Симистор

Содержание

С чего начать чтение схем?

Для того, чтобы научиться читать схемы, первым делом, мы должны изучить как выглядит тот или иной радиоэлемент в схеме. В принципе ничего сложного в этом нет. Вся соль в том, что если в русской азбуке 33 буквы, то для того, чтобы выучить обозначения радиоэлементов, придется неплохо постараться. 

До сих пор весь мир не может договориться, как обозначать тот или иной радиоэлемент либо устройство. Поэтому, имейте это ввиду, когда будете собирать буржуйские схемы. В нашей статье мы будем рассматривать наш российский ГОСТ-вариант обозначения радиоэлементов

ðåêëàìà

 

Ïðîäàæà ñèëîâîãî è áðîíèðîâàííîãî êàáåëÿ è ïðîâîäà â Ìîñêâå

Ìåðîïðèÿòèÿ:

17-ÿ ìåæäóíàðîäíàÿ âûñòàâêà ChipEXPO - 2019Ðåêëàìà:

Óñòðîéñòâî è íàçíà÷åíèå ñèìèñòîðà

Ñèìèñòîð (èëè «òðèàê» — îò àíãë. triac) — ïîëóïðîâîäíèêîâûé ýëåìåíò, ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ êîììóòàöèè íàãðóçêè â ñåòè ïåðåìåííîãî òîêà. Îí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé «äâóíàïðàâëåííûé òèðèñòîð» è èìååò òðè ýëåêòðîäà: îäèí óïðàâëÿþùèé è äâà îñíîâíûõ äëÿ ïðîïóñêàíèÿ ðàáî÷åãî òîêà. Îñîáåííîñòüþ ñèìèñòîðà ÿâëÿåòñÿ ñïîñîáíîñòü ïðîâîäèòü òîê êàê îò àíîäà ê êàòîäó, òàê è â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè.

Îáîçíà÷åíèå ñèìèñòîðà
Ðèñ. 1. Îáîçíà÷åíèå ñèìèñòîðà

Ñòðóêòóðà ñèìèñòîðà ïðåäñòàâëåíà íà ðèñóíêå 2.

Ñòðóêòóðà ñèìèñòîðà
Ðèñ. 2. Ñòðóêòóðà ñèìèñòîðà

 îòëè÷èå îò òèðèñòîðîâ, òðèàê ìîæåò óïðàâëÿòüñÿ êàê ïîëîæèòåëüíûì, òàê è îòðèöàòåëüíûì òîêîì ìåæäó çàòâîðîì è T1. Ýòî ñâîéñòâî ïîçâîëÿåò ñèìèñòîðó ðàáîòàòü âî âñåõ ÷åòûð¸õ ñåêòîðàõ, êàê ïîêàçàíî â ðèñ. 3. (ïëþñ è ìèíóñ îáîçíà÷àþò ïîëÿðíîñòü çàòâîðà). Äëÿ óïðàâëåíèÿ ðåæèìîì ðàáîòû ñèìèñòîðà èñïîëüçóåòñÿ íèçêîâîëüòíûé ñèãíàë, ïîäàâàåìûé íà óïðàâëÿþùèé ýëåêòðîä ñèìèñòîðà. Ïðè ïîäà÷å íàïðÿæåíèÿ íà óïðàâëÿþùèé ýëåêòðîä ñèìèñòîð ïåðåõîäèò èç çàêðûòîãî ñîñòîÿíèÿ â îòêðûòîå è ïðîïóñêàåò ÷åðåç ñåáÿ òîê.

Ñèìèñòîð îòêðûâàåòñÿ, åñëè ÷åðåç óïðàâëÿþùèé ýëåêòðîä ïðîõîäèò îòïèðàþùèé òîê èëè åñëè íàïðÿæåíèå ìåæäó åãî ýëåêòðîäàìè Ò1 è Ò2 ïðåâûøàåò íåêîòîðóþ ìàêñèìàëüíóþ âåëè÷èíó (íà ñàìîì äåëå ýòî ÷àñòî ïðèâîäèò ê íåñàíêöèîíèðîâàííûì ñðàáàòûâàíèÿì ñèìèñòîðà, ïðîèñõîäÿùèì ïðè ìàêñèìóìå àìïëèòóäû íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ).  ðåæèìå ïåðåìåííîãî ïèòàíèÿ ñìåíà ñîñòîÿíèé ñèìèñòîðà âûçûâàåòñÿ èçìåíåíèåì ïîëÿðíîñòè íàïðÿæåíèÿ íà ðàáî÷èõ ýëåêòðîäàõ Ò1 è Ò2.

Ñèìèñòîð ïåðåõîäèò â çàêðûòîå ñîñòîÿíèå ïîñëå èçìåíåíèÿ ïîëÿðíîñòè ìåæäó åãî âûâîäàìè Ò1 è Ò2 èëè åñëè çíà÷åíèå ðàáî÷åãî òîêà ìåíüøå òîêà óäåðæàíèÿ.

Âñå ðåæèìû ðàáîòû ñèìèñòîðà îòîáðàæåíû íà ðèñóíêå 3.

