Что такое тиристор и как он работает: Страница не найдена — Электрознаток

Содержание

Тиристор что это. Тиристоры — виды и устройство, работа и применение, особенности

Что такое тиристор, его устройство и обозначение на схеме

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

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

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

Суть устройства

Термин «тиристор» произошёл из-за слияния двух слов: греческого hýra — дверь или вход и английского resistor — сопротивляющийся. Этим названием было названо полупроводниковое устройство, изготавливаемое на основе монокристалла полупроводникового вещества и обладающего тремя и более p-n переходами. При работе этот прибор может иметь два устойчивых положения:

  • закрытое — соответствующее низкой проводимости;
  • открытое — неоказывающее сопротивление прохождению тока.


То есть, перефразируя определения, можно сказать, что тиристор работает как ключ, по аналогии с дверью. В одном его состоянии замок на дверях открыт, и через неё могут свободно проходить люди (электрический ток), а в другом закрыт и дверь заперта. Поэтому нередко его называют электронный выключатель. Выражаясь же научным языком, его правильное название звучит как полупроводник с управляемым вентилем (диодом).

Принятие элементом одного из устойчивых состояний происходит быстро, но не мгновенно. Чтобы сменить одно на другое, используется напряжение. Когда оно есть, тиристор находится в открытом состоянии, а когда нет — закрывается. Для этого используется специальный дополнительный вывод. Поэтому прибор имеет три выхода и по виду похож на транзистор. При этом их принцип действия схож, только в отличие от транзистора тиристор либо полностью пропускает ток, либо препятствует его прохождению.

Характеристики и параметры

Тиристор — это прибор, одновременно совмещающий в себе три функции: выпрямителя, выключателя и усилителя. Основные свойства, характеризующие прибор можно представить в виде следующих пунктов:

  • тиристор по подобию диода пропускает ток только в одном направлении, то есть работает как выпрямитель;
  • прибор переключается из одного состояния в другое при помощи напряжения;
  • величина тока, необходимая для переключения тиристора, составляет порядка нескольких миллиампер, при этом он может пропускать через себя десятки ампер;
  • изменяя время приложенного сигнала к управляющему выводу, можно регулировать среднее значение тока, протекающего через нагрузку, другими словами — управлять мощностью.

Главной же функцией, описывающей работу прибора, является вольт-амперная характеристика (ВАХ). Представляет она из себя плоскую систему координат по оси Y, на которой откладывается ток нагрузки, а по оси X — напряжение на управляющем электроде. По виду нелинейности соответствия этих двух величин ВАХ относится к S-типу устройств.

На характеристике используются буквенные обозначения, соответствующие ключевым точкам в работе тиристора. Так, координата (Vbo; IL) соответствует моменту включения, а точка с координатами (Vн; Iн) — открытому состоянию. Зона, лежащая на отрезке с координатами (Vbo; IL) и (Vн; Iн) считается переходной, то есть неустойчивой.

Тиристорный прибор, кроме ВАХ, характеризуется рядом параметров:

  • Наибольшее постоянное обратное напряжение — значение, при превышении которого наступает пробой перехода.
  • Напряжение включения — величина сигнала, при достижении которой происходит отпирание элемента.
  • Допустимый ток — максимальное значение, которое может через себя пропустить радиоприбор без изменения своих характеристик.
  • Ток удержания — это ток, текущий через анод и провоцирующий запирание элемента.

  • Падение напряжения — показывает величину энергии, которая рассеивается на приборе (0,5 -1 В).
  • Максимальна мощность — определяется допустимым током и максимально возможным напряжением, приложенным к управляемым выводам, то есть характером нагрузки.
  • Время отключения — промежуток времени, за который тиристор полностью закроется. Составляет микросекунды.
  • Отпирающий постоянный ток управления — обозначает значение, которое необходимо для поддержания устройства в открытом состоянии (анод-катод). Обычно составляет порядка 100 мА.

Конструкция прибора


Любой тиристорный прибор имеет как минимум три вывода: анод, катод и вход. Выпускаются они различными производителями и могут иметь форму таблетки или штыря. Как правило, материалом для их изготовления служит кремний. Он обеспечивает хорошую теплопроводность и может выдерживать большую мощность.

Эмиттерные переходы выполняются по сплавной технологии, а коллекторные — методом диффузии. Используется также и планарная технология. Концентрация примесей в эмиттерных областях делается значительно большей, чем в базовых. При этом самым толстым слоем является центральный. Эти два фактора — толщина и низкая концентрация — позволяют прибору выдерживать довольно большое обратное напряжение (порядка сотен вольт). Анод прибора соединяется с корпусом изделия, что в итоге положительно сказывается на отводе тепла.

Немного другую конструкцию имеют асимметричные тиристоры. В их конструкции катод соединяется с n+ и p зоной, а анод с p+ и n областью. Такие соединения называются анодным или катодным коротким замыканием. Их использование приводит к появлению дополнительного сопротивления межу переходами. Такое подключение уменьшает переходные процессы и время жизни основных носителей.

В простейшую конструкцию тиристора входит основание, соединённое с полупроводниковым кристаллом и являющееся анодом, вывода катода и управляющего электрода. Сверху кристалл накрывается изолятором и крышкой, способствующей защите прибора от механических повреждений и одновременно служащей теплоотводом.

Назначение устройства

Тиристорами называются полупроводниковые приборы с тремя (и более) р-п -переходами, предназначенными для использования в качестве электронных ключей в схемах переключения электрических токов. Они переключают электрические цепи, регулируют напряжение, преобразуют постоянный ток в переменный.

По устройству и принципу работы он очень похож на полупроводниковый диод, но в отличие от него тиристор управляемый. “Ключевой” характер действия тринистора позволяет использовать его для переключения электрических цепей там, где для этой цели до этого служили только электромагнитные реле.

Полупроводниковые переключатели легче, компактнее и во много раз надежнее в работе, чем электромагнитные реле с механически замыкаемыми контактами. В отличие от таких реле они производят переключение с очень большой скоростью – сотни и тысячи раз в секунду, а если нужно – еще быстрее. Тринисторы используют в современной аппаратуре электрической связи, в быстродействующих системах дистанционного управления, в вычислительных машинах и в энергетических устройствах.

