Как обозначается симистор на схеме

Что такое симистор (триак) и как он работает. Проверка мультиметром

Современные тенденции в технике любого типа и вида — замена механических и электромеханических элементов на электронные или полупроводниковые. Они имеют более миниатюрные размеры, работают надежнее, позволяют реализовать более широкую функциональность. Во многих электронный устройствах применяется  тиристор, или его подвид — симистор. О том, что это за прибор, как он работает и для чего используется и будем говорить.

Что это за устройство, его обозначение

Симистор — это симметричный тиристор. В англоговорящих странах используется название triak, встречается и у нас транслитерация этого названия — триак. Понять принцип его работы несложно, если знаете как работает тиристор. Если коротко, тиристор пропускает ток только в одном направлении.

И в этом он похож на диод, но ток проходит только при появлении сигнала на управляющем выводе. То есть, ток проходит только при определенных условиях. Прекращается его «подача» при снижении силы тока ниже определенного значения или разрывом цепи (даже кратковременным).

Так как симистор, по сути, двусторонний тиристор, при появлении управляющего сигнала он пропускает ток в обоих направлениях направления.

В открытом состоянии симистор проводит ток в обоих направлениях.

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

Внешний вид симистора и его обозначение на схемах

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

Где используется и как выглядит

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

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

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

По внешнему виду отличить тиристор и симистор нереально. Даже маркировка может быть похожей — с буквой «К». Но есть и серии, у которых название начинается с «ТС», что означает «тиристор симметричный». Если говорить о цоколевке, то это то, что отличает тиристор от симистора. У тиристора есть анод, катод и управляющий вывод.

У симистора названия «анод» и «катод» неприменимы, так как вывод может быть и  катодом, и анодом. Так что их обычно называют просто «силовой вывод» и добавляют к нему цифру. Тот который левее — это первый, который правее — второй.

Управляющий электрод может называться затвором (от английского слова Gate, которым обозначается этот вывод).

Принцип работы симистора

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

Схема реле на симисторе (триаке)

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

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

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

Сигналы управления

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

Схема подачи напряжения для управления симистором

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

Полярность управляющего напряжения, как правило, должна быть либо отрицательной, либо должна совпадать с полярностью напряжения на условном аноде. Поэтому часто используется такой метод управления симистором, при котором сигнал на управляющий электрод подаётся с условного анода через токоограничительный резистор и выключатель.

Управлять симистором часто удобно, задавая определённую силу тока управляющего электрода, достаточную для отпирания.

Некоторые типы симисторов (так называемые четырёхквадрантные симисторы) могут отпираться сигналом любой полярности, хотя при этом может потребоваться больший управляющий ток (а именно, больший управляющий ток требуется в четвёртом квадранте, то есть когда напряжение на условном аноде имеет  отрицательную полярность, а на управляющем электроде —  положительную).

Как проверить симистор

Привычка проверять все элементы пред пайкой приходит с годами. Проверить симистор можно при помощи мультиметра и при помощи небольшой проверочной схемы с батарейкой и лампочкой. В любом случае надо сначала разобраться, как располагаются выводы на вашем приборе. Сделать это можно по цоколевке каждой конкретной серии. Для этого в поисковик забиваем маркировку, которая есть на корпусе.

В некоторых случаях можно добавить «цоколевка». Если есть русскоязычные описания, будет несколько проще. Если на русском информации нет, придется искать в интернете. Заменяем слово «цоколевка» словом «datasheet». Иногда можно ввести русскими буквами «даташит». В переводе это «техническая спецификация».

По имеющимся в описании таблицам и рисункам легко понять, где расположены силовые выходы (T1 и T2), а где затвор (G).

Пример цоколевки. Все можно понять и без знания языка

С мультиметром

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

Проверяем мультиметром

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

С лампочкой и батарейкой

Для проверки симистора без мультиметра придется собрать простенькую проверочную схему с питанием от девятивольтовой батарейки «Крона». Нужны будут три провода длиной около 20 см. Провода желательно гибкие, многожильные. Проще, если они будут разных цветов. Лучше всего красный, синий и любой другой.

Пусть будет желтый. Синий разрезаем пополам, припаиваем лампочку накаливания на 9 В (или смотрите по напряжению, которое выдает ваша батарейка). Один кусок провода на резьбу, другой — на центральный вывод с нижней части цоколя.

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 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.

Источник: https://elektroznatok.ru/info/elektronika/simistor

Регулятор мощности на симисторе

Как в промышленности, так и в быту, часто возникает задача плавной регулировки мощности. Например:

• плавный пуск электродвигателя или плавное изменение оборотов
• изменение яркости лампы накаливания
• плавное изменение мощности нагревательного элемента

Какие-то задачи можно решить с помощью реле (регулировка температуры нагревательного элемента изменением времени включения и выключения). С помощью мощных транзисторов (та же регулировка яркости ламп). Даже плавный пуск можно обеспечить механически.
Но для решения этих задач сейчас очень часто применяется достаточно недорогое и современное решение — симисторный регулятор мощности.

Плюсы и минусы симистора

По сравнению с релейными или транзисторными схемами, симисторная схема имеет ряд преимуществ:

• Невысокая стоимость по сравнению с транзисторными схемами
• Отсутствие движущихся частей и искрящих контактов, как в реле

Но также есть и некоторые недостатки.

• На открытом симисторе падает порядка 2 вольт. Например при токе 10 ампер, тепловыделение составит 20 Вт. Так что при больших токах необходимо использовать радиатор
• Симисторы работают только при небольших частотах
• Чувствительность к переходным процессам. При неправильно поданных управляющих импульсах, прибор может выйти из строя
• Чувствительность к помехам. Симистор может открываться при различных помехах и даже просто при касании щупами мультиметра элементов схемы

Изготовление регулятора

Схема регулятора мощности на симисторе достаточно простая. Но я решил собрать не просто регулятор, а простенький стенд для проверки симисторов.
При ремонте бытовой техники часто приходится сталкиваться с тем, что горят симисторы например на управление электродвигателем стиральной машины и т.п.