Ñïåöèôèêàöèÿ êâàäðàíòîâ
Ðèñ. 3. Ñïåöèôèêàöèÿ êâàäðàíòîâ

Êîãäà çàòâîð óïðàâëÿåòñÿ ïîñòîÿííûì òîêîì èëè îäíîïîëÿðíûìè èìïóëüñàìè ñ íóëåâûì çíà÷åíèåì òîêà íàãðóçêè, â êâàäðàíòàõ (3+,3-) ïðåäïî÷òèòåëåí îòðèöàòåëüíûé òîê çàòâîðà ïî ñëåäóþùèì ïðè÷èíàì: âî-ïåðâûõ, âíóòðåííåìó ñòðîåíèþ ïåðåõîäîâ òðèàêà õàðàêòåðíî òî, ÷òî çàòâîð íàèáîëåå îòäàëåí îò îáëàñòè îñíîâíîé ïðîâîäèìîñòè â êâàäðàíòå 3+. Âî-âòîðûõ, ïðè áîëåå âûñîêîì çíà÷åíèè IGT (îòïèðàþùèé òîê óïðàâëÿþùåãî ýëåêòðîäà) òðåáóåòñÿ áîëåå âûñîêèé ïèêîâûé IG. Ïðè áîëåå äëèííîé çàäåðæêå ìåæäó IG è òîêîì íàãðóçêè òðåáóåòñÿ áîëüøàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü IG. Êðîìå òîãî, íèçêîå çíà÷åíèå dIT/dt (ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìîå èçìåíåíèÿ òåêóùåãî òîêà ïîñëå ïåðåêëþ÷åíèÿ) ìîæåò âûçûâàòü ïåðåãîðàíèå çàòâîðà ïðè óïðàâëåíèè íàãðóçêàìè, ñîçäàþùèìè âûñîêèé dI/dt (âêëþ÷åíèå õîëîäíîé ëàìïû íàêàëèâàíèÿ, ¸ìêîñòíûå íàãðóçêè). Íàêîíåö, ÷åì âûøå IL — òîê ñðàáàòûâàíèÿ — (ýòî îòíîñèòñÿ è ê êâàäðàíòó 1-), òåì áîëüøàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü IG áóäåò íåîáõîäèìà äëÿ ìàëûõ íàãðóçîê, ÷òî ïîçâîëèò òîêó íàãðóçêè ñ íà÷àëà ïîëóïåðèîäà äîñòè÷ü çíà÷åíèÿ âûøå IL.

 ñòàíäàðòíûõ öåïÿõ óïðàâëåíèÿ ôàçîé ïåðåìåííîãî òîêà, òàêèõ êàê ðåãóëÿòîðû ÿðêîñòè è ðåãóëÿòîðû ñêîðîñòè âðàùåíèÿ, ïîëÿðíîñòü çàòâîðà è T2 âñåãäà îäèíàêîâû. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî óïðàâëåíèå ïðîèçâîäèòñÿ âñåãäà â 1+ è 3- êâàäðàíòàõ, â êîòîðûõ êîììóòèðóþùèå ïàðàìåòðû òðèàêà îäèíàêîâû, à çàòâîð íàèáîëåå ÷óâñòâèòåëåí.

Ýòè äàííûå ïîëó÷åíû èç ãðàôèêà âîëüòàìïåðíîé õàðàêòåðèñòèêè òðèàêà. Ïîëîæèòåëüíîìó íàïðÿæåíèþ T2 ñîîòâåòñòâóåò ïîëîæèòåëüíîå çíà÷åíèå òîêà ÷åðåç T2, è íàîáîðîò — ñì. Ðèñ. 4.

ÂÀÕ ñèìèñòîðà
Ðèñ. 4. ÂÀÕ ñèìèñòîðà

Äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ëîæíûõ ñðàáàòûâàíèé òðèàêîâ, âûçâàííûõ øóìàìè è ïóëüñàöèÿìè, ñîçäàâàåìûìè äâèãàòåëÿìè, öåïè, èñïîëüçóþùèå ÷åòûðåõêâàäíàðòíûå (4Q) òðèàêè, äîëæíû èìåòü äîïîëíèòåëüíûå êîìïîíåíòû çàùèòû. Ýòî, êàê ïðàâèëî, äåìïôåðíàÿ RC-öåïî÷êà ìåæäó ñèëîâûìè ýëåêòðîäàìè òðèàêà, êîòîðàÿ èñïîëüçóåòñÿ äëÿ îãðàíè÷åíèÿ ñêîðîñòè èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ (dV/dt) è, â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ, íåîáõîäèìà èíäóêòèâíîñòü äëÿ îãðàíè÷åíèÿ ñêîðîñòè èçìåíåíèÿ òîêà ïðè êîììóòàöèè (dICOM/dt). Ýòè êîìïîíåíòû óâåëè÷èâàþò ñòîèìîñòü óñòðîéñòâà è åãî ãàáàðèòû. Êðîìå òîãî, îíè ìîãóò òàêæå óìåíüøàòü íàäåæíîñòü óñòðîéñòâà.

Ïðåèìóùåñòâà òðåõêâàäðàíòíûõ òðèàêîâ (Hi-com)

Îòëè÷èå 3Q-òðèàêà îò 4Q-òðèàêà çàêëþ÷àåòñÿ â íåêðèòè÷íîé ñòðóêòóðå ïåðåêðûòèÿ ïåðåõîäîâ ó çàòâîðà. È õîòÿ ýòî äåëàåò åãî íåñïîñîáíûì ê óïðàâëåíèþ â 3+ êâàäðàíòå, çàòî óñòðàíÿåò âîçìîæíîå ñàìîïðîèçâîëüíîå ñðàáàòûâàíèå è ïîìîãàåò èçáåæàòü âñåõ íåóäîáñòâ, îòíîñÿùèõñÿ ê 4Q-òðèàêàì. Òàê êàê áîëüøèíñòâî óñòðîéñòâ ðàáîòàåò â êâàäðàíòàõ 1+ è 3- (óïðàâëåíèå ôàçîé), èëè 1- è 3- (îäíîïîëÿðíîå óïðàâëåíèå ñ ïîìîùüþ èíòåãðàëüíûõ ñõåì èëè äðóãèõ ýëåêòðîííûõ öåïåé), òî ïîòåðÿ óïðàâëåíèÿ â 3+ êâàäðàíòå — î÷åíü ìàëàÿ öåíà çà ïîëó÷åííûå ïðåèìóùåñòâà.

Hi-com òðèàêè èìåþò ðÿä ïðåèìóùåñòâ ïåðåä 4-êâàäðàíòíûìè. Îñíîâíîé ìèíóñ èñïîëüçîâàíèÿ 4Q-òðèàêà çàêëþ÷àåòñÿ â íåîáõîäèìîñòè ïðåäîòâðàùåíèÿ ëîæíûõ ñðàáàòûâàíèé, âûçâàííûõ øóìàìè è ïóëüñàöèÿìè, ÷òî çàñòàâëÿåò èñïîëüçîâàòü äåìïôåðíóþ RC-öåïî÷êó. Êðîìå òîãî, ê îñîáåííîñòÿì 3Q-òðèàêîâ îòíîñÿòñÿ:

