основными параметрами симисторов являются максимальные ток и напряжение в силовой цепи и в цепи управления, а также минимальный ток управления, необходимый для открывания. При больших токах симистор нагревается, и поэтому для его нормальной работы нужен теплоотвод.

Если проанализировать путь развития полупроводниковой электроники, то почти сразу становится понятно, что все полупроводниковые приборы созданы на переходах или слоях (n-p, p-n).

Простейший полупроводниковый диод имеет один переход (p-n) и два слоя.

У биполярного транзистора два перехода и три слоя (n-p-n, p-n-p). А что будет, если добавить ещё один слой?

Тогда мы получим четырёхслойный полупроводниковый прибор, который называется тиристор. Два тиристора включенные встречно-параллельно и есть симистор, то есть симметричный тиристор.

В англоязычной технической литературе можно встретить название ТРИАК (TRIAC – triode for alternating current).

Вот таким образом симистор изображается на принципиальных схемах.

У симистора три электрода (вывода). Один из них управляющий. Обозначается он буквой G (от англ. слова gate – «затвор»). Два остальных – это силовые электроды (T1 и T2). На схемах они могут обозначаться и буквой A (A1 и A2).

А это эквивалентная схема симистора выполненного на двух тиристорах.

Следует отметить, что симистор управляется несколько по-другому, нежели эквивалентная тиристорная схема.

Симистор достаточно редкое явление в семье полупроводниковых приборов. По той простой причине, что изобретён и запатентован он был в СССР, а не в США или Европе. К сожалению, чаще бывает наоборот.

Как работает симистор?

Если у тиристора есть конкретные анод и катод, то электроды симистора так охарактеризовать нельзя, поскольку каждый электрод является и анодом, и катодом одновременно. Поэтому в отличие от тиристора, который проводит ток только в одном направлении , симистор способен проводить ток в двух направлениях . Именно поэтому симистор прекрасно работает в сетях переменного тока.

Очень простой схемой, характеризующей принцип работы и область применения симистора, может служить электронный регулятор мощности. В качестве нагрузки можно использовать что угодно: лампу накаливания, паяльник или электровентилятор.


После подключения устройства к сети на один из электродов симистора подаётся переменное напряжение. На электрод, который является управляющим, с диодного моста подаётся отрицательное управляющее напряжение. При превышении порога включения симистор откроется, и ток пойдёт в нагрузку. В тот момент, когда напряжение на входе симистора поменяет полярность, он закроется. Потом процесс повторяется.

Чем больше уровень управляющего напряжения, тем быстрее включится симистор и длительность импульса на нагрузке будет больше. При уменьшении управляющего напряжения длительность импульсов на нагрузке будет меньше. После симистора напряжение имеет пилообразную форму с регулируемой длительностью импульса. В данном случае, изменяя управляющее напряжение, мы можем регулировать яркость электрической лампочки или температуру жала паяльника.

Симистор управляется как отрицательным, так и положительным током. В зависимости от полярности управляющего напряжения рассматривают четыре, так называемых, сектора или режима работы. Но этот материал достаточно сложен для одной статьи.

Если рассматривать симистор, как электронный выключатель или реле , то его достоинства неоспоримы:

    Невысокая стоимость.

    По сравнению с электромеханическими приборами (электромагнитными и герконовыми реле) большой срок службы.

    Отсутствие контактов и, как следствие, нет искрения и дребезга.

К недостаткам можно отнести:

    Симистор весьма чувствителен к перегреву и монтируется на радиаторе.

    Не работает на высоких частотах, так как просто не успевает перейти из открытого состояния в закрытое.

    Реагирует на внешние электромагнитные помехи, что вызывает ложное срабатывание.

Для защиты от ложных срабатываний между силовыми выводами симистора подключается RC-цепочка. Величина резистора R1 от 50 до 470 ом, величина конденсатора C1 от 0,01 до 0,1 мкф. В некоторых случаях эти величины подбираются экспериментально.

Основные параметры симистора.

Основные параметры удобно рассмотреть на примере популярного отечественного симистора КУ208Г . Будучи разработан и выпущен достаточно давно, он продолжает оставаться востребованным у любителей сделать что-то своими руками. Вот его основные параметры.

    Максимальное обратное напряжение – 400V. Это означает, что он прекрасно может управлять нагрузкой в сети 220V и ещё с запасом.

    В импульсном режиме напряжение точно такое же.

    Максимальный ток в открытом состоянии – 5А.

    Максимальный ток в импульсном режиме – 10А.

    Наименьший постоянный ток, необходимый для открытия симистора – 300 мА.

    Наименьший импульсный ток – 160 мА.

    Открывающее напряжение при токе 300 мА – 2,5 V.

    Открывающее напряжение при токе 160 мА – 5 V.

    Время включения – 10 мкс.

    Время выключения – 150 мкс.

Как видим, для открывания симистора необходимым условием является совокупность тока и напряжения. Больше ток, меньше напряжение и наоборот. Следует обратить внимание на большую разницу между временем включения и выключения (10 мкс. против 150 мкс.).

Современная и перспективная разновидность симистора – это оптосимистор. Название говорит само за себя. Вместо управляющего электрода в корпусе симистора находится светодиод, и управление осуществляется изменением напряжения на светодиоде. На изображении показан внешний вид оптосимистора MOC3023 и его внутреннее устройство.


Оптосимистор MOC3023


Как видим, внутри корпуса смонтирован светодиод и симистор, который управляется за счёт излучения светодиода. Выводы, отмеченные как N/C и NC, не используются, и не подключаются к элементам схемы. NC – это сокращение от N ot C onnect, которое переводится с английского как «не подключается».

Самое ценное в оптосимисторе это то, что между цепью управления и силовой цепью осуществлена полная гальваническая развязка. Это повышает уровень электробезопасности и надёжности всей схемы.

При помощи домашнего тестера (мультиметра) можно проверять самые разные радиоэлементы. Для домашнего мастера, увлекающегося электроникой – это настоящая находка.

Например, проверка тиристора мультиметром может избавить вас от необходимости поиска новой детали во время ремонта электрооборудования.

Для понимания процесса, разберем, что такое тиристор:

Это полупроводниковый прибор, выполненный по классической монокристальной технологии. На кристалле имеется три или более p-n перехода, с диаметрально противоположными устойчивыми состояниями.

Основное применение тиристоров – электронный ключ. Можно эффективно использовать эти радиоэлементы вместо механических реле.

Включение происходит регулируемо, относительно плавно и без дребезга контактов. Нагрузка по основному направлению открытия p-n переходов подается управляемо, можно контролировать скорость нарастания рабочего тока.

К тому же тиристоры, в отличие от реле, отлично интегрируются в электросхемы любой сложности. Отсутствие искрения контактов позволяет применять их в системах, где недопустимы помехи при коммутации.

Деталь компактна, выпускается в различных форм-факторах, в том числе и для монтажа на охлаждающих радиаторах.


Управляются тиристоры внешним воздействием:

  • Электрическим током, который подается на управляющий электрод;
  • Лучом света, если используется фототиристор.

При этом, в отличие от того же реле, нет необходимость постоянно подавать управляющий сигнал. Рабочий p-n переход будет открыт и по окончании подачи управляющего тока. Тиристор закроется, когда протекающий через него рабочий ток опустится ниже порога удержания.

Тиристоры выпускаются в различных модификакциях, в зависимости от способа управления, и дополнительных возможностей.

  • Диодные прямой проводимости;
  • Диодные обратной проводимости;
  • Диодные симметричные;
  • Триодные прямой проводимости;
  • Триодные обратной проводимости;
  • Триодные ассиметричные.

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.

Рекомендуем также

Тиристор принцип работы | Практическая электроника

Структура тиристора

Тиристор это четырёхслойный полупроводниковый прибор, слои расположены последовательно их типы проводимости чередуются: p‑n‑p‑n. p‑n‑переходы между слоями на рисунке обозначены как «П1», «П2» и «П3». Контакт присоединенный к внешнему p‑слою называется анодом, к внешнему n‑слою — катодом. В принципе тиристор может иметь до двух управляющих электродов, присоединённых к внутренним слоям. Но обычно изготавливаются тиристоры с одним управляющим электродом, либо вообще без управляющих электродов (такой прибор называется динистором).

Для включения тиристора достаточно кратковременно подать сигнал на управляющий электрод — тиристор откроется и будет оставаться в этом состоянии пока ток через тиристор не станет меньше тока удержания.

Итак, главный принцип работы тиристора и схем на его основе — открываем тиристор подачей сигнала на усправляющий электрод, закрываем снижая ток анод-катод.

Как и в биполярном транзистор главную роль в принципе действия играют неосновные носители заряда (ННЗ) и обратно-смещенный p-n- переход. Пока неосновных носителей мало переход закрыт, но стоит подкинуть ННЗ к переходу и он откроется.
В тиристоре есть два основных способа добавить ННЗ:
1) закачать ток в управляющий электрод;
2) поднять напряжение настолько чтобы возник лавинный пробой.

Динисторное включение тиристора

Для начала рассмотрим второй случай, то есть когда управляющий электрод тиристора отключен.

При подаче напряжения прямой полярности, крайние переходы смещаются в прямом направлении, а средний – в обратном. При значительном увеличении напряжения на силовых электродах, через крайние (П1 и П3), примыкающие к среднему, переходы начинают перемещаться неосновные носители, уменьшая его сопротивление. Процесс происходит медленно, а сопротивление остается большим, но лишь до определенного момента. При некотором значении напряжения (как правило, несколько сотен вольт) процесс становится лавинным(точка 1 на ВАХ), неосновные носители заряда заменяются основными, отпирая средний переход (П2) и уменьшая сопротивление анод-катод. Тиристор отпирается, а падение напряжения между силовыми электродами падает до единиц Вольт (точка 2 на ВАХ).

Дальнейший рост тока ведет только к небольшому росту падения напряжения на тиристоре участок ВАХ от точки 2 до точки 3, это рабочий режим открытого тиристора.

Чтобы закрыть тиристор нужно снизить протекающий ток ниже тока удержания. Причем падение напряжения соответствующее этому току многократно ниже отпирающего напряжения.

Но зачем тиристору управляющий электрод? Какие преимущества есть у тиристора перед динистором? Дело в том, что подавая напряжение через резистор на управляющий электрод можно увеличивать концентрацию неосновных носителей заряда, что в свою очередь будет снижать величину напряжения включения тиристора.

А при какой-то величине тока управляющего электрода больше не будет горба на ВАХ, т.е. ВАХ тиристора станет похожа на ВАХ диода, кстати этот ток называют током спрямления.

Режим обратного запирания тиристора

При обратном включении тиристора крайние переходы (П1 и П3) смещаются в обратном направлении, а средний в прямом (П2). Тиристор остается закрытым пока не наступит тепловой пробой.

Физические процессы

Если пары по физическим основам электроники на которых рассматривался транзистор я ещё как-то выдерживал, то энергетические зонные диаграммы объясняющие принцип работы тиристора уже были слишком сложны. Очень много ньюансов в концетрациях носителей заряда, толщинах слоев и уровне легирования.
Конечно, чтобы изготовить тиристор с хорошими характеристиками физические процессы протекающие в кристалле полупроводника нужно знать и понимать. Но для разработки электронных схем достаточно знать вольт-амперную характеристику тиристора и его транзисторную модель.

Одну четрехслойную полупроводниковую структуру можно представить как две трехслойные, если посмотреть на рисунок, то в трехслойных структурах можно увидеть два биполярных транзистора n-p-n и p-n-p структуры.

Пока оба транзистора закрыты, ток через них не протекает. Но стоит открытся хоть одному из них, то он тут же откроет второй. Ток коллектора первого транзистора поступит в базу второго и откроет его, а ток коллектора второго, будет являтся базовым для первого и будет поддерживать открытым первый транзистор. Получаетя что оба транзистора поддерживают друг друга в открытом состоянии. И чтобы они закрылись, нужно снизить ток через ниж ниже определенной величины, так называемого тока удержания.

Учебное пособие по схемам базовых проектов Triac-SCR

от Lewis Loflin

На этой странице обсуждаются основные симисторы и SCR. Симистор представляет собой двунаправленный трехконтактный двойной тиристорный переключатель (SCR). Это устройство может переключать ток в любом направлении, подавая небольшой ток любой полярности между затвором и второй основной клеммой.

Симистор изготавливается путем объединения двух тиристоров в инверсно-параллельном соединении. Он используется в приложениях переменного тока, таких как затемнение света, управление скоростью двигателя и т. Д.Симисторы также могут использоваться в управлении мощностью микроконтроллера со схемой фазовой синхронизации.

Если вы не знакомы с диодами и выпрямлением переменного тока, см. следующее:


Включение/выключение диода

На фото выше кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) или тиристор. Это диод с «затвором». SCR не только проводит в одном направлении, как и любой другой диод, но и затвор позволяет включать и выключать саму проводимость. Когда переключатель ON нажат, SCR включается, и ток течет от отрицательного к положительному через SCR и нагрузку.После включения SCR будет оставаться включенным до тех пор, пока не будет нажат выключатель Off, прерывая текущий путь.

Обратите внимание, что переключатель ON называется «нормально разомкнутым» (N.O.) и при нажатии устанавливает (замыкает) соединение. Выключатель, называемый «нормально закрытым» (Н.З.), разрывает (размыкает) соединение при нажатии. Оба переключателя являются кнопочными.

В цепи над Нагрузкой стоит лампа постоянного тока. Нажмите переключатель S1, и он включится и будет продолжать гореть до тех пор, пока не будет нажат переключатель S2.

В этом примере мы включили диод последовательно с выключателем затвора. Когда кто-то нажимает выключатель ON, двигатель запускается, загорается свет и т. д. Когда переключатель отпускается, питание отключается без использования выключателя OFF. Это связано с тем, что вход переменного тока возвращается к нулю вольт при 180 и 360 градусах, отключая SCR. И как диод, SCR проводит только половину цикла.

В этом примере схемы мы включили переменный резистор (потенциометр) последовательно с затворным диодом.(Это было также известно как ручка управления громкостью в старом стиле.) «Поворачивая ручку», мы можем изменить точку срабатывания, включив SCR только часть полупериода, или, если сопротивление достаточное, выключите SCR.


Это иллюстрирует процесс с двухполупериодным нефильтрованным постоянным током.

В другом примечании мы можем управлять двухполупериодным пульсирующим нефильтрованным постоянным током с помощью тиристора. См. также Базовое выпрямление и фильтрация переменного тока

.

Для получения дополнительной информации см. Что такое выпрямитель с кремниевым управлением, активируемым светом? (LASCR) и техническое описание оптопары h21C6 SCR.(файл PDF)

Выше показана практическая схема тестирования SCR. Лампа загорится только при нажатии Sw3. Лампа будет на половинной яркости, потому что SCR действует как однополупериодный выпрямитель. R4 может находиться в диапазоне от 100 до 470 Ом. Лампа должна быть полностью выключена, если только не нажат выключатель или устройство не неисправно. (Полностью или частично закорочен.)

Эта схема также удобна для сравнения различных тиристоров одного и того же номера детали. Например, однажды у меня была проблемная печатная плата с шестью тиристорами, но один тиристор из шести при работе включался при совсем другом напряжении срабатывания, чем остальные пять.У лампы был другой уровень яркости, чем у остальных пяти. Замена этого одного SCR исправила эту очень дорогую печатную плату.


Знакомство с симисторами

Симистор — это полупроводниковый переключатель переменного тока. Небольшой ток на клемме затвора может коммутировать очень большие переменные токи. Подумайте о симисторе как о двух тиристорах, расположенных «спина к спине», где катод одного тиристора соединен с анодом другого и наоборот. Ворота соединены между собой. Поскольку у нас есть конфигурация с двумя тиристорами, можно переключать оба полупериода.

Примечание. Я видел бумажные примеры использования двух тиристоров вплотную друг к другу в качестве симистора, но это может не сработать! Будьте осторожны с этим.

В приведенном выше примере замыкание переключателя приведет к отключению симистора. Идея состоит в том, чтобы использовать небольшой маломощный переключатель для управления мощными устройствами, такими как двигатели или нагреватели. Опасность заключается в том, что на сам переключатель подается переменный ток высокого напряжения. Это также может быть большой проблемой для твердотельных контроллеров, если они не используют небольшое реле, которое делают некоторые микроволновые печи.