Виды тиристоров

Выше были рассмотрены запираемые, но существует еще немало типов полупроводниковых тиристоров, о которых также стоит упомянуть. В самых различных конструкциях (зарядные устройства, переключатели, регуляторы мощности) используются определенные типы тиристоров. Где-то требуется, чтобы управление проводилось путем подачи потока света, значит, используется оптотиристор. Его особенность заключается в том, что в цепи управления используется кристалл полупроводника, чувствительный к свету. Параметры тиристоров различны, у всех свои особенности, характерные только для них. Поэтому нужно хотя бы в общих чертах представлять, какие виды этих полупроводников существуют и где они могут применяться. Итак, вот весь список и основные особенности каждого типа:

  1. Диод-тиристор. Эквивалент этого элемента – тиристор, к которому подключен встречно-параллельно полупроводниковый диод.
  2. Динистор (диодный тиристор). Он может переходить в состояние полной проводимости, если превышается определенный уровень напряжения.
  3. Симистор (симметричный тиристор). Его эквивалент – два тиристора, включенных встречно-параллельно.
  4. Тиристор инверторный быстродействующий отличается высокой скоростью коммутации (5… 50 мкс).
  5. Тиристоры с управлением полевым транзистором. Часто можно встретить конструкции на основе МОП-транзисторов.
  6. Оптические тиристоры, которые управляются потоками света.

Принцип работы


Тиристоры по своей сути — это переключающие приборы. Структура простого элемента состоит из n-p-n-p слоёв и имеет три перехода. Два из них работают в прямом направлении, а один в обратном. Прибор имеет две крайние области, называемые анодом (p) и катодом (n). Для понимания принципа действия тиристора его можно представить в виде сдвоенных транзисторов: n-p-n и p-n-p. При этом средняя зона второго транзистора (n) соединена с крайней зоной первого.

В результате получится, что крайние зоны будут являться эмиттерными переходами, а средние — коллекторными. Область базы же первого элемента будет совпадать с коллектором второго и наоборот. Исходя из этого коллекторный ток транзисторов, одновременно будет являться и базовым.


Физические процессы, происходящие в элементе, можно описать следующим образом. При существовании лишь одного перехода в устройстве бы возникал лишь обратный ток, вызванный неосновными носителями заряда. Если к эмиттерному переходу приложить прямое напряжение, то ток коллектора увеличится, а напряжение на нём уменьшится. В транзисторе для перехода его в режим насыщения (максимальная пропускная способность) на эмиттер подаётся прямое напряжение, при этом оно между базой и коллектором снижается до единичных значений.

Так и в тиристоре. Через переходы анода и катода инжектируются неосновные заряды, приводящие к снижению сопротивления управляющего электрода. При приложении прямого напряжения, то есть к катоду — минусовой потенциал, а к аноду — плюсовой, через прибор начинает протекать небольшой ток. Это состояние соответствует закрытому положению.

Повышение напряжения приводит к инжекции носителей в управляемый переход. В итоге, с одной стороны, увеличивается его сопротивление из-за обеднения основными носителями, так как переход получается включённым в обратном направлении, а с другой — обогащение, связанное с поступлением в его область новых зарядов.

При достижении напряжением определённого значения эти два явления уравновешиваются, и даже возрастание на небольшую величину напряжения приводит к возникновению лавинообразного процесса отпирания тиристора. Это состояние напоминает режим насыщения транзистора. Сопротивление перехода становится минимальным, а величина тока определяется нагрузочным сопротивлением.

Режимы работы тиристора

Тиристор имеет три режима работы:

  • Блокировка вперед
  • Обратная блокировка
  • Прямая проводимость
Блокировка вперед

В этом состоянии или режиме прямая проводимость тока блокируется. Верхний диод и нижний диод смещены в прямом направлении, а соединение в центре — в обратном направлении. Таким образом, тиристор не включается, поскольку затвор не срабатывает, и через него не протекает ток.

Обратная блокировка

В этом режиме соединение анода и катода меняется на обратное, и через него по-прежнему не протекает ток. Тиристоры могут проводить ток только в одном направлении, и он блокирует в обратном направлении, поэтому поток тока блокируется.

Прямая проводимость

При подаче тока на затвор срабатывает тиристор, и он начинает проводить ток. Он остается включенным до тех пор, пока прямой ток не упадет ниже порогового значения, и этого можно достичь, отключив цепь.

Цепь постоянного тока

В цепи постоянного тока тиристор работает по принципу подачи импульса положительной полярности, конечно, относительно катода. На длительность перехода из одного состояния в другое оказывает большое воздействие ряд характеристик. А именно:

  • Вид нагрузки (индуктивный, активный и прочее).
  • Скорость нарастания импульса и его амплитуда, имеется в виду ток нагрузки.
  • Величина самой токовой нагрузки.
  • Напряжение в цепи.
  • Температура самого прибора.

Здесь самое важное, чтобы в сети, где установлен данный прибор, не произошло резкое возрастание напряжения. В этом случае может произойти самопроизвольное включение тиристора, а сигнал управления будет в это время отсутствовать

Цепь переменного тока

В этой сети тиристорный ключ работает немного по-другому. Этот прибор дает возможность проводить несколько видов операций. К примеру:

  • Включение и отключение цепи, в которое действует активная или активно-реактивная нагрузки.
  • Можно изменять значение действующей нагрузки и ее средней величины за счет возможности изменять (регулировать) подачу самого сигнала управления.


Тиристор в цепи переменного тока.

Но имейте в виду, что тиристорный ключ может пропускать сигнал только в одном направлении. Поэтому сами тиристоры устанавливаются в цепь, так сказать, во встречно-параллельном включении.

Двухтранзисторная аналогия тиристора

Ток коллектора от NPN-транзистора подается непосредственно на базу PNP-транзистора, а ток коллектора PNP-транзистора подается на базу NPN-транзистора. Эти соединенные транзисторы полагаются друг на друга для проводимости.

Таким образом, для проведения одного из транзисторов требуется базовый ток. Когда анодный вывод тиристора является отрицательным по отношению к катоду, NP-переход становится смещенным вперед, а PN-переход становится обратным смещением.