Симисторы, которые поставляют наши братья китайцы, иногда бывают бракованные и сразу не работают. Вот чтобы заранее убедиться в работоспособности, я и решил сделать такой стенд.

Схема регулятора мощности

На питании на всякий случай сразу стоит предохранитель на 1А. Динистор используется DB3. Симистор я решил использовать BTB16-600. Переменный резистор под рукой оказался только на 670 кОм, но лучше взять на 470 кОм. Резистор R2 на 4,7 кОм. Конденсатор C1 0.1 мкФ.
В качестве нагрузки использовал маломощную лампочку накаливания для холодильников на 220В.

Дорожки будущей печатной платы нарисовал белым маркером с НЦ краской и вытравил в небольшой ванночке составом на основе лимонной кислоты.
После того, как припаял все элементы, замотал токоведущие части платы изолентой.

Изготовление платы

Проверяемый симистор подключается через разъём, каждая ножка отдельно, потому что расстояние между выводами может быть разным.

Проверка

Перед включением в сеть обязательно проверил сопротивление на сетевой вилке — не должно быть короткого замыкания. Это очень полезная привычка при ремонте приборов)

Проверка регулятора мощности

Сразу после включения схема заработала. При вращении оси переменного резистора, яркость лампы накаливания так же изменяется от максимальной до нуля.

Послесловие

Сейчас симисторы очень широко используются в различной технике. Большая часть двигателей в бытовой технике с плавным изменением частоты, управляются симисторной схемой.

Схема, которую я здесь рассмотрел, подходит только для регулирования мощности в нагрузке вроде лампы накаливания, паяльнике, просто нагревательном элементе.
Для регулировки оборотов электродвигателя нужна более сложная схема, например на специализированной микросхеме.

• Что такое согласующий трансформатор?

Источник: http://alexpok-lab.ru/regulyator-moshhnosti-na-simistore.html

Как работает симистор, понятное объяснение

Здравствуйте уважаемые читатели, продолжаем изучение электроники, с назначения радиоэлементов. Сегодня рассмотрим тему, как работает симистор, понятное объяснение для каждого.

Что такое симистор

Начнём с того, что симистор, по сути, является подвидом, разновидностью тиристора. Это трёх электродный полупроводниковый прибор. Очень выгодно отличается от побратима, он симметричный. Заморское название радиокомпонента- triac.

Его использование в цепях переменного тока, весьма тривиально, он является коммутационным аппаратом, электронным ключом, переключателем. Он способен пропускать ток в обоих направлениях, тем заметно увеличил область своего применения.

Устройство и назначение выводов симистора

У симистора как у диода имеются  p-n переходы, только несколько большее количество. Изучите рисунок, схему внутреннего устройство триода, картина станет более ясной.

Симистор имеет три вывода, два основных и один управляющий. С помощью управляющего электрода, он может пропускать через силовые выводы, токи больших значений.

На схеме они обозначаются буквам (Т) или (А) и имеют порядковый номер 1,2. Управляющий электрод симистора, обозначается (G) затвор, именного на него подают сигнал, который и управляет работой прибора.

Как работает симистор

Берём за основу одно свойство симистора. Если к силовым электродам подключить тестер в режиме измерения сопротивления, и подать на управляющий вывод небольшое, определённое напряжение, относительно одно из основных выводов, будет короткое замыкание.

Вместо тестера берём лампочку, мотор или другую нагрузку, подключаем её к домашней сети и можем управлять с той частотой, с которой нам необходимо. Нагрузка (лампочка, мотор), остаются в рабочем положении, да же при смене полярности в ней, это выгодное преимущество элемента.

Для предотвращения его работы, нужно снять напряжение с затвора. Но нагрузка будет в работе до тех пор, пока на ней, не сменится полярность. Для восстановления коммутации, подаём напряжение на затвор снова.

Тем самым приходим к пониманию, что симистор своего рода электронное реле, которое может работать, гораздо эффективнее и надёжнее.

При выборе симистора в магазине или из своих запасов, для проведения ремонта или конструирования схемы для регулировки мощности, следует знать его основные параметры.

Бывают платы, где маркировка неразличима, в эти моменты, данные знания и пригодятся. На основе измерения остальных параметров схемы или, зная мощность нагрузки, можно подобрать аналог.

Где применяются симисторы

Основная его задача, управление мощностью. Его можно встретить в схемах электроинструмента, пылесосах, настольных лампах с сенсорным управлением, зарядных устройствах.

Надеюсь, вам стало немного понятнее, как работает симистор в электронике, в следующих статьях мы узнаем, как его проверить и читать маркировку.

Источник: http://energytik.net/remont-kompyutera/kak-rabotaet-simistor-ponyatnoe-obyasnenie.html

Симистор (симметричный тиристор)

Большинство полупроводниковых приборов созданы на переходах или слоях (n-p, p-n). Полупроводниковый диод имеет один переход (p-n) и два слоя. У транзистора два перехода и три слоя (n-p-n, p-n-p). А если добавить ещё один слой, то получается четырёхслойный полупроводниковый прибор — тиристор. Два тиристора включенные встречно-параллельно и есть симистор (от симметричный тиристор).

В англоязычной технической литературе можно встретить название ТРИАК (TRIAC – triode for alternating current). Вот так симистор изображается в электронных 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 однако 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.

Симисторный регулятор мощности

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 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 электромеханические 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 – 400 V. Это означает,что он прекрасно может управлять нагрузкой в сети 220 V и ещё с запасом.
• В импульсном режиме напряжение точно такое же.
• Максимальный ток в открытом состоянии – 5 А.
• Максимальный ток в импульсном режиме – 10 А.
• 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.).

Оптосимистор

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.

Устройство оптосимисторов

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 Not Connect, которое переводится с английского как «не подключайте».

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.