  • óâåëè÷åíèå äîïóñòèìîãî çíà÷åíèÿ dVCOM/dt (êðèòè÷åñêîå çíà÷åíèå èçìåíåíèÿ êîììóòèðóþùåãî íàïðÿæåíèÿ). Ýòî ïîçâîëÿåò óïðàâëÿòü ðåàêòèâíûìè íàãðóçêàìè (â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ) áåç íåîáõîäèìîñòè â äåìïôèðóþùåì óñòðîéñòâå, áåç ñáîåâ â êîììóòàöèè. Ýòî ñîêðàùàåò êîëè÷åñòâî ýëåìåíòîâ, ðàçìåð ïå÷àòíîé ïëàòû, ñòîèìîñòü, è óñòðàíÿåò ïîòåðè íà ðàññåèâàíèå ýíåðãèè äåìïôèðóþùèì óñòðîéñòâîì.
  • óâåëè÷åíèå äîïóñòèìîãî çíà÷åíèÿ dICOM/dt. (êðèòè÷åñêîå çíà÷åíèå èçìåíåíèÿ êîììóòèðóþùåãî òîêà). Ýòî çíà÷èòåëüíî óëó÷øàåò ðàáîòó íà áîëåå âûñîêèõ ÷àñòîòàõ è äëÿ íåñèíóñîèäàëüíûõ íàïðÿæåíèé áåç íåîáõîäèìîñòè â îãðàíè÷åíèè dICOM/dt ïðè ïîìîùè èíäóêòèâíîñòè ïîñëåäîâàòåëüíî ñ íàãðóçêîé.
  • óâåëè÷åíèå äîïóñòèìîãî çíà÷åíèÿ dVD/dt. Òðèàêè î÷åíü ÷óâñòâèòåëüíû ïðè âûñîêèõ ðàáî÷èõ òåìïåðàòóðàõ. Âûñîêîå çíà÷åíèå dVD/dt óìåíüøàåò òåíäåíöèþ ê ñàìîïðîèçâîëüíîìó âêëþ÷åíèþ èç ñîñòîÿíèÿ îòñóòñòâèÿ ïðîâîäèìîñòè çà ñ÷¸ò dV/dt ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ. Ýòî ïîçâîëÿåò ïðèìåíÿòü èõ ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ äëÿ óïðàâëåíèÿ ðåçèñòèâíûìè íàãðóçêàìè â êóõîííûõ èëè íàãðåâàòåëüíûõ ïðèáîðàõ, ãäå îáû÷íûå òðèàêè íå ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ.

Äàííûå îñîáåííîñòè èñêëþ÷àþò íåîáõîäèìîñòü èñïîëüçîâàíèÿ äðîññåëÿ èëè äåìïôåðà.  ñâÿçè ñ ýòèì 3Q (Hi-com) ñèìèñòîðû ñ óñïåõîì ìîãóò ïðèìåíÿòüñÿ â ìîùíûõ ýëåêòðîäâèãàòåëÿõ, êîòîðûå èñïîëüçóþòñÿ â ñîâðåìåííîé áûòîâîé òåõíèêå.

Îáîçíà÷åíèå è êðàòêèé ïåðå÷åíü ñèìèñòîðîâ NXP


Êîìïàíèÿ NXP Semiconductors ÿâëÿåòñÿ âåäóùèì ïðîèçâîäèòåëåì Hi-com òðèàêîâ, ñòîëü øèðîêî èñïîëüçóåìûõ âî ìíîãèõ îòðàñëÿõ ïðîìûøëåííîñòè. Íà äàííûé ìîìåíò â ïîðòôîëèî êîìïàíèè NXP íàñ÷èòûâàåòñÿ áîëåå 100 íàèìåíîâàíèé ñèìèñòîðîâ:

Ïðåèìóùåñòâà ñèìèñòîðîâ íàä ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèìè ðåëå, ïóñêàòåëÿìè, êîíòàêòîðàìè

Ðåñóðñ

Ðåñóðñ ñèìèñòîðîâ, ðåëå, ïóñêàòåëåé è êîíòàêòîðîâ âûðàæàåòñÿ â ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîì êîëè÷åñòâå ïåðåêëþ÷åíèé. Ðåñóðñ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ êîììóòàòîðîâ íåîãðàíè÷åí. Äîëãîâå÷íîñòü ïîëóïðîâîäíèêîâ îïðåäåëÿåòñÿ ïåðåïàäàìè ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð: êîëè÷åñòâîì öèêëîâ è èõ àìïëèòóäîé. Ðåëå, à òåì áîëåå ýëåêòðîìàãíèòíûå ïóñêàòåëè, èìåþò îãðàíè÷åííûé ðåñóðñ ïåðåêëþ÷åíèé. Ðàçëè÷àþò ìåõàíè÷åñêèé ðåñóðñ (ìåõàíè÷åñêóþ èçíîñîñòîéêîñòü â îòñóòñòâèå òîêà ÷åðåç êîíòàêòû), êîòîðûé ó ñîâðåìåííûõ ðåëå ñîñòàâëÿåò 1-2 ìèëëèîíà ïåðåêëþ÷åíèé, è êîììóòàöèîííóþ èçíîñîñòîéêîñòü ïðè ìàêñèìàëüíîé íàãðóçêå, êîòîðàÿ â 10-100 ðàç íèæå. Äëÿ îöåíêè óêàæåì, ÷òî ïðè íåïðåðûâíîé ðàáîòå è ïåðèîäå ïåðåêëþ÷åíèé 10 ñ ðåñóðñ âûðàáàòûâàåòñÿ ÷åðåç 2 íåäåëè, ïðè ïåðèîäå ïåðåêëþ÷åíèé 5 ìèí — ÷åðåç 1 ãîä. Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî ïðèìåíåíèå êîíòàêòíûõ êîììóòàòîðîâ îïðàâäàíî òîëüêî ïðè ðåäêèõ êîììóòàöèÿõ íàãðóçêè (ñ ïåðèîäîâ áîëüøå 10 ìèí).