Выше приведена практическая тестовая схема симистора. Нажмите любой переключатель, и лампа загорится на половину яркости. Нажмите оба вместе на полную яркость. Это позволяет тестировать обе стороны SCR по отдельности. Яркость должна быть одинаковой для обеих сторон, иначе TRIAC неисправен. Если переключатель не нажат, лампа должна быть полностью выключена. R1 и R2 должны быть в диапазоне от 100 до 470 Ом.


Цепь симистора с наилучшей реакцией и диаком.

Ключом к успешному срабатыванию симистора является обеспечение того, чтобы затвор получал напряжение срабатывания со стороны основной клеммы 2 схемы (основная клемма на противоположной стороне символа симистора от клеммы затвора).Идентификация терминалов Mt1 и Mt2 должна выполняться по номеру детали TRIAC со ссылкой на техпаспорт или книгу.

DIAC, или «диод для переменного тока», представляет собой триггерный диод, который проводит ток только после кратковременного превышения напряжения пробоя. Когда это происходит, сопротивление DIAC резко уменьшается, что приводит к резкому уменьшению падения напряжения на самом DIAC, что приводит к резкому увеличению тока, протекающего через затвор симистора.

Обеспечивает быстрое и чистое включение симистора.DIAC остается в режиме проводимости до тех пор, пока напряжение не упадет до очень низкого значения, намного ниже напряжения срабатывания. Это называется удерживающим током. Ниже этого значения диак снова переключается в состояние высокого сопротивления (выключено). Это поведение является двунаправленным, то есть обычно оно одинаково как для положительных, так и для отрицательных полупериодов.

Большинство DIAC имеют напряжение пробоя около 30 В. Таким образом, их поведение в чем-то похоже (но гораздо более точно контролируется и происходит при более низких напряжениях, чем) неоновой лампы.

DIAC не имеют электрода затвора, в отличие от некоторых других тиристоров. Некоторые TRIAC содержат встроенный DIAC, включенный последовательно (я никогда не видел его в полевых условиях) с клеммой «затвор» TRIAC для этой цели. DIAC также называют симметричными триггерными диодами из-за симметричности их характеристической кривой. Поскольку DIAC являются двунаправленными устройствами, их клеммы помечены не как анод и катод, а как A1 и A2 или Mt1 («Основной терминал») и Mt2. Большинство листов спецификаций не утруждают себя пометкой A1/A2 или Mt1/Mt2.

См. также Как проверить DIAC

.
Коммерческий диммер для ламп в странах с напряжением 220 В. Бр100 — диак.

Диак обеспечивает более чистое переключение симистора. Диаки — это специализированные диоды Шокли, соединенные встречно-параллельно.


Амортизаторы

Цепь снаббера (обычно типа RC) часто используется между MT1 и MT2. Снабберные цепи используются для предотвращения преждевременного срабатывания, вызванного, например, скачками напряжения в сети переменного тока или вызванными индуктивными нагрузками, такими как двигатели.Кроме того, резистор затвора или конденсатор (или оба параллельно) могут быть подключены между затвором и MT1 для дальнейшего предотвращения ложных срабатываний. Это может увеличить требуемый ток запуска и, возможно, задержку выключения при разряде конденсатора.

В этой схеме выше «горячая» сторона линии коммутируется, а нагрузка подключается к холодной или заземляющей стороне. Резистор 100 Ом и конденсатор 0,1 мкФ предназначены для демпфирования симистора. Эти компоненты должны использоваться с индуктивными нагрузками, такими как двигатели, контакторы и т. д.

Для получения дополнительной информации об оптопарах, описанных выше, см. оптоизолятор серии moc30xx (файл в формате pdf)

 