Источник: https://meandr.org/archives/18987

Как проверить симистор с помощью тестера или батарейки и светодиода

Бытовые приборы с электродвигателем, будь то пылесос, шуруповерт или кухонный миксер, управляют рабочей мощностью при помощи схем с силовым элементом — симистором. В случае выхода приборов из строя проверка симистора иногда помогает избежать лишних затрат. Перед тем как проверять симистор, необходимо разобраться со схемой и принципами его работы. Это поможет в понимании результатов диагностики.

Симистор — это один из видов полупроводникового симметричного тиристора, предназначенный для управления токами больших величин. На схемах его принято обозначать одним из двух символов.

Логически симистор работает как сдвоенные разнонаправленные тиристоры, пропускающие ток в обоих направлениях, но это не взаимозаменяемые элементы.

Тиристор обозначается символом:

Он начинает пропускать ток между анодом и катодом в случае, если между управляющим электродом и катодом пропущен ток в том же направлении и достаточной силы. Прекращение управляющего тока не вызовет прекращения рабочего анодно-катодного тока. Закрытие произойдет только при смене полярности напряжения между катодом и анодом либо в случае запираемых тиристоров при подаче обратного напряжения на управляющий электрод.

При смене полярностби напряжения пропускная способность появляется у противонаправленной половины схемы симистора.

Регулировка пропускаемой через симистор мощности производится путем смещения момента подачи открывающего тока от времени начала фазы.

Диагностика симистора

Потребность в исследовании симистора дома возникает только в случае поломки бытового электроприбора. Значит, все характеристики элемента измерять не стоит и нужно только определить наличие или отсутствие дефектов, обрывов или так называемых пробоев p-n переходов. Для этого применяются два метода:

1. Измерение сопротивлений p-n переходов тестером.
2. Индикация выполнения функций элемента.

Можно определить годность симистора как проверив тестером, так и с помощью простой схемы индикации, даже без профессиональной подготовки. Результаты применения обоих методов, как правило, дают одинаковые результаты и позволяют в домашних условиях определить неисправность. Для метода измерений потребуется стрелочный или цифровой тестер, а если его нет — батарейка и лампочка (можно светодиод) для метода индикации.

Прежде чем начинать проверку, следует выяснить расположение управляющего электрода. Корпуса у симисторов бывают разные, поэтому самый простой способ — узнать по маркировке, воспользовавшись интернетом. Катод и анод симистора — понятия относительные и взаимозаменяемые, так как он имеет одинаковые свойства для любой полярности напряжения. Для удобства можно определить для себя один из отводов катодом.

Тестирование нужно проводить в два этапа, меняя полярность тестера или батарейки.

Метод измерения показателей

Определить дефект можно на основании разных сопротивлений p-n переходов в разных направлениях. Тестеры определяют сопротивление, пропуская ток через объект измерения. При направлении тока от p слоя к n слою полупроводника сопротивление будет незначительным. Обратное направление тока практически невозможно (бесконечное сопротивление) или очень велико (для элементов малой мощности).

При неоднократном чередовании полупроводниковых слоев между контактами элемента, как в нашем случае, сопротивление нужно измерять в трех состояниях, не разрывая контакт щупов тестера с анодом и катодом:

• Измеряем сопротивление между управляющим электродом и катодом, не соединяя ни с чем анод — результат должен быть от десятков до сотен Ом;
• Переносим щуп тестера с управляющего электрода на анод. Измеряем сопротивление между анодом и катодом — сопротивление должно быть велико до бесконечности (МОм для маломощных элементов);
• Управляющий контакт соединяем с анодом — показания тестера резко снижаются, величина сопротивления зависит от мощности симистора, но не превышают сотен Ом. Мощные симисторы могут не открыться по причине слабого управляющего тока. В этом случае можно не соединяя управляющий контакт с анодом, подключить его через обычную пальчиковую батарейку к катоду соблюдая полярность;
• Управляющий электрод отсоединяем от анода (батарейки), не разрывая контактов тестера с анодом и катодом — тестер продолжает показывать низкое сопротивление.

Схемы измерений выглядят следующим образом:

Если все сопротивления соответствуют указанным в таблице, изменим полярность подключения тестера и повторим измерения.

В случае когда хоть один из результатов измерений не соответствует табличному, симистор следует заменить и не спешить с приобретением новой техники, так как можно починить старую.

При помощи батарейки

Тестер найдется не у каждого хозяина, а вот отыскать дом, в котором нет батарейки, кажется невозможным. Если батарейка нашлась в фонарике — значит, к ней найдется и лампочка. Для этого метода можно взять и светодиодный индикатор включения из любого ненужного прибора.

Метод очень прост, но в случае использования светодиода следует соблюдать полярность его включения в схему.

Начинаем с подсоединения к условному катоду симистора одного контакта лампочки. Ко второму контакту подключаем «минус» батарейки. Плюсовой контакт присоединяем к аноду. Свечения быть не должно. Не разбирая схемы, соединяем управляющий контакт с анодом. Лампочка должна светить.

Размыкаем управление и анод — свечение должно продолжиться. В уже собранной схеме поменяем полярность подсоединения батарейки и повторим действия. Если лампочка не реагирует на подключение или светится — гаснет не так, как описано — есть шанс сохранить домашний электроприбор, заменив один симистор.

Перед извлечением симистора или платы, на которой он установлен, убедитесь, что устройство обесточено и физически отключено от электросети.

Для диагностики симисторов, припаянных к печатной плате, достаточно отсоединить управляющий контакт. Для этого потребуется паяльник. И также не станут лишними для установки нового элемента пинцет и припой.

Источник: https://tokar.guru/hochu-vse-znat/kak-proverit-simistor-pri-pomoschi-testera.html

Устройство и принцип работы симистора — Токарь Мастер

Симистор – прибор, имеющий пять p-n переходов. Изобретен он был в Советском Союзе на Саранском заводе еще в 60-х годах прошлого столетия.