Два транзисторных аналога тиристора

Здесь поток обратного тока блокируется до тех пор, пока не будет приложено напряжение пробоя. После пробивного напряжения оно начинает проводить без подачи сигнала затвора. Это одна из отрицательных характеристик тиристоров, так как она запускает проводимость при обратном разрыве напряжения.

Когда анодный вывод сделан положительным по отношению к катоду, внешние переходы смещены в прямом направлении, а центральный переход NP смещен в обратном направлении и блокирует прямой ток. Таким образом, чтобы вызвать его в проводимости, положительный ток прикладывается к базе транзисторов.

Два транзистора соединены в регенеративном контуре, и это заставляет транзистор проводить насыщение. Таким образом, можно сказать, что тиристоры блокируют ток как в направлении источника переменного тока в выключенном состоянии, так и могут включаться путем приложения положительного тока к базе транзистора.

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.

Симисторы

Выполняют функции двух включенных параллельно тиристоров.

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.

Применение тиристора

Назначение тиристоров может быть самое различное, например, очень популярен самодельный сварочный инвертор на тиристорах, зарядное устройство для автомобиля (тиристор в блоке питания) и даже генератор. Из-за того, что сам по себе прибор может пропускать как низкочастотные, так и высокочастотные нагрузки, его также можно использовать для трансформатора для сварочных аппаратов (на их мосте используются именно такие детали). Для контроля работы детали в таком случае необходим регулятор напряжения на тиристоре.


Фото — применение Тиристора вместо ЛАТРа

Не стоит забывать и про тиристор зажигания для мотоциклов.

Схема включения

Зачем нужны тиристоры, можно понять, разобравшись в их принципе работы. Для этого есть смысл рассмотреть включение элемента в простейшей схеме. Тиристор в ней используется как электронный ключ.


К аноду тиристора подсоединяется лампочка L, служащая нагрузочным сопротивлением. К ней через кнопку К2 подключается положительная клемма источника питания GB, а его минус подводится к катоду полупроводникового элемента. Подача тока на управляющий электрод выполняется через ограничительный резистор R и кнопку K1.

При замыкании переключателя К2 к аноду и катоду полупроводника будет приложено напряжение, соответствующее величине ЭДС источника питания. При этом прибор будет заперт, ток через него не потечёт, а лампочка не загорится. Чтобы в цепи VS – L появился ток, понадобится отпереть тиристор.

Дальнейшее нажатие кнопки K1 никоим образом не будет влиять на состояние схемы. Для того чтобы потушить лампочку, понадобится разорвать цепь кнопкой K2 или отсоединить источник питания. Но при этом тиристор может закрыться и при снижении напряжения на аноде до определённой величины, определяемой параметрами тиристора.

Таким образом, тиристор — это полупроводниковый элемент, использующийся в схемах как электронный ключ. Это возможно благодаря свойствам p-n переходов. При этом, осуществляя коммутацию больших токов, сам прибор имеет небольшие габариты, а его корпус может выдерживать значительную тепловую мощность. Но всё же для предотвращения его повреждения тепловым пробоем часто совместно с элементом используется теплоотвод, представляющий собой, в зависимости от мощности нагрузки, простую алюминиевую пластинку или массивного вида радиатор.

Источники

  • https://elektroznatok.ru/info/elektronika/tiristor
  • https://rusenergetics.ru/ustroistvo/tiristor
  • https://ElectroInfo.net/poluprovodniki/chto-takoe-tiristory.html
  • https://oooevna.ru/pro-tiristory-v-kartinkah/
  • https://principraboty.ru/tiristor-princip-raboty/
  • https://TeploDom24.ru/teoriya-i-praktika/vah-tiristora.html
  • https://www.asutpp.ru/tiristory.html

Как вам статья?

Мне нравитсяНе нравится

Павел

Бакалавр «210400 Радиотехника» – ТУСУР. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Написать

Пишите свои рекомендации и задавайте вопросы

Где у тиристора катод и анод

Чтобы понять как работает схема, необходимо знать действие и назначение каждого из элементов. В этой статье рассмотрим принцип работы тиристора, разные виды и режимы работы, характеристики и виды. Постараемся объяснить все максимально доступно, чтобы было понятно даже для начинающих. Причем оба состояния устойчивые, то есть переход происходит только при определенных условиях. Само переключение происходит очень быстро, хоть и не мгновенно.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: о ТИРИСТОРе

Что такое тиристор и как он работает


Чтобы понять как работает схема, необходимо знать действие и назначение каждого из элементов. В этой статье рассмотрим принцип работы тиристора, разные виды и режимы работы, характеристики и виды. Постараемся объяснить все максимально доступно, чтобы было понятно даже для начинающих. Причем оба состояния устойчивые, то есть переход происходит только при определенных условиях.

Само переключение происходит очень быстро, хоть и не мгновенно. По способу действия его можно сравнить с переключателем или ключом. Вот только переключается тиристор при помощи напряжения, а отключается пропаданием тока или снятием нагрузки. Так что принцип работы тиристора понять несложно. Можно представлять его как ключ с электрическим управлением. Так, да не совсем. Тиристор, как правило, имеет три выхода. Один управляющий и два, через которые протекает ток.

Можно попробовать коротко описать принцип работы. При подаче напряжения на управляющий выход, коммутируется цепь через анод-коллектор. То есть, он сравним с транзистором. Только с той разницей, что у транзистора величина пропускаемого тока зависит от поданного на управляющий вывод напряжения. А тиристор либо полностью открыт, либо полностью закрыт. Внешний вид тиристора зависит от даты его производства. Причем электрод управления меньше по размерам.

Анод может находиться с противоположной стороны от катода, или торчать вбок из-под шайбы, которая есть на корпусе. Современные тиристоры выглядят по-другому. Это небольшой пластиковый прямоугольник с металлической пластиной сверху и тремя выводами-ножками снизу. В современном варианте есть одно неудобство: надо смотреть в описании какой из выводов анод, где катод и управляющий электрод. Как правило, первый — анод, затем катод и крайний правый — это электрод. Но это как правило, то есть, не всегда.

По принципу действия, тиристор можно еще сравнить с диодом. На схемах тиристор похож на диод. Также имеется анод и катод, но есть еще дополнительный элемент — управляющий электрод.