×àñòîòà êîììóòàöèè

Ïîëóïðîâîäíèêîâûå êîììóòàòîðû äîïóñêàþò êîììóòàöèþ íàãðóçêè íà êàæäîì ïîëóïåðèîäå ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ. Ïðèìå÷àíèå: â ñïåöèàëüíûõ ñõåìîòåõíè÷åñêèõ ðåøåíèÿõ, â êîòîðûõ ïðèìåíÿåòñÿ ïðèíóäèòåëüíîå çàêðûòèå ýëåìåíòîâ, ÷àñòîòà êîììóòàöèè ìîæåò áûòü åù¸ âûøå. Ó ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèõ óñòðîéñòâ, ïîìèìî êîëè÷åñòâà öèêëîâ ïåðåêëþ÷åíèé, åñòü è åù¸ îäíî âàæíîå íåãàòèâíîå ñâîéñòâî — íèçêàÿ ÷àñòîòà êîììóòàöèé öåïè íàãðóçêè. Îíà îïðåäåëÿåòñÿ è ìåõàíè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè ðåëå, è òåì, ÷òî ïðè âîçðàñòàíèè ÷àñòîòû êîììóòàöèé ðåëå íà÷èíàåò ïåðåãðåâàòüñÿ. Âûøå îòìå÷àëîñü, ÷òî ïðè íåîáõîäèìîñòè îñóùåñòâëÿòü êîììóòàöèþ ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèìè óñòðîéñòâàìè ñ ìàëûìè ïåðèîäàìè ñðîê ñëóæáû ýòèõ óñòðîéñòâ áóäåò íåâåëèê. Êðîìå òîãî, ìåõàíèêà — ýòî äâèæóùèåñÿ ÷àñòè. À äâèæóùèåñÿ ÷àñòè âñåãäà ÿâëÿþòñÿ èñòî÷íèêîì ïîâûøåííîãî ðèñêà: èñòèðàíèå îñåé, óâåëè÷åíèå ëþôòà, îáùåå ðàñøàòûâàíèå ìåõàíèçìà âïëîòü äî ïîòåðè ôóíêöèîíàëüíîñòè è ò.ä.

Èñêðîîáðàçîâàíèå

Áåñêîíòàêòíûå êîììóòàòîðû, ïî îïðåäåëåíèþ, íå èñêðÿò. Êîììóòàöèÿ ïðè ïîìîùè ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèõ óñòðîéñòâ íåèçáåæíî ñîïðîâîæäàåòñÿ èñêðîîáðàçîâàíèåì, êîòîðîå, ñ îäíîé ñòîðîíû, ïðèâîäèò ê îáãîðàíèþ êîíòàêòîâ è ñíèæåíèþ ðåñóðñà, à ñ äðóãîé — âûçûâàåò ñèëüíûå âûñîêî÷àñòîòíûå ýëåêòðîìàãíèòíûå ïîìåõè, êîòîðûå ìîãóò ïðèâîäèòü ê ñáîÿì â ðàáîòå èçìåðèòåëüíûõ è ìèêðîïðîöåññîðíûõ ïðèáîðîâ.

Ýëåêòðîìàãíèòíûå ïîìåõè

Äëÿ òîãî, ÷òîáû íå ñîçäàâàòü ýëåêòðîìàãíèòíûå ïîìåõè, âîçíèêàþùèå ïðè êîììóòàöèè ñèëüíûõ òîêîâ (ïðîâîäíèêè ñ áûñòðî ìåíÿþùèìñÿ òîêîì ðàáîòàþò êàê îáû÷íûå àíòåííû), æåëàòåëüíî êîììóòàöèþ ïðîèçâîäèòü â ìîìåíòû âðåìåíè, êîãäà ýòè òîêè ìèíèìàëüíû (â èäåàëå, ðàâíû íóëþ). Ïîëóïðîâîäíèêîâûå êîììóòàòîðû, áëàãîäàðÿ âîçìîæíîñòè óïðàâëåíèÿ ìîìåíòîì ïåðåêëþ÷åíèÿ, ïîçâîëÿþò ïðèìåíÿòü ðåøåíèÿ, â êîòîðûõ êîììóòàöèÿ ïðîèçâîäèòñÿ â ìîìåíòû íóëåâîãî òîêà â ñåòè. Êîíòàêòíàÿ êîììóòàöèÿ, êàê ïðàâèëî, îñóùåñòâëÿåòñÿ â ïðîèçâîëüíûå ìîìåíòû âðåìåíè, à çíà÷èò, è â ìîìåíòû ìàêñèìàëüíûõ çíà÷åíèé òîêîâ. Ñîîòâåòñòâåííî, êîíòàêòíàÿ êîììóòàöèÿ ñîïðîâîæäàåòñÿ ñèëüíûìè ýëåêòðîìàãíèòíûìè ïîìåõàìè.  ðåçóëüòàòå, óñòîé÷èâîñòü ðàáîòû êîíòðîëüíî-èçìåðèòåëüíûõ ñèñòåì ñíèæàåòñÿ.

Ïîòåðè íà êîììóòèðóþùåì ýëåìåíòå

Ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà îòêðûòîì ñèìèñòîðå ñîñòàâëÿåò 1-2  è ìàëî çàâèñèò îò ïðîòåêàþùåãî òîêà. Êàê ñëåäñòâèå, íà îòêðûòîì ñèìèñòîðå âûäåëÿåòñÿ îòíîñèòåëüíî áîëüøàÿ ìîùíîñòü. Íàïðèìåð, ïðè òîêå 40 À íà ñèìèñòîðå âûäåëÿåòñÿ 40-80 Âò òåïëà, êîòîðûå íåîáõîäèìî îòâåñòè. Äëÿ ýòîãî ïðèìåíÿþòñÿ ðàäèàòîðû. Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî ÿâëÿåòñÿ ñàìûì ñåðü¸çíûì íåäîñòàòêîì áåñêîíòàêòíûõ êîììóòàòîðîâ, òàê êàê òðåáóåò äîïîëíèòåëüíîå ìåñòî äëÿ ðàäèàòîðà è óäîðîæàåò ðåøåíèå. Íà êîíòàêòàõ ðåëå è ïóñêàòåëåé òàêæå âûäåëÿåòñÿ îïðåäåë¸ííàÿ ìîùíîñòü, íî îíà ìåíüøå, ÷åì ó ñèìèñòîðîâ. Îäíàêî ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî ïî ìåðå îáãîðàíèÿ êîíòàêòîâ âûäåëÿåìîå òåïëî âîçðàñòàåò. Äëÿ áîðüáû ñ ýòèì ÿâëåíèåì òðåáóåòñÿ ðåãóëÿðíàÿ çà÷èñòêà êîíòàêòîâ èëè çàìåíà âñåãî óñòðîéñòâà. Âñ¸ ýòî ïðèâîäèò ê ðîñòó ýêñïëóàòàöèîííûõ ðàñõîäîâ. Êðîìå òîãî, íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü âûäåëåíèå òåïëà çà ñ÷¸ò ïðîõîæäåíèÿ òîêà ÷åðåç îáìîòêó âî âêëþ÷åííîì ñîñòîÿíèè êîììóòàòîðà.