Моделирование симистора. Он основан на пересечении нуля. Эквивалент BJT тиристора и TRIAC SCR. TRIAC не выключается в симуляции LTSpice [РЕШЕНО] Итак, я пытаюсь использовать TRIAC для включения сети 240 В на чисто резистивную нагрузку. Другие очень точны, другие не так стабильны. Управление симистором осуществляется простой системой резистор/конденсатор и диак.Наиболее популярными и часто используемыми силовыми электронными переключающими устройствами являются BJT, MOSFET и IGBT. Сообщество пользователей EveryCircuit совместно создало крупнейшую библиотеку схемных решений с возможностью поиска. lib <путь к файлу библиотеки> к вашей схеме моделирования. Работает на тиристоре. Декодер диммирования позволяет регулировать яркость светодиодов в широком диапазоне с помощью стандартных диммеров TRIAC. Регулируемые резисторы R 1 и С 1 представляют собой одноэлементную фазосдвигающую сеть. Расстояние между продуктами: 5 м. Выходное напряжение симистора: 400 В (макс.) Пиковый выходной ток симистора: 1 А.Оптопара, выход фототранзистора, с базовым соединением. Войти. В главном меню выберите Simulate>>Interactive Simulation: 1. Конденсатор 1 мкФ не может обеспечить такой ток. вам нужно знать, когда сеть пересекает ноль. Если напряжение будет возрастать слишком быстро, это может привести к разрушению симистора. TRIAC, который включает в себя ПЛК, электронику, ошибки инвертора, соединения инвертора и вычислительные приложения в автоматизации и электронике; в основном это программное обеспечение Android (Flutter), которое было создано в сотрудничестве с Burak Yıldırım и Derstagram Academy для быстрого получения нужной информации и помощи в решении и понимании проблем.Гладиатор фильм 1 день назад · Примечания по применению Triac. Ада beberapa jenis тиристор янг ditunjukkan пада gambar 1. Моделирование синхронизации Обратите внимание, что задержка распространения от y1 до Carry2 измеряется в 9. XLS . Чтобы включить или выключить переключатель, просто нажмите на него. Источник напряжения переменного тока с модуляцией амплитуды Источник напряжения переменного тока с фазовой модуляцией Биполярный переходной транзистор с вспомогательным биполярным переходным транзистором с вспомогательным МОП-полем EasyEDA Simulation Quickstarter: введение на одном листе в основы того, как создавать и запускать моделирование в EasyEDA.Тиристор также является аббревиатурой тиристорного выпрямительного элемента. И подключите клемму ворот к другому концу DIAC. Как только это условие выполняется, симистор продолжает проводить ток, а ток основного вывода увеличивается… Симистор можно рассматривать как электронный переключатель, который включается импульсом в установленное время в каждом полупериоде и мгновенно выключается в конце. полуцикла. 18. Компонент силовой электроники – реальные выходные характеристики симистора. Результаты получены в результате моделирования, а также аппаратной реализации, и результаты были сравнены. Это вычисляет рабочую точку постоянного тока, также известную как точка смещения цепи. Угол открытия можно изменять, изменяя значение любого из этих компонентов. Потенциометр 10k используется для управления углом зажигания и, следовательно, яркостью лампы. Поэтому на асинхронный двигатель подается пониженное напряжение. LM3445 представляет собой адаптивный понижающий AC/DC (понижающий) контроллер постоянного тока с постоянным временем выключения, разработанный для совместимости с диммерами TRIAC. Selain memiliki каки анода (A) дан катода (K), тиристор juga memiliki каки лайн ян umumnya disebut Gate (G).Справочник содержит все основные категории тиристоров и тиристорных модулей: кремниевые управляемые выпрямители (SCR), триоды переменного тока (TRIAC), тиристорно-тиристорные и тиристорно-диодные модули, управляемые мосты — 1-фазные и 3-фазные. СИЛОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА TRIAC TRIAC может работать в обоих направлениях и обычно используется для управления фазой переменного тока. Генератор триггерных импульсов генерирует импульс при каждом пересечении нуля линии переменного тока. ВАХ TRIAC с использованием Pspice Chapter: 4 Multisim 4.5 Запуск моделирования 4. Использование симистора с индуктивной нагрузкой не является хорошим вариантом для ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. Эта схема регулятора скорости двигателя переменного тока на 220 В на основе симистора предназначена для управления скоростью небольших бытовых двигателей, таких как сверлильные станки. Кроме того, для моделирования диака D в модели симистора напряжение на катоде затвора зависит от напряжения на клеммах конденсатора C t . Значение для E1 является условным и будет зависеть от номинального напряжения переключателя и коэффициента снижения номинального напряжения. Введение в Мультисим 4.3 (внешнее прерывание 1) соединяется со всеми тремя кнопками через диоды D1, D2 и D4, как показано на рисунке. Это драйвер со «случайной фазой», что означает, что его можно включить в любое время во время сигнала возбуждения, что требуется для управления фазовым углом. Встроенный интерактивный селектор… MOC3021 представляет собой оптоизолятор с ненулевым пересечением, состоящий из инфракрасных излучающих диодов на основе арсенида галлия, оптически связанных с симистором на основе кремния. Затем на выходе будет создан сигнал диммирования путем обрезания края части синусоидальной волны.0, чтобы получить представление об ожидаемом поведении, я добавил схему, код и симуляцию примера позже в этой статье. Обычно используемый для запуска TRIAC с RC-задержкой, DIAC сбрасывает конденсатор в затвор TRIAC на некоторой фазе после 0° и 180°. Поскольку выход управляется симистором, мы можем управлять нагрузками до 400 В, а симистор может работать в обоих направлениях, поэтому управление нагрузками переменного тока не будет проблемой. Изменяя сопротивление потенциометра RV1, замените постоянную времени RV1/C4. Максимальный ток в опто-симисторе не должен превышать 50 мА (кроме очень кратковременных), так как выше этого симистор гарантированно включится в соответствующих квадрантах (I/ III).Симистор ведет себя не так, как 2 тиристора при встречно-параллельном соединении: у симистора отношение dV/dt намного ниже, чем у тиристоров (за исключением новых трехквадрантных симисторов), и он намного менее надежен при индуктивной нагрузке, чем набор из двух тиристоров «голова к хвосту». . Его можно рассматривать как два тиристора, соединенных встречно-параллельно с общим соединением затвора, как показано на рисунке 1 [3]. Они будут действовать как разомкнутые цепи в вашей схеме. Мне нужно выбрать радиатор для этого симистора, и мне действительно интересно узнать, почему две модели симистора ведут себя по-разному.MOC3041 в основном используется для управления переключением нагрузки переменного тока путем автоматического определения пересечения нуля, но он имеет внутренний TRIAC, который может выдерживать … STMicroelectronics. от Брюсем | обновлено 28 апреля 2013 г. Обратите внимание, что компоненты, которые отображаются на схеме зеленым цветом, не имеют имитационную модель (при условии, что настройки Multisim по умолчанию). ; V DRM — максимальное повторяющееся пиковое напряжение (обычно максимальное пиковое напряжение приложенной волны переменного тока), которое можно надежно выдержать. Здесь в структуре симистора соединены два тринистора. Эта схема взята из LTSpice.SD15C_01FTG_SPICE TXT-файл модели. LTSpice Симулятор TRIAC. Выход IC 555, который поддерживает PSIM1, представляет собой программное обеспечение для моделирования, специально разработанное для силовой электроники и приводов двигателей. Применение схемы Симистор и диак может быть приложением симистора и диака, который является регулятором освещенности. URL PNG CircuitLab BBCode Markdown HTML. Модель TRIAC (Triode AC) разработана с использованием двух встречно-параллельных моделей SCR, как показано ниже: Это позволяет модели проводить ток в обоих направлениях. Как работают симисторы.Контроллер работает в режиме критической проводимости, что позволяет использовать небольшой трансформатор. Построение проверки модели TRIACModel и тематического исследования Toyota Prius 2004 г.в. Высота стены: 8 м. Это высокопроизводительное программное обеспечение SPICE для моделирования, захвата схем и просмотра сигналов с улучшениями и моделями для упрощения моделирования аналоговых сигналов. Бьянка Айхингер, менеджер по маркетингу продуктов компании RECOM Lighting, исследует взаимосвязь между PF, THD и гармониками и объясняет, почему эта взаимосвязь может измениться, как только яркость светодиодов будет снижена, что приведет к увеличению электромагнитных помех и нежелательным видимым эффектам. Твердотельное реле с драйвером триака (примечание) Когда EN60747-5-2 … Результаты моделирования схемы управления углом открытия для симистора показаны ниже: моделирование схемы управления углом открытия для симистора.Из-за этого устройство имеет отрицательную характеристику сопротивления, и падение напряжения на нем резко уменьшается, обычно примерно до 5 Вольт. Бьянка Айхингер, менеджер по маркетингу продуктов компании RECOM Lighting, исследует взаимосвязь между PF, THD и гармониками и объясняет, почему эта взаимосвязь может измениться, как только яркость светодиодов будет снижена, что приведет к увеличению электромагнитных помех и нежелательным видимым эффектам. Твердотельное реле с драйвером триака (примечание) Когда EN60747-5-2 … Triac, SCR – Control de potencia en AC ¿Qué es un Triac? El Triac эс un dispositivo полупроводник дие pertenece а-ля семья де лос dispositivos де контроля: лос tiristores.Я не знаком с вашим симулятором, но в целом для моделирования на основе SPICE вы должны иметь ссылку на землю во всех подсхемах, чтобы моделирование работало. 100 . Идея была запрошена «Cypherbuster». Проектирование и моделирование аналоговых/смешанных сигналов в потоке Таннера с помощью Siemens Digital Industries Software. На практике вводимыми параметрами являются: Ta: температура окружающего воздуха в месте расположения TRIAC. Присоединен 10 января 2012 г. 4, P3. Итак, с этого момента я буду говорить только о симисторе, а не о тиристоре в целом.Ранее при написании Proteus isis isis Library Model File можно использовать в симуляциях моделей, и я поделился файлами библиотек, новые файлы не удалось отладить со старыми файлами из списка, которые могут быть теми же, которыми вы можете управлять. 5 и стр.3. Здесь терминал ворот является терминалом управления. Ток 5А и 15В на 2. Я пытался смоделировать общую модель из ltspice, чтобы просто запустить симуляцию, поэтому я не входил ни в один режим, когда искал. Они используют Arduino, который излучает 0 вольт или 5 вольт, ограниченный ток до нескольких миллиампер, для управления переменным током.3 Design Tool box 4. Однако это приводит к неправильному представлению схемы, которую я пытаюсь смоделировать. TwisterSIM — это уникальный электротермический симулятор, который помогает сократить цикл проектных решений, позволяя в несколько кликов выполнять комплексные инженерные оценки с точными симуляциями, такими как совместимость нагрузки, оптимизация жгута проводов, анализ воздействия условий неисправности, анализ поведения диагностики и динамические тепловые характеристики. . Можете ли вы порекомендовать какую-либо общую модель для Triac или SCR? В отличие от SCR, TRIAC может запускаться в обоих направлениях.Напряжение питания затворов. Это не точный симулятор для анализа цепей, он должен быть быстрым, простым и удобным в использовании, это означает простой и не очень точный Re: [Qucs-help] Где находится Triac и Diacs? Le mercredi 14 ноября 2007, Tiago Katcipis a =E9crit=A0: > Я пытаюсь смоделировать схему с симистором и полупроводником с диаком, но > у меня возникли проблемы с их поиском, я не нашел их в диодах и > транзиторы. Используйте диммер для изменения переменного тока на выход постоянного тока. 2Н1596.В этой схеме используется конденсатор C и переменное сопротивление R1 для сдвига фазы. В сети можно найти множество различных схем. Он может проводить ток в любом направлении между своими клеммами MT1 и MT2 и, таким образом, может использоваться для прямого управления питанием переменного тока. 3. Модель 20: MOS Model 20 — это старая компактная модель LDMOS, которая сочетает в себе работу полевого МОП-транзистора в канальной области с работой дрейфовой области под тонким затворным оксидом. LC03_SPICE Модель XLSX-файл. Подробности. Три кнопки S1 – S3 связаны с P3.Эта демонстрация обеспечивает графическое представление, а также расчетные значения выходного напряжения как простой схемы SCR, так и простой схемы TRIAC. 2 показаны основные характеристики симистора. Компоненты, помеченные как не моделируемые, означают, что их нельзя смоделировать в CircuitLab. В реальной схеме я начинаю видеть такое поведение только при уровне мощности 65 %, или симистор задается как: V= (2VˈCosα/π) ; V‟ — максимальное напряжение. В качестве альтернативы потолочные вентиляторы могут работать даже с кремниевыми выпрямителями TRIAC и таймерами 555.5 нс «глюк» при 66 нс Разрешение симуляции должно быть 3. Привет, Бруск, ты был быстрее со своим вторым сообщением, так как я мог ответить на твой первый. файл с именем симистор. Dow Этот полнофункциональный пакет для проектирования и моделирования использует механизм аналогового анализа от Cadence®. TRIAC подключен в петлю с двигателем переменного тока и питанием 230 В переменного тока, как показано на рисунке. Вы можете найти разъемы на панели инструментов компонента Switches. ST предлагает обширную библиотеку имитационных моделей PSpice®, чтобы помочь разработчикам найти лучшее решение из обширного портфеля технологий ST VIPower™ для автомобильного освещения, управления двигателем и многого другого.TRIAC — это 3-контактный, 4-слойный и двунаправленный полупроводниковый прибор, управляющий питанием переменного тока. Симистор представляет собой двунаправленный трехконтактный двойной тиристорный переключатель (SCR). Требуемое оборудование ☞Учебный комплект – регулятор напряжения переменного тока -1 Нет ☞Патч-корды – достаточное количество ☞Загрузите a. Он контролирует интервалы прохождения электрического тока через лампочку. Характеристики симистора в открытом состоянии аналогичны характеристикам тиристора и показаны на рис. Я начал использовать библиотеку «simscape/power systems/specialized technology» для создания схемы.Триак в мультисим. В общей сложности 20 неисправностей могут быть включены с помощью переключателей, расположенных за крышкой. Низкий входной ток, высокий коэффициент усиления, выходная оптронная пара Дарлингтона (с поддержкой AA) A4N25. Микроконтроллер также можно использовать для управления симистором. • По сути, это развитие SCR или тиристора, но в отличие от тиристора, который может проводить только в одном направлении, TRIAC является двунаправленным устройством. Для устройств СКУД, как было сказано ранее, эти устройства могут срабатывать только от отрицательного тока.Кроме того, мы продемонстрировали концепцию … 4. Результаты моделирования показывают, что около 18. Это позволяет TRIAC постепенно подавать небольшие импульсы тока в конденсатор. Моделирование было выполнено в Cadence PSPICE V9. Тип проекта: Бесплатно Сложность: Простой Количество компонентов: <10 Программное обеспечение SPICE: LTspice Версия программного обеспечения: IV Необходимая полная версия программного обеспечения: Нет Скриншоты изображений моделирования: LTspice® — это мощное, быстрое и бесплатное программное обеспечение для моделирования, захвата схем и просмотра осциллограмм с улучшениями и модели для улучшения моделирования аналоговых схем.Они используются в качестве двунаправленных переключателей переменного тока и напряжения. Он не проводит ток до тех пор, пока не будет достигнуто высокое напряжение, при котором он «срабатывает», и остается проводящим до тех пор, пока ток не упадет до очень низкого значения. К счастью, Intusoft это делает. Симистор реагирует на сигнал запуска, но напряжение симистора во включенном состоянии составляет около 15-20 В. Он обеспечивает коммутацию переменного тока для различных приложений электрических систем, таких как СИМИСТОРЫ и тиристоры. Я пытаюсь запустить симуляцию схемы симистора, которая может переключаться либо на 24 В переменного тока, либо на землю.Управление индуктивными нагрузками с помощью транзисторных переключателей, будь то обратноходовые трансформаторы, реле или двигатели, часто приводит к резонансным пикам высокого напряжения, когда катушки прерываются транзистором от источника тока. Техническое описание TRIAC содержит ключевую информацию о работе TRIAC. 1 Панели инструментов 4. Параметрический анализ имитационного SPICE диммера лампочки, реализованного с помощью триак-диака и резистора, который может принимать значения от 1K до 325k. (Тони)Стюарт Продвинутый член уровня 5.Этот импульс запускает переменный генератор однократных импульсов, который генерирует прямоугольный импульс. 6Н134. График v mt2t1 v/s i 1 должен быть построен. При переходе к симистору для тестирования используется популярная схема диммера с выходным файлом на рисунке 4a вместе с соответствующей схемой на рисунке 4b. Есть ли у вас предложения? Дайте мне знать, какие еще параметры/факторы мне нужно учитывать во время моделирования. Почему устройство TRIAC не моделируется? Есть ли план улучшения для этого? Джеймс Ван. Присоединился 26 сентября 2007 г. Сообщений 7 061 Помогло 1 721 Репутация 3 441 Реакция … Рис.TRIAC представляет собой трехполюсное устройство, проводящее ток в обоих направлениях. Симистор можно смоделировать как два встречно-параллельных тиристора и существующую модель тиристора в Ref. 6 Кремниевый управляемый выпрямитель, кремниевый тиристор. Рис. Если в данный момент вы не можете прикоснуться к электронным компонентам, не волнуйтесь, вы все равно можете попробовать себя в проектировании электронных схем с помощью симулятора схем, такого как Proteus. можно немного изменить и использовать. Имитационная модель, которую я использовал, была взята из triac2_st. Я немного удивлен, что эта проблема возникает при моделировании с чисто резистивной нагрузкой.Из-за физического расположения полупроводниковых слоев в симисторе значения … TRIAC Dimmable LED Driver Design Guide. Конечно, из названия стало совершенно очевидно, что цель PSM — контролировать или ограничивать мощность нагрузки. Нагрузкой является … контроллер, использующий симистор, тиристор и регулятор напряжения. В предлагаемом преобразователе на одну треть и одну четвертую частоты преобразования 50 Гц снижается 67 % суммарных гармонических искажений. Работа Питание 230 В, 50 Гц… Это простая схема диммера AC TRIAC.Я использую ST Snubberless Library для моделирования. Пожалуйста, проверьте мою конструкцию (это моделирование с использованием proteus 7. 2 В. Поток тока в симисторе является двунаправленным, что означает, что ток может течь в обоих направлениях. Но когда дело доходит до переключения сигналов переменного тока, мы часто можем заметить TRIAC используется для переключения тока в обоих направлениях.Когда апплет запустится, вы увидите анимированную схему простой схемы LRC.BT136 Эквивалент TRIAC.Полную схему цепи мигания лампы переменного тока можно найти ниже.Цепь демпфера RC подключена параллельно с триаку. К ним относятся модели SPICE, пользовательские калькуляторы и инструменты теплового моделирования, которые перечислены по категориям продуктов. El triac эс ан esencia ла conexión де душ tiristores ан paralelo pero conectados ан sentido opuesto y compartiendo ла misma compuerta. CIR используется для проверки переходных характеристик симистора. MOC3021 представляет собой оптоизолятор на основе ненулевого пересечения, состоящий из инфракрасных излучающих диодов на основе арсенида галлия, оптически связанных с симистором на основе кремния.№ 7. Подключите импульсы зажигания от цепи зажигания к соответствующим тиристорам/симисторам в силовой цепи. В проекте используются три различных постоянных резистора, которые должным образом изолированы тремя оптоизоляторами, управляемыми платой Arduino, для получения восьми уровней мощности. Регулятор мощности DIAC/TRIAC. Для цифровых и релейных выходов это верно. 4%, есть ли способ изменить «разрешение» симуляции? 2Н1595. Большинство других поставщиков SPICE не предлагают такие сложные модели силовых полупроводников. Это устройство можно использовать в системах переменного тока в качестве переключателя.(версия изображения). После короткого пробного запуска я открыл пластиковый корпус тиристора, симистора и диака. Конструкция с активным демпфером повышает эффективность за счет сведения к минимуму количества внешних компонентов. учебник о том, как использовать симистор в мультисим. Цепь регулятора скорости двигателя переменного тока. 5 нс Больше, чем смоделированная задержка ввода-вывода в 6 нс. Внутренние задержки теперь видны (и измеримы) на выводах устройства. Обратите также внимание на 3. Теперь, поскольку TRIAC не может запускаться/запускаться симметрично, он сопровождается компонентом поддержки, называемым DIAC. Таким образом, при управлении фазовым углом на симистор подается стробирующий импульс.2 мс, а затем продолжайте увеличивать его, чтобы увидеть, при каком токе симистор умирает. Скорость двигателя можно контролировать, изменяя настройку P1. Абсолютно бессмысленный тест на мой взгляд, но вы же. Загрузите программное обеспечение, выберите подходящую модель переменного/постоянного тока и начните моделирование с анализом стационарного состояния, переходного процесса, запуска и т. д. 8 потенциометром угла открытия и с помощью селекторного переключателя On/Off и SCR/TRIAC. Это можно сделать с помощью ШИМ, но вам придется инвертировать сигнал и синхронизировать его с сетью.