Его работа подобна функционированию тиристора, откуда и взялось название симистор (в иностранной литературе – триак), что означает симметричный тиристор.

Обозначение элемента на схемах представляет собой два включенных навстречу друг другу диода.

Принцип действия симистора

Особенность симистора, по сравнению с тиристором, состоит в том, что этот прибор проводит электрический ток в двух направлениях. Благодаря этому свойству такой элемент с успехом используется в цепях переменного тока. Если посмотреть на вольтамперную характеристику симисторов, то можно увидеть, что она симметрична относительно оси тока.

Поэтому устройство симистора не предусматривает использование анода и катода в своих схемах. Там устроены:

• силовой электрод 1 (МТ1);
• силовой электрод 2 (МТ2);
• управляющий электрод (G).

Для определенности предположим, что на управляющий электрод подано отрицательное относительно МТ1 напряжение. Если этот показатель больше соответствующей величины включения симистора и на силовой электрод подается напряжение, достаточное для протекания в приборе тока, превышающего ток удержания симистора, то через прибор проходит электричество.

Закрывается тиристор после того, как напряжение на силовом электроде упадет до величины, при которой ток прибора уменьшится до тока удержания.

При подаче на силовой электрод переменного напряжения это происходит обычно при изменении полярности подаваемого напряжения.

Для рассмотренного режима возможны четыре варианта подачи напряжения на силовой (МТ2) и управляющий электроды симистора. Первый и второй варианты предполагают подачу на МТ2 положительного, а на G – отрицательного или положительного напряжения.

Третий и четвертый варианты предполагают подачу на МТ2 отрицательного напряжения, а на электрод G – соответственно отрицательного или положительного.

При этом 1, 2 и 3 варианты являются для симистора рабочими, а четвертый – запрещенным.

При работе в этом режиме элемент может выйти из строя. Поэтому используются различные методы защиты от случайного выхода симистора в этот режим.

Плюсы и минусы в использовании

Симисторы обладают следующими достоинствами:

• относительно небольшая стоимость прибора;
• увеличенный срок службы;
• отсутствие механических контактов.

При использовании симисторов в релейных схемах благодаря отсутствию механических контактов не бывает искрения, являющегося источником радиопомех.

Недостатки прибора:

• для защиты от перегрева прибора необходимо использовать радиатор;
• чувствительность к переходным процессам;
• не работает на больших частотах;
• чувствителен к помехам и шумам.

Особенностью симистора является то, что падение напряжения на приборе в открытом состоянии не зависит от протекающего тока и составляет около 2 В.

При больших токах переключения (около 40 А) мощность рассеивания на приборе будет равна около 80 Вт.

Поэтому без теплоотвода симисторы могут быть использованы только при малых нагрузках. В противном случае необходимо использовать радиатор. При этом наилучшим способом крепления симистора к радиатору является крепление с помощью винта.

При высокой скорости изменения переключаемого симистором напряжения может возникать эффект самопроизвольного включения прибора без наличия управляющего напряжения. Это может привести к разрушению устройства.

Причиной резкого повышения скорости изменения напряжения может быть появление помехи или выбросы напряжения при работе с нагрузкой, имеющей индуктивный характер. Для предотвращения разрушения симистора в таких случаях рекомендуется включение шунтирующей RC цепочки.

В некоторых цепях возможно появление электрических помех и шумов. Если напряжение этих шумов на затворе достигнет значения включения, то симистор может сработать в неподходящий момент.

Для предотвращения этого рекомендуется уменьшить длину проводов, ведущих к затвору или заменить их экранированным кабелем.

Кроме того, для уменьшения влияния шумов между затвором и электродом МТ1 можно включить резистор величиной в 1 кОм.

Особенности задействования в технике

Благодаря своим параметрам симисторы могут быть использованы в различных областях бытовой техники и промышленности. Например:

• приборы для регулировки освещения (диммеры — что это, мы ранее рассматривали);
• электроинструмент для строительства (дрели, перфораторы и т. п.);
• электронагревательные приборы (печи, духовки);
• холодильники, кондиционеры (компрессоры);
• пылесосы, вентиляторы, фены, стиральные машины и т.п.

В промышленности симисторы используются для регулировки осветительными и нагревательными приборами, а также для управления электродвигателями.

Выводы:

1. Симистор – полупроводниковый прибор, имеющий пять p-n переходов.
2. Этот прибор предназначен для коммутации мощных электрических цепей и с успехом заменяет электромеханические реле.
3. Прибор широко используется в блоках бытовой техники и в промышленности.

Принцип работы симистора на видео

Источник: https://tokarmaster.ru/instrumenty/ustrojstvo-i-printsip-raboty-simistora.html

Гост 2.710-81

УДК 003.62:621.3.062:006.354 Группа Т52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗАССР

Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах

Unified system (or design documentation. Alpha-numerical designations in electrical diagrams

(СТ СЭВ 2182-80), (СТ СЭВ6306-88)

Сб. 249

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31 марта 1981 г. N 1675 срок введения установлен с 01.07.81

Настоящий стандарт распространяется на электрические схемы, а также на конструкторские документы, содержащие сведения об элементах, устройствах и функциональных группах электрических схем, выполняемых вручную и автоматизированным способом во всех отраслях промышленности, и устанавливает типы условных буквенно-цифровых обозначений элементов, устройств и функциональных групп, а также правила их построения.

Стандарт не распространяется на схемы железнодорожной сигнализации, централизации и блокировки. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2182-80.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Условные буквенно-цифровые обозначения (далее обозначения) предназначены:

для однозначной записи в сокращенной форме сведений об элементах, об устройствах и о функциональных группах (далее части объекта) в документации на объект;

для ссылок на соответствующие части объекта в текстовых документах;

для нанесения непосредственно на объект, если это предусмотрено в его конструкции.