Понятное дело, есть отличия и в выходном напряжении если сравнивать с диодом. Принцип работы тиристора в устройствах переменного напряжения: на выходе есть только верхняя часть синусоиды. Рассмотрим принцип работы тиристора. Стартовое состояние элемента — закрыто. В схемах с переменным напряжением, как правило, сбрасывается тиристор по второму варианту. Переменный ток в бытовой сети имеет синусоидальную форму, когда его значение приближается к нулю и происходит сброс. В схемах, питающихся от источников постоянного тока, надо либо принудительно убирать питание, либо снимать нагрузку.

То есть, работает тиристор в схемах с постоянным и переменным напряжением по-разному. Далее может быть два варианта развития событий:. Так что в схемах постоянного тока есть два варианта использования тиристора — с удержанием открытого состояния и без.

Но чаще применяют по первому типу — когда он остается открытым. Принцип работы тиристора в схемах переменного напряжения отличается. Если напряжение на анод-катод подавать постоянно, на выходе тиристора получаем импульсы тока, которые идут с определенной частотой.

Именно так построены импульсные блоки питания. При помощи тиристора они преобразуют синусоиду в импульсы. Проверить тиристор можно либо при помощи мультиметра, либо создав простенькую проверочную схему. Если при прозвонке иметь перед глазами технические характеристики, можно заодно проверить сопротивление переходов. На цифровых мультиметрах есть режим прозвонки, который позволяет проверять полупроводниковые приборы.

Проверка тиристора при помощи мультиметра. На правом рисунке сопротивление небольшое, так как подано прямое напряжение смещения между анодом и управляющим электродом. Обратите внимание, что величина сопротивления у разных серий разная — на это не стоит обращать особого внимания.

Если хотите проверить и сопротивление переходов, посмотрите в технических характеристиках. На рисунке представлены схемы испытаний. Крайний справа рисунок — усовершенствованный вариант с кнопкой, которую устанавливают между катодом и управляющим выводом.

Для того чтобы мультиметр зафиксировал протекающий по цепи ток, кратковременно нажимаем на кнопку. Если мультиметра нет, можно проверить тиристор при помощи лампочки и источника питания. Подойдет даже обычная батарейка или любой другой источник постоянного напряжения.

Вот только напряжение должно быть достаточным для того, чтобы засветить лампочку. Потребуется еще сопротивление или обычный кусок проволоки. Из этих элементов собирается простая схема:. Ведь картинка получается очень наглядной и понятной.

Полупроводниковые технологии все еще разрабатываются и совершенствуются. За несколько десятилетий появились новые разновидности тиристоров, которые имеют некоторые отличия. Есть также разные виды тиристоров по способу запирания.

В одном случае достаточно уменьшения анодного тока ниже уровня тока удержания. В другом случае — подается запирающее напряжение на управляющий электрод. Мы говорили, что проводят тиристоры ток только в одном направлении. Обратной проводимости нет. Такие элементы называют обратно-непроводящие, но существуют не только такие.

Есть и другие варианты:. Тиристоры могут работать в режиме ключа. То есть при поступлении импульса управления подавать ток на нагрузку.

Нагрузка, в этом случае, рассчитывается исходя из напряжения в открытом виде. Надо также учитывать наибольшую рассеиваемую мощность. К ним удобно приделывать радиатор — для более быстрого охлаждения. Основное назначение — включение и выключение мощной нагрузки при помощи маломощных управляющих сигналов. Основная область использования тиристоров — в качестве электронного ключа, служащего для замыкания и размыкания электрической цепи. В общем много привычных устройств построены на тиристорах.

Например, гирлянда с бегущими огнями, выпрямители, импульсные источники тока, выпрямители и многие другие. Некоторые тиристоры могут коммутировать очень большие токи, в этом случае их называют силовыми тиристорами. Они изготавливаются в металлическом корпусе — для лучшего отвода тепла. Небольшие модели с пластиковым корпусом — это обычно маломощные варианты, которые используют в малоточных схемах.

Но, всегда есть исключения. Так что для каждой конкретной цели подбирают требуемый вариант. Подбирают, понятное дело, по параметрам. Вот основные:. Есть еще динамический параметр — время перехода из закрытого в открытое состояние. В некоторых схемах это важно. Может еще указываться тип быстродействия: по времени отпирания или по времени запирания. Тиристорами называются полупроводниковые приборы с тремя и более р-п-переходами, предназначенными для использования в качестве электронных ключей в схемах переключения электрических токов.

Они переключают электрические цепи, регулируют напряжение, преобразуют постоянный ток в переменный. По устройству и принципу работы он очень похож на полупроводниковый диод, но в отличие от него тиристор управляемый. Полупроводниковые переключатели легче, компактнее и во много раз надежнее в работе, чем электромагнитные реле с механически замыкаемыми контактами.

В отличие от таких реле они производят переключение с очень большой скоростью — сотни и тысячи раз в секунду, а если нужно — еще быстрее.

Тринисторы используют в современной аппаратуре электрической связи, в быстродействующих системах дистанционного управления, в вычислительных машинах и в энергетических устройствах.

В зависимости от конструктивных особенностей и свойств тиристоры делят на диодные и триодные. В диодных тиристорах различают:. Наиболее распространены динисторы — тиристоры с двумя выводами и тринисторы — приборы с тремя выводами. Кроме того, различают группу включаемых тиристоров.

Простейшие диодные тиристоры, запираемые в обратном направлении, обычно изготовляются из кремния и содержат четыре чередующихся р- и п-области рис. Область р1, в которую попадает ток из внешней цепи, называют анодом, область п2 — катодом; области п1, р2 — базами.


Как проверить тиристор мультиметром

Это приборы, имеющие два устойчивых состояния. Одним из их представителей является тиристор, представляющий, по сути, полупроводниковый элемент. Его работа задаётся с помощью тока или напряжения, поступающего на специальный вывод. Применение устройства позволяет управлять мощной нагрузкой, используя слаботочные цепи. При этом его конструкция проста, а принцип работы довольно понятен. Изобретение тиристора стало возможным после открытия полупроводников и исследования их свойств. После обнаружения в году английским физиком Уильямом Гилбертом электричества многие инженеры и ученые посвятили себя изучению этого явления.