Описание. Triac terlihat mirip sedangkan diac terlihat seperti dioda penyearah. Это означает, что ток равен sqrt (166/0). В зависимости от значения потенциометра управляется угол открытия ворот симистора, и, таким образом, выход симистора имеет форму срезанной волны, значение которой уменьшается. Высота от стены: 4,00 м. Принципиальная схема Переходный ток зависит от задержки первого включения симистора относительно нулевой точки сетевого напряжения В большинстве дискретных систем ПЛК процесс поиска и устранения неисправностей выходных устройств достаточно прост.Затем вы можете изменить угол срабатывания устройства. Я сделал подробное руководство о том, как загрузить и установить Triac (BT136), который монтируется внутри шкафа, а штыревые соединения выведены на клеммы/гнезда. 2N6073BG или MAC12HCDG. Когда выход второго компартора включен, симистор также включен, и напряжение также появляется на нагрузке. ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ, поскольку я прочитал лист данных симистора, все связано с MT1, который вы, кажется, называете T1, похоже, что у вас есть симистор (схема моделирования) в обратном направлении, также похоже, что полярность импульса затвора должна быть отрицательной для в квадрантах 2 и 3 достаточно ли длительность импульса и достаточно ли высокое напряжение для срабатывания оптопары? СКАЧАТЬ (только для Windows) Это устройство представляет собой упрощенный TRIAC.Скопируйте и вставьте соответствующие теги, чтобы поделиться ими. Точка срабатывания симистора дает значение перенапряжения отключения v bo1 5. Танталовые и ниобиевые оксидные конденсаторы Модели PSpice. Вопросы шума также следует учитывать при установлении соответствующих запасов. если есть способ использовать ссылку на диск Google, чтобы поделиться исходным кодом TRIAC_CIRCUIT так же, как это сделал я, возможно, у меня получится лучше. Мы можем диммировать лампу до 100 Вт. Тиристор merupakan dioda yang digabung. Просто предположение, я действительно мало знаю о моделях в Proteus.Но каждый раз, когда я пытаюсь запустить симуляцию, я получаю сообщение: SPICE Error Я хочу разработать DIAC TRIAC DIMMER/MOTOR SPEED CONTROLLER в Simulink для своего проекта в колледже. На скептицизм я поставил «. 85% и 23. Конференция по мощности (PP C), Остин, Техас, 2015, стр. ST предлагает обширную библиотеку имитационных моделей PSpice®, чтобы помочь разработчикам найти лучшее решение среди Обширный портфель технологий ST VIPower™ для автомобильного освещения Управление фазовым углом с помощью Arduino Наиболее распространенное применение для восстановления старых керамических печей.Посмотрите видео на YouTube в разделе «Использование симистора для переключения линии переменного тока». Подайте постоянный ток чуть меньше 142 А ровно на 8. Одна загвоздка, которую я начал с одного резистора 820 Ом 1/2 Вт в цепи снаббера. Я хочу контролировать напряжение на конденсаторе. Мне пришлось настроить параметр интерактивного моделирования по умолчанию. В этом документе рассматривается исследование функциональной надежности нового семейства высокотемпературных симисторов 16 А — 600 В, подвергнутых циклам питания, моделирующим компонент в жестких условиях реальной эксплуатации. условия.Эффективный полупроводниковый однополюсный двухпозиционный переключатель или переключатель SPDT может быть построен с использованием симисторов для замены механического переключателя SPDT. мощность на нагрузку путем прохождения части положительных и отрицательных полупериодов входа a. A. Кто-нибудь знает, почему имитация симистора работает только в том случае, если вы сделаете эту схему: Вместо правильного пути: 17 марта 2015 г. № 2 D. 21 декабря 2012 г. Выполните соединения в соответствии с принципиальной схемой. > Ответ Вандергаста. Рис. 5 Включите библиотеку моделей в схему LTspice® 2. На вкладке 1 схемы показана схема потолочного вентилятора TRIAC, а на вкладке 2 схемы показан блок питания.Руководства по проектированию пассивных и активных продувок подробно описывают, как поддерживать ток фиксации и удержания без видимого мерцания. Ток защелки светодиода вперед: 15 мА. 2. В дополнение к чтению вопросов и ответов на моем сайте, я бы посоветовал вам также проверить следующее на Amazon: Банк вопросов по электронике и коммуникациям от Prem R Chadha Привет! Все, я пытаюсь сделать схему диммера в Proteus с помощью Arduino. Модель TRIAC (Triode AC) разработана с использованием двух встречно-параллельных моделей переключателей SCR, как показано ниже.302 мА (минимум) Дальнейший анализ характеристик схемы и симистора в отношении надежности отключения симистора и срока службы может еще больше ограничить эти значения. Общее описание Planar, продукт TO-2 20A B NXP Semiconductors BT136-600 4Q Triac 5. Оптоизолятор с драйвером симистора с переходом через ноль. 120 мГн/2 А ☞CRO – 1 нет ☞10:1 CRO зонд – 1 шт. QUADRAC SPICE Модель Q4006LT Код SPICEQUADRAC_Q4006LT. Файл Proteus и код для моделирования доступны внизу. Однако он плохо проводит ток через клеммы MT1 и MT2.Littelfuse производит самый широкий и самый инновационный ассортимент предохранителей. Схема основана на принципе управления мощностью с помощью симистора. Я использую микроконтроллер (avr) для запуска симистора, но получил аномальный результат. Если я заземлю MT1, PSPICE смоделирует схему. (Примечание 1) LTspice ® ​​является торговой маркой и программным обеспечением для моделирования компании ADI (Analog Devices, Inc.). Но управление этим диммером осуществляется с помощью уровня напряжения постоянного тока. Бьянка Айхингер, менеджер по маркетингу продукции в RECOM Lighting, исследует взаимосвязь между PF, THD и гармониками. и объясняет, почему это соотношение может измениться, как только яркость светодиодов погаснет, что приведет к увеличению электромагнитных помех и нежелательным видимым эффектам. Твердотельное реле драйвера симистора (Примечание)пдф. Симисторы — это электронные компоненты, используемые в качестве переключателей в цепях переменного тока низкой частоты (рис. 1). VBO — максимальное прямое или обратное напряжение, которое может выдержать симистор, прежде чем он перейдет в неконтролируемую проводимость. NI Multisim Live позволяет создавать, совместно использовать, совместно и открывать схемы и электронику в режиме онлайн с помощью моделирования SPICE, включая потенциометр угла поворота, а также с помощью селекторного переключателя On/Off и SCR/TRIAC. На рис. 5 представлен график SPICE слаботочной области симистора Motorola 2N5568 без подачи входного сигнала на затвор.Вывод: Мы успешно продемонстрировали работу диммерной схемы с диммером. 9 требует всего четыре компонента. Я использовал метод обжига с фазовым углом. С этим связаны резисторы R1, R2 и конденсатор С2. Это модификация схемы Simple Lamp Dimmer/Fan Regulator, ранее опубликованной здесь. Универсальный двигатель представляет собой двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением. Инструмент поддержки проектирования AC DC MPSmart Инструмент поддержки проектирования AC/DC MPSmart упрощает проектирование. Подключите нагрузку или потолочный вентилятор между клеммой Phase или Line источника питания переменного тока и клеммой MT2 TRIAC.Узкий угол луча/ широкий угол луча — 4000K. Опять же, обозначения клемм произвольны, поскольку диак, как и симистор, также является двусторонним устройством. № 4. Когда включается DIAC? Ответ: DIAC ведет себя как многие газоразрядные трубки. Это достигается изменением угла проводимости через нагрузку. Если выбран SCR с нагрузкой, вы можете настроить эквивалент TRIAC SCR и символ схемы TRIAC. нет Добрый день, у меня проблема с проектированием схемы для управления скоростью двигателя переменного тока. 0 Номан Кияни.流过triac的电流)会很小(小于ihold ),这时triac会关断。然后市电对 c1充电,当c1的电压达到diac的触发导通电压后,diac的导通导致triac 再次导通,led灯泡变亮,然而iled很低导致流过triac的电流小于ihold , triac再次关断,led灯泡熄灭。如此循环我们将看到led灯泡 This triac-based 220V AC motor speed controller circuit is designed for controlling the speed of small household motors . ; V GT is a range of gate voltages that will trigger conduction. In the below, the simulation is shown in I have a fairly simple AC rectifier feeding a triac operating as a voltage shunt. 7 respectively through diodes.MOC3041 представляет собой оптопару, но, в отличие от других оптоизоляторов, он имеет особенность переключения на основе пересечения нуля. Благодаря быстрому моделированию и удобному пользовательскому интерфейсу PSIM представляет собой мощную среду моделирования для силовой электроники, аналогового и цифрового управления, магнетизма и исследований систем привода двигателей. Моделирование SPICE симистора управляющей мощности с восемью уровнями мощности. На вкладке «Приборы анализа переходных процессов по умолчанию» щелкните раскрывающееся меню в разделе «Начальные условия» и выберите «Триак» подключает источник переменного тока к нагрузке на заданное количество циклов, а затем отключает источник переменного тока на другое заданное количество циклов. циклы.Хорошо, я запустил вашу симуляцию в LTSpice — в этой модели симистора есть что-то очень подозрительное — у него 68 В «включенного» напряжения при всего 13. В схеме используется управление фазовым углом для изменения эффективного напряжения двигателя. Контакт 2 цифрового вывода в Arduino — это контакт прерывания, который используется здесь для обеспечения задержки срабатывания симистора. Я не могу понять, почему симистор не включается в отрицательный полупериод, хотя есть отрицательный ток затвора и отрицательное напряжение на выводе. Разновидность мощности светодиода: BT136 Triac: Datasheet, Pinout, Equivalent [FAQ] BT136 — это тип электронных компонентов, представляющий собой симистор.Как обсуждалось выше, DIAC переходит в лавинную проводимость при напряжении пробоя. Симисторный переключатель. Он переключает переменное напряжение или триггер на затвор симистора. Привет, CircuitLab. ВНИМАНИЕ: Эта цепь подключается непосредственно к сети переменного тока. Предлагаемая схема ШИМ-регулятора переменного тока 220 В с использованием микросхемы IC 555 представляет собой простое решение, обеспечивающее подачу на симистор постоянного тока затвора для обеспечения плавного управления нагрузками номинальной мощностью до 1 Вт. укпатнаик. none EveryCircuit — это простой в использовании интерактивный симулятор схем и инструмент для создания схем.Устройство оптопары можно просто описать как герметичный автономный блок, в котором размещены оптические (световые) блоки Tx и Rx с независимым питанием, которые могут быть соединены друг с другом оптически. Эта схема очень дешева в своей конструкции. BT136 представляет собой симистор с максимальным током на клеммах 4 А. Повышенная сольватация компенсирует более слабые взаимодействия лиганда с TRβ и обеспечивает большую гибкость карбоксилатной группы Triac в TRβ, чем в TRα. Требуется 7+ Полная версия ПО: Да Скриншоты, моделирующие изображения: DIAC — это четырехуровневое двунаправленное триггерное устройство, предназначенное для включения SCR или TRIAC.В некоторых случаях, таких как симисторы от Siemens, две видимые клеммы — это затвор и катод, а более короткая — затвор. Привет, я пытаюсь запустить симуляцию схемы симистора, которая может переключаться либо на 24 В переменного тока, либо на землю. Управление фазой симистора Базовая двухполупериодная схема управления фазой симистора показана на рисунке AN1003. TRIAC представляет собой компонент с тремя клеммами, который используется для управления током. Работа TRIAC TRIAC представляет собой переключатель переменного тока с тремя контактами, который может срабатывать сигналом низкой энергии на клемме затвора.текущий рейтинг. Тиристор/ТРИАК ОБЩЕСТВЕННЫЙ. . Так как наша техническая жизнь близка к сцене (и театр JAN, JANTX, JANTXV и JANS, Выход фототранзистора, Одноканальная оптопара. Симуляция зависает на 0. Чтобы понизить освещенность, или приглушить, дождитесь включения. Каждый выход можно запрограммировать для подачи любого напряжения от 0 до 10 В постоянного тока с 0. Это означает, что Circuit Lab не работает с SCR, TRIAC и DIAC. Время от времени я получаю запросы на переключение высокой мощности, поэтому я решил разработать твердотельный реле состояния, которое может обрабатывать множество различных ситуаций.PNP может использоваться для управления симистором. 2), я использую сигнал переменного тока с частотой 5 Гц, и Vamp не нужно учитывать, это TRIAC, который представляет собой двунаправленный переключатель переменного тока. Моделирование электронных схем в Proteus. Схема работает за счет изменения угла включения симистора. Микропроцессор синхронизирован с источником напряжения и подает импульсы на симистор. Результаты … SimulIDE — это простой симулятор электронных схем в реальном времени, предназначенный для любителей или студентов, чтобы изучать и экспериментировать с простыми электронными схемами и микроконтроллерами, поддерживающими PIC, AVR и Arduino.Каталог предоставляет два способа поиска тиристоров в 166 A2 с периодом 8. Ток через нагрузку контролируется симистором, поскольку он играет важную роль в последовательном соединении с напряжением не менее 200 вольт и выше для увеличения яркости моделирования SPICE. симисторного регулятора мощности для регулирования силы света лампы потенциометром, соединенным с микроконтроллером. 1. Если для их управления используется опто-триак, СКД будет включаться только при отрицательном напряжении смещения (где ток затвора также будет отрицательным). 05.07.2020. Представленные здесь модели были разработаны (или пересмотрены) с использованием WinSpice, порта Berkeley Spice3F4 для Win32, и должны быть совместимы с большинством симуляторов схем на основе SPICE2 или SPICE3 (например, PSPICE). Детали Калькуляторы схемы снаббера. Для более мощных нагрузок опто-симистор может использоваться для подачи импульса затвора на другой более крупный симистор через токоограничивающий резистор, как показано. 4. В программах моделирования я не нашел их парочку. Когда напряжение на C 1 достигает напряжения пробоя (V BO) DIAC, C 1 частично разряжается DIAC на затвор симистора.Перед использованием устройства необходимо соблюдать все меры предосторожности. Чтобы сделать схему максимально компактной и простой, мы используем популярный таймер IC 555. В отличие от SCR, TRIAC может запускаться в обоих направлениях. Оптопара (MOC302x) используется для возбуждения симистора BT136, его светодиод подключен к выводу 8 Arduino через резистор 120 Ом. Для управления напряжением нагрузки переменного тока методом управления фазой с использованием TRIAC. Здесь блок Tx — это светодиод, а блок Rx может быть в виде фототранзистора, фотоTRIAC BLOC — твердотельного реле с интерфейсом I2C.Все равно должно сработать. Показанный на схеме симистор имел ток затвора 50 мА. Компьютерное моделирование предсказывает эффективность, гармонические искажения и пульсирующий крутящий момент, когда двигатель питается с частотой 60 Гц, 40 Гц или 30 Гц и с помощью мостовой схемы с четырьмя симисторами. 1 и TI Multisim V11. 461 Å3), а моделирование молекулярной динамики показывает, что дополнительное пространство занимает вода. При выводе … Получите справку о том, как использовать наши онлайн-инструменты для проектирования и моделирования схем, а также информацию о том, как моделируются и симулируются определенные компоненты схемы.имитация диммера diac triac. Эта цифра получена в результате моделирования PSPICE для нагрузки 150 Ом и 5 Г, включенной при напряжении 230 В (среднеквадратичное значение) при частоте 50 Гц. 5 нс Триод для регулируемого переменного тока (TRIAC) резонансного преобразователя LLC, основанного на широкодиапазонной концепции диммирования с использованием управления реактивной мощностью, был представлен в [14], в котором выходная мощность светодиодов TRβ LBC, однако, расширяется по сравнению с TRα при наличии симистора (549 Å3 по сравнению с этой заметкой по применению содержит практическое руководство по конструкции платы светодиодной лампы с регулируемой яркостью симистора). У меня мало знаний о Simulink. Да, моя система содержит MOC3020, но также нужен TRIAC (BTA40, BTA41, BTB41). Источник 120В 60Гц. 19 мая 2021 г. Таким образом, Triac является фактическим компонентом. добавить директиву специй. Вы можете выбрать SCR, SCR с показанным током или TRIAC. txt как симистор без клеммы затвора, как показано на рисунке. Каталог тиристоров. 4 TRIAC без внешнего радиатора На рис. 2 показана диаграмма теплового эквивалента для TRIAC без внешнего радиатора. Щелкните значок «Коннекторы», который является вторым справа в конце строки.Поскольку после срабатывания он остается включенным, он много раз используется в качестве основного компонента в пожарной и охранной сигнализации. Кроме того, если вы используете Multisim V12, вы можете рассмотреть возможность использования компонента TRIAC в семействе SWITCHES в группе Power. Тиристор_Симистор_040908vF1. Целью этой статьи является определение надлежащего угла открытия симистора для TSIM с использованием простой схемы управления. 22,0 Вт 3000К. Графики вводят вас в курс дела, а симуляция позволяет оптимизировать.0 Решено! Перейти к решению. 27 ноября 2021 г. BTA08-600B . текст . Двойной стандартный диммер с постоянной выдержкой времени, состоящий из симистора, диака, двух управляющих потенциометров, резисторов и конденсаторов. Эта симуляция зажигает лампу циклически и постепенно. Контакт 1 — основной терминал 1, контакт 2 — основной терминал 2, а контакт 3 — терминал Gate. Тип проекта: Бесплатно Сложность: Средняя Количество компонентов: 21-30 Программное обеспечение SPICE: Proteus Версия программного обеспечения: 7. 2,390. В моделировании я вижу звон тока двигателя, из-за которого TRIAC остается включенным в течение нескольких полупериодов переменного тока.Если выходная клемма работает, то вы должны измерить 0 вольт, когда «ВЫКЛ», и полное напряжение источника, когда «ВКЛ». Двигатель мощностью 1 л.с., приводящий в движение большой вентилятор или тяжелую нагрузку, может быть кандидатом на частотно-регулируемый привод или механический регулятор скорости. Большая разница в сложности. Бьянка Айхингер, менеджер по маркетингу продуктов компании RECOM Lighting, исследует взаимосвязь между PF, THD и гармониками и объясняет, почему эта взаимосвязь может измениться, как только яркость светодиодов будет снижена, что приведет к увеличению электромагнитных помех и нежелательным видимым эффектам. Твердотельное реле с драйвером триака (примечание) Когда EN60747-5-2 ….В этой модели схемы показана базовая схема диммера света с использованием симистора и диака. Namun pada kesempatan ini, yang akan kemukakan adalah komponen-komponen тиристор yang dikenal dengan sebutan SCR (выпрямитель с кремниевым управлением), TRIAC dan DIAC. Untuk simbol dan keterangan setiap pinnya terlihat pada gambar 2. BT139, BTA16, BT169, Q4008. Активный участник. Один штырек — это вывод затвора, а два других — выводы анода и катода. Примечание. В этой цепи используется переменное напряжение 220 В, поэтому это очень опасно.2Н1597. Я смотрел это видео. Управление симисторным углом зажигания. Выглядит очень просто, но когда я это сделал, результат оказался не таким, как мы ожидали. Вариак постоянного тока? ОБЩЕСТВЕННЫЙ. Пример 1. Система 1-го порядка. Вставьте пробник напряжения (узлом к ​​земле). Пример схемы: при угле ширины импульса 45° на входе переменного тока 60 Гц контроллер фазового угла U1 генерирует стробирующий импульс для запуска симистора. Применение симисторной оптопары ОСНОВЫ ОПТОПАРЫ. Входное прямое напряжение светодиодного диода: 1. Здесь мы используем TRIAC BT136 для диммирования лампы переменного тока.Я использую модель специй для Q6025N5 от «Little Fuse» в своем анализе, и я подумал, что просто соберу быструю тестовую схему, чтобы увидеть, правильно ли работает импорт части. Я заменил симистор 2N6349A с током затвора всего 6 мА. Настройка P1 определяет фазу триггерного импульса, запускающего симистор. Я использовал другую модель симистора (BT134-800), и это напряжение включения равно 1. Доступен как 6-контактный PDIP с M-суффиксом и без него. Моделирование выполнено с помощью MONACO MEDIUM. Гибридное реле использует механическое реле для токовой нагрузки и симистор (твердотельный переключатель/реле) для начального включения тока нагрузки, а при параметрическом анализе моделирования SPICE диммера лампочки, реализованного с симистором-диаком и резистором, который может предположить список значений от 1K до 325k. [|500×322] отрезанное напряжение не сбрасывается до нуля моя схема: [|500×362] для создания триггерного импульса я просто использую простую программу «мигания», которой я могу управлять… У меня работает. Пример 1. Демпфер ограничивает скорость изменения напряжения на основных выводах симистора при выключении симистора.Регулятор скорости вентилятора Ac Использование Diac и Triac Proteus Simulation Этот сайт использует файлы cookie, чтобы предложить вам лучший опыт просмотра. SD05-01FTG TXT-файл модели SPICE. добавьте символ SCR из библиотеки символов ltspice, щелкните его правой кнопкой мыши и замените SCR правильной моделью тирситора, например: EC103D1, и тогда все должно работать. :/. Компания «Diodes Incorporated» и ее дочерние компании и дочерние компании (совместно именуемые «диоды») предоставляют эти модели и данные Spice (совместно именуемые «sm data») «как есть» и без каких-либо заявлений или гарантий, явных или подразумеваемых, включая любые гарантии товарного состояния. или пригодность для конкретной цели, любые гарантии, вытекающие из практики или курса параметрического анализа моделирования SPICE диммера лампочки, реализованного с помощью триак-диака и резистора, который может принимать список значений от 1K до 325k.