1.2. В зависимости от назначения и характера передаваемой информации устанавливаются следующие типы обозначений:

высшего уровня — устройства (дополнительное обозначение);

высшего уровня — функциональная группа (дополнительное обозначение);

конструктивного расположения — конструктивное обозначение (дополнительное обозначение);

элемента — позиционное обозначение (обязательное обозначение);

электрического контакта (дополнительное обозначение);

части объекта, с которой сопрягается данная часть объекта, или места расположения на документе изображения или сведений о данной части объекта (адресное обозначение).

В зависимости от полноты передаваемой информации условное буквенно-цифровое обозначение может иметь простую или сложную структуру, т.е. структуру в виде обозначений отдельных типов или в виде составного обозначения.

При необходимости допускается применять обозначения и их квалифицирующие символы, типы которых не установлены настоящим стандартом. и способ записи таких обозначений должны быть пояснены в документации на объект (например, на поле схемы).

Определения терминов, используемых в стандарте, приведены в справочном приложении 2.

1.3. Применение условных буквенно-цифровых обозначений в документах устанавливается правилами выполнения соответствующих документов (схем, чертежей, текстовых документов и т.д.).

2. ПРАВИЛА ПОСТРОЕНИЯ ОБОЗНАЧЕНИЙ

2.1. Для построения обозначений применяют прописные буквы латинского алфавита, арабские цифры, а также приведенные в табл. 1знаки (квалифицирующие символы)

Тип условного обозначения	Классифицирующий символ	Примечание
1. Обозначение высшего уровня — устройство	=
2. Обозначение высшего уровня — функциональная группа	№	Допускается  #
3. Конструктивное обозначение	+
4. Обозначение элемента (позиционное обозначение)	—
5. Обозначение электрического контакта	:
6. Адресное обозначение	( )	Обозначение заключают в круглые скобки

Знаки „О» и „1″ используют и читают, соответственно как цифры „нуль» и „единица», за исключением тех случаев, когда их используют в заведомо буквенных сочетаниях при образовании обозначений устройств и функциональных групп, если это не приведет к неправильному пониманию обозначений.

2.2. Структура обозначений

2.2.1. Условное буквенно-цифровое обозначение записывают в виде последовательности букв, цифр и знаков в одну строку без пробелов и их количество в обозначении не устанавливается.

2.2.2. Соседние группы знаков отдельных обозначений, имеющие самостоятельное смысловое значение, разделяют:

чередованием буквы и цифры (например, КС25, К2, 25КС, 2К);

точкой, если группы состоят только из букв или только из цифр (например, КС.А, 2.25).

Источник: http://www.pntd.ru/2.710.htm

Принцип работы симистора

Электронные схемы основаны на полупроводниковых элементах. В 1960 годах многие конструкторские бюро проводили работы, направленные на улучшение показателей тиристоров, которые пропускают электроток в одном направлении.

В результате практических опытов на заводе «Электровыпрямитель» были разработаны и запатентованы симисторы. Особо стоит отметить тот факт, что зарубежные ученые смогли добиться подобного прорыва лишь спустя 6 месяцев.

В английском языке такой полупроводниковый прибор получил название TRIAC (триак).

Устройство и принцип действия

Если взять техническое определение, то симистор это симметричный триодный тиристор: именно так расшифровывается эта аббревиатура. Основное отличие симисторов: их принцип работы, а именно способность пропускать ток в обоих направлениях. Это значительно расширяет сферу применения полупроводников, давая новые возможности для создания компактных схем управления.

Симистор представляет собой полупроводниковый прибор с пятью переходами типа n-p-n. Такая конструкция позволяет задействовать устройство в электрических цепях переменного тока. Для более понятного восприятия приведем схему, которой обычно обозначается симистор.

Как видно из предложенной схемы, симистор представляет собой трехполюсное устройство на основе полупроводников. Такой прибор имеет три вывода:

1. Выводы Т1 и Т2 являются силовыми электродами и разделяются по полярности подключения на анод и катод;
2. Вывод G является управляющим электродом или затвором, позволяет осуществлять управление симистором.

Как уже отмечалось, принцип работы основан на прохождении электрического сигнала в обоих направлениях. Это позволяет использовать симисторы в качестве электронного реле в любых схемах, где нужно регулировать нагрузку или прохождение тока по цепи.

Кратко рассмотрим принцип работы этого универсального устройства. Нормальное положение симистора – закрытое, то есть, ток через него не проходит.

• На управляющий вывод G подается сигнал (напряжение). При этом сигнал может быть любой полярности: как отрицательной, так и положительной;
• При превышении мощности сигнала определенного уровня (в зависимости от конструкции и назначения триака), происходит отпирание симистора. Это означает, что между силовыми электродами Т1 и Т2 начинает протекать ток;
• При изменении полярности управляющего сигнала, электрический ток проходит в обратном направлении.

Обратите внимание! Еще одной особенностью симисторов является тот факт, что после отпирания устройства нет необходимости поддерживать постоянный управляющий сигнал. Симистор самостоятельно закроется после падения напряжения на силовых электродах ниже значения удержания.

Такой принцип работы симисторов получил широкое применение во всех приборах, где необходимо регулировать силу тока или напряжение: от зарядных устройств до настройки яркости освещения.

Плюсы и минусы устройства

После того как мы разобрались, что такое симистор, давайте изучим достоинства и недостатки этого управляющего прибора. К достоинствам относят:

• Основной плюс триака – в приборе отсутствуют механические контакты. Из этого исходят остальные преимущества устройства;
• Длительный срок эксплуатации, при этом поломки практически не случаются;
• Принцип работы симистров исключает искрение в процессе эксплуатации даже при больших мощностях проходящего тока. Это особенно важно в релейных схемах: не создаются дополнительные радиопомехи;
• Кроме этого, такие полупроводниковые приборы имеют невысокую стоимость.