Другой. Но когда его рисуют как два тиристора то пишут что это (условный катод) и электрод, аналогичный аноду тиристора.

Тиристоры. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Для управления подачей токов в некоторых электрических цепях применяются тиристоры. Это полупроводниковые приборы, которые имеют структуру p-n-p-n с тремя pn-переходами. Часто они применяются в силовых линиях, в которых значения напряжения, силы тока и мощности достигает высоких значений нескольких киловольт, килоампер, киловатт — тиристорами заменяются транзисторы. Но не только в экстремальных условиях применяются тиристоры. Они также используются в низковольтных сетях. Тиристоры могут служить заменой релейным элементам и использоваться как диоды. Одним из часто используемых является тиристор КУН. Он основан на кремниевом полупроводнике, относится к категории планарно-диффузионных.

Что такое тиристор и как он работает. Тиристор на схеме

Анод др. Катод от греч. В технике: Электрод полупроводникового прибора диода, тиристора , подключенный к отрицательному полюсу источника тока, когда прибор открыт то есть имеет маленькое сопротивление , называют катодом, подключённый к положительному полюсу — анодом. В электрохимии: Катод — электрод, на котором происходят реакции восстановления, анод — электрод, на котором происходят окислительно-восстановительные реакции окисление.

Перед тем как проверить тиристор или симистор мультиметром необходимо немного знать о работе этих элементов, чтобы правильно представлять сам процесс проверки.

Структура тиристора

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Тиристоры для чайников Электроника для начинающих Из песочницы Добрый вечер хабр. Поговорим о таком приборе, как тиристор. Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или больше взаимодействующих выпрямляющих перехода.

Принцип работы тиристора простым языком

Тиристоры — это обширный класс полупроводниковых приборов , используемых для электронного переключения. Они являются полупроводниковыми устройствами с двумя устойчивыми состояниями, имеющие три или более переходов. Тиристоры охвачены внутренней положительной обратной связью, позволяющей получить увеличение амплитуды выходного сигнала путем подачи части выходного напряжения на вход. Тиристоры широко используются для регулирования мощностью постоянного и переменного тока. Они используются для включения и выключения мощности, подаваемой в нагрузку, а также для регулирования величиной этой мощности, например для управления освещенностью или скоростью вращения двигателя. Кремниевые управляемые вентили являются хорошо известным типом тиристоров и обычно называются КУВ. Они имеют три вывода анод, катод и управляющий электрод и используются, главным образом, как переключатели.

Прибор имеет две крайние области, называемые анодом (p) и катодом (n). Для понимания принципа действия тиристора его можно представить в виде .

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

Для проверки радиоэлементов на работоспособность, чаще всего используется мультиметр. Он хорош тем, что с его помощью, можно быстро выявить радикальные дефекты большинства радиодеталей. Минус тут в том, что не каждым мультиметром, и не каждую деталь, можно протестировать досконально. Чаще всего называемый тестером, реже — авометром Ампер-Вольт-Ом-метр и, почти никогда, непосредственно мультиметром.

Быстрая проверка работоспособности узлов и элементов схем. Список форумов Irbislab.

В принципе тиристор может иметь до двух управляющих электродов, присоединённых к внутренним слоям. Но обычно изготавливаются тиристоры с одним управляющим электродом, либо вообще без управляющих электродов такой прибор называется динистором. Для включения тиристора достаточно кратковременно подать сигнал на управляющий электрод — тиристор откроется и будет оставаться в этом состоянии пока ток через тиристор не станет меньше тока удержания. Итак, главный принцип работы тиристора и схем на его основе — открываем тиристор подачей сигнала на усправляющий электрод, закрываем снижая ток анод-катод. Как и в биполярном транзистор главную роль в принципе действия играют неосновные носители заряда ННЗ и обратно-смещенный p-n- переход.

Тиристор — это полупроводниковый прибор с тремя p—n переходами и тремя выводами, которые называются анод, катод и управляющий электрод рис. Цепь анод—катод служит для пропускания основного тока тиристора. Через управляющий электрод и катод проходят управляющие импульсы.


Чем отличается симистор от транзистора


Как он работает и для чего нужен

Симистор является полупроводниковым прибором. Его полное название – симметричный триодный тиристор. Его особенность – возможно проводить ток в обе стороны. Данный элемент цепи имеет три вывода: один является управляющим, а два других силовыми. В этой статье мы рассмотрим принцип работы, устройство и назначение симистора в различных схемах электроприборов. В таблице ниже представлены характеристики популярных симисторов:


Таблица характеристик популярных симисторов.

Конструкция и принцип действия

Особенность симистора является двунаправленной проводимости идущего через прибор электрического тока. Конструкция устройства строится на использовании двух встречно-параллельных тиристоров с общим управлением. Такой принцип работы дал название от сокращенного «симметрические тиристоры». Поскольку электроток может протекать в обе стороны, нет смысла обозначать силовые выводы как анод и катод. Дополняет общую картину управляющий электрод. В симисторе есть пять переходов, позволяющих организовать две структуры. Какая из них будет использоваться зависит от места образования (конкретный силовой вывод) отрицательной полярности.


Симистор.

Как работает устройство

Исходно полупроводниковый прибор находится в запертом состоянии и ток по нему не проходит. При подаче тока на управляющий электрод, последний переходит в открытое состояние и симистор начинает пропускать через себя ток. При работе от сети переменного тока полярность на контактах постоянно меняется. Схема, где используется рассматриваемый элемент, при этом будет работать без проблем. Ведь ток пропускается в обоих направлениях. Чтобы симистор выполнял свои функции, на управляющий электрод подают импульс тока, после снятия импульса ток через условные анод и катод продолжает протекать до тех пор, пока цепь не будет разорвана или они не будут находится под напряжением обратной полярности.

Это один из видов тиристоров, отличающийся от базового типа большим числом p-n переходов, и как следствие этого, принципом работы (он будет описан ниже). Характерно, что в элементной базе некоторых стран данный тип считается самостоятельным полупроводниковым устройством.

При использовании в цепи переменного тока симистор закрывается на обратной полуволне синусоиды, тогда нужно подавать импульс противоположной полярности (той же, под которой находятся «силовые» электроды элемента).