Это мощный полупроводниковый прибор с четырехслойной структурой с тремя PN-переходами, который, как правило, образован обратным соединением двух тиристоров. 2 мс. Я сделал следующее: скачал файл библиотеки. 3. На рисунке показаны два схематических обозначения. QUADRAC SPICE Модель Q4006LTH Код SPICEQUADRAC_Q4006LTH. Зеленый цвет указывает на положительное напряжение. В вашем случае вы можете заменить Arduino своим переключателем, который на самом деле также является вспомогательным MOC3021, представляет собой оптопару или оптоизолятор, управляемый TRIAC с нулевым переходом. Драйвер светодиода также идет на компромисс: компаратор пикового тока, который… Принципиальная схема. Эта схема может управлять скоростью универсального двигателя. 3+ Полная версия программного обеспечения требуется: Да Описание: примечание для реальной характеристики: добавьте переменную оси X V(x1:mt2), щелкнув правой кнопкой мыши на графике > … Моделирование TRIAC или DIAC в LTspice может быть проблемой, так как эти части не работать прямо из коробки. Серия MOC304X также используется для управления внешними триаками, твердотельными реле и МОП-транзисторами. Это происходит, если ток через затвор не превышает ток срабатывания затвора I GT.Основное отличие моделей SCR и TRIAC из полупроводниковой библиотеки от компонентов схемы заключается в подключении схемы к затвору. Это также должно быть верным для выходов переменного тока, управляемых симисторами, но в этих случаях раскрывается некоторая схема управления светодиодом (LED) с регулируемой яркостью симистора, компрометирующая: напряжение переменного тока (AC), подключенное к выпрямительному мосту; Светодиодная нагрузка, которая подключена к катушке индуктивности или трансформатору, силовому МОП-транзистору, низковольтному МОП-транзистору и токоизмерительному резистору. V gg должен быть выключен 7. Чтобы открыть эту симуляцию в редакторе EasyEDA, щелкните маленький зеленый карандаш в правом верхнем углу окна просмотра, затем нажмите: CTRL+R. 31 ряд NI Multisim Live позволяет создавать, совместно использовать, совместно и обнаруживать схемы и электронику в режиме онлайн с включенной симуляцией SPICE. Симистор представляет собой твердотельный тиристор с тремя выводами (MT1, затвор и MT2), который использует альтернативные обозначения на рис. 1. и действует как пара тиристоров, соединенных обратно параллельно и управляемых через один затвор.Они доступны только для рисования схем. LTspice предоставляет макромодели для большинства импульсных регуляторов, линейных регуляторов, усилителей Analog Devices, а также библиотеку устройств для общего моделирования схем. Его работа чрезвычайно интересна: прохождение тока между клеммами A1 … «Симистор, SCR и симулятор ACS» помогает найти лучший тиристор или переключатель переменного тока (TRIAC, ACS, ACST) для вашего приложения. В этом руководстве вы узнаете, как использовать симистор. в proteustriac моделирование в proteusмоделирование симистора в proteusкак сделать моделирование симистора в prote В этом уроке вы узнаете1.и следуйте инструкциям. Красный цвет указывает на отрицательное напряжение. Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR), TRIAC и DIAC — это модели, основанные на диодной модели. 6 Кремниевый управляемый выпрямитель, кремниевый тиристор при 75°C. Пин Р3. Его следует держать с помощью большого теплоотвода. Определение L p: Eo и Io поступают непосредственно из контура. 2В. Обзор симистора BT136. как сделать симуляцию симистора в мультисим. Затем симистор срабатывает в так называемых квадрантах Q1 и Q3. Оптопара имеет несколько типов, и каждый тип имеет почти одинаковые рабочие функции, но иногда его внутренняя структура отличает его от другого оптрона.Структура TRIAC показана на рисунке ниже. Проектирование и моделирование TRIAC 3. Эксперты, у меня проблема с моделированием Triac и SCR. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности. Интеллектуальная система управления освещением Triac/0-10v 0%-100% затемнения для фермы, найдите полную информацию о Triac/0-10v 0%-100% затемнения системы управления интеллектуальным освещением для фермы, главного и ведомого затемнения + контроллера синхронизации, водонепроницаемого сенсорного экрана Усовершенствованная система затемнения экрана, запатентованная функция памяти Интеллектуальный диммер от поставщика диммеров или производителя-Шэньчжэнь AMB… отказ от ответственности диодов.Первый ЦП IBM с ускорением искусственного интеллекта на кристалле обнаруживает мошенничество с молниеносной скоростью Адриан Гиббонс. На рис. 1 показана основная форма такого устройства. Я добавил схему, код и симуляцию примера позже в этой теме. Другие части, обсуждаемые в теме: TINA-TI Здравствуйте, я моделирую симисторную схему «TRIAC_ACST610-8». 2. Включение устройства может быть достигнуто точно при синхронизации с входного напряжения, а отключение происходит при переходе тока через ноль после снятия управляющего сигнала. Если симистор имеет высокую температуру. Полностью изучив эту статью, вы сможете сделать прототип гибридного реле. Другие ТИРАК. Максимальная мощность TRIAC составляет 16 кВт. 6. Схемы PNG: в то время как онлайн-моделирование схемы позволяет быстро итерировать дизайн и … Триак переходит из выключенного состояния в проводящее состояние, когда ток или импульсы тока подаются на управляющий электрод (затвор). ПРИМЕЧАНИЕ. Для демонстрации мы подключили лампочку к простому регулятору вентилятора TwisterSim.Таблица 1 и рис. 17 июня 2014 г. Если разобраться в характеристиках и функциях SCR, TRIAC можно представить как два тиристора с общим затвором. Это конкретное моделирование предназначено для имитации срабатывания симистора при 50% мощности на каждом пике синусоиды. Используя новую схему измерения тока, контроллер может подавать хорошо отрегулированный ток на вторичную сторону без использования опто.В этом видео показано, как выполнить работу. TRIAC (см. рис. 1 C с t0 = 0): Для проводимости с фазовым углом среднеквадратичное значение тока показано на рис. 1 C. «Вкл.» и «Выкл.» TRIAC управляются состоянием напряжения/тока затвора. Могут быть некоторые специализированные ИС, чтобы сделать ЧРП простым, поскольку в этом много требований. Возможно, модель для опто или симистора имеет более низкое напряжение пробоя, а ваша симуляция превышает его. Проведены два физических эксперимента, подтверждающие достоверность результатов моделирования.2 1 симуляции. Симисторы представляют собой устройства с тремя выводами: затвор (G), анод 1 (A1) и анод 2 (A2). (Триак в CircuitLab нельзя использовать в моделировании). 1 В этом уроке мы разработаем схему с использованием симистора и оптопары для создания диммера света переменного тока 220 В или регулятора скорости вентилятора переменного тока с использованием Arduino. Чтобы убедиться в этом, удалите TL431 из моделирования. Diac, Triac и SCR не работают должным образом в Multisim 10. У меня есть много схем (резонансные понижающие преобразователи ZCS, управление реактивной мощностью с использованием дросселя с тиристорным управлением и т. д.), которые нужно спроектировать и смоделировать, в которых есть TRIAC и SCR, и мне нужно запустить каждую из них, используя различное срабатывание Подключите клемму MT1 к нейтрали, а клемму MT2 к одному концу двигателя переменного тока или нагрузки.Подробное моделирование C149M10 SCR и ZN6346A TRIAC и связанных приложений описано. Добрый день. Двухканальная оптопара выхода логического элемента (TTL) (с поддержкой AA) 6N138. УПРАВЛЕНИЕ НАГРУЗКОЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ TRIAC — DIAC. Моделирование цепей в реальном времени, интерактивность и динамическая визуализация делают его незаменимым приложением для профессионалов и научных кругов. Эта схема контроллера скорости сверления переменного тока позволяет контролировать скорость сверления вашего бурового станка или бурильной машины. Эта структура позволяет току течь с обеих полярностей и, таким образом, представляет собой высокоэффективный переключатель переменного тока.0082)=142А. 1-СПАЙС. ПРИМЕЧАНИЕ. В демонстрационных целях мы подключили лампочку к простому регулятору вентилятора. Обе схемы, использующие симистор, подключают затвор к положительному источнику питания через резистор 330 Ом. Когда светодиод горит, симистор в MOC3021 включается и приводит в действие основной симистор в цепи. Симистор непрерывно срабатывает в течение микросекунд на каждом импульсе. Пассивные компоненты: резистор, потенциометр, конденсатор, заряженный конденсатор, катушка индуктивности, аккумулирующая катушка индуктивности, связанные катушки индуктивности, трансформатор. Разработка новых имитационных ( Spice ) моделей симисторных / фазово-модулированных диммеров, которые достаточно точны, чтобы четко объяснить причины, по которым симисторы, с связанные с ними диаки, не могут должным образом уменьшить яркость светодиодных ламп высокой яркости (HB).7 мА (максимум) Ih: 0. 4 Проверка электрических правил 4. Проблема, с которой я столкнулся, заключается в том, что в этой библиотеке нет переменного резистора/потенциометра/реостата. С помощью дополнительных параметров моделируется большинство свойств тиристора. Оптика: 13° / 60° (2 фары) Код: 5380215. 94 и 6. Ток (триак), управляемый микропроцессором. 01 шаг напряжения. 100 Вт Ламповая нагрузка (или) Внешний реостат — 200 Ом/2 А b. DIAC (двунаправленный переключатель диода переменного тока) представляет собой разновидность диода. Ниже представлено управление нагрузкой переменного тока путем запуска с задержкой фазового угла на симистор (U4) с интерфейсом оптопары (U3) для управления однофазной нагрузкой с использованием Arduino nano.Серия Qxx40xx — TRIAC от переключающих тиристоров — … LT3799 — это изолированный обратноходовой контроллер с коррекцией коэффициента мощности, специально разработанный для управления светодиодами. B. Его эквивалентная схема представляет собой пару перевернутых четырехслойных диодов. zip из архива файлов. 15В. Тип проекта: Бесплатно Сложность: Промежуточная Количество компонентов: 21-30 Программное обеспечение SPICE: […] На рисунке 4 показан результат моделирования PSPICE для схемы на рисунке 2 при следующих условиях: Схема работает в режиме удвоения (симистор T2 включен) Линейное напряжение составляет 120 В RMS 60 Гц. Выходные конденсаторы (C1 и C2) оба имеют емкость 220 мкФ. Величина катушки индуктивности в дифференциальном режиме составляет 100 мкГн. переменная коммутируемая емкость, светодиодный драйвер мощностью 60 Вт был реализован по предложенной процедуре проектирования и подтвержден результатами моделирования и эксперимента, где КПД, PF и THD составляют 92%, 0.2Н1595/75С. В схеме дополнительно используются симистор, тринистор и транзистор. был бы кандидатом на простое управление симистором. Я решил проблему, почему схема не работала в симуляции Тины. Это приведет к срабатыванию симистора, когда затвор получит достаточный ток через резистор. Также напряжение срабатывания должно зависеть от номинала резистора 330R. В реальном оборудовании это происходит при индуктивной нагрузке или несинусоидальном входном напряжении и обычно может быть устранено с помощью снаббера на симисторе. Поскольку симисторы являются двунаправленными переключающими устройствами, они обычно используются для переключения переменного тока. Это симулятор электронной схемы.II. Схема работает так же, как и предыдущая, но дополнительно включена демпфирующая цепь, состоящая из резистора R4 и конденсатора С3, чтобы… срабатывания симистора и после срабатывания (за счет уменьшения диапазонов вольтметра и увеличения диапазонов амперметра) затем увеличьте напряжение питания V mt2mt1 и i 1. Это отправляется в момент времени между одним пересечением нуля и следующим. Прямоугольный импульс прекращается после временного интервала, который … Diac, Triac и SCR не работают должным образом в Multisim 10.Я поставил 2N6073B (пример 1 OnSemi — система 1-го порядка. Установите параметры моделирования: временной шаг и общее время. Для моделирования TSIM с помощью Pspice необходимо смоделировать симистор и его схему запуска. Это простая схема, состоящая из 555 Таймер IC для генерации импульса PWM, этот импульс затем используется для управления интервалом мигания лампы переменного тока через схему TRIAC, которая управляет лампой переменного тока. Я поместил этот файл в папку lib& # 92; ниже или используйте это. Он также называется симистором.Это принципиальная схема простейшего диммера лампы или регулятора вентилятора. Перед подключением к цепи питания убедитесь, что импульсы запуска правильные. Это когда симистор выключается. в. В некоторых симисторах, таких как 2N6071A/B, где плоская поверхность обращена к вам, контакты пронумерованы от 1 до 3. Модель QUADRAC SPICE Q4004LT Код SPICEQUADRAC_Q4004LT. TSC» прилагается TINA-TI Версия 9. ВКЛЮЧАЕТ симистор. На приведенном выше рисунке показана простая силовая цепь DIAC TRIAC, работа этой схемы может быть объяснена тем, что во время положительного полупериода конденсатор C1 начинает заряжаться, когда конденсатор заряжен до Vc, затем DIAC запускает проводимость, когда DIAC включается, он подает импульс на затвор TRIAC, из-за которого TRIAC запускает проводимость и ток… Симистор в моем моделировании реагирует на сигнал запуска, но напряжение во включенном состоянии достигает примерно 15-20В. 7А. Цепь регулятора скорости сверла AC получена по электронной почте — 22.09.2009. 3% соответственно. Я провел ту же симуляцию с симистором BT134-800, и напряжение во включенном состоянии равно 1. Для полного освещения немедленно включите снова. 2 Строительные блоки и редактирование 4. 19. Ada beberapa komponen yang termasuk thiristor antara lain PUT (программируемый однопереходный транзистор), UJT (однопереходный транзистор), GTO (переключатель выключения затвора), фото SCR dan sebagainya. Подключите клемму MT1 к нейтрали, а MT2 к одному концу двигателя переменного тока или нагрузки.Движущиеся желтые точки указывают на ток. Я тоже хотел порекомендовать компанию teccor. DIAC является двухконтактным… TRIAC в схеме диммерного выключателя работает как электронный переключатель. Он получил свое название от термина TRIode для переменного тока. 6 Кремниевый управляемый выпрямитель, кремниевый тиристор (с поддержкой AA) 2N1596. Теперь схема работает нормально. Если вы новичок и не имеете представления об использовании электроники… TRIAC — это трехконтактное устройство, а клеммы симистора — MT1, MT2 и Gate. Эти компоненты можно найти только в определенной схеме регулятора освещенности, где они позволяют использовать обе половины цикла переменного тока. 1 Таким образом, это не связано с током светодиода. суб. SCR представляет собой 3-контактное устройство. Разработчик должен выбрать пиковое допустимое напряжение. В моей симуляции у меня есть три блока: 1) Arduino Uno 2) Схема детектора пересечения нуля 3) Схема симистора для управления лампой аппаратный банкомат), поэтому я не выбирал какую-либо конкретную модель симистора.Я выбрал значение 120 Ом, чтобы получить ток около 30 мА (ток проходит через светодиод оптопары). Конкретный ПЛК, который он будет использовать, имеет 4 аналоговых выхода. Введение в TRIAC 3. Каденция. Все, что вам нужно знать о коннекторах: TINA и TINACloud включают множество коннекторов. Отрицательный размах … Обычные потолочные вентиляторы работают со схемой делителя напряжения. Идеальный переключатель, управляемый напряжением, представленный в PSPICE, используется для разработки простых компьютерных моделей кремниевых выпрямителей (SCR) и симисторов. Симистор представляет собой переключатель переменного тока с тремя клеммами, который отличается от других управляемых кремнием выпрямителей тем, что он может проводить ток в обоих направлениях, т. е. может ли подаваемый затвор симистор использоваться для управления средним значением а. Оптопары с симисторным выходом подходят для управления нагрузками переменного тока. №1. И это использует симистор в качестве силового устройства. ТРИАК. С помощью этой схемы мы показали, что можно регулировать интенсивность света, используя источник переменного тока и изменяя резистор, используемый для определения момента времени, когда симистор проводит волну переменного тока через свет в течение каждого полупериода.Серый цвет указывает на землю. Установившееся состояние и переходные процессы пуска конденсатора, а также однофазного асинхронного двигателя (TSIM) пуска симистора моделируются с помощью программного обеспечения Pspice. Программа моделирования цепей SPICE позволяет моделировать диоды при моделировании цепей. Наконец, на Рисунке 7 выше показаны имитационные модели (SUBCKT) для Triac MAC15A8 и MOSFET 2N7000, которые используются при анализе основной схемы и требуются LTspice для запуска симисторов с оптронной связью, таких как MOC 3020, с номинальным напряжением около 400 вольт, что делает их идеальными для прямого подключения к сети и максимальный ток около 100 мА.Поскольку TRIAC является TRIAC, DIAC разработан специально для срабатывания TRIAC или SCR. Цифры. Естественно, это сделает среднеквадратичное напряжение нагрузки намного выше при более низком токе. TRIAC • TRIAC представляет собой трехполюсное полупроводниковое устройство для управления током. Оживите свои 3D-проекты с помощью схемных сборок в Tinkercad. В бесшумном моделировании критические значения следующие: Igt: 16. ВАХ TRIAC 3. Я думаю, что требуется пересечение нуля. Диод мягкого восстановления. На этикетке написано 50/60 Гц, это должно быть большим намеком.1. 6 Построение 4. В посте подробно описана схема простого твердотельного симисторного реле SPDT, использующая оптопару и пару симисторов, которые можно использовать в качестве эффективной замены механических реле. 23 марта 2021 г. На рис. 2 показана кривая тока нагрузки для срабатывания при нулевом напряжении и срабатывания при пиковом напряжении сети. Я обсуждал использование ШИМ для запуска схемы управления фазой симистора, однако, поскольку в конструкции не использовалась технология, пропорциональная времени, отклик от очень простого автономного привода двигателя может быть построен с использованием симистора и управляющей ИС.Пороговое напряжение затвора BT136 также очень мало, поэтому им можно управлять с помощью цифровых схем. прилагаемая библиотека тиристоров и пример моделирования. sub» Директива Spice. 2 показана базовая схема управления фазой симистора. Автор: hondabones | обновлено… Управление фазой симистора с использованием схемы ШИМ может быть полезным, только если оно реализовано с использованием пропорционального времени формата, в противном случае ответ может быть бессистемным и неэффективным. Электромеханическое проектирование намного проще с программным обеспечением для моделирования цепей и электромеханического моделирования. Реальные выходные характеристики симистора при захвате orcad Тип проекта: Бесплатно Сложность: Простой Количество компонентов: <10 Программное обеспечение SPICE: PSpice Версия программного обеспечения: 16. В SCR он проводит только в одном направлении, но в случае TRIAC мощность можно контролировать оба направления. Связать и поделиться. 7 суммированы различные конфигурации запуска затвора для симисторов. У меня есть много схем (резонансные понижающие преобразователи ZCS, управление реактивной мощностью с использованием индуктора с тиристорным управлением и т. д.) для проектирования и моделирования, в которых есть симисторы и тиристоры, и мне нужно запускать каждый из них, используя разные способы запуска. У меня есть простая схема с MOC и Snubberless. ТРИАК.№ 5. У меня проблема в том, что PSPICE хочет, чтобы MT1 симистора был заземлен. Дважды щелкните пробник напряжения, чтобы изменить его имя на Vo. ВВЕДЕНИЕ Триак или тиристорный переключатель подключается между источником переменного тока и нагрузкой, поток тока может быть. Это оптически изолированный симисторный выходной драйвер со случайной фазой. Я решил управлять симистором с помощью ШИМ-сигнала через оптопару. тиристорный симистор. симистор и клеммный переключатель tda1085c: симистор и оптопара сгорели при использовании для управления трехфазным двигателем: симистор вместо тринистора: невозможно запустить симуляцию симистора в LtSpice.Чтобы использовать этот симулятор, вам необходимо установить его на свой компьютер. Полярность не имеет значения. Обычная и недорогая интегральная схема синхронизации 555 используется для изменения времени запуска импульсов симистора в ответ на управляющее напряжение. Ключевые слова — TRIAC, THD, регулятор напряжения переменного тока, тиристор, I. Типичный метод управления двигателем переменного тока заключается в использовании потенциометра с диаком и симистором для регулировки мощности, подаваемой на двигатель. Выход TRIAC такой же, как и выход контроллера напряжения переменного тока. Все остальные компоненты семейства TRIAC не имеют моделей. Анод — это клемма, на которую подается положительное напряжение, а катод соединяется с ним. Моделирование гибридного реле разработано в Proteus, а программа написана в Arduino IDE. Переключение из состояния «выключено» в состояние «включено» достигается простым превышением контроля фазы для регулирования освещения с имитацией неисправности. LM3445 обеспечивает постоянный ток для освещения мощных светодиодов и включает декодер диммирования TRIAC. 1 Файл модели SPICE Thyristor_Triac_040908vF1. имитация симистора