Ýêîíîìè÷åñêèå ñîîáðàæåíèÿ

Ðàññìàòðèâàÿ öåëåñîîáðàçíîñòü ïðèìåíåíèÿ êîíòàêòíîãî èëè áåñêîíòàêòíîãî ñïîñîáà êîììóòàöèè, íåîáõîäèìî, ïîìèìî ñóãóáî òåõíè÷åñêèõ ïðåèìóùåñòâ òîãî èëè èíîãî ñïîñîáà, ó÷åñòü ñëåäóþùèå ýêîíîìè÷åñêèå ñîîáðàæåíèÿ:

  • ñ îäíîé ñòîðîíû, êîíòàêòíûå êîììóòàòîðû, êàê ïðàâèëî, çíà÷èòåëüíî äåøåâëå áåñêîíòàêòíûõ óñòðîéñòâ, îñîáåííî â ñîâîêóïíîñòè ñ ðàäèàòîðàìè.
  • ñ äðóãîé ñòîðîíû, ðåñóðñ áåñêîíòàêòíûõ êîììóòàòîðîâ ïðàêòè÷åñêè íåîãðàíè÷åí, îáñëóæèâàíèå óñòðîéñòâ íå òðåáóåòñÿ.
  • êîíòàêòíûå êîììóòàòîðû èìåþò îãðàíè÷åííûé ðåñóðñ, òðåáóþò ïðîâåäåíèÿ ðåãëàìåíòíûõ ðàáîò è ðåãóëÿðíîé çàìåíû â òå÷åíèå ñðîêà ñëóæáû.

Êàê ñëåäñòâèå, ýêñïëóàòàöèîííûå ðàñòóò, à íàä¸æíîñòü ñèñòåì, â êîòîðûõ ïðèìåíÿþòñÿ êîíòàêòíûå êîììóòàòîðû ñ ìàëûìè ïåðèîäàìè ïåðåêëþ÷åíèÿ, ñíèæàåòñÿ.

Îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ ñèìèñòîðîâ

Îáëàñòü ïðèìåíåíèÿ ñèìèñòîðîâ ãîðàçäî îáøèðíåé, ÷åì ìîæåò ïîêàçàòüñÿ íà ïåðâûé âçãëÿä è îíà ïîñòîÿííî ðàñøèðÿåòñÿ. Âêëþ÷àåòå ëè ïûëåñîñ, èëè ýëåêòðîäðåëü, êîíäèöèîíåð èëè êóõîííûé êîìáàéí, âåçäå â ýòèõ óñòðîéñòâàõ ïðèìåíåíî ïåðåêëþ÷àþùåå ýëåêòðîííîå óñòðîéñòâî, áóäü òî ýëåêòðîìåõàíè÷åñêîå ðåëå, ïóñêàòåëü, êîíòàêòîð èëè ñèìèñòîð. Î ïðåèìóùåñòâàõ ñèìèñòîðîâ ãîâîðèëîñü âûøå, ïîýòîìó â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ â ñîâðåìåííûõ áëîêàõ óïðàâëåíèÿ èëè áëîêàõ ïóñêà ýëåêòðîäâèãàòåëåé ýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ óñòàíîâëåíû èìåííî ñèìèñòîðû.

Âîò êðàòêèé ïåðå÷åíü ýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ, ãäå ïðèìåíÿþòñÿ ñèìèñòîðû:

  • êóõîííûå ïðèáîðû (êîìáàéíû, ìèêñåðû, ìÿñîðóáêè è ò.ä.),
  • íàãðåâàòåëüíûå óñòðîéñòâà (ïëèòû, ïå÷è è ò.ä.),
  • êîìïðåññîðû õîëîäèëüíèêîâ è êîíäèöèîíåðîâ,
  • áûòîâàÿ òåõíèêà (øâåéíûå è ñòèðàëüíûå ìàøèíû, ïûëåñîñû, âåíòèëÿòîðû, ôåíû),
  • ñòðîèòåëüíûé ýëåêòðîèíñòðóìåíò (äðåëè, ïåðôîðàòîðû, ðóáàíêè),
  • áëîêè çàïóñêà ýëåêòðîäâèãàòåëåì è äð.

Óñòðîéñòâà, â êîòîðûõ ïðèìåíÿþòñÿ ñèìèñòîðû
Ðèñ. 5. Óñòðîéñòâà, â êîòîðûõ ïðèìåíÿþòñÿ ñèìèñòîðû

Çàêëþ÷åíèå

Ïîäâîäÿ ÷åðòó ïîä ðàññìîòðåííûìè ñâîéñòâàìè ñèìèñòîðîâ, ìîæíî êðàòêî âûäåëèòü èõ îñíîâíûå ïðåèìóùåñòâà:

  1. Âûñîêàÿ ÷àñòîòà ñðàáàòûâàíèÿ ïîçâîëÿåò äîáèòüñÿ âûñîêîé òî÷íîñòè óïðàâëåíèÿ
  2. Ðåñóðñ ðàáîòû çíà÷èòåëüíî âûøå, ÷åì ó ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèõ êîìïîíåíòîâ
  3. Ïîçâîëÿþò çíà÷èòåëüíî óìåíüøèòü ðàçìåðû ñèëîâîãî áëîêà
  4. Íèçêèé óðîâåíü øóìà ïðè êîììóòàöèè ñèëîâûõ öåïåé

Ïîìèìî âñåãî, ñèìèñòîð ÿâëÿåò ýëåìåíòîì ñèëîâîé ýëåêòðîíèêè — îäíîé èç íàèáîëåå äèíàìè÷íî ðàçâèâàþùèõñÿ îáëàñòåé ýëåêòðîíèêè â Ðîññèè. Ïî ðàçëè÷íûì îöåíêàì, îíà îáåñïå÷èâàåò äî 50% âñåãî îáîðîòà íà îòå÷åñòâåííîì ðûíêå èçäåëèé ýëåêòðîíèêè. Êàê ñ÷èòàþò ìíîãèå ñïåöèàëèñòû, ðîññèéñêèå ðàçðàáîò÷èêè è ïðîèçâîäèòåëè ìîãóò ñîñòàâèòü â ýòîé îáëàñòè ðåàëüíóþ êîíêóðåíöèþ èíîñòðàííûì ôèðìàì. Ïðèìåíÿåòñÿ ñèëîâàÿ ýëåêòðîíèêà âåçäå: ïðè âûðàáîòêå ýëåêòðîýíåðãèè, åå ïåðåäà÷å è ïîòðåáëåíèè.