Но, как и любое устройство, симметричные тиристоры не лишены некоторых минусов:

• Значительное тепловыделение в процессе работы;
• Чувствительность к электромагнитным помехам и шумам;
• Неспособность работать при высоких частотах переменного тока;
• Падение напряжения до двух вольт на приборе, находящемся в открытом состоянии. При этом этот показатель не зависит от мощности проходящего тока. Этот фактор является препятствием для применения симисторов в маломощных установках;

В то же время, симисторы при больших токах греются, что требует применения радиаторов для охлаждения корпуса. В промышленности встречается охлаждение мощных триаков активным способом – при помощи вентилятора.

В некоторых цепях возможно возникновение шумов и помех. Поэтому для подключения управляющего электрода лучше использовать экранированный провод.

Развитие технологий

Особенностью четырех-квадрантных симисторов является их ложное срабатывание, что может привести к выходу из строя. Это требовало применения дополнительной защитной цепочки, включающей различные элементы. Относительно недавно были разработаны трех-квадрантные устройства, которые обладают определенными преимуществами:

• За счет уменьшения количества необходимых элементов, плата стала еще более компактной;
• Как следствие, снижение потерь напряжения и уменьшение стоимости готового изделия;
• За счет отсутствия демпфера и дросселя, стало возможным использовать симметричные тиристоры в цепях с повышенной частотой.

Также упрощение схемы позволило использовать трех-квадрантный симистор в нагревательных приборах: такая конструкция меньше греется и не реагирует на окружающую температуру.

Сфера применения

Принцип работы и компактные размеры симисторов позволяют применять их практически повсеместно. В самом начале своего появления триаки использовались при проектировании мощных трансформаторов и зарядных устройств. Сегодня же, с развитием производства небольших полупроводников, симметричные тиристоры стали значительно компактнее, что позволяет использовать их в самых различных установках и сферах.

В промышленности мощные приборы используются для управления станками, насосами и другим электрооборудованием, где требуется плавное изменение проходящего тока. В быту применение симисторов еще более обширно:

• Это практически весь электроинструмент: от ручной дрели и шуруповерта до зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов;
• Многие бытовые электроприборы: пылесосы, фены, вентиляторы и так далее;
• В бытовых компрессорных установках (кондиционеры и холодильники);
• Электронагревательные устройства: камины, духовки, СВЧ печи.

Повсеместное применение триаков послужило толчком для разработки диммеров – популярного сегодня устройства для плавного регулирования освещения. Принцип работы механического диммера основан на использовании симистора.

Проверка симисторов

Любой даже самый долговечный прибор рано или поздно выходит из строя. Не исключением стал и симистор. Поэтому важно знать, как можно проверить триак на работоспособность, чтобы произвести его замену. Для этого можно использовать два метода.

Первый метод заключается в использовании двух аналоговых омметров. Дальнейшие измерения производятся следующим образом:

• Щупы первого омметра подключаются к катоду и аноду симистора. Будет удобнее, если щупы зафиксировать зажимами, чтобы они не соскакивали. Если включить прибор, сопротивление будет очень велико: стрелка будет «лежать»;
• Щупы второго омметра подключаются следующим образом: один щуп фиксируется на аноде, а вторым щупом прикасаются к управляющему электроду.

Если симметричный тиристор исправен, то произойдет его отпирание, а сопротивление на первом омметре упадет до нескольких ом.

Подобным образом можно проверять симисторы, не выпаивая их: достаточно отсоединить затвор. Далее проверка производится описанным выше методом.

Второй метод проверки подразумевает прозвонку мультиметром. Чтобы измерения оказались верными, переключатель тестера ставится в положение «проверка диодов». Затем измерительные щупы фиксируются на аноде и катоде.

В случае с гладкими щупами-иглами, можно использовать переходник из проволоки. В отличие от аналогового омметра, мультиметр покажет сопротивление равное 1. Затем тонкой проволокой замыкаем анод и затвор.

Произойдет отпирание полупроводника и на дисплее тестера отобразится реальное сопротивление симистора.

Теперь вы знаете, что такое симметричный тиристор, принцип его работы, способы проверки работоспособности и основные бытовые приборы, где он используется.

Источник: https://voltland.ru/na-zametku/princip-raboty-simistora.html

Применение тиристора и симистора: принцип работы и способы управления

› Новости

: 06.09.2018

Как проверить рабочее состояние тиристора и симистора

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
КАК ПРОВЕРИТЬ ТИРИСТОР МУЛЬТИМЕТРОМ И НЕ ТОЛЬКО

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:

Снять сигнал с управляющего электрода;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.

Источник: https://alt-energy.ru/statya/2011708229-primenenie-tiristora-i-simistora-princip-raboty-i-sposoby-upravleniya.html

Тиристоры. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Тиристоры — это разновидность полупроводниковых приборов. Они предназначены для регулирования и коммутации больших токов. Тиристор позволяет коммутировать электрическую цепь при подаче на него управляющего сигнала. Это делает его похожим на транзистор.

Как правило, тиристор имеет три вывода, один из которых управляющий, а два других образуют путь для протекания тока. Как мы знаем, транзистор открывается пропорционально величине управляющего тока. Чем он больше, тем больше открывается транзистор, и наоборот. А у тиристора все устроено иначе. Он открывается полностью, скачкообразно. И что самое интересное, не закрывается даже при отсутствии управляющего сигнала.

Принцип действия

Рассмотрим работу тиристора по следующей простой схеме.

К аноду тиристора подключается лампочка или светодиод, а к ней подсоединяется плюсовой вывод источника питания через выключатель К2. Катод тиристора подключен к минусу питания. После включения цепи на тиристор подается напряжение, однако светодиод не горит.

Если нажать на кнопку К1, ток через резистор поступит на управляющий электрод, и светодиод начал светиться. Часто на схемах его обозначают буквой «G», что обозначает gate, или по-русски затвор (управляющий вывод).

Резистор ограничивает ток управляющего вывода. Минимальный ток срабатывания данного рассматриваемого тиристора составляет 1 мА, а максимально допустимый ток 15 мА. С учетом этого в нашей схеме подобран резистор сопротивлением 1 кОм.