s0h tbp zlt 6q1 dh2 1by tmi weg itt bin vnl upu ejd efl r2s 7qt qrh qd6 xwd jhv

Как работают тиристоры? | Тиристоры и транзисторы в сравнении

Транзисторы — это крошечные электронные компоненты. которые изменили мир: вы найдете их в все от калькуляторов и компьютеры для телефоны, радиоприемники и слуховые аппараты. Они удивительно универсальны, но это не значит, что они могут делать все. Хотя мы можем использовать их для включения и выключения крошечных электрических токов. выключено (это основной принцип компьютерной памяти) и превращать малые токи в несколько большие (так усилитель работает), они не очень полезны, когда дело доходит до обращения гораздо большие токи.Еще один недостаток в том, что они отключаются. полностью, как только коммутируемый ток будет удален, что означает они не так полезны в таких устройствах, как сигнализация, где вы хотите цепь срабатывает и остается включенной на неопределенный срок. Для таких работ, мы можем обратиться к несколько похожему электронному компоненту, называемому тиристор, имеющий общие черты с диоды, резисторы, и транзисторы. Тиристоры достаточно просты для понимания, хотя большинство объяснений, которые вы найдете в Интернете, излишне сложным и часто запутанным невероятно.Итак, это наше начало точка: давайте посмотрим, сможем ли мы ясно и просто взглянуть на то, что тиристоры, как они работают и какие вещи, для которых мы можем их использовать!

Рисунок: Типичный тиристор немного похож на транзистор и работает в тесно связанный путь.

Что такое тиристоры?

Во-первых, давайте разберемся с терминологией. Некоторые люди используйте термин кремниевый выпрямитель (SCR) взаимозаменяемо с «тиристором». На самом деле, управляемый кремнием выпрямитель — торговая марка, которую General Electric представила описать один конкретный тип тиристора, который он сделал.Есть также различные другие виды тиристоров (включая те, которые называются диаки и симисторы, которые рассчитаны на работу с переменным током), поэтому термины не совсем синоним. Тем не менее, эта статья о хранении вещей просто, поэтому мы просто поговорим о тиристорах в самом общем условия и предполагают, что SCR — это одно и то же. Мы будем называть их тиристорами.

Фото: Тиристоры широко используются в электронных схемах управления питанием, подобных этой.

Три соединения

Так что же такое тиристор? это электронный компонент с тремя выводами, называемый анодом (положительный вывод), катод (отрицательная клемма) и затвор. Это несколько аналоги к трем выводам на транзисторе, которые, как вы помните, называются эмиттер, коллектор и база (для обычного транзистора) или исток, сток и затвор (в полевом транзисторе или полевом транзисторе). В обычном транзисторе работает один из трех выводов (база). как элемент управления, который регулирует, сколько тока протекает между другими два отведения.То же самое и с тиристором: затвор управляет ток, протекающий между анодом и катодом. (Стоит отметить, что вы можете получить тиристоры с двумя или четырьмя отведениями, а также с трехотводными. Но мы держим здесь все просто, поэтому мы просто поговорим о самой распространенной разновидности.)

Транзисторы против тиристоров

Если транзистор и тиристор выполняют одну и ту же работу, какая между ними разница? С транзистором, когда маленькое ток течет в базу, это создает больший ток между эмиттер и коллектор.Другими словами, он действует как выключатель и усилитель одновременно:

Как работает транзистор: Небольшой ток, протекающий в базу, создает больший ток между эмиттером и коллектором. Это n-p-n транзистор с красным цветом, обозначающим кремний n-типа, синим цветом, обозначающим p-тип, черными точками, представляющими электроны, и белыми точками, представляющими дырки.

То же самое происходит внутри полевого транзистора, за исключением того, что мы прикладываем небольшое напряжение к затвору, чтобы создать электрическое поле, которое помогает току течь от источника к осушать.Если убрать малый ток в базе (или затворе), большой ток немедленно перестает течь от эмиттера к коллектору (или от истока к стоку в полевом транзисторе).

Часто это не то, чего мы хотим. В что-то вроде схемы охранной сигнализации (где, возможно, шаги по нажимной подушке, и колокольчики начинают звонить), мы хотим, чтобы небольшой ток (активируется нажимной панелью), чтобы отключить больший ток (звон колоколов) и чтобы больший ток продолжал течь даже когда меньший ток прекращается (поэтому колокола все еще звонят, даже если наш незадачливый злоумышленник осознает свою ошибку и отступает с площадки). В тиристоре это именно то, что происходит. Небольшой ток на затворе вызывает сильное больший ток между анодом и катодом. Но даже если мы тогда удалить ток затвора, больший ток продолжает течь от анод к катоду. Другими словами, тиристор остается включенным («защелкивается»). и остается в этом состоянии до тех пор, пока схема не будет сброшена.

Там, где транзистор обычно имеет дело с крошечными электронными токи (миллиамперы), тиристор выдерживает реальные (электрические) силовые токи (обычно несколько сотен вольт и 5–10 ампер).Вот почему мы можем использовать их в таких вещах, как заводские выключатели питания, регуляторы скорости электродвигателей, бытовые диммеры, выключатели зажигания автомобиля, предохранители от перенапряжения и термостаты. Время переключения практически мгновенно (измеряется в микросекундах), и эта полезная функция, в сочетании с отсутствием движущихся частей и высокой надежностью, поэтому тиристоры часто используются как электронные (твердотельные) версии реле (электромагнитные выключатели).

Как работает тиристор?

Тиристоры являются логическим продолжением диодов и транзисторы, поэтому давайте кратко рассмотрим эти компоненты.Если вы не знакомы с твердотельной электроникой, у нас дольше и более четкие объяснения того, как работают диоды и и как работают транзисторы, которые вы могли бы прочитать в первую очередь.

Тиристор как два диода

Напомним, что диод представляет собой два слоя полупроводника (p-типа и n-типа), соединенных вместе, чтобы создать соединение где происходят интересные вещи. В зависимости от того, как вы подключаете диод, ток будет либо течь через него, либо нет, что делает его электронный эквивалент улицы с односторонним движением.С положительной связью к p-типу (синий) и отрицательное соединение к n-типу (красный), диод смещен вперед, поэтому электроны (черные точки) и дырки (белые точки) движутся благополучно пересекает переход и течет нормальный ток:

Диод с прямым смещением: ток течет через соединение между p-типом (синий) и n-типом (красный), переносимым электронами (черные точки) и дырками (белые точки).

В противоположной конфигурации, с плюсовым подключением к n-типу и отрицательный к p-типу, диод смещен в обратном направлении: соединение становится огромной пропастью, которую не могут пересечь ни электроны, ни дырки. и нет текущих потоков:

Диод с обратным смещением: при обратном подключении батареи «зона истощения» на переходе становится шире, поэтому ток не течет.

В транзисторе у нас есть три слоя полупроводника, расположенных попеременно (либо p-n-p, либо n-p-n), что дает два перекрестка, где могут происходить интересные вещи. (полевой транзистор слегка разные, с дополнительными слоями металла и оксида, но все же по сути, сэндвич n-p-n или p-n-p.). Тиристор — это просто следующий шаг в последовательность: четыре слоя полупроводника, снова расположенных попеременно дайте нам p-n-p-n (или n-p-n-p, если вы поменяете местами) с тремя стыки между ними. Анод соединяется с внешним р-слоем, катод к внешнему n слою, а затвор к внутреннему p слой, вот так:

Тиристор подобен двум переходным диодам, соединенным вместе, но с дополнительной связью с одним из внутренних слоев — «затвором». »

Вы можете видеть, что это похоже на два соединенных последовательно диода, но с дополнительным подключением затвора внизу. Как и диод, тиристор является выпрямителем: он проводит ток только в одном направлении. Вы не можете сделать тиристор, просто соединив два диода последовательно: дополнительное соединение затвора означает, что это нечто большее. Если вы хорошо знакомы с электроникой, вы заметите сходство между тиристором и диодом Шокли (разновидность двойного диода с четыре чередующихся полупроводниковых слоя, изобретенных пионером транзисторов Уильямом Шокли. в 1956 году).Тиристоры произошли от транзисторов и диодов Шокли. который был далее развит Джуэллом Джеймсом Эберсом, который разработал двухтранзисторную модель, которую мы рассмотрим далее.

Работа: General Electric представила первый коммерчески успешный тиристор (тогда он назывался выпрямителем с кремниевым управлением) в июле 1957 года благодаря усилиям Роберта Холла, Ника Холоньяка, Ф. В. «Билла» Гуцвиллера, и другие. Это базовая иллюстрация тиристора из одного из патентов Билла Гуцвиллера.Работа из Патент США 3,040,270: схема управляемого кремниевого выпрямителя, включающая в себя генератор с переменной частотой, предоставленный Управлением по патентам и товарным знакам США.

Тиристор подобен двум транзисторам

Что менее очевидно, так это то, что четыре слоя работают как два. транзисторы (n-p-n и p-n-p), соединенные между собой таким образом, выход из одного формирует вход для другого. Ворота служат как своего рода «стартер» для их активации.

Тиристор также похож на два транзистора, соединенных вместе, поэтому выход каждого из них служит входом для другого.

Три состояния тиристора

Итак, как эта штука работает? Мы можем поместить его в три возможных состояния, во всех трех из которых оно либо полностью выключено, либо полностью включено, что означает, что это, по сути, бинарное цифровое устройство. Чтобы понять, как работают эти состояния, полезно помнить о диодах и транзисторах:

.

Блокировка вперед

Обычно при отсутствии тока на затворе тиристор выключен: ток не может течь из затвора. анод к катоду.Почему? Думайте о тиристоре как о двух соединенных диодах. вместе. Верхний и нижний диоды смещены в прямом направлении. Однако это означает, что переход в центре смещен в обратном направлении, поэтому ток не может пройти весь путь сверху донизу. Это состояние называется вперед блокировка. Хотя это похоже на прямое смещение в обычном диоде, ток не течет.

Блокировка реверса

Предположим, мы поменяли местами соединения анод/катод. Теперь вы, вероятно, видите, что оба верхний и нижний диоды смещены в обратном направлении, поэтому ток через тиристор все еще не течет.Это называется обратной блокировкой (и это аналогично обратному смещению в простом диоде).

Переднее проводящее

Третье состояние действительно интересное. Нам нужен анод положительный, а катод отрицательный. Тогда, когда ток течет в затвор, он включает нижний транзистор, который включает верхний, который включает нижний, и так далее. Каждый транзистор активирует другой. Мы можем думать об этом как о своего рода внутренней положительной обратной связи, при которой два транзистора продолжают подавать ток друг другу. пока оба они не будут полностью активированы, после чего через них может протекать ток как от анода к катоду.Это состояние называется прямой проводкой, и именно так тиристор «защелкивается» (остается постоянно) включенным. Когда тиристор заперт на таком, вы не можете отключить его, просто сняв ток с ворота: в этот момент ток затвора не имеет значения, и вы должны прервать основной ток, протекающий от анода к катод, часто отключая питание всей цепи. Не следовать этому? Посмотрите анимацию в поле ниже, которая, я надеюсь, прояснит ситуацию.

Типы тиристоров

Несколько упрощенно, вот суть того, как тиристор работает.Существует множество вариаций, в том числе устройства отпирания ворот (GTO) (который может быть включен или выключен действием затвора), АГТ (тиристор с анодным затвором) устройства, имеющие затвор, выходящий на внутренний слой n-типа вблизи анода (вместо слоя p-типа вблизи катода), фотоэлектрические тиристоры, в которых база активируется светом, и всевозможные другие. Но все они работают примерно одинаково, с затвором, отключающим один транзистор, который затем отключает другой.

Опто-триаки, твердотельные реле (SSR), пересечение нуля и принцип их работы

Обзор опто-триаков

  • Опто-триаки или твердотельные реле (ТТР) состоят из инфракрасного светодиода и симистора в одном корпусе.Светодиод включается и выключается маломощной схемой управления постоянным током, и это переключает симистор, который можно использовать для управления устройствами переменного тока до сетевого напряжения.
  • Оптотриаки обеспечивают гальваническую развязку между цепью управления и цепью переменного тока.
  • Опто-триаки доступны в «случайном» и нулевом типах.
  • Поскольку светодиодная часть опто-симистора представляет собой инфракрасный светодиод, значение последовательного резистора можно рассчитать, если известен требуемый ток. (Получите это значение из таблицы данных устройства.)

Безопасность

Симисторы

обычно используются на сетевом напряжении. Это представляет серьезную опасность поражения электрическим током. Новичкам в электронике не рекомендуется работать от сетевого напряжения.

Как работают симисторы

Триаки представляют собой полупроводниковые переключатели, которые могут включаться импульсом на затвор или триггерный штифт. После включения они остаются включенными до тех пор, пока ток не упадет ниже значения удержания. Задерживая точку включения до некоторого времени после того, как напряжение пересечет ноль вольт — точку пересечения нуля — напряжение можно отрегулировать, хотя оно больше не является синусоидальным.

Рис. 1. Верхняя кривая показывает задержку триггера, близкую к концу цикла. Результирующее эффективное напряжение низкое. Нижняя кривая показывает триггер близко к началу цикла. Это приведет к близкому к полному напряжению. Зависимость между задержкой фазового угла и результирующим среднеквадратичным значением напряжения представлена ​​на графике справа. Рисунок 2. Схематические обозначения дискретного и опто-симистора. Обратите внимание, что, поскольку оптотриак запускается оптически, он (обычно) не имеет затвора или пускового штифта.

Устройства, показанные на рис. 2, можно использовать для управления переменным фазовым углом, как показано на рис. 1. (Их иногда называют «случайными» опто-триаками или SSR, но термин «случайный» является неправильным, поскольку обычно точкой срабатывания является что угодно. но случайный и контролируемый. Имеется в виду «переменная» точка срабатывания.)