Îáúåìû ïðîèçâîäñòâà è ïðèìåíåíèÿ ñèìèñòîðîâ, êàê ýëåìåíòà ñèëîâîé ýëåêòðîíèêè, ïîñòîÿííî ðàñòóò. Èñïîëüçóÿ èõ, âû ïîëó÷àåòå çíà÷èòåëüíóþ ýêîíîìèþ ñðåäñòâ, âðåìåíè, ïðåèìóùåñòâà â ïðîñòîòå ðàçðàáîòêè, à ñëåäîâàòåëüíî ïîëó÷àåòå äîïîëíèòåëüíóþ ïðèáûëü. Îáøèðíûé ïîðòôîëèî ñèìèñòîðîâ êîìïàíèè NXP äàåò âàì âîçìîæíîñòü íàéòè îïòèìàëüíîå ðåøåíèå âàøèõ ïîòðåáíîñòåé.

Åãîðîâ Àëåêñåé,
Êîìïàíèÿ Ãàììà Ñàíêò-Ïåòåðáóðã

fon_white.gif

Электромеханические ключи

Для коммутации в электрических схемах используются ключи различного типа:

  • механические;
  • электромеханические;
  • электронные.

Регулятор мощности на симистореК электромеханической группе относятся реле или контакторы. Замыканием и размыканием контактов управляет электромагнит. На катушку электромагнита подается управляющее напряжение, которое может быть как постоянным, так и переменным. Механические контакты реле могут коммутировать практически любые токи. Сопротивление контактной пары ничтожно, падение напряжения на контактах практически отсутствует. Нет потерь мощности при коммутации нагрузок, хотя есть потери на питание управляющей катушки.

Огромным преимуществом контакторов является то, что цепи нагрузки и управления электрически изолированы.

Недостатков тоже немало:

  • Ограниченно число переключений. Контакты изнашиваются;
  • Возникновение электрической дуги при размыкании — искрение контактов. Приводит к электроэрозии и недопустимо во взрывоопасных средах;
  • Низкое быстродействие.

Там, где применение контакторов невозможно или нецелесообразно, применяют электронные ключи.

Управляющие сигналы

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

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

Оптодрайвер для управления симистором

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

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

Изучаем простую схему

Ладно, ближе к делу. Давайте рассмотрим простую электрическую схему блока питания, которая раньше мелькала в любом советском бумажном издании:

Обозначение радиоэлементов на схемах

Если вы не первый день держите паяльник в руках, то для вас с первого взгляда сразу все станет понятно. Но среди моих читателей есть и те, кто впервые сталкивается с подобными чертежами. Поэтому, эта статья в основном именно для них.

Ну что же, давайте ее анализировать.

В основном, все схемы читаются слева-направо, точно также, как вы читаете книгу. Всякую разную схему можно представить в виде отдельного блока, на который мы что-то подаем и с которого мы что-то снимаем. Здесь у нас схема блока питания, на который мы подаем 220 Вольт из розетки вашего дома, а выходит уже с нашего блока постоянное напряжение. То есть вы должны понимать, какую основную функцию выполняет ваша схема. Это можно прочесть в описании к ней.

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.

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.

Как соединяются радиоэлементы в схеме

Итак, вроде бы определились с задачей этой схемы. Прямые линии – это провода, либо печатные проводники, по которым будет бежать электрический ток. Их задача – соединять радиоэлементы.

Обозначение радиоэлементов на схемах

Точка, где  соединяются три и более проводников, называется узлом. Можно сказать, в этом месте проводки спаиваются:

Обозначение радиоэлементов на схемах

Если пристально вглядеться в схему, то можно заметить пересечение двух проводников

Обозначение радиоэлементов на схемах

Такое пересечение будет часто мелькать в схемах. Запомните раз и навсегда: в этом месте провода не соединяются и они должны быть изолированы друг от друга. В современных схемах чаще всего можно увидеть вот такой вариант, который уже визуально показывает, что соединения между ними отсутствует:

Обозначение радиоэлементов на схемах

Здесь как бы один проводок сверху огибает другой, и они никак не контактируют между собой.

Если бы между ними было соединение, то мы бы увидели вот такую картину:

Обозначение радиоэлементов на схемах

Триаки (симисторы)

Триак представляет собой «двунаправленный тиристор». Особенностью триака является способность проводить ток как от анода к катоду, так и в обратном направлении.

Принцип работы симистора на видео

Графическое обозначение радиоэлементов в схеме

Постараюсь привести самые ходовые обозначения элементов, используемые в схемах:

Резисторы и их виды

Обозначение радиоэлементов на схемах

а) общее обозначение

б) мощностью рассеяния 0,125 Вт

в) мощностью рассеяния 0,25 Вт

г) мощностью рассеяния 0,5 Вт

д) мощностью рассеяния 1 Вт

е) мощностью рассеяния 2 Вт

ж) мощностью рассеяния 5 Вт

з) мощностью рассеяния 10 Вт

и) мощностью рассеяния 50 Вт

Резисторы переменные

Обозначение радиоэлементов на схемах

Терморезисторы

Обозначение радиоэлементов на схемах

Тензорезисторы

Обозначение радиоэлементов на схемах

Варисторы

Обозначение радиоэлементов на схемах

Шунт

Обозначение радиоэлементов на схемах

Конденсаторы

Обозначение радиоэлементов на схемах

a) общее обозначение конденсатора

б) вариконд

в) полярный конденсатор

г) подстроечный конденсатор

д) переменный конденсатор

Акустика

Обозначение радиоэлементов на схемах

a) головной телефон

б) громкоговоритель (динамик)

в) общее обозначение микрофона

г) электретный микрофон

Диоды

Обозначение радиоэлементов на схемах

а) диодный мост

б) общее обозначение диода

в) стабилитрон

г) двусторонний стабилитрон

д) двунаправленный диод

е) диод Шоттки

ж) туннельный диод

з) обращенный диод

и) варикап

к) светодиод

л) фотодиод

м) излучающий диод в оптроне

н) принимающий излучение диод в оптроне

Измерители электрических величин

Обозначение радиоэлементов на схемах

а) амперметр

б) вольтметр

в) вольтамперметр

г) омметр

д) частотомер

е) ваттметр

ж) фарадометр

з) осциллограф

Катушки индуктивности

Обозначение радиоэлементов на схемах

а) катушка индуктивности без сердечника

б) катушка индуктивности с сердечником

в) подстроечная катушка индуктивности

Трансформаторы

Обозначение радиоэлементов на схемах

а) общее обозначение трансформатора

б) трансформатор с выводом из обмотки

в) трансформатор тока

г) трансформатор с двумя вторичными обмотками (может быть и больше)

д) трехфазный трансформатор

Устройства коммутации

Обозначение радиоэлементов на схемах

а) замыкающий

б) размыкающий

в) размыкающий с возвратом (кнопка)

г) замыкающий с возвратом (кнопка)

д) переключающий

е) геркон

Электромагнитное реле с разными группами контактов

Обозначение радиоэлементов на схемах

Предохранители

Обозначение радиоэлементов на схемах

а) общее обозначение

б) выделена сторона, которая остается под напряжением при перегорании предохранителя

в) инерционный

г) быстродействующий

д) термическая катушка

е) выключатель-разъединитель с плавким предохранителем

Тиристоры

Обозначение радиоэлементов на схемах

Биполярный транзистор

Обозначение радиоэлементов на схемах

Однопереходный транзистор

Обозначение радиоэлементов на схемах

Полевой транзистор с управляющим PN-переходом

Обозначение радиоэлементов на схемах

Моп-транзисторы

Обозначение радиоэлементов на схемах

Обозначение радиоэлементов на схемах

IGBT-транзисторы

Обозначение радиоэлементов на схемах

Фото-радиоэлементы

Обозначение радиоэлементов на схемах

Фоторезистор

Обозначение радиоэлементов на схемах

Фотодиод

Обозначение радиоэлементов на схемах

Фотоэлемент (солнечная панель)

Обозначение радиоэлементов на схемах

Фототиристор

Обозначение радиоэлементов на схемах

Фототранзистор

Оптоэлектронные приборы

Обозначение радиоэлементов на схемах

Диодная оптопара

Обозначение радиоэлементов на схемах

Резисторная оптопара

Обозначение радиоэлементов на схемах

Транзисторная оптопара

Обозначение радиоэлементов на схемах

Тиристорная оптопара

Обозначение радиоэлементов на схемах

Симисторная оптопара

Кварцевый резонатор

Обозначение радиоэлементов на схемах

Датчик Холла

Обозначение радиоэлементов на схемах

Микросхема

Обозначение радиоэлементов на схемах

Операционный усилитель (ОУ)

Обозначение радиоэлементов на схемах

Семисегментый индикатор

Обозначение радиоэлементов на схемах

Различные лампы

Обозначение радиоэлементов на схемах

а) лампа накаливания

б) неоновая лампа

в) люминесцентная лампа

Соединение с корпусом (массой)

Обозначение радиоэлементов на схемах

Земля

Обозначение радиоэлементов на схемах

Основные характеристики

Рассматриваемый полупроводниковый прибор предназначен для управления схемами. Независимо от того, где в схеме он применяется, важны следующие характеристики симисторов:

  1. Максимальное напряжение. Показатель, который будучи достигнут на силовых электродах не вызовет, в теории, выхода из строя. Фактически является максимально допустимым значением при условии соблюдения диапазона температур. Будьте осторожны – даже кратковременное превышение может обернуться уничтожением данного элемента цепи.
  2. Максимальный кратковременный импульсный ток в открытом состоянии. Пиковое значение и допустимый для него период, указываемый в миллисекундах.
  3. Рабочий диапазон температур.
  4. Отпирающее напряжение управления (соответствует минимальному постоянному отпирающему току).
  5. Время включения.
  6. Минимальный постоянный ток управления, нужный для включения прибора.
  7. Максимальное повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии. Этот параметр всегда указывают в сопроводительной документации. Обозначает критическую величину напряжения, предельную для данного прибора.
  8. Максимальное падение уровня напряжения на симисторе в открытом состоянии. Указывает предельное напряжение, которое может устанавливаться между силовыми электродами в открытом состоянии.
  9. Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии и напряжения в закрытом. Указываются соответственно в амперах и вольтах за секунду. Превышение рекомендованных значений может привести к пробою или ошибочному открытию не к месту. Следует обеспечивать рабочие условия для соблюдения рекомендованных норм и исключить помехи, у которых динамика превышает заданный параметр.
  10. Корпус симистора. Важен для проведения тепловых расчетов и влияет на рассеиваемую мощность.

Вот мы и рассмотрели, что такое симистор, за что он отвечает, где применяется и какими характеристиками обладает. Рассмотренные простым языком теоретические азы позволят заложить основу для будущей результативной деятельности. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Опубликовано: 03.07.2019 Обновлено:

03.07.2019

нет комментариев

Симистор

   Симиcmop — полупроводниковый прибор, который широко используется в системах, питающихся переменным напряжением. Упрощенно он может рассматриваться как управляемый выключатель. В закрытом состоянии он ведет себя как разомкнутый выключатель. Напротив, подача управляющего тока на управляющий электрод симис-тора ведет к переходу его в проводящее состояние. В это время симистор подобен замкнутому выключателю.

   При отсутствии управляющего тока симистор во время любого полупериода переменного напряжения питания неизбежно переходит из состояния проводимости в закрытое состояние.

   Кроме работы в релейном режиме в термостате или светочувствительном выключателе, разработаны и широко используются системы регулирования, функционирующие по принципу фазового управления напряжением нагрузки, или, другими словами, плавные регуляторы.

Схема управления мощностью паяльника

В завершении приведем простую схему, позволяющую управлять мощностью паяльника.

Простой регулятор мощности для паяльникаПростой регулятор мощности для паяльника

Обозначения:

  • Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – 3,3 кОм, R3 – 20 кОм, R4 – 1 Мом.
  • Емкости: С1 – 0,1 мкФ х 400В, С2 и С3 — 0,05 мкФ.
  • Симметричный тринистор BTA41-600.

Приведенная схема настолько простая, что не требует настройки.

Теперь рассмотрим более изящный вариант управления мощностью паяльника.

Схема управления мощностью на базе фазового регулятораСхема управления мощностью на базе фазового регулятора

Обозначения:

  • Резисторы: R1 – 680 Ом, R2 – 1,4 кОм, R3 — 1,2 кОм, R4 и R5 – 20 кОм (сдвоенное переменное сопротивление).
  • Емкости: С1 и С2 – 1 мкФ х 16 В.
  • Симметричный тринистор: VS1 – ВТ136.
  • Микросхема фазового регулятора DA1 – KP1182 ПМ1.

Настройка схемы сводится к подбору следующих сопротивлений:

  • R2 – с его помощью устанавливаем необходимую для работы минимальную температуру паяльника.
  • R3 – номинал резистора позволяет задать температуру паяльника, когда он находится на подставке (срабатывает переключатель SA1),

Проверка симисторов

Любой, даже наиболее надёжный прибор может выйти из строя. Не исключение и симистор. По этой причине немаловажно понимать, как можно проконтролировать его на работоспособность, для того чтобы осуществить его замену. Для этого можно применять 2 способа.

Первый способ состоит в применении 2-ух аналоговых омметров. Следующие измерения выполняют следующим способом:

  1. Щупы 1 омметра подсоединяют к катоду и аноду симистора. Будет комфортнее, если щупы закрепить зажимами, для того чтобы они не прыгали. В случае если ввести устройство, сопротивление станет весьма обширно: указатель будет «лежать»;
  2. Щупы 2 омметра подсоединяют следующим способом: единственный щуп закрепляется на аноде, а другим щупом дотрагиваются до управляющего электрода.

Если соразмерный тиристор исправен, то произойдёт его раскрывание, а противодействие в первом омметре опустится до нескольких ом.

Второй способ контроля предполагает прозвонку мультиметром. Для того чтобы измерения были надёжными, переключатель тестера устанавливается в положение «проверка диодов». Потом измерительные щупы закрепляются в аноде и катоде. В случае со щупами-иглами можно применять переходник с проволоки. В отличие от омметра, мультиметр продемонстрирует противодействие равное 1. Потом тонкой проволокой запираем отрицательный электрод и затвор. Случится отпирание полупроводника, и в экране тестера отобразится реальное противодействие симистора.

Заключение

Автор статьи

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

В статье описаны все особенности строения и работы симистора. Более подробно о них можно узнать из статьи Работа симистора. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.elektronchic.ru

www.samelectrik.ru

www.howelektrik.com

www.principraboty.ru

Предыдущая

ПолупроводникиЧто такое динистор?

Следующая

ПолупроводникиЧто такое тиристоры?

Ограничения при использовании

   Симистор накладывает ряд ограничений при использовании, в частности при индуктивной нагрузке. Ограничения касаются скорости изменения напряжения (dV/dt) между анодами симистора и скорости изменения рабочего тока di/dt.

   Действительно, во время перехода симистора из закрытого состояния в проводящее внешней цепью может быть вызван значительный ток. В то же время мгновенного падения напряжения на выводах симистора не происходит. Следовательно, одновременно будут присутствовать напряжение и ток, развивающие мгновенную мощность, которая может достигнуть значительных величин. Энергия, рассеянная в малом пространстве, вызовет резкое повышение температуры р-п переходов. Если критическая температура будет превышена, то произойдет разрушение симистора, вызванное чрезмерной скоростью нарастания тока di/dt.

   Ограничения также распространяются на изменение напряжения двух категорий: на dV/dt применительно к закрытому симистору и на dV/dt при открытом симисторе (последнее также называется скоростью переключения).

   Чрезмерная скорость нарастания напряжения, приложенного между выводами А1 и А2 зарытого симистора, может вызвать его открытие при отсутствии сигнала на управляющем электроде. Это явление вызывается внутренней емкостью симистора. Ток заряда этой емкости может быть достаточным для отпирания симистора.

   Однако не это является основной причиной несвоевременного открытия. Максимальная величина dV/dt при переключении симистора, как правило, очень мала, и слишком быстрое изменение напряжения на выводах симистора в момент его запирания может тотчас же повлечь за собой новое включение. Таким образом, симистор заново отпирается, в то время как должен закрыться.

Симистор с защитной RC-цепочкой

Рис.10. Симистор с защитной RC-цепочкой

   При индуктивной нагрузке симистора или при защите от внешних перенапряжений для ограничения влияния dV/dt и тока перегрузки желательно использовать защитную RC-цепочку (рис. 10).

   Расчет значений R и С зависит от нескольких параметров, среди которых — величина тока в нагрузке, значения индуктивности и номинального сопротивления нагрузки, рабочего напряжения, характеристик симистора.

   Совокупность этих параметров с трудом поддается точному описанию, поэтому часто принимают во внимание эмпирические значения. Включение сопротивления 100-150 Ом и конденсатора 100 нФ дает удовлетворительные результаты. Однако отметим, что значение сопротивления должно быть гораздо меньше (или одного порядка), чем величина полной нагрузки, являясь достаточно высоким для того, чтобы ограничить ток разряда конденсатора с целью соблюдения максимального значения di/dt в момент отпирания.

   RC-цепочка дополнительно улучшает включение в проводящее состояние симистора, управляющего индуктивной нагрузкой. Действительно, ток разряда конденсатора устраняет влияние задержки индуктивного тока, поддерживая рабочий ток выше минимального значения удерживающего тока Iуд(Iн).

Защита симистора с помощью варистора

Рис.11. Защита симистора с помощью варистора

   Дополнительная защита, заслуживающая внимания, может быть обеспечена с помощью варистора, подключенного к выводам индуктивной нагрузки. Другой варистор, включенный параллельно питающему напряжению, задержит помехи, распространяющиеся по сети питания. Защита симистора также обеспечивается при подключении варистора параллельно его выводам А1 и А2 (рис. 11).

Источник

  1. Кадино Э. Цветомузыкальные установки.-М.: ДМК Пресс, 2000.

Полное тепловое сопротивление

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

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Электрик в Дом