Если снова нажать на кнопку К1, то это не повлияет на тиристор, и ничего не произойдет. Чтобы перевести тиристор в закрытое состояние, нужно отключить питание выключателем К2. Если же снова подать питание, то тиристор вернется в исходное состояние.

Этот полупроводниковый прибор, по сути, представляет собой электронный ключ с фиксацией. Переход в закрытое состояние происходит и тогда, когда напряжение питания на аноде уменьшается до определенного минимума, примерно 0,7 вольта.

Особенности устройства

Фиксация включенного состояния происходит благодаря особенности внутреннего устройства тиристора. Примерная схема выглядит таким образом:

Обычно он представляется в виде двух транзисторов разной структуры, связанных между собой. Опытным путем можно проверить, как работают транзисторы, подключенные по такой схеме. Однако, имеются отличия в вольтамперной характеристике. И еще нужно учитывать, что приборы изначально спроектированы так, чтобы выдерживать большие токи и напряжения. На корпусе большинства таких приборов имеется металлический отвод, на который можно закрепить радиатор для рассеивания тепловой энергии.

Тиристоры выполняются в различных корпусах. Маломощные приборы не имеют теплового отвода. Распространенные отечественные тиристоры выглядят следующим образом. Они имеют массивный металлический корпус и выдерживают большие токи.

Основные параметры тиристоров

• Максимально допустимый прямой ток. Это максимальное значение тока открытого тиристора. У мощных приборов оно достигает сотен ампер.
• Максимально допустимый обратный ток.
• Прямое напряжение. Это падение напряжения при максимальном токе.
• Обратное напряжение. Это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии, при котором тиристор может работать без нарушения его работоспособности.
• Напряжение включения. Это минимальное напряжение, приложенное к аноду. Здесь имеется ввиду минимальное напряжение, при котором вообще возможна работа тиристора.
• Минимальный ток управляющего электрода. Он необходим для включения тиристора.
• Максимально допустимый ток управления.
• Максимально допустимая рассеиваемая мощность.

Динамический параметр

Время перехода тиристора из закрытого состояния в открытое при поступлении сигнала.

По способу управления разделяют на:

• Диодные тиристоры, или по-другому динисторы. Они открываются импульсом высокого напряжения, которое подается на катод и анод.
• Триодные тиристоры, или тринисторы. Они открываются током управления электродом.

Триодные тиристоры в свою очередь разделяются:

• Управление катодом – напряжение, образующее ток управления, поступает на электрод управления и катод.
• Управление анодом – управляющее напряжение подходит на электрод и анод.

Запирание тиристора производится:

• Уменьшением анодного тока – катод меньше тока удержания.
• Подачей напряжения запирания на электрод управления.

По обратной проводимости тиристоры делятся:

• Обратно-проводящие – имеют малое обратное напряжение.
• Обратно-непроводящие – обратное напряжение равно наибольшему прямому напряжению в закрытом виде.
• С ненормируемым обратным значением напряжения – изготовители не определяют значение этой величины. Такие приборы применяются в местах, где обратное напряжение исключено.
• Симистор – пропускает токи в двух направлениях.

Используя симисторы, нужно знать, что они действуют условно симметрично. Основная часть симисторов открывается, когда на электрод управления поступает положительное напряжение по сравнению с катодом, а на аноде может быть любая полярность.

Но если на анод приходит отрицательное напряжение, а на электрод управления положительное, то симисторы не открываются, и могут выйти из строя.

По быстродействию разделяют по времени отпирания (включения) и времени запирания (отключения).

Разделение тиристоров по мощности

При действии тиристора в режиме ключа наибольшая мощность коммутируемой нагрузки определяется напряжением на тиристоре в открытом виде при наибольшем токе и наибольшей рассеиваемой мощности.

Действующая величина тока на нагрузку не должна быть выше наибольшей рассеиваемой мощности, разделенной на напряжение в открытом виде.

Простая сигнализация на основе тиристора

На основе тиристора можно сделать простую сигнализацию, которая будет реагировать на свет, издавая звук с помощью пьезоизлучателя. На управляющий вывод тиристора подается ток через фоторезистор и подстроечный резистор. Свет, попадая на фоторезистор, уменьшает его сопротивление. И на управляющий вывод тиристора начинает поступать отпирающий ток, достаточный для его открывания. После этого включается пищалка.

Подстроечный резистор предназначен для того, чтобы настроить чувствительность устройства, то есть, порог срабатывания при облучении светом. Самое интересное, что даже при отсутствии света тиристор продолжает оставаться в открытом состоянии, и сигнализирование не прекращается.

Если напротив светочувствительного элемента установить световой луч так, чтобы он светил немного ниже окошечка, то получится простейший датчик дыма. Дым, попадая между источником и приемником света, будет рассеивать свет, что вызовет запуск сигнализации. Для этого устройства обязательно нужен корпус, для того, чтобы на приемник света не поступал свет от солнца или искусственных источников света.

Открыть тиристор можно и другим способом. Для этого достаточно кратковременно подать небольшое напряжение между управляющим выводом и катодом.

Регулятор мощности на тиристоре

Теперь рассмотрим использование тиристора по прямому назначению. Рассмотрим схему простого тиристорного регулятора мощности, который будет работать от сети переменного тока напряжением 220 вольт. Схема простая и содержит всего пять деталей.

• Полупроводниковый диод VD.
• Переменный резистор R1.
• Постоянный резистор R2.
• Конденсатор С.
• Тиристор VS.

Их рекомендованные номинальные значения показаны на схеме. В качестве диода можно использовать КД209, тиристор КУ103В или мощнее. Резисторы желательно использовать мощностью не менее 2 ватт, конденсатор электролитический на напряжение не менее 50 вольт.

Эта схема регулирует лишь один полупериод сетевого напряжения. Если представить, что мы из схемы убрали все элементы, кроме диода, то он будет пропускать только полуволну переменного тока, и на нагрузку, к примеру, на паяльник или лампу накаливания поступит лишь половина мощности.