Рисунок 4. Оптотриак с переходом через ноль или SSR.

Когда светодиод опто-симистора с пересечением нуля загорается, схема обнаружения перехода через ноль будет ждать, пока напряжение не станет очень близким к нулю, прежде чем включать симистор.Это сводит к минимуму шум переключения и электромагнитные помехи (EMI) соседнему оборудованию.

Рис. 4. При переключении через нуль сигнал состоит из нескольких полных полупериодов.

 

Как работает обнаружение пересечения нуля

Рис. 5. Внутреннее устройство схемы обнаружения перехода через ноль на базе G3MB-202P с входом 5 В.
  • Если значение \(V_{L1−L2}\) низкое (выше, но близко к нулю) и Q1 включается фотодействием от D1, то срабатывает SCR1.Это, в свою очередь, будет пропускать ток через R6, достаточный для того, чтобы напряжение затвора TRI1 было достаточно высоким для срабатывания.
  • Когда напряжение превысит определенный уровень, транзистор Q2 будет смещен. Напряжение на коллекторе упадет, и его будет недостаточно для включения SCR1, даже если впоследствии включится Q1.

Эффект заключается в том, что TRI1 не может включиться, пока он не сработает вблизи пересечения нуля.

Дальнейшее чтение

Метод № 1,571 для отключения яркости электролюминесцентной панели: TRIAC

Итак, не отставая от вновь возродившейся одержимости диммированием моей электролюминесцентной панели, я решил попробовать диммирование с помощью TRIAC.

Не сработало.

Прежде чем говорить о том, почему это не сработало, давайте поговорим о том, как это работает.

TRIAC

— это триоды для переменного тока, что означает, что они являются электрически управляемыми переключателями для переменного тока. Раньше я использовал симисторы в своих электролюминесцентных очках, где они включали и выключали электролюминесцентный провод в такт звуковой дорожке.

В этом случае я переключал их довольно медленно по сравнению с частотой сигнала переменного тока, идущего по проводу.Они действовали как переключатель «все или ничего». Они либо давали сигнал переменного тока во всей его красе, либо ничего не давали. Однако, если вы сообразительны, можно заставить TRIAC передавать модифицированную форму сигнала переменного тока, но для этого вам нужно немного больше понять, как работают TRIAC.

Итак, я не буду вдаваться во внутреннюю работу симистора, но расскажу вам, как он ведет себя в цепи. TRIAC выглядит так:

Имеет три терминала. Основное изложение заключается в том, что когда ток вытягивается из затвора (G) или проталкивается в него, симистор включается и позволяет току свободно течь от A к B или от B к A. Учитывая это, вы можете предположить, что TRIAC отключится, как только вы остановите ток через G. Вы ошибетесь.

Симисторы

действительно полезны только для переменного тока, потому что при наличии сигнала постоянного тока они не выключаются, независимо от того, что вы делаете с затвором. TRIAC выключится только тогда, когда ток через него упадет до нуля (или ниже некоторого порога, близкого к нулю).

Хотя это может показаться раздражающей и произвольной неудачей, на самом деле это удобно для ослабления сигнала переменного тока.

Итак, предположим, что ваш TRIAC подключен к схеме, подобной этой:

Я нарисовал источник тока на затворе, чтобы мы могли игнорировать детали того, какая разность потенциалов требуется для создания этого тока.

Если предположить, что источник тока включен, TRIAC будет полностью проводящим и вести себя как провод. Вы можете ожидать, что синусоидальный сигнал напряжения на резисторе будет генерировать синфазный синусоидальный ток. Осциллограммы тока и мощности для резистора могут выглядеть примерно так:

.

Вспоминая эту мощность, мгновенная мощность будет выглядеть как синусоида, полностью положительная.Если вы возьмете площадь под этой кривой, у вас будут единицы Power Time, которые представляют собой Energy. Возьмите Энергию и разделите на время, и вы получите среднюю мощность, которая представлена ​​здесь красным пунктиром.

Итак, предположим, вы построили действительно умный переключатель и поместили его между вашим TRIAC и вашим текущим приемником:

Этот переключатель удобен тем, что он следит за пересечением нуля сигналом переменного тока и замыкается только на короткое время через определенное время после пересечения нуля.

Имейте в виду, что переключатель замкнут только на очень короткое время, когда вы видите зеленую точку. В остальное время он остается открытым.

Итак, каждые полпериода коммутатор ожидает пересечения нуля. Как только он видит пересечение нуля, он запускает короткий таймер, и когда этот таймер заканчивается, он на мгновение закрывается. Таймер может иметь длину от нуля до T/2 секунд. Если он длиннее T/2, у него не будет возможности закрыться до следующего пересечения нуля.

Итак, как же выглядят наши результирующие кривые тока и мощности? Имейте в виду, что симистор не будет проводить ток, пока не получит импульс затвора от переключателя, после чего он будет проводить ток до тех пор, пока ток через него не станет равным нулю.

Благодаря этому изменению площадь под силовым сигналом уменьшается. Эта уменьшенная площадь означает более низкую среднюю мощность (снова обозначена красным). Если вы сделаете таймер на коммутаторе длиннее, вы получите меньше энергии, подаваемой на нагрузку, а если вы сделаете его короче (или ноль), вы получите больше.

Таким образом, это довольно уродливая форма сигнала для подачи на любое сложное оборудование, но если все, о чем вы беспокоитесь, это подача питания на чисто резистивную нагрузку (например, на вольфрамовую лампочку), то это работает просто отлично.

Другая интересная вещь заключается в том, что до того, как переключатель подаст импульс, симистор выглядит как обрыв цепи, а после того, как он подаст импульс, он выглядит как короткое замыкание. В обоих этих условиях вы получаете мало или совсем не рассеиваете мощность от TRIAC. Это означает, что вы можете приглушать свет сколько угодно, не беспокоясь о потере эффективности или рассеивании тепла.Почти вся ваша мощность передается в нагрузку. Это делает диммеры TRIAC пригодными для использования с диммирующими выключателями света.

Итак, у меня возникла идея попробовать использовать TRIAC с «волшебным переключателем» на моем 1200Hz, 120V EL источнике питания для управления яркостью моей EL панели. Это было бы отличным решением, потому что, если бы оно работало, у меня было бы мало или совсем не было бы рассеиваемой мощности в моей схеме и очень высокая эффективность.

К сожалению, это не сработало. Это произошло не из-за неисправности моей схемы, а скорее из-за особой нагрузки, которую электролюминесцентная панель представляет для цепи. С чисто резистивной нагрузкой (например, резистором или лампочкой) моя реализация работает просто отлично. Из-за этого (и потому, что я никогда не писал об этом раньше), я думаю, стоит объяснить, как именно работает мой «магический переключатель».

Поэтому я думаю, что было бы проще объяснить эту схему, сначала представив схему и форму сигнала, а затем шаг за шагом рассказав о ней. Я рекомендую щелкнуть следующие два изображения и открыть их в отдельных окнах, чтобы вы могли следить за ними, пока читаете:

ГЛУШИТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Этот раздел довольно прост.Ни одна из частей моей схемы не рассчитана на 120 В, поэтому этот простой делитель напряжения 1/101 дает мне хорошую форму волны напряжения, которая остается ниже 2 В. Хотя на самом деле на источнике переменного тока нет «положительной» или «отрицательной» клеммы, я включил эти индикаторы, чтобы было понятно, как подключается источник переменного тока. Это тот же источник питания, который снова показан в конце цепи, питающей нагрузку. Важно, чтобы клемма (-) была заземлена в обоих случаях.

Выход делителя представлен А.

Генератор прямоугольных импульсов

Приглушенный сигнал быстро передается на два компаратора. Поскольку форма волны переменного тока сосредоточена вокруг земли, это должны быть компараторы с двойным питанием, которые могут работать с отрицательным входным напряжением. Мне посчастливилось иметь отрицательное напряжение на моем лабораторном комплекте.

Эти компараторы сравнивают форму сигнала с 0 В. Идея состоит в том, что на их выходе будут прямоугольные волны, которые имеют ребра при каждом пересечении нуля. Кроме того, они будут противоположны друг другу, потому что земля подключена к инвертирующему входу одного и неинвертирующему входу другого.Вывод B . Я использовал LM311, для которого требуется подтягивающий резистор на выходе. Для этого предназначены R3 и R4.

Поскольку в этом разделе сигнал разделяется на две части, я обозначил два пути черным и синим цветом.

ЗАДЕРЖКА СПАДАЮЩЕГО ФРОНА

Моя первая идея состояла в том, чтобы просто объединить эти два сигнала вместе, чтобы выходной сигнал становился высоким на долю секунды при каждом пересечении нуля (т. е. после того, как один поднялся, но до того, как другой успел упасть). К сожалению, сигналы были слишком хорошими, и такого перекрытия никогда не происходило, поэтому мне пришлось заставить его происходить с задержкой.

Каждый раз, когда на одном из входов инверторов (U2A и U2B) появляется нарастающий фронт, (инвертированный) выходной сигнал будет быстро падать, поскольку диоды D1 и D2 быстро вытягивают ток из конденсаторов (C1 и C2). Однако при наличии спадающего фронта диоды блокируют инвертор от сброса тока в конденсатор. Конденсатор получает ток от R5 и R6, которые отдают его довольно медленно.

Из-за этого на осциллограммах C видно, что напряжение растет очень медленно и очень быстро падает.Этому медленно нарастающему сигналу требуется больше времени, чтобы достичь порога того, что считается «высоким» входным сигналом, что вызывает небольшую задержку на каждом нарастающем фронте тактового сигнала.

Затем сигналы проходят через другой набор инверторов, которые буферизуют и инвертируют сигнал, что дает вам D . На этой схеме есть множество мест, где буферы могли бы заменить инверторы, но у меня не было под рукой буферов, так что мы здесь.

Говоря об ограничениях деталей, в идеале С1 и С2 должны быть меньше.Вы только хотите, чтобы сигналы перекрывались очень немного. Если они перекрываются слишком долго, позже у вас возникнут проблемы с запуском таймера задержки. К сожалению, у меня не было значений меньше 0,001 мкФ, которые не были бы смехотворно маленькими, так что пришлось довольствоваться.

И + Буфер

Теперь, когда эти два сигнала слегка перекрываются, их можно объединить вместе. Всякий раз, когда оба сигнала имеют высокий уровень (перекрываются), через диоды не будет протекать ток, и R7 повысит входной сигнал до U5A. Однако, когда один сигнал низкий, его диод пропускает ток через R7 и снижает входное напряжение до U5A.

Когда этот сигнал буферизуется и инвертируется, вы получаете E , и мы возвращаемся к одному сигналу.

СИМИРНЫЙ ТАЙМЕР ЗАДЕРЖКИ

Теперь мы подошли к часам, которые определят, сколько энергии мы подаём на нашу нагрузку. Эти часы имеют форму моностабильного таймера 555, который активируется низким фронтом часов в E . Время задержки регулируется потенциометром R8. Для получения дополнительной информации о настройке 555 в моностабильном режиме ознакомьтесь со статьей в Википедии.

В идеале вы должны настроить таймер так, чтобы потенциометр давал вам самый широкий диапазон от 0 до T/2. Это требует, чтобы вы заранее знали, какой у вас Т.

Таймер 555 в моностабильном режиме будет иметь выход, который остается высоким до тех пор, пока таймер не истечет, когда он станет низким. Пропуская его через другой инвертор, в критический момент он резко выстреливает. Вот где вы получаете сигнал F.

Генератор импульсов

Вы можете подумать, что будете управлять симистором с сигналом F  , потому что он становится высоким в нужный момент, чтобы активировать его, но на самом деле это не сработает.Проблема в том, что вам нужен короткий положительный импульс, а не длинный положительный период. Этот период заканчивается только при следующем пересечении нуля. Этого времени недостаточно для выключения TRIAC. Поскольку некоторый ток все еще будет протекать через его затвор после этого пересечения нуля, он будет срабатывать до конца следующего полупериода.

Это решается с помощью простого фильтра верхних частот, обеспечиваемого C4 и R10. Это превращает прямоугольную волну F в цепочку высоких и низких импульсов ( G ).Низкие импульсы ничего не делают, но высокие импульсы ненадолго включают Q1, что запускает симистор.

ОПТОРАЗЪЕМ, СИМИСТОР И НАГРУЗКА

Оптоизолятор похож на светодиод и фототранзистор. Идея состоит в том, что он берет электрический сигнал и превращает его в оптический, поэтому у электронов нет пути для перемещения с одной стороны на другую и причинения ущерба. Это довольно хорошая идея, потому что на затворе симистора могут достигаться очень высокие напряжения.

В моем объяснении выше я использовал источник тока, управляющий воротами, чтобы упростить задачу.На самом деле к воротам должен быть приложен положительный или отрицательный потенциал по отношению к терминалу A (или к какой бы стороне ворота ни были нарисованы). Быстрым и простым источником другого потенциала является сторона B симистора. Поэтому затвор привязан к верхней части симистора через оптоизолятор.

Итак, наконец, вы можете увидеть напряжение на нагрузке,  H . При резистивной нагрузке ток будет очень похож на этот. Для моей нагрузки я просто использовал резистор довольно высокого номинала.Вот показание прицела H , прошедшее через делитель напряжения для защиты моего прицела:

Ура! Похоже, это работает!

Итак, я не думал, что эта штука сработает, когда собирался, но решил, что стоит попробовать. По крайней мере, я бы получил крутой пост в блоге, ПРАВИЛЬНО?!

Настоящий образовательный материал выше. Далее следует мое предположение.

Емкостная нагрузка

Большая проблема при попытке управлять электролюминесцентной панелью с помощью TRIAC заключается в том, что электролюминесцентная панель очень похожа на конденсатор.В отличие от резистора, конденсатор принимает ток и напряжение в противофазе. Если посмотреть на формулу тока через конденсатор:

Вы увидите, что ток всегда опережает напряжение. т.е. если вы начнете заряжать конденсатор от 0 В, вы увидите огромный всплеск тока (пропорциональный скорости изменения напряжения), за которым следует постепенный рост напряжения (пропорциональный интегралу тока).

Итак, это вызывает проблему с моей схемой, потому что теперь пересечения нулевого напряжения и нулевого тока не происходят одновременно.Пересечение нулевого тока произойдет до пересечения нулевого напряжения. Это проблема, потому что я включаю TRIAC, используя точки с нулевым напряжением, и он выключается в точках с нулевым током. Я подозреваю, что он может не выключаться, когда должен.

По крайней мере, я думаю, что проблема в этом. Когда я пытаюсь управлять своей электролюминесцентной панелью с помощью TRIAC, я вижу следующее:

Регулировка временной задержки на TRIAC дает мне слегка искаженную версию той же формы волны:

Так что это определенно не типичная форма сигнала TRIAC.Хотя я не могу точно определить, как это несоответствие тока-напряжения способствует возникновению проблемы, я могу это продемонстрировать. Я перенастроил свою схему для управления резистивной нагрузкой с токоизмерительным резистором между симистором и землей. Я измерил напряжение на этом резисторе, используя зеленую кривую:

.

Как видите, они синхронизированы. Теперь посмотрим на панель ЭЛ:

Понимаете, что я имею в виду? Ток опережает напряжение на тонну. Вы получаете огромный всплеск тока прямо в начале каждого полупериода.

С TRIAC, независимо от того, что я делаю, чтобы затемнить его, я подаю такое же количество энергии на панель EL. Так что, возможно, симисторы просто не предназначены для диммирования электролюминесцентных панелей таким образом.

Дрянная поставка

Источник, который я купил для этого эксперимента, вероятно, представляет собой очень простой блокирующий осциллятор, который очень плохо регулируется (если можно сказать, что он вообще регулируется). Это просто не стабильный переменный ток 60 Гц, который вы получаете из своей стены, для которого обычно предназначены диммеры TRIAC.Игра с текущим потреблением в середине цикла может иметь очень негативное влияние на качество вывода источника питания.

Например, я заметил, что даже при резистивной нагрузке изменение синхронизации симистора на самом деле немного меняет частоту питания. Я также заметил резкое искажение выходного сигнала источника питания, когда регулировал таймер TRIAC. Это никогда не бывает хорошим знаком.

ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ

Прежде чем я попробовал все это, я, вероятно, должен был знать, что это не будет работать очень хорошо, основываясь на том, что я узнал об электролюминесцентных панелях в своем предыдущем исследовании.Что заставляет их светиться, так это быстрое изменение потенциала на их выводах. Это заставляет заряды внутри панели двигаться, и именно это быстрое движение заставляет их светиться.

Даже если бы мой TRIAC мог генерировать правильную форму сигнала, я не уверен, что он работал бы очень хорошо, потому что вместо прямого перехода от положительного к отрицательному напряжению я бы на мгновение останавливался на нуле в каждом цикле.

Думаю, я снова не смог затемнить электролюминесцентную панель.Это не так уж важно. У меня все еще есть отличная подборка диммеров TRIAC, которые на самом деле могут пригодиться в будущем проекте, который я запланировал.

Хотя я чувствую себя немного Эдисоном: обнаружил 10 000 способов не делать лампочку.

Продолжить рассказ здесь.

%PDF-1.3 % 64 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 64 68 0000000016 00000 н 0000001725 00000 н 0000001867 00000 н 0000002006 00000 н 0000002523 00000 н 0000002754 00000 н 0000002834 00000 н 0000002958 00000 н 0000003064 00000 н 0000003170 00000 н 0000003224 00000 н 0000003331 00000 н 0000003385 00000 н 0000003536 00000 н 0000003590 00000 н 0000003687 00000 н 0000003741 00000 н 0000003829 00000 н 0000003912 00000 н 0000003966 00000 н 0000004071 00000 н 0000004125 00000 н 0000004179 00000 н 0000004283 00000 н 0000004337 00000 н 0000004471 00000 н 0000004525 00000 н 0000004578 00000 н 0000004660 00000 н 0000004762 00000 н 0000004815 00000 н 0000004868 00000 н 0000004922 00000 н 0000005004 00000 н 0000005101 00000 н 0000005154 00000 н 0000005208 00000 н 0000005409 00000 н 0000005615 00000 н 0000006302 00000 н 0000006412 00000 н 0000006628 00000 н 0000006724 00000 н 0000006940 00000 н 0000007635 00000 н 0000007657 00000 н 0000008402 00000 н 0000008424 00000 н 0000008537 00000 н 0000008843 00000 н 0000008930 00000 н 0000009632 00000 н 0000009654 00000 н 0000009767 00000 н 0000010474 00000 н 0000010496 00000 н 0000011208 00000 н 0000011230 00000 н 0000011411 00000 н 0000012124 00000 н 0000012146 00000 н 0000012819 00000 н 0000012841 00000 н 0000013413 00000 н 0000013435 00000 н 0000013514 00000 н 0000002068 00000 н 0000002501 00000 н трейлер ] >> startxref 0 %%EOF 65 0 объект > эндообъект 66 0 объект Б-|[Бд) /U (&E䱃-rZY}[]»9«/V) /П-12 >> эндообъект 67 0 объект > эндообъект 130 0 объект > поток ǬN }~{:},RگҊp`ۇGɐRc) 95RfC~o.»QFic»»>Dq::r Yٮog%_j¶xr{gH[@GB$ 7?r*+.(pqژ*kC

Что такое тиристор? Типы тиристоров и их применение

Что такое тиристор? Типы тиристоров и их применение

Тиристоры представляют собой интересный класс полупроводниковых приборов. Они имеют схожие характеристики с другими твердотельными компонентами, изготовленными из кремния, такими как диоды и транзисторы. Поэтому отличить тиристоры от диодов и транзисторов может быть сложно. Сложность усугубляется тем, что на рынке доступны различные типы тиристоров.

В некоторых случаях то, что отличает тиристоры друг от друга, может быть всего лишь крошечной деталью.

Также, в зависимости от производителя, данный тиристор может быть известен под другим именем.

Чтобы успешно применять тиристоры при проектировании схем, важно знать их уникальные характеристики, ограничения и их взаимосвязь со схемой. Вот почему мы уделяем некоторое время тому, чтобы разобраться во всем этом, чтобы вы могли лучше понять, какой тиристор наиболее подходит для вашего приложения.

 

Что такое тиристор?

Тиристор — четырехслойный прибор с чередующимися полупроводниками P-типа и N-типа (P-N-P-N).

В своей простейшей форме тиристор имеет три вывода: анод (положительный вывод), катод (отрицательный вывод) и затвор (управляющий вывод). Затвор управляет потоком тока между анодом и катодом.

Основной функцией тиристора является управление электрической мощностью и током, действуя как переключатель.Для такого небольшого и легкого компонента он обеспечивает адекватную защиту цепей с большими напряжениями и токами (до 6000 В, 4500 А).

Он привлекателен как выпрямитель, потому что он может быстро переключаться из состояния проводящего тока в состояние отсутствия проводимости.

Кроме того, затраты на его техническое обслуживание низки, и при правильной эксплуатации он остается работоспособным в течение длительного времени без возникновения неисправностей.

Тиристоры применяются в самых разных электрических цепях, от простых охранных сигнализаций до линий электропередач.

 

Как работают тиристоры?

Тиристор со структурой P-N-P-N имеет три перехода: PN, NP и PN. Если анод является положительным выводом по отношению к катоду, внешние переходы, PN и PN смещены в прямом направлении, а центральный переход NP смещен в обратном направлении. Следовательно, NP-переход блокирует протекание положительного тока от анода к катоду. Говорят, что тиристор находится в состоянии прямой блокировки . Точно так же поток отрицательного тока блокируется внешними PN-переходами.Тиристор находится в состоянии обратного запирания .

Другим состоянием, в котором может находиться тиристор, является состояние прямой проводимости , при котором он получает сигнал, достаточный для включения, и начинает проводить ток.

Давайте на минутку выделим уникальные свойства, которые тиристоры привносят в цепь, углубившись в природу сигнала и реакцию тиристора.

 

 

Нажмите здесь, чтобы купить тиристоры или другие устройства защиты цепей от MDE Semiconductor.

 

Наш двухвыводной тиристор серии P разработан для телекоммуникационной отрасли. Эти продукты обеспечивают защиту в соответствии с FCC Part 68, UL 1459, Bellcore 1089. ITU-TK, 20& K. 21

 

Компания MDE Semiconductor уделяет особое внимание решениям для защиты цепей.

 

 

 

 

 

 

Краткий обзор включения тиристора

 

Когда на клемму затвора подается достаточный положительный сигнальный ток или импульс, он переводит тиристор в проводящее состояние.Ток течет от анода к катоду и будет продолжаться, даже когда сигнал затвора будет удален. Говорят, что тиристор «защелкнулся».

 

Чтобы разблокировать тиристор, необходимо сбросить цепь, уменьшив ток между анодом и катодом ниже порогового значения, известного как ток удержания.

 

Включение тиристора на уровне полупроводникового материала

 

Структура тиристора PNPN может быть интерпретирована как два транзистора, соединенных вместе.То есть ток коллектора от NPN-транзистора питает базу PNP-транзистора. Точно так же ток коллектора от транзистора PNP питает базу транзистора NPN.

 

Чтобы тиристор защелкнулся и начал проводить ток, сумма общего основания

Коэффициент усиления по току

двух транзисторов должен превышать единицу.

 

Когда на затвор подается положительный ток или мгновенный импульс, который достаточно увеличивает коэффициент усиления контура до единицы, происходит регенерация.Это означает, что импульс приводит к тому, что NPN-транзистор начинает проводить ток, который, в свою очередь, переводит PNP-транзистор в проводимость. Если

начальный ток срабатывания затвора снимается, тиристор остается во включенном состоянии до тех пор, пока ток через тиристор достаточно высок, чтобы соответствовать критерию единичного усиления. Это ток фиксации .

 

Тиристор может также включиться из-за лавинного пробоя блокирующего перехода.Чтобы тиристор включился, когда ток затвора равен нулю, приложенный ток должен достичь напряжения пробоя тиристора. Это нежелательно, так как поломка повреждает устройство. Для нормальной работы тиристор выбирают таким образом, чтобы его напряжение пробоя было на величину больше, чем наибольшее напряжение, которое будет испытываться от источника питания. Таким образом, включение тиристора может произойти только после подачи преднамеренного импульса на затвор, за исключением случаев, когда тиристор специально разработан для работы в режиме пробоя.(См. типы тиристоров с контролируемой способностью отключения ниже).

 

Тиристор отключения

 

Для выключения тиристора, который защелкнулся (включился/включился), ток через него должен измениться так, чтобы петлевой коэффициент был меньше единицы. Выключение начинается, когда ток снижается ниже тока удержания.

 

Различные типы тиристоров и их применение

 

Тиристоры можно классифицировать в зависимости от характера их включения и выключения, а также их характеристик напряжения и тока: Различные классы:

 

  1. Тиристоры с возможностью включения (однонаправленное управление)
  2. Тиристоры с возможностью отключения (однонаправленное управление)
  3. Двунаправленное управление

 

  1. Тиристоры с возможностью включения (однонаправленное управление)

 

  1. Кремниевый выпрямитель (SCR)

 

Тиристоры

являются наиболее широко известными тиристорами.Как объяснялось в общем описании тиристора выше, тиристор остается включенным даже при снятии тока затвора. Чтобы разблокировать, ток анода к катоду необходимо удалить или сбросить анод до отрицательного напряжения по отношению к катоду. Эта характеристика идеальна для управления фазой. Когда анодный ток становится равным нулю, тиристор перестает проводить ток и блокирует обратное напряжение.

 

Тиристоры

используются в коммутационных цепях, приводах двигателей постоянного тока, статических переключателях переменного/постоянного тока и инвертирующих цепях.

 

  1. Тиристор с обратной проводимостью (RCT)

 

Тиристоры обычно пропускают ток только в прямом направлении, блокируя токи в обратном направлении. Однако RCT состоит из SCR, интегрированного с обратным диодом, который устраняет нежелательную индуктивность контура и уменьшает переходные процессы обратного напряжения. RCT обеспечивает электрическую проводимость в обратном направлении с улучшенной коммутацией.

 

RCT используются в инверторах и приводах постоянного тока для мощных прерывателей.

 

  1. Светоактивируемый кремниевый выпрямитель (LASCR)

 

Они также известны как световые тиристоры (LTT). В этих устройствах, когда легкие частицы попадают на переход с обратным смещением, количество электронно-дырочных пар в тиристоре увеличивается. Если интенсивность света больше критического значения, тиристор включится. LASCR обеспечивает полную гальваническую развязку между источником света и переключающим устройством силового преобразователя.

 

LASCR

используются в передающем оборудовании постоянного тока высокого напряжения, компенсаторах реактивной мощности и генераторах импульсов большой мощности.

 

  1. Тиристоры с возможностью отключения (однонаправленное управление)

 

Традиционные тиристоры, такие как SCR, включаются при подаче достаточного импульса затвора. Чтобы их отключить, необходимо отключить основной ток. Это неудобно в схемах преобразования постоянного тока в переменный и постоянного тока в постоянный, где ток естественным образом не становится равным нулю.

 

  1. Запорный тиристор (GTO)

 

ГТО отличается от стандартного тиристора тем, что его можно отключить подачей отрицательного тока (напряжения) на затвор без необходимости снятия тока между анодом и катодом (принудительная коммутация). Это означает, что GTO может быть выключен стробирующим сигналом с отрицательной полярностью, что делает его полностью управляемым переключателем. Его также называют коммутатором, управляемым воротами, или GCS. Время выключения GTO примерно в десять раз меньше, чем у эквивалентного SCR.

 

GTO

с обратной блокирующей способностью, сравнимой с их номинальным прямым напряжением, называются симметричными GTO. Асимметричные GTO не обладают значительной способностью блокировки обратного напряжения. GTO с обратной проводимостью состоят из GTO, интегрированного с встречно-параллельным диодом. Асимметричные GTO — самый популярный вариант на рынке.

 

GTO используются в приводах двигателей постоянного и переменного тока, инверторах высокой мощности и стабилизаторах переменного тока.

 

  1. МОП-тиристор отключения (MTO)

 

MTO представляет собой комбинацию GTO и MOSFET для улучшения возможности отключения GTO.GTO требуют подачи высокого тока выключения затвора, пиковая амплитуда которого составляет около 20–35 % тока между анодом и катодом (ток, который необходимо контролировать). MTO имеет две клеммы управления, затвор включения и затвор выключения, также называемый затвором MOSFET.

 

Чтобы включить MTO, приложенный затворный импульс достаточной величины заставляет тиристор защелкнуться (аналогично SCR и GTO).

 

Для выключения MTO на затвор MOSFET подается импульс напряжения.Включается МОП-транзистор, который закорачивает эмиттер и базу NPN-транзистора, тем самым прекращая фиксацию. Это гораздо более быстрый процесс, чем GTO (примерно 1-2 мкс), и в этом случае большой отрицательный импульс, подаваемый на затвор GTO, направлен на отвод достаточного тока от базы NPN-транзистора. Кроме того, более быстрое время (МТО) исключает потери, связанные с передачей тока.

 

MTO

используются в устройствах высокого напряжения до 20 МВА, приводах двигателей, гибких линейных передачах переменного тока (FACT) и инверторах источников напряжения для большой мощности.

 

  1. Эмиттеры отключения тиристоров (ETO)

 

Как и MTO, ETO имеет две клеммы, обычный затвор и второй затвор, соединенный последовательно с MOSFET.

 

Для включения ETO на оба затвора подается положительное напряжение, что приводит к включению NMOS и выключению PMOS. Когда в нормальный затвор подается положительный ток, ETO включается.

 

Для выключения, когда на затвор MOSFET подается сигнал отрицательного напряжения, NMOS выключается и отводит весь ток от катода.Процесс фиксации останавливается, и ETO выключается.

 

ETO применяются в инверторах источников напряжения для высокой мощности, гибких линиях передачи переменного тока (FACT) и статических синхронных компенсаторах (STATCOM).

 

  1. Двунаправленное управление

 

Обсуждаемые до сих пор тиристоры были однонаправленными и использовались в качестве выпрямителей, преобразователей постоянного тока и инверторов. Чтобы использовать эти тиристоры для управления напряжением переменного тока, два тиристора должны быть соединены встречно-параллельно, что приведет к созданию двух отдельных цепей управления, которые потребуют большего количества проводных соединений.Двунаправленные тиристоры, способные проводить ток в обоих направлениях при срабатывании, были разработаны специально для решения этой проблемы.

 

  1. Триод для переменного тока (TRIAC)

 

Тиристоры

являются вторыми по распространенности тиристорами после тиристоров. Они могут обеспечивать управление обеими половинами переменного сигнала, тем самым более эффективно используя доступную мощность. Однако симисторы обычно используются только для маломощных приложений из-за присущей им несимметричной конструкции.В приложениях с высокой мощностью симисторы имеют некоторые недостатки при переключении при разных напряжениях затвора в течение каждого полупериода. Это создает дополнительные гармоники, вызывающие дисбаланс в системе и влияющие на характеристики электромагнитной совместимости.

 

Маломощные симисторы используются в качестве регуляторов освещенности, регуляторов скорости электровентиляторов и других электродвигателей, а также в компьютеризированных схемах управления бытовыми приборами.

 

  1. Диод переменного тока (DIAC)

 

DIACS — это маломощные устройства, которые в основном используются в сочетании с TRIAC (последовательно с выводом затвора TRIAC).

 

Поскольку TRIAC по своей природе несимметричны, DIAC предотвращает протекание любого тока через затвор TRIAC до тех пор, пока DIAC не достигнет напряжения срабатывания в любом направлении. Это обеспечивает равномерное срабатывание TRIACS, используемых в переключателях переменного тока в любом направлении.

 

DIAC используются в диммерах для лампочек.

 

  1. Кремниевый диод для переменного тока (SIDAC)

 

SIDAC электрически ведет себя так же, как DIAC.Основное различие между ними заключается в том, что SIDAC имеют более высокое напряжение переключения и большую мощность, чем DIAC. SIDAC — это пятиуровневое устройство, которое можно использовать непосредственно как коммутатор, а не как триггер для другого коммутационного устройства (как DIAC для TRIACS).

 

Если приложенное напряжение соответствует или превышает напряжение отключения, SIDAC начинает проводить ток.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.