Принцип действия системы управления может корректироваться в зависимости от конкретного случая и применения. После открытия и начала протекания подавать ток на управляющий электрод не нужно. Цепь питания разрываться не будет. При надобности отключить питание следует понизить ток в цепи ниже уровня величины удержания или кратковременно разорвать цепь питания.

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.


Симистор иностранного производства.

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. 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.

Интересно по теме: Как проверить стабилитрон.

Свойства тиристоров

Среди огромного множества характеристик этого полупроводникового элемента можно выделить самые существенные:

  1. Тиристоры, подобно диодам, способны проводить электрический ток только в одном направлении. В этом случае они работают в схеме, как выпрямительный диод.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.


Достоинства и недостатки

Для чего нужен рассматриваемый полупроводниковый прибор? Самый популярный вариант использования – коммутация в цепях переменного тока. В этом плане симистор очень удобен – используя небольшой элемент можно обеспечить управление высоковольтного питания. Популярны решения, когда им заменяют обычное электромеханическое реле. Плюс такого решения – отсутствует физический контакт, благодаря чему включение питания становится надежнее, переключение бесшумным, ресурс на порядки больше, быстродействие выше. Еще одно достоинство симистора – относительно невысокая цена, что вместе с высокой надёжностью схемы и временем наработки на отказ выглядит привлекательно.

Будет интересно➡ Что такое тиристоры?

Полностью избежать минусов разработчикам не удалось. Так, приборы сильно нагреваются под нагрузкой. Приходится обеспечивать отвод тепла. Мощные (или «силовые») симисторы устанавливают на радиаторы. Ещё один недостаток, влияющий на использование, это создание гармонических помех в электросети некоторыми схемами симисторных регуляторов (например, бытовой диммер для регулировки освещенности).

Отметим, что напряжение на нагрузки будет отличаться от синусоиды, что связано с минимальным напряжением и током, при которых возможно включение. Из-за этого подключать следует только нагрузку, не предъявляющую высоких требований к электропитанию. При постановке задачи добиться синусоиды такой способ коммутации не подойдёт. Симисторы сильно подвержены влиянию шумов, переходных процессов и помех. Также не поддерживаются высокие частоты переключения.


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 постоянного тока, 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 регулятора мощности на симисторе, правда, имеются в схеме некоторые особенности.

Область применения

Характеристики, небольшая стоимость и простота устройства позволяет успешно применять симисторы в промышленности и быту. Их можно найти:

  • В стиральной машине.
  • В печи.
  • В духовках.
  • В электродвигателе.
  • В перфораторах и дрелях.
  • В посудомоечной машине.
  • В регуляторах освещения.
  • В пылесосе.

На этом перечень, где используется этот полупроводниковый прибор, не ограничивается. Применение рассматриваемого проводникового прибора осуществляется практически во всех электроприборах, что только есть в доме. На него возложена функция управления вращением приводного двигателя в стиральных машинках, они используются на плате управления для запуска работы всевозможных устройств – легче сказать, где их нет.

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!

Будет интересно➡ Чем стабисторы отличаются от стабилитронов?

Как проверить симистор в стиральной машине

Симисторы используются для передачи напряжения на внешние устройства, а также для защиты от перегорания во время нестабильной работы электросети. Такое оборудование может быть разной мощности, а для СМА чаще всего используются модели со средними показателями. Проверка симистора в стиральной машине помогает выявить неисправности и устранить неполадки в разных узлах техники:

  • при подключении насосов-помп;
  • при подаче потока воды внутрь барабана;
  • при подключении электромагнитов и некоторых других узлов.

Как устранить поломку

Чаще всего они выходят из строя из-за частых скачков напряжения в электросети. В одних случаях хватает 1-2 раз, в других система выдерживает больше нагрузок. Еще бывает, что эти детали перегорают из-за попадания воды или моющих средств на контакты. Поэтому в таких случаях необходимо знать, как проверить симистор в стиральной машине, какое для этого требуется оборудование и не привела ли поломка к выходу из строя и других узлов устройства.

Собственными силами в домашних условиях это выявить практически невозможно, особенно если у вас нет соответствующего опыта, навыков и оборудования для проверки. Рекомендуем вам не заниматься самостоятельным ремонтом. В противном случае такая замена симистора в стиральной машине может привести к еще большему числу неполадок или даже серьезным поломкам в системе. В отдельных случаях есть риск полностью вывести технику из строя без возможности дальнейшей ее починки.

Рекомендуем вам не заниматься ремонтом лично, а сразу вызывать мастера на дом. Наши специалисты в Москве оперативно приедут на вызов, проведут диагностику и определят, насколько серьезны неполадки в системе. Наши мастера отлично разбираются в ремонте, знают, чем заменить симистор, как это сделать правильно и быстро.

Назад к списку

www.mosremslugba.ru

Полупроводниковая структура симистора

Структура симистора состоит из пластины, состоящей из чередующихся слоев с электропроводностями p- и n- типа и из контактов электродов основного и управляющего действия. Всего в структуре полупроводника содержится пять слоев p- и n-типа. Область между слоями называется p-n-переходом, который обладает нелинейной ВАХ с небольшим сопротивлением в обратном направлении, где минус – это n-слой, а плюс – p-слой и высокое значение сопротивления в обратном направлении. Пробой p-n-перехода происходит при напряжении равном несколько тысяч вольт.

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

По этой схеме к СЭУ прилагается напряжение со знаком плюс, относительно СЭ, а p—n-переходы j2 и j4 подключаются в прямом, а p—n-переходы j1 и j3 – в обратную сторону. Благодаря этому структура может рассматриваться, как структура тиристора, подключенная в обратном направлении, не принимающая участие в работе по пропусканию тока. В этом случае действие прибора определяется при помощи левой части структуры и представляет собой обратно ориентированную p—n—p—n структуру с добавочным пятым слоем n0 , который граничит со слоем p1.

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.

  • Одно из популярных и простейших сфер использования симистора может считаться его применение в качестветвердотельного 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.
  • 2Не менее широко использование симистора в качестве регулятора интенсивности освещения и управления скоростью вращения электромотора. Схема построена на спользовании 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.
  • Управление мощностью в нагрузке с использованием в схеме добавочной RC-цепочки, что дает большой фазовый сдвиг, который облегчает задачу по управлению мощности.


Обозначение симистора на схеме.

Преимущества использования симисторов

  • Увеличение разрешенной критической величины напряжения коммутации, что разрешает управления большими реактивными нагрузками без существенных сбоев в коммутации. Это позволяет уменьшить число компонентов, размеры печатной платы, снизить цену и убрать потери на рассеивание энергии демпфером.
  • Повышение критической величины изменения тока коммутации, что повышает качество работы на высокой частоте для несинусоидального напряжения.
  • Большая чувствительность к высокой температуре рабочего процесса.
  • Высокое значение допустимого напряжения снижает стремление к самовключению из состояния отсутствия проводимости при большой температуре, что разрешает их использование для резистивных нагрузок по управлению бытовой и нагревательной техникой.
  • Долговечность симистора, обусловленная рабочими температурными перепадами, отличается практически неограниченным ресурсом.
  • Отсутствие искрообразования и возможность управления в момент нулевого тока в сети, что снижает электромагнитные помехи.

Основные достоинства симистора:

  1. большая частота срабатывания для высокой точности управления;
  2. высокий ресурс по сравнению с релейными электромеханическими устройствами;
  3. возможность добиться небольших размеров приборов;
  4. отсутствие шума при включении и отключении электроцепей.

Силовая электроника, с использованием симисторов, разработанная отечественными производителями благодаря своим качественным показателям может составить западным фирмам высокую конкуренцию.

Материал по теме: Как подключить конденсатор

Виды симисторов

Говоря о видах симисторов, следует принять тот факт, что это симистор является одним из видов тиристоров. Когда имеются в виду различия по работе, то и тиристор можно представить своего рода разновидностью симистора. Различия касаются лишь по управляющему катоду и в разных принципах работы этих тиристоров. Читайте что такое импульсный блок питания.


Поврежденные симисторы.

Импортные симисторы широко представлены на отечественном рынке. Их основное отличие от отечественных симисторов заключается в том, что они не требуют предварительной настройки в самой схеме, что позволяет экономить детали и место на печатной плате. Как правило, они начинают работать сразу после включения в схему. Следует лишь точно подобрать необходимый симистор по всем требуемым характеристикам.

  • На замену Z00607 хорошо подходят ы BT131-600, только они максимально подходят по всем характеристикам
  • Полностью аналогичный у Z7M является МАС97А8.
  • z3m . Такой же , как и чуть выше. Различия в токе по управляющему ключу и в максимальном напряжении. Полностью аналогичен по замене на MAC97A8
  • ВТА 16 600 — импортный , рассчитанный на использование в цепях до 16 ампер и напряжением до 600 вольт
  • Этот очень часто используется концерном Samsung в производстве бытовых приборов. Аналогом этого полупроводника и, несомненно, более лучшим, является BT 134-800. ы m2lz47 являются не самыми надежными с точки зрения условий эксплуатации в приборах с нестабильными параметрами питающей сети.
  • тс122 25. Данный симистор очень часто называют силовым тиристором, так как он используется в электроприборах или электроинструменте в механизмах плавного пуска. Отличительной особенность данного а является его большая надежность на протяжении большого срока работы.
  • 131 6 , другое название данного а ВТ 131-600, но есть и упрощенное название, и на многих деталях имеется именно упрощенная маркировка. С этим моментом очень часто связано то, что по оригинальной или упрощенной маркировке не всегда можно найти именно ту информацию, которая нужна.

Будет интересно➡ Что такое полупроводниковые диоды и как они устроены

Схемы управления

Схемы управления симистором отличаются простотой и надежностью. Там, где без применения симисторов требовалось большое количество деталей, и производилась тщательная подгонка по параметрам – симисторы значительно упростили всю принципиальную схему. Включение в схему только основных элементов позволяет миниатюризировать не только саму печатную плату, но и весь прибор в целом. Читайте принцип работы индикаторной отвертки.

Схема диммера на симисторе позволяет создать компактное дополнение к выключателю освещения, для плавной регулировки уровня освещения. При необходимости схему можно дополнить компонентами для плавного изменения освещения в зависимости от яркости внешнего фона.

Схема регулятора на симисторе включает в себя непосредственно сам датчик температуры, питающую сеть, и прибор нагрузки. Изменение показаний датчика температуры приводит к изменени показателей тока на ключе симистора, что приводит либо к увеличению напряжения, либо к уменьшению. Забудьте о сложных механических устройствах с биметаллическими пластинами и выгорающих контактах. Схемы управления скоростью вращения двигателя принципиально ничем не отличаются по принципу построения от других аналогичных. Нюансы касаются только параметров тока и напряжения на двигатель.


Симистр на электронной схеме.

Управление симистором через оптопару позволяет подключать электрооборудование, которым нужно управлять. Непосредственно к компьютеру через порт LPT. Оптопара в данном примере позволяет защитить непосредственно материнскую плату компьютера от перегрузки и выхода из строя. Своего рода умны предохранитель с функцией управления. Управление симистором с микроконтроллера позволяет добиться очень точных показателей по току и напряжению, при которых происходит управление самим симистором и распределению питающего напряжения на различные устройства нагрузки.

принцип работы, проверка и включение, схемы


Как он работает и для чего нужен

Симистор является полупроводниковым прибором. Его полное название – симметричный триодный тиристор. Его особенность – возможно проводить ток в обе стороны. Данный элемент цепи имеет три вывода: один является управляющим, а два других силовыми. В этой статье мы рассмотрим принцип работы, устройство и назначение симистора в различных схемах электроприборов. В таблице ниже представлены характеристики популярных симисторов:


Таблица характеристик популярных симисторов.

Конструкция и принцип действия

Особенность симистора является двунаправленной проводимости идущего через прибор электрического тока. Конструкция устройства строится на использовании двух встречно-параллельных тиристоров с общим управлением. Такой принцип работы дал название от сокращенного «симметрические тиристоры». Поскольку электроток может протекать в обе стороны, нет смысла обозначать силовые выводы как анод и катод. Дополняет общую картину управляющий электрод. В симисторе есть пять переходов, позволяющих организовать две структуры. Какая из них будет использоваться зависит от места образования (конкретный силовой вывод) отрицательной полярности.


Симистор.

Тиристоры

Тиристор является переключающим полупроводниковым прибором, 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.

Как работает устройство

Исходно полупроводниковый прибор находится в запертом состоянии и ток по нему не проходит. При подаче тока на управляющий электрод, последний переходит в открытое состояние и симистор начинает пропускать через себя ток. При работе от сети переменного тока полярность на контактах постоянно меняется. Схема, где используется рассматриваемый элемент, при этом будет работать без проблем. Ведь ток пропускается в обоих направлениях. Чтобы симистор выполнял свои функции, на управляющий электрод подают импульс тока, после снятия импульса ток через условные анод и катод продолжает протекать до тех пор, пока цепь не будет разорвана или они не будут находится под напряжением обратной полярности.

Это один из видов тиристоров, отличающийся от базового типа большим числом p-n переходов, и как следствие этого, принципом работы (он будет описан ниже). Характерно, что в элементной базе некоторых стран данный тип считается самостоятельным полупроводниковым устройством.

При использовании в цепи переменного тока симистор закрывается на обратной полуволне синусоиды, тогда нужно подавать импульс противоположной полярности (той же, под которой находятся «силовые» электроды элемента).

Принцип действия системы управления может корректироваться в зависимости от конкретного случая и применения. После открытия и начала протекания подавать ток на управляющий электрод не нужно. Цепь питания разрываться не будет. При надобности отключить питание следует понизить ток в цепи ниже уровня величины удержания или кратковременно разорвать цепь питания.

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.


Симистор иностранного производства.

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. 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.

Интересно по теме: Как проверить стабилитрон.

Свойства тиристоров

Среди огромного множества характеристик этого полупроводникового элемента можно выделить самые существенные:

  1. Тиристоры, подобно диодам, способны проводить электрический ток только в одном направлении. В этом случае они работают в схеме, как выпрямительный диод.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.

Достоинства и недостатки

Для чего нужен рассматриваемый полупроводниковый прибор? Самый популярный вариант использования – коммутация в цепях переменного тока. В этом плане симистор очень удобен – используя небольшой элемент можно обеспечить управление высоковольтного питания. Популярны решения, когда им заменяют обычное электромеханическое реле. Плюс такого решения – отсутствует физический контакт, благодаря чему включение питания становится надежнее, переключение бесшумным, ресурс на порядки больше, быстродействие выше. Еще одно достоинство симистора – относительно невысокая цена, что вместе с высокой надёжностью схемы и временем наработки на отказ выглядит привлекательно.

Будет интересно➡ Что такое динистор?

Полностью избежать минусов разработчикам не удалось. Так, приборы сильно нагреваются под нагрузкой. Приходится обеспечивать отвод тепла. Мощные (или «силовые») симисторы устанавливают на радиаторы. Ещё один недостаток, влияющий на использование, это создание гармонических помех в электросети некоторыми схемами симисторных регуляторов (например, бытовой диммер для регулировки освещенности).

Отметим, что напряжение на нагрузки будет отличаться от синусоиды, что связано с минимальным напряжением и током, при которых возможно включение. Из-за этого подключать следует только нагрузку, не предъявляющую высоких требований к электропитанию. При постановке задачи добиться синусоиды такой способ коммутации не подойдёт. Симисторы сильно подвержены влиянию шумов, переходных процессов и помех. Также не поддерживаются высокие частоты переключения.

Область применения

Характеристики, небольшая стоимость и простота устройства позволяет успешно применять симисторы в промышленности и быту. Их можно найти:

  • В стиральной машине.
  • В печи.
  • В духовках.
  • В электродвигателе.
  • В перфораторах и дрелях.
  • В посудомоечной машине.
  • В регуляторах освещения.
  • В пылесосе.

На этом перечень, где используется этот полупроводниковый прибор, не ограничивается. Применение рассматриваемого проводникового прибора осуществляется практически во всех электроприборах, что только есть в доме. На него возложена функция управления вращением приводного двигателя в стиральных машинках, они используются на плате управления для запуска работы всевозможных устройств – легче сказать, где их нет.

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!

Будет интересно➡ Что такое SMD светодиоды

Как проверить симистор в стиральной машине

Симисторы используются для передачи напряжения на внешние устройства, а также для защиты от перегорания во время нестабильной работы электросети. Такое оборудование может быть разной мощности, а для СМА чаще всего используются модели со средними показателями. Проверка симистора в стиральной машине помогает выявить неисправности и устранить неполадки в разных узлах техники:

  • при подключении насосов-помп;
  • при подаче потока воды внутрь барабана;
  • при подключении электромагнитов и некоторых других узлов.

Как устранить поломку

Чаще всего они выходят из строя из-за частых скачков напряжения в электросети. В одних случаях хватает 1-2 раз, в других система выдерживает больше нагрузок. Еще бывает, что эти детали перегорают из-за попадания воды или моющих средств на контакты. Поэтому в таких случаях необходимо знать, как проверить симистор в стиральной машине, какое для этого требуется оборудование и не привела ли поломка к выходу из строя и других узлов устройства.

Собственными силами в домашних условиях это выявить практически невозможно, особенно если у вас нет соответствующего опыта, навыков и оборудования для проверки. Рекомендуем вам не заниматься самостоятельным ремонтом. В противном случае такая замена симистора в стиральной машине может привести к еще большему числу неполадок или даже серьезным поломкам в системе. В отдельных случаях есть риск полностью вывести технику из строя без возможности дальнейшей ее починки.

Рекомендуем вам не заниматься ремонтом лично, а сразу вызывать мастера на дом. Наши специалисты в Москве оперативно приедут на вызов, проведут диагностику и определят, насколько серьезны неполадки в системе. Наши мастера отлично разбираются в ремонте, знают, чем заменить симистор, как это сделать правильно и быстро.

Назад к списку

www.mosremslugba.ru

Полупроводниковая структура симистора

Структура симистора состоит из пластины, состоящей из чередующихся слоев с электропроводностями p- и n- типа и из контактов электродов основного и управляющего действия. Всего в структуре полупроводника содержится пять слоев p- и n-типа. Область между слоями называется p-n-переходом, который обладает нелинейной ВАