| Конфигурация | single |
| Максимальное напряжение в закрытом состоянии, В | 600 |
| Время включения tвкл.,мкс | 2 |
| Тип симистора | standard |
| Отпирающее постоянное напряжение управления, В | 1.3 |
| Отпирающий постоянный ток управления, мА | 50 |
| Максимальное обратное напряжение Uобр.,В | 600 |
Макс. повторяющееся импульсное напр. в закрытом состоянии Uзс. повт.макс.,В | 600 |
| Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии dUзс./dt,В/мкс | 500 |
| Ток удержания, мА | 80 |
| Макс. напр. в открытом состоянии Uос.макс.,В | 1.55 |
| Отпирающее напряжение управления,соответствующее минимальному постоянному отпирающему току Uу.от.,В | 1.5 |
| Рабочая температура,С | -40…125 |
| Наименьший постоянный ток управления, необходимый для включения тиристора Iу.от.мин.,А | 0.1 |
| Максимально допустимы ток в открытом состоянии, А | 40 |
| Ударный ток в открытом состоянии, А | 400 |
| Макс. среднее за период значение тока в открытом состоянии Iос.ср.макс.,А | 41 |
| Макс. кратковременный импульсный ток в открытом состоянии Iкр.макс.,А | 410 |
| Корпус | top-3 insulated |
| Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии dI/dt,А/мкс | 500 |
Каталог / Твердотельные реле и силовые блоки / Твердотельные и промежуточные реле, блоки силовые / Блоки силовые симисторные БСС Назначение блоков силовых симисторных БССБлоки БСС предназначены для бесконтактного регулирования средней мощности в нагрузке в автоматизированных системах регулирования и управления технологическими процессами в закрытых отапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых производственных помещениях, а также для замены пускателей в том случае, когда требуется продолжительный срок службы и значительное количество коммутационных циклов. Блок БСС может быть использован с регуляторами температуры, имеющими логический выход (транзисторный ключ).
Технические характеристики
Симисторный блок состоит из: Схема управления имеет: Возможно использования блока для управления нагрузкой по методу широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Форма заказа: БСС— А
Документация: | |||
..300 В
..+55°CВта 100 600 подключение трансформатору. Симисторы,симисторы BTA,симисторы BTB.
Как отпирается симисторНа сайт уже были обзоры, посвященные созданию аппаратов для точечной сварки. Предмет очень дорогой при покупке в готовом виде, но часто очень нужный в хозяйстве для тех, кто любит что то поделать руками. Напомню, что этот аппарат позволяет легко приваривать контактные пластины к аккумуляторам, сваривать тонкие листы металла, варить стальную проволоку и тд. Под катом моя версия реализации данного агрегата. Читателей ожидают размышления, схемы, платы, программирование, конструирование (все элементы колхозинга) с множеством фото и видео…
Так как в обзоре будут использоваться многие детальки, то я по ходу обзора приведу на них ссылки, возможно сейчас есть эти же детали дешевле у других продавцов.
Предмет обзора приехал в жесткой пластиковой упаковке, в которой лежало 10 экземпляров симистора BTA41-800B.
Данный элемент нам требуется для включения и выключения в нужные моменты сварочного аппарата.
Максимальное обратное напряжение 800 В
Максимальное значение тока в открытом состоянии 40 А
Корпус TOP-3
Симистop (симметричный триодный тиристор) или триак (от англ.
TRIAC — triode for alternating current) — полупроводниковый прибор, являющийся разновидностью тиристоров и используемый для коммутации в цепях переменного тока. Следует отметить, что симистop изобретён и запатентован был в СССР (в г. Саранске на заводе «Электровыпрямитель» в 1962-1963 г.).
Блок схема этого элемента:
A1 и A2 — силовые электроды
G — управляющий электрод
В закрытом состоянии проводимость симистора отсутствует, нагрузка выключена. При подаче на управляющий электрод отпирающего сигнала между основными электродами симистора возникает проводимость, нагрузка оказывается включённой. Характерно, что симистор в открытом состоянии проводит ток в обоих направлениях.
Подробно характеристики BTA41-800B можно посмотреть в .
Для управления симистором обычно используются специальные симисторные оптроны (triac driver). Оптосимисторы принадлежат к классу оптронов и обеспечивают очень хорошую гальваническую развязку (порядка 7500 В) между управляющей цепью и нагрузкой.
Эти радиоэлементы состоят из инфракрасного светодиода, соединенного посредством оптического канала с двунаправленным кремниевым симистором. Последний может быть дополнен отпирающей схемой, срабатывающей при переходе через нуль питающего напряжения.
.
В большинстве случаев предпочтительным является использование оптосимисторов с детекцией нуля, по целому ряду причин. Иногда (при резистивной нагрузке детекция нуля не важна. А иногда нужно включать нагрузку например на максимуме синусоиды сетевого напряжения, тогда приходится сооружать свою схему детеции и, конечно, использовать оптосимистор без детекции нуля.
Перейдем к нашему устройству. Так уж сложились звезды, что мне потребовалось заменить банки в паре аккумуляторов шуруповертов и в руки попала неисправная микроволновка… И в то же время, в голове давненько витала мысль о необходимости соорудить себе точечную сварку. И я решился на этот шаг.
Далее необходимо намотать толстый провод вместо извлеченной вторичной обмотки.
Я использовал вот такой многожильный провод сечением 70 мм2:
Старое его название ПВ3-70. Больших усилий намотка провода не требовала, получилось так:
Я купил 2 метра провода, думаю, можно было обойтись и одним метром.
Зачищаем концы:
Готовим паяльное оборудование (флюс лти-120, катушка 2мм припоя и газовая горелка надетая на баллон газа):
Наконечник лучше использовать из луженной меди под провод 70 мм (ТМЛ 70-12-13):
Обильно смачиваем флюсом внутренние поверхности наконечников и провода. Вставляем провод в наконечник подгибая непослушные проводки (не быстрая процедура), и греем горелкой подавая сбоку припой. Результат примерно такой:
Все ужасы закроем термоусадкой:
На мой провод отлично уселась вот такая:
На этой стадии уже можно подключить трансформатор к розетке проводом от микроволновки (он уже имеет клеммы для подключения) и даже попробовать сделать первую сварку, коммутируя нажатием на концы толстого провода, единственное, я рекомендую прикрутить какие-то медные детали, так как наконечники портить не желательно.
Варить получится разве что какие-то толстые детали — так как возможности коммутации весьма ограничены.
Перейдем к электрической части. Я уже говорил что коммутацию первичной обмотки решил делать симистором, осталось решить вопрос каким оптосимистором им управлять. Я решил делать схему распознавания нуля, поэтому выбрал вариант без детекции нуля, взяв . на эту микросхему. Типовое включение следующее:
Вентилятор от микроволновки я решил использовать для охлаждения трансформатора и платы. Так как он тоже на 220 В, то для его включения я решил использовать релюшку , она компактная и хорошо справляется с маломощной нагрузкой.
Для управления логикой я решил использовать контроллер в корпусе QFP32.
Блок питания нужен на 5 Вольт, я применил . Он рассчитан на 600 мА, чего вполне достаточно.
Основной фокус в данном деле это синхронизация с сетью 220 В. Нужно научиться включать нагрузку в момент когда сетевое напряжение имеет определенное значение. В итоге я пришел к такой схеме:
Особенности: VD1 — нужно выбирать быстрый диод (я взял MUR) — он нужен для шунтирования оптрона и избегания появления на нем обратного напряжения более 5 В, VD2 — подойдет любой выпрямительный (подойдет 1N4007 — он существенно снизит тепловую нагрузку на R2, убрав лишнюю полуволну), R2- следует взять мощностью 1-2 Вт (у меня под рукой не было и я поставил 2 резистора параллельно по 90 КОм на 1/4 Вт, температура оказалась приемлемой).
Нарисовал плату в программе Sprint Layout:
Изготавливаем плату ЛУТ-ом. После травления в хлорном железе:
После смывки тонера:
После лужения:
Вопреки привычной тактике, я сначала спаял силовую часть, чтобы ее отладить независимо от контроллера, на симистор решил приклеить радиатор, выпиленный из алюминиевого профиля:
Получилось так:
Убедился что все хорошо:
Схема слежения за нулем выдает вот такое:
Припаял остальные элементы:
Прошиваем загрузчик (благо я специально вывел пины SPI), и начинаем писать тестировать, исправлять, перепаивать…
Для отладки интенсивно использовался осциллограф, я использую на даче , дома конечно удобнее стационарный:
Теперь можно припаять провода для подключения нагрузки (трансформатора и вентилятора), я использовал провода с клеммами от той же микроволновки, в этот момент промелькнула мысль не перепутать бы их при сборке…
Для проверки подключил лампу накаливания вместо трансформатора, на этом этапе сварка выглядит так:
Сдвиг в 3 мс — дает вот такие управляющие импульсы:
А вот так выглядит то, что идет в нагрузку (масштаб сетевого напряжения специально взят иной):
И вот так при другой длительности:
Для визуализации я использовал (использовал только 2: синий и зеленый), с общим катодом.
Для визуализации процесса настройки, я использовал с диагональю 1.3″. Он компактный и хорошо виден из-за своей яркости — по моему оптимальное решение.
Стартовый экран выглядит так:
Рабочий режим так:
Как видно, можно задать три параметра: длительность сварочного импульса, количество импульсов и сдвиг относительно распознанного начала положительной полуволны.
Все параметры настраиваются . Я решил сделать такую логику: переключение режимов настройки осуществляется кратковременным нажатием энкодера, изменение текущего параметра в заданном диапазоне вращением энкодера, а чтобы сохранить текущие параметры нужно использовать длительное нажатие энкодера, тогда при загрузке будут именно они использоваться (значения по умолчанию).
Видео тестовой сварки с экранчиком и применением энкодера, в качестве нагрузки вместо трансформатора все та же лампочка 75 Вт:
Первый опыт сварки на жести от консервной банки, еще без корпуса:
Результатом я остался доволен.
Но нужен корпус. Корпус решил изготовить из дерева. Один мебельный щит из Леруа у меня был, второй купил. Прикинул расположение и напилил, навырезал (получилось не особо аккуратно, но меня как корпус для аппарата точечной сварки вполне устраивает:
Все управление решил сделать в передней части корпуса для удобства настройки в процессе работы:
Сзади предусмотрел отверстия для забора воздуха:
В качестве кнопки включения и предохранителя установил автомат на 10А.
Корпус покрасил черной краской:
Для защиты установил решетки на заднюю панель:
Немного про кнопку включения. Ее решил делать отдельно, причем, мне хотелось иметь два варианта кнопки: стационарный — для длительной работы и мобильный — для быстрой сварки. Соответственно требовался разъем, в качестве которого выступил стандартный разъем для питания (припаял к нему проводки и изолировал термоусадкой):
Стационарный вариант кнопки решил соорудить в виде :
К ней шел коротенький проводок, видимо предполагается ее присоединение к длинному.
Разбираем:
Припаиваем ПВС 2х0.5:
В исходном кабеле шло три провода:
Нам черный не нужен.
Собираем все обратно. И припаиваем на другой конец провода штекер:
Мобильную версию изготовил совсем просто:
Экранчик и разъем для кнопки крепим в корпус:
Туда же крепим нашу плату:
Внутри довольно плотно:
Помните я писал о мысли про неперепутывание нагрузок… так вот я перепутал. OMRON G3MB-202P — отправился к праотцам, начав находится включенным независимо от управляющего сигнала… Во он:
Пришлось снимать стенку, потом плату и перепаивать релюху. Процесс сопровождался небольшим количеством нецензурных выражений. Причем плату до этого я уже покрыл защитным лаком в 2 слоя… Но не будем о грустном. Все получилось, прибор заработал.
Как известно, вращение вентилятора, особенно такого не маленького как в нашем случае, сопровождается вибрацией и нагрузкой на крепление, резьбовое соединение постепенно ослабевает и процесс усугубляется.
Чтобы этого не происходило, я в своих поделках стараюсь пользоваться отечественным фиксатором резьбы Автомастергель от «Регион Спецтехно». Обзор этого замечательного геля я даже :
Данный фиксатор является анаэробным, то есть полимеризуется именно там где нужно — в плотной скрутке резьбы.
На дно корпуса прикрутил гламурные ножки:
Тестовая сварка, принесла немало положительных эмоций:
В качестве электродов нужно использовать медные пластины, у меня их не было, сплющил трубку от кондиционера — вполне нормально.
Варилось вот это:
Итоговый вид агрегата:
Вид сзади:
Гвозди сваривает вполне нормально:
Немного измерений. Параметры дачной электросети:
Потребление холостого хода:
При включенном вентиляторе:
Из-за инерционности прибора и сварки короткими импульсами скорее всего прибор не может определить максимальную мощность, вот столько он показал:
Токовые клещи у меня не умеют показывать пик, то что удалось зафиксировать кнопкой:
В реальности я видел цифру в 400 А.
Напряжение на контактах:
Теперь полезное применение. У одного человека (привет ему:)) Шуруповерт перезимовал на даче и весной или даже осенью был затоплен паводком. Жалобы были на очень короткое время работы акумов 1-2 шурупа и все… Вот такая картина вскрытия:
Акумы чувствовали себя явно не в порядке, позже это подтвердилось тестами:
На замену были заказаны новые банки. И после окончания работ со сварочником, самое время было их заменить:
Оторвать руками полоски у меня не вышло. Платка была отмыта провода тоже заменены::
Аккумулятор начал новую жизнь:
Видео сварки аккумуляторов:
Результат всегда стабилен, оптимальное время 34 мс, количество импульсов 1, сдвиг 3 мс.
Спасибо всем, кто дочитал этот огромный обзор до конца, надеюсь кому-то данная информация окажется полезной. всем крепких соединений и добра!
Планирую купить +166 Добавить в избранное Обзор понравился +279 +504Из статьи вы узнаете о том, что такое симистор, принцип работы этого прибора, а также особенности его применения.
Но для начала стоит упомянуть о том, что симистор — это то же, что и тиристор (только симметричный). Следовательно, не обойтись в статье без описания принципа функционирования тиристоров и их особенностей. Без знания основ не получится спроектировать и построить даже простейшую схему управления.
Тиристоры
Тиристор является переключающим который способен пропускать ток только в одном направлении. Его нередко называют вентилем и проводят аналогии между ним и управляемым диодом. У тиристоров имеется три вывода, причем один — это электрод управления. Это, если выразиться грубо, кнопка, при помощи которой происходит переключение элемента в проводящий режим. В статье будет рассмотрен частный случай тиристора — симистор — устройство и работа его в различных цепях.
Тиристор — это еще выпрямитель, выключатель и даже усилитель сигнала. Нередко его используют в качестве регулятора (но только в том случае, когда вся электросхема запитывается от источника переменного напряжения).
У всех тиристоров имеются некоторые особенности, о которых нужно поговорить более подробно.
Свойства тиристоров
Среди огромного множества характеристик этого полупроводникового элемента можно выделить самые существенные:
- Тиристоры, подобно диодам, способны проводить только в одном направлении. В этом случае они работают в схеме, как
- Из отключенного во включенное состояние тиристор можно перевести, подав на управляющий электрод сигнал с определенной формой. Отсюда вывод — у тиристора как у выключателя имеется два состояния (причем оба устойчивые). Таким же образом может функционировать и симистор. Принцип работы ключа электронного типа на его основе достаточно прост. Но для того чтобы произвести возврат в исходное разомкнутое состояние, необходимо, чтобы выполнялись определенные условия.
- Ток сигнала управления, который необходим для перехода кристалла тиристора из запертого режима в открытый, намного меньше, нежели рабочий (буквально измеряется в миллиамперах).
Это значит, что у тиристора есть свойства усилителя тока. - Существует возможность точной регулировки среднего тока, протекающего через подключенную нагрузку, при условии, что нагрузка включена с тиристором последовательно. Точность регулировки напрямую зависит от того, какая длительность сигнала на электроде управления. В этом случае тиристор выступает в качестве регулятора мощности.
Это значит, что у тиристора есть свойства усилителя тока.Тиристор и его структура
Тиристор — это полупроводниковый элемент, который имеет функции управления. Кристалл состоит из четырех слоев р и п типа, которые чередуются. Так же точно построен и симистор. Принцип работы, применение, структура этого элемента и ограничения в использовании рассмотрены детально в статье.
Описанную структуру еще называют четырехслойной. Крайнюю область р-структуры с подключенным к ней положительной полярности выводом источника питания, называют анодом. Следовательно, вторая область п (тоже крайняя) — это катод. К ней приложено отрицательное напряжение источника питания.
Какими свойствами обладает тиристор
Если провести полный анализ структуры тиристора, то можно найти в ней три перехода (электронно-дырочных). Следовательно, можно составить эквивалентную схему на полупроводниковых транзисторах (полярных, биполярных, полевых) и диодах, которая позволит понять, как ведет себя тиристор при отключении питания электрода управления.
В том случае, когда относительно катода анод положительный, диод закрывается, и, следовательно, тиристор тоже ведет себя аналогично. В случае смены полярности оба диода смещаются, тиристор также запирается. Аналогичным образом функционирует и симистор.
Принцип работы на пальцах, конечно, объяснить не очень просто, но мы попробуем сделать это далее.
Как работает отпирание тиристора
Для понимания нужно обратить внимание на эквивалентную схему. Она может быть составлена из двух полупроводниковых триодов (транзисторов). Вот на ней и удобно рассмотреть процесс отпирания тиристоров. Задается некоторый ток, который протекает через электрод управления тиристора.
При этом ток имеет смещение прямой направленности. Этот ток считается базовым для транзистора со структурой п-р-п.
Поэтому в коллекторе ток у него будет больше в несколько раз (необходимо значение тока управления умножить на коэффициент усиления транзистора). Далее можно видеть, что это значение тока базовое для второго транзистора со структурой проводимости р-п-р, и он отпирается. При этом коллекторный ток второго транзистора будет равен произведению коэффициентов усиления обоих транзисторов и первоначально заданного тока управления. Симисторы (принцип работы и управление ими рассмотрены в статье) обладают аналогичными свойствами.
Далее этот ток необходимо суммировать с ранее заданным током цепи управления. И получится именно то значение, которое необходимо, чтобы поддерживать первый транзистор в отпертом состоянии. В том случае, когда ток управления очень большой, два транзистора одновременно насыщаются. Внутренняя ОС продолжает сохранять свою проводимость даже тогда, когда исчезает первоначальный ток на управляющем электроде.
Одновременно с этим на аноде тиристора обнаруживается довольно высокое значение тока.
Как отключить тиристор
Переход в запертое состояние тиристора возможен в том случае, если к электроду управления открытого элемента не прикладывается сигнал. При этом ток спадает до определенной величины, которая называется гипостатическим током (или током удержания).
Тиристор отключится и в том случае, если произойдет размыкание в цепи нагрузки. Либо когда напряжение, которое прикладывается к цепи (внешней), меняет свою полярность. Это происходит под конец каждого полупериода в случае, когда питается схема от источника переменного тока.
Когда тиристор работает в цепи запирание можно осуществить при помощи простого выключателя или кнопки механического типа. Он соединяется с нагрузкой последовательно и применяется для обесточивания цепи. Аналогичен и принцип работы правда, имеются в схеме некоторые особенности.
Поэтому желательно располагать выключатель так, чтобы он находился между катодом и электродом управления.
Это позволит гарантировать, что тиристор отключится нормально, а удерживающий ток отсечется. Иногда для удобства и повышения быстродействия и надежности применяют вместо механического ключа вспомогательный тиристор. Стоит отметить, что работа симистора во многом схожа с функционированием тиристоров.
Симисторы
А теперь ближе к теме статьи — нужно рассмотреть частный случай тиристора — симистор. Принцип работы его схож с тем, что был рассмотрен ранее. Но имеются некоторые отличия и характерные особенности. Поэтому нужно поговорить о нем более подробно. Симистор представляет собой прибор, в основе которого находится кристалл полупроводника. Очень часто используется в системах, которые работают на переменном токе.
Самое простое определение этого прибора — выключатель, но управляемый. В запертом состоянии он работает точно так же, как и выключатель с разомкнутыми контактами. При подаче сигнала на электрод управления симистора происходит переход прибора в открытое состояние (режим проводимости).
При работе в таком режиме можно провести параллель с выключателем, у которого контакты замкнуты.
Когда сигнал в цепи управления отсутствует, в любой из полупериодов (при работе в цепях переменного тока) происходит переход симистора из режима открытого в закрытый. Симисторы широко используются в режиме релейном (например, в конструкциях светочувствительных выключателей или термостатов). Но они же нередко применяются и в системах регулирования, которые функционируют по принципам фазового управления напряжения на нагрузке (являются плавными регуляторами).
Структура и принцип работы симистора
Симистор — это не что иное, как симметричный тиристор. Следовательно, исходя из названия, можно сделать вывод — его легко заменить двумя тиристорами, которые включаются встречно-параллельно. В любом направлении он способен пропустить ток. У симистора имеется три основных вывода — управляющий, для подачи сигналов, и основные (анод, катод), чтобы он мог пропускать рабочие токи.
Симистор (принцип работы для «чайников» этого полупроводникового элемента предоставлен вашему вниманию) открывается, когда на управляющий вывод подается минимальное необходимое значение тока. Или в том случае, когда между двумя другими электродами разность потенциалов выше предельно допустимого значения.
В большинстве случаев превышение напряжения приводит к тому, что симистор самопроизвольно срабатывает при максимальной амплитуде питающего напряжения. Переход в запертое состояние происходит в случае смены полярности или при уменьшении рабочего тока до уровня ниже, чем ток удержания.
Как отпирается симистор
При питании от сети происходит смена режимов работы за счет изменения полярности у напряжения на рабочих электродах. По этой причине в зависимости от того, какая полярность у тока управления, можно выделить 4 типа проведения этой процедуры.
Допустим, между рабочими электродами приложено напряжение. А на электроде управления напряжение по знаку противоположно тому, которое приложено к цепи анода.
В этом случае сместится по квадранту симистор — принцип работы, как можно увидеть, довольно простой.
Существует 4 квадранта, и для каждого из них определен ток отпирания, удерживающий, включения. Отпирающий ток необходимо сохранять до той поры, покуда не превысит в несколько раз (в 2-3) он значение удерживающего тока. Именно это и есть ток включения симистора — минимально необходимый ток отпирания. Если же избавиться от тока в цепи управления, симистор будет находиться в проводящем состоянии. Причем он в таком режиме будет работать до той поры, покуда ток в цепи анода будет больше тока удержания.
Какие накладываются ограничения при использовании симисторов
Его сложно использовать, когда нагрузка индуктивного типа. Скорость изменения напряжения и тока ограничивается. Когда симистор переходит из запертого режима в открытый, во внешней цепи возникает значительный ток. Напряжение не падает мгновенно на силовых выводах симистора. А мощность будет мгновенно развиваться и достигает довольно больших величин.
Та энергия, которая рассеивается, за счет малого пространства резко повышает температуру полупроводника.
Симисторы представляют собой двунаправленные тиристоры, что позволяет их напрямую использовать в цепях переменного тока. Симистор, как выключатель, может находиться в одном из двух состояний — открытом, в этом случае он пропускает ток, и в закрытом, когда он имеет очень большое сопротивление. Изменять состояние симистора можно путем подачи управляющего импульса между одним из анодов и управляющим электродом. И хотя симистор является симметричным прибором, а оба силовых вывода называются анодами (А1 и А2 или Т1 и Т2), ток управления должен протекать по цепи управляющий электрод — первый анод (А1 или Т1). Поэтому при монтаже или замене симистора нужно быть внимательным — аноды нельзя менять местами, в этом случае вы рискуете что-нибудь спалить. Если требуется гальваническая развязка для мощного симистора, в управляющую цепь включают маломощный оптосимистор, в некоторых типах может быть встроена схема контроля смены полярности переменного напряжения (перехода через ноль).
Если включать симистор в этот момент, то процесс коммутации проходит без ненужных бросков тока, что продляет срок службы включаемого оборудования и не дает помех в сети. Отключается симистор самостоятельно в конце каждого полупериода, поэтому для поддержания его в открытом состоянии нужно иметь постоянное напряжение на управляющем электроде.
Симисторы являются основой для твердотельных (электронных) реле переменного тока. Также на управляющий электрод симистора можно подавать напряжение не в начале полупериода, а с некоторым запаздыванием. В этом случае на выходе получится синусоида с отрезанными частями полуволн. Изменяя задержку открывания симистора, мы можем изменять значение действующего напряжения на нагрузке. Это свойство часто используется в разного рода диммерах и регуляторах напряжения. Такие регуляторы нельзя использовать для реактивных нагрузок, а с чисто активными потребителями — такими как лампы накаливания или нагревательные приборы — они справляются прекрасно. В промышленности симисторы активно используются в мощных электроприводах, имеют внушительные размеры и устанавливаются на мощные радиаторы.
В бытовых электроприборах симисторы работают с токами до десятков ампер и напряжениями в сотни вольт, внешне они похожи на транзисторы и обычно выпускаются в корпусах типа ТО-220, ТО-92 и т.п.
Основными параметрами симисторов являются максимальные ток и напряжение в силовой цепи и в цепи управления, а также минимальный ток управления, необходимый для открывания. При больших токах симистор нагревается, и поэтому для его нормальной работы нужен теплоотвод.
При помощи домашнего тестера (мультиметра) можно проверять самые разные радиоэлементы. Для домашнего мастера, увлекающегося электроникой – это настоящая находка.
Например, проверка тиристора мультиметром может избавить вас от необходимости поиска новой детали во время ремонта электрооборудования.
Для понимания процесса, разберем, что такое тиристор:
Это полупроводниковый прибор, выполненный по классической монокристальной технологии. На кристалле имеется три или более p-n перехода, с диаметрально противоположными устойчивыми состояниями.
Основное применение тиристоров – электронный ключ. Можно эффективно использовать эти радиоэлементы вместо механических реле.
Включение происходит регулируемо, относительно плавно и без дребезга контактов. Нагрузка по основному направлению открытия p-n переходов подается управляемо, можно контролировать скорость нарастания рабочего тока.
К тому же тиристоры, в отличие от реле, отлично интегрируются в электросхемы любой сложности. Отсутствие искрения контактов позволяет применять их в системах, где недопустимы помехи при коммутации.
Деталь компактна, выпускается в различных форм-факторах, в том числе и для монтажа на охлаждающих радиаторах.
Управляются тиристоры внешним воздействием:
- Электрическим током, который подается на управляющий электрод;
- Лучом света, если используется фототиристор.
При этом, в отличие от того же реле, нет необходимость постоянно подавать управляющий сигнал. Рабочий p-n переход будет открыт и по окончании подачи управляющего тока.
Тиристор закроется, когда протекающий через него рабочий ток опустится ниже порога удержания.
Тиристоры выпускаются в различных модификакциях, в зависимости от способа управления, и дополнительных возможностей.
- Диодные прямой проводимости;
- Диодные обратной проводимости;
- Диодные симметричные;
- Триодные прямой проводимости;
- Триодные обратной проводимости;
- Триодные ассиметричные.
Если проанализировать путь развития полупроводниковой электроники, то почти сразу становится понятно, что все полупроводниковые приборы созданы на переходах или слоях (n-p, p-n).
Простейший полупроводниковый диод имеет один переход (p-n) и два слоя.
У биполярного транзистора два перехода и три слоя (n-p-n, p-n-p). А что будет, если добавить ещё один слой?
Тогда мы получим четырёхслойный полупроводниковый прибор, который называется тиристор. Два тиристора включенные встречно-параллельно и есть симистор, то есть симметричный тиристор.
В англоязычной технической литературе можно встретить название ТРИАК (TRIAC – triode for alternating current).
Вот таким образом симистор изображается на принципиальных схемах.
У симистора три электрода (вывода). Один из них управляющий. Обозначается он буквой G (от англ. слова gate – «затвор»). Два остальных – это силовые электроды (T1 и T2). На схемах они могут обозначаться и буквой A (A1 и A2).
А это эквивалентная схема симистора выполненного на двух тиристорах.
Следует отметить, что симистор управляется несколько по-другому, нежели эквивалентная тиристорная схема.
Симистор достаточно редкое явление в семье полупроводниковых приборов. По той простой причине, что изобретён и запатентован он был в СССР, а не в США или Европе. К сожалению, чаще бывает наоборот.
Как работает симистор?
Если у тиристора есть конкретные анод и катод, то электроды симистора так охарактеризовать нельзя, поскольку каждый электрод является и анодом, и катодом одновременно.
Поэтому в отличие от тиристора, который проводит ток только в одном направлении , симистор способен проводить ток в двух направлениях . Именно поэтому симистор прекрасно работает в сетях переменного тока.
Очень простой схемой, характеризующей принцип работы и область применения симистора, может служить электронный регулятор мощности. В качестве нагрузки можно использовать что угодно: лампу накаливания, паяльник или электровентилятор.
После подключения устройства к сети на один из электродов симистора подаётся переменное напряжение. На электрод, который является управляющим, с диодного моста подаётся отрицательное управляющее напряжение. При превышении порога включения симистор откроется, и ток пойдёт в нагрузку. В тот момент, когда напряжение на входе симистора поменяет полярность, он закроется. Потом процесс повторяется.
Чем больше уровень управляющего напряжения, тем быстрее включится симистор и длительность импульса на нагрузке будет больше.
При уменьшении управляющего напряжения длительность импульсов на нагрузке будет меньше. После симистора напряжение имеет пилообразную форму с регулируемой длительностью импульса. В данном случае, изменяя управляющее напряжение, мы можем регулировать яркость электрической лампочки или температуру жала паяльника.
Симистор управляется как отрицательным, так и положительным током. В зависимости от полярности управляющего напряжения рассматривают четыре, так называемых, сектора или режима работы. Но этот материал достаточно сложен для одной статьи.
Если рассматривать симистор, как электронный выключатель или реле , то его достоинства неоспоримы:
Невысокая стоимость.
По сравнению с электромеханическими приборами (электромагнитными и герконовыми реле) большой срок службы.
Отсутствие контактов и, как следствие, нет искрения и дребезга.
К недостаткам можно отнести:
Симистор весьма чувствителен к перегреву и монтируется на радиаторе.
Не работает на высоких частотах, так как просто не успевает перейти из открытого состояния в закрытое.
Реагирует на внешние электромагнитные помехи, что вызывает ложное срабатывание.
Для защиты от ложных срабатываний между силовыми выводами симистора подключается RC-цепочка. Величина резистора R1 от 50 до 470 ом, величина конденсатора C1 от 0,01 до 0,1 мкф. В некоторых случаях эти величины подбираются экспериментально.
Основные параметры симистора.
Основные параметры удобно рассмотреть на примере популярного отечественного симистора КУ208Г . Будучи разработан и выпущен достаточно давно, он продолжает оставаться востребованным у любителей сделать что-то своими руками. Вот его основные параметры.
Максимальное обратное напряжение – 400V. Это означает, что он прекрасно может управлять нагрузкой в сети 220V и ещё с запасом.
В импульсном режиме напряжение точно такое же.
Максимальный ток в открытом состоянии – 5А.
Максимальный ток в импульсном режиме – 10А.
Наименьший постоянный ток, необходимый для открытия симистора – 300 мА.
Наименьший импульсный ток – 160 мА.
Открывающее напряжение при токе 300 мА – 2,5 V.
Открывающее напряжение при токе 160 мА – 5 V.
Время включения – 10 мкс.
Время выключения – 150 мкс.
Как видим, для открывания симистора необходимым условием является совокупность тока и напряжения. Больше ток, меньше напряжение и наоборот. Следует обратить внимание на большую разницу между временем включения и выключения (10 мкс. против 150 мкс.).
Современная и перспективная разновидность симистора – это оптосимистор. Название говорит само за себя. Вместо управляющего электрода в корпусе симистора находится светодиод, и управление осуществляется изменением напряжения на светодиоде. На изображении показан внешний вид оптосимистора MOC3023 и его внутреннее устройство.
Оптосимистор MOC3023
Как видим, внутри корпуса смонтирован светодиод и симистор, который управляется за счёт излучения светодиода. Выводы, отмеченные как N/C и NC, не используются, и не подключаются к элементам схемы.
NC – это сокращение от N ot C onnect, которое переводится с английского как «не подключается».
Самое ценное в оптосимисторе это то, что между цепью управления и силовой цепью осуществлена полная гальваническая развязка. Это повышает уровень электробезопасности и надёжности всей схемы.
Спецпредложение для сервисных центров и мастеров по ремонту стабилизаторов: при покупке от 10 штук скидка — 5 % при покупке от 20 штук скидка — 15 % Видеообзор : https://youtu.be/UrbY097iZ1Y Оригинал. Новый. Производитель — ST MICROELECTRONICS Технические параметры :Корпус — TOP3 Insulated (изолированный)Структура — TRIACМаксимальное напряжение — 600 ВольтМаксимальный ток — 40 АмперТемпературный диапазон — -40 … +150 oC Если Вам необходимо несколько штук из одной партии — при оформлении заказа указывайте это в поле для комментариев.  Отправка в любой город со склада в г. Черкассы — Киев, Харьков, Одесса, Днепр (Днепропетровск), Запорожье, Львов, Кривой Рог, Николаев, Мариуполь, Винница, Херсон, Чернигов, Полтава, Хмельницкий, Сумы, Житомир, Черновцы, Ровно, Каменское (Днепродзержинск), Кропивницкий (Кировоград), Ивано-Франковск, Кременчуг, Тернополь, Луцк, Белая Церковь, Краматорск, Мелитополь, Никополь, Ужгород и другие. |
Симистор — устройство и принцип работы прибора
Все радиолюбители, профессиональные электрики и техники, которые ежедневно имеют дело с электрическими цепями и схемами, так или иначе сталкиваются и активно используют при своей работе полупроводниковые элементы. Все они функционируют благодаря так называемым n-p и p-n-переходам, в которых электроны вступают во взаимодействие с дырками.
В самом элементарном диоде насчитывается два слоя и p-n-переход, у биполярного транзистора их уже три, а перехода оба вида.
Так вот, если к биполярному добавить еще один слой, то получится уже другой полупроводниковый прибор, именуемый тиристором.
А дальше, если один тиристор подключить с другим параллельно, то выйдет уже некая симметричная фигура двух тиристоров. Вот это и есть симметричный тиристор или другими словами, симистор. В зарубежной литературе и практике больше известен под названием TRIAC.
ТРИАК имеет один управляющий и два дополнительных силовых вывода, они же электроды. На схемах главный именуется «затвором» и обозначен буквой G. Электроды силовые отмечены указателями Т1, Т2. Реже А и А1, А 1 и А2.
Стоит отметить, что тиристор такого типа в зарубежных трудах и технике – довольно редкий гость, в схемах используется нечасто. Скорее всего, из-за того, что он был придуман и получил патент на советских просторах, от чего в Европе и Америке не нашел широкого применения и распространения.
Принцип работы: как работает симисторУникальность такого устройства заключается в том, что анода и катода в привычном понимании относительно использования в электросхемах, тут нет.
Хотя в схеме они присутствуют. Просто становятся крайне похожими друг на друга, ведь катод и анод одновременно могут иметь свойства каждого из них. То есть любой электрод данного прибора не имеет конкретного заряда. Так и выходит, что в симисторе электрический ток проходит не в одном, а сразу в двух направлениях! Что делает его незаменимым в схемах, где участвует переменный ток.
Например, в автоматическом регуляторе мощности, которые используются в любом источнике света, кондиционере или электроинструменте, симистор работает в такой схеме. Начав получать напряжение из электросети, в приборе только один силовой электрод срабатывает и получает переменное напряжение. А управляющий вывод с диодного моста получает отрицательное напряжение управления. Если включение станет чрезмерным, то симметрический тиристор сработает на открытие и отправит ток в нагрузку. Как только на входе прибора изменится полярность напряжения, он перестанет работать на открытие. Этот процесс зацикливается и повторяется снова и снова.
Из этого получается, что скорость включения симистора напрямую зависит от величины управляющего напряжения. И если оно уменьшается, то стихают и импульсы на нагрузке. А в целом, напряжение, после прохождения данного ТРИАКа, становятся регулируемыми в части импульсов и исходят в диапазоне, схожим на присущей пиле. На практике такая способность регулировки напряжения управления в симисторе дает возможность влиять и настраивать диапазон температур на острие электропаяльника или же яркость светодиодной ленты. Поэтому, например, целесообразно симметрический тиристор использовать в устройстве по регулировке яркости светодиодных лампочек, лент, модулей и прожекторов, который называется диммером.
Схемы управления симисторамиБольшим преимуществом данного устройства является его возможность одновременно управлять как положительным зарядом тока, так и отрицательным. Это дает возможность говорить сразу о четырех его основных режимах работы, то есть управляющее напряжение, относительно каждой своей полярности, может разбиваться на четыре сектора работы.
Так, например, существует отдельная схема на случай, чтобы симистор не открылся случайно, а не, как положено, в момент избыточного включения. В ней между двумя силовыми электродами вводится так называемая RC-цепочка. Номинальное значение сопротивления в ее резисторе под названием R1 варьируется в пределах от пятидесяти и до 470 Ом, а конденсатора с маркировкой С1 – в величинах 0,01- 0,1 мкф. Случается, что данные показатели доводится подбирать экспериментальным путем.
Маркировка симисторовРазличают довольно много маркировок данных симметричных тиристоров, которые зависят от ряда его основных параметров. Например, в широком ассортименте в интернет-магазинах электроники и в целом на рынке подобных комплектующих можно встретить модели типа:
- BT131-600
- BT134-600
- BT137-600E
- BT138-600
- BTA16-600B
- MAC08MTI
- BTB12-800CWRG
- BTA140-600
- BTA41-600BRG
- BTA41-600 и прочие.
Например, модель BTA24-600B – стандартный, не оснащенный снаббером.
Этот элемент необходимо устанавливать внешне и отдельно.
Отдельно стоит остановиться на таком понятии как корпус симистора. В современных моделях различают такие основные пластиковые корпусы как:
- D-PAK
- DO-35
- M1
- SOT-223
- TO-126
- TO-220
- TO-247AC
- TO-92
- TOP-3
К числу основных параметров, которые следует использовать для обозначения характеристик устройства относятся показатели максимального обратного напряжения, максимальные значения тока в открытом положении и в импульсном режиме, самого малого значения тока в постоянном режиме, которого достаточно для открытия симистора, как и наименьшего импульсного тока.
Важно учитывать, какие показатели напряжения в открытом режиме могут определяться при разных значениях тока, например, 160 ампер и 300 ампер. В таком случае, они оба должны быть пропорциональны друг другу, то есть ток при 160 амперах, быть равным 5 вольтам, а при 300 амперах – 2,5 вольтам, т.
е. идти на понижение.
У симисторов огромная разница во времени, когда происходит включение и выключение. Так, в среднем оно может у одной и той же модели быть, допустим, 10 микросекунд на включение и 150 микросекунд на выключение. Одним словом, здесь срабатывает принцип, когда напряжение и сила тока экспотенциальны – чем выше второе, тем меньше первое. Принцип работает и в обратном положении данных величин.
В целом TRIAC при вхождении в цепь, может выполнять функции как электровыключателя, так и реле. В таком случае, его достоинства являются существенными:
- Низкая цена;
- Длительный срок эксплуатации в отличие от электромеханических приборов;
- Бесконтактный метод работы, а значит отсутствие дребезжания и искрения.
Однако эти полупроводниковые схемы имеют и свои негативные стороны, которых следует активно избегать:
- Небольшой диапазон рабочих температур, из-за чего возможен перегрев (поэтому они устанавливаются на радиаторах вплотную)
- Невозможность использования при высокочастотном режиме, поскольку по длительному разрыву между временем открытия и закрытия они не успевают правильно отреагировать на высокую частотность
- Чувствителен к электромагнитному излучению, реагирует ложным открыванием, что ограничивает сферу его использования
Чтобы правильно осуществить проверку на работоспособность данное устройство, необходимо оснаститься специальным тестером или мультиметром.
Последний за счет работы сразу в нескольких режимах сможет определить вольтаж, величину сопротивления и количество ватт, при том как в переменной области исследований, так и в постоянной.
Первый способ проверки эксплуатационных характеристик симметричного тиристора основан на показаниях мультиметра, который переведен в режим омметра. Необходимо попарно подключить выходы мультиметра к контактам ТРИАКа и измерить их в обычном положении. При этом сопротивление должно выдавать свои максимальные показатели, то есть стремиться к бесконечности. В цифровых мультиметрах это визуализируется как увеличение цифрового значения на экране прибора рывкообразно, а на аналоговом – стрелка плавно, но устойчиво будет отклоняться на радиально-линейной шкале вправо до упора. Если это случилось, то необходимо к электроду управления такого тиристора присоединить анод. Анод сработает на открытие радиодетали, а сопротивление устремиться к нулю. В такой случае, скорее всего, симмистор полностью рабочий.
Другой способ подойдет для тех, у кого под рукой не оказалось мультиметра.
Тогда понадобится тестер, типа для определения фазы и нуля в цепи, и аккумуляторная пальчиковая батарейка или любой другой элемент, осуществляющий питание электронных устройств. Сначала соединяем контакты тестера и ТРИАКа. Если все хорошо, то световой сигнал лампы контроля на тестере не сработает. Затем с батарейки подаем напряжение между управляющим и силовыми выводами. Полярность тестера и рабочего электрода должны совпасть, а лампа контроля загореться. Если ток удержания в переходе нашего двойного тиристора достаточен, то лампочка не потухнет и после отключения батарейки, только если выключить сам тестер.
Они используются в сфере эксплуатационных элементов на железных дорогах, а именно в релейных шкафах, схемах электрической централизации стрелок и устройств, в области сигнализации и связи, регулируют железнодорожные переезды и световые головки светофоров, используются в радиотехнике, например, в электропаяльниках, вентиляторах, обогревателях.
Даже после выхода из строя, можно, заменив часть устройства, продолжать его использовать еще долгие годы, пока маркировки и совсем не станет видно.
В виду надежности применимы в промышленности и транспорта для сигнализации, централизации и блокировки сигналов от устройств.
ПОДХОДЯЩИЕ ТОВАРЫ
Поделиться в соцсетях
% PDF-1.
3
%
1 0 объект
> поток конечный поток
эндобдж
2 0 obj
>
эндобдж
4 0 obj
> / Родительский 2 0 R / Содержание [14 0 R] / Тип / Страница / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Шрифт >>> / MediaBox [0 0 595.
27563 841.88977] / BleedBox [0 0 595.27563 841.88977] / Аннотации [18 0 R 19 0 R 20 0 R 21 0 R 22 0 R] >>
эндобдж
14 0 объект
> поток
x} ɮ, Ir «2
Характеристики симистора
Характеристики симистора
Характеристики TRIACТипичные ВАХ симистора показаны на рисунке. Симистор имеет характеристики включенного и выключенного состояния, аналогичные SCR, но теперь эта характеристика применима как к положительному, так и к отрицательному напряжению. Это ожидаемо, потому что симистор состоит из двух тиристоров, соединенных параллельно, но в противоположных направлениях.
MT 2 положительно по отношению к MT X в первом квадранте и отрицательно в третьем квадранте. Как уже было сказано в предыдущих сообщениях блога, срабатывание гейта может происходить в любом из следующих четырех режимов.
Работа в квадранте I: В MT2 , положительный; V G1 положительный
Работа в квадранте II: В MT21 положительный; V Gl отрицательный
Работа в квадранте III: V MT21 отрицательный; V Gl отрицательный
Работа в квадранте IV: V MT21 отрицательный; V G1 положительный
, где V MT21 и V Gl — напряжения клеммы MT 2 и затвора относительно клеммы MT 1 .
Устройство, когда начинает проводить ток, пропускает через него очень большой ток. Этот большой бросок тока необходимо ограничить с помощью внешнего сопротивления, иначе устройство может быть повреждено.
Ворота — это управляющий терминал устройства. Путем подачи соответствующего сигнала на ворота можно контролировать угол зажигания устройства. Цепи, используемые в затворе для запуска устройства, называются цепями запуска затвора. Цепи запуска затвора для симистора почти такие же, как и для тиристоров.Эти схемы запуска обычно генерируют импульсы запуска для запуска устройства. Импульс запуска должен иметь достаточную величину и длительность, чтобы обеспечить срабатывание устройства. Обычно длительности 35 мкс достаточно для выдержки срабатывания устройства.
Типичный симистор имеет следующие значения напряжения / тока:
- Мгновенное напряжение в открытом состоянии — 1,5 В
- Ток в открытом состоянии — 25 Ампер
- Ток удержания, I H — 75 Милли ампер
- Средний ток срабатывания, I G — 5 Миллиампер
Sbeebe | Электростатический разряд | Физика
Вы читаете бесплатный превью
Страницы с 8 по 11 не показаны в этом предварительном просмотре.
Вы читаете бесплатный превью
Страницы с 15 по 19 не показаны при предварительном просмотре.
Вы читаете бесплатный превью
Page 27 не отображается в этом предварительном просмотре.
Вы читаете бесплатный превью
Страницы с 31 по 32 не показаны в этом предварительном просмотре.
Вы читаете бесплатный превью
Страницы с 36 по 50 не показаны при предварительном просмотре.
Вы читаете бесплатный превью
Страницы с 59 по 61 не показаны в этом предварительном просмотре.
Вы читаете бесплатный превью
Страницы с 66 по 67 не показаны в этом предварительном просмотре.
Вы читаете бесплатный превью
Страницы с 72 по 80 не показаны в этом предварительном просмотре.
Вы читаете бесплатный превью
Страницы с 85 по 90 не показаны в этом предварительном просмотре.
Вы читаете бесплатный превью
Страницы с 95 по 120 не показаны при предварительном просмотре.
Вы читаете бесплатный превью
Страницы 128–136 не отображаются в этом предварительном просмотре.
Вы читаете бесплатный превью
Страницы с 148 по 154 не показаны в этом предварительном просмотре.
Вы читаете бесплатный превью
Страницы с 159 по 162 не показаны в этом предварительном просмотре.