Тиристор позволяет пропускать дополнительные, условно говоря, кусочки полупериода, срезанного диодом. При изменении положения переменного резистора R1 напряжение на выходе будет меняться.

К положительному выводу конденсатора включен управляющий вывод тиристора. Когда напряжение на конденсаторе возрастает до напряжения включения тиристора, он открывается и пропускает определенную часть положительного полупериода. Переменный резистор будет определять скорость зарядки конденсатора. А чем быстрее он зарядится, тем раньше откроется тиристор, и успеет до смены полярности пропустить часть положительного полупериода.

На конденсатор отрицательная полуволна не поступает, и напряжение на нем одной полярности, поэтому не страшно, что он имеет полярность. Схема позволяет изменять мощность от 50 до 100%. Для паяльника это в самый раз подходит.

Тиристор пропускает ток в одном направлении от анода к катоду. Но существуют разновидности, которые пропускают ток в обоих направлениях. Они называются симметричные тиристоры или симисторы. Они используются для управления нагрузкой в цепях переменного тока. Существует большое количество схем регуляторов мощности на их основе.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/tiristory/

Тиристоры: принцип работы, назначение, характеристики, проверка работоспособности

Тиристор представляет собой вид полупроводниковых приборов, предназначенный для однонаправленного преобразования тока (т.е. ток пропускается только в одну сторону).

Схема тиристора

Этот преобразователь имеет два устойчивых состояния: закрытое (состояние низкой проводимости) и открытое (состояние высокой проводимости). Назначение тиристора – выполнение функции электроключа, особенность которого – невозможность самостоятельного переключения в закрытое состояние.

Прибор выполняет функции коммутатора разомкнутой цепи и ректификационного диода в сетях постоянного тока. Основным материалом при производстве этого полупроводникового устройства является кремний.

Корпус изготавливается из полимерных материалов или металла – для моделей, работающих с большими токами.

Устройство тиристора и области применения

В состав прибора входят 3 электрода:

• анод;
• катод;
• управляющий электрод.

В отличие от двухслойного диода, тиристор состоит из 4-х слоев – p-n-p-n. Оба устройства пропускают ток в одну сторону. На большинстве старых моделей его направление обозначается треугольником. Внешнее напряжение подается знаком «-» на катодный электрод (область с электропроводностью n-типа), «+» – на анодный электрод (область с электропроводностью p-типа).

Тиристоры применяют в сварочных инверторах, блоках питания зарядного устройства для автомобиля, в генераторах, для устройства простой сигнализации, реагирующей на свет.

Принцип работы тиристоров

В специализированной литературе тиристор называется «однооперационным» и относится к группе не полностью управляемых радиодеталей. Он переходит в активное состояние при получении импульса определенной полярности от объекта управления. На скорость активации и последующее функционирование оказывают влияние:

• характер нагрузки – индуктивная, реактивная;
• величина тока нагрузки;
• скорость и амплитуда увеличения управляющего импульса;
• температура среды устройства;
• уровень напряжения.

Переключение из одного состояния в другое осуществляется с помощью управляющих сигналов. Для полного отключения тиристора требуется выполнить дополнительные действия. Выключение осуществляется несколькими способами:

• естественное выключение (естественная коммутация);
• принудительное выключение (принудительная коммутация), этот вариант может осуществляться множеством способов.

При эксплуатации возможны незапланированные переключения из одного положения в другое, которые провоцируются перепадами характеристик электроэнергии и температуры.

Классификационные признаки

По способу управления различают следующие виды тиристоров:

Диодные (динисторы)

Активируются импульсом высокого напряжения, подаваемым на анод и катод. В конструкции присутствуют 2 электрода, без управляющего.

Триодные (тринисторы)

Разделяются на две группы. В первой управляющее напряжение поступает катод и электрод управления, во второй – на анод и управляющий электрод.

Оптотиристоры

Их функционирование осуществляется под действием светового потока. Функцию управляющего электрода выполняет фотоэлемент.

По обратной проводимости тиристоры разделяются на:

• обратно проводящие;
• обратно непроводящие;
• с ненормируемым обратным значением напряжения;
• пропускающие токи в двух направлениях.

Основные характеристики тиристоров, на которые стоит обратить внимание при покупке

• Максимально допустимый ток. Эта величина характеризует наибольшее значение тока открытого тиристора. У мощных устройств она составляет несколько сотен ампер.
• Максимально допускаемый обратный ток.
• Прямое напряжение. Этот параметр тиристора равен падению напряжения при максимально возможном токе.
• Обратное напряжение.

  Характеризует максимально допустимое напряжение на устройстве, находящемся в закрытом состоянии, при котором оно не утрачивает способность выполнять свои функции.

• Напряжение включения. Это наименьшая величина, при которой возможно функционирование тиристора.
• Минимальный ток управляющего электрода. Равен величине тока, которого достаточно для активации устройства.

• Наибольшая допустимая рассеиваемая мощность.

Проверка тиристора на исправность

Прибор можно проверить несколькими способами, один из них – использование специального самодельного тестера, собираемого по представленной ниже схеме:

Такая схема предназначена для работы при напряжении 9-12 В. Для других значений напряжения питания производят перерасчет величин R1-R3.

Этапы проверки:

• К аноду подключают положительный полюс, к катоду подводят «-».
• На управляющий электрод с помощью кнопки SA подают сигнал к открытию устройства.
• Если светодиод загорается до нажатия кнопки SA или не загорается после нажатия, то прибор является неработоспособным.

Заключение

Тиристор — не полностью управляющий ключ. Если есть ток удержания, то перейдя в открытое состояние, тиристор остается в нем, даже если прекращать подавать сигнал на управляющий переход.

Анатолий Мельник

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Источник: https://www.radioelementy.ru/articles/tiristory-printsip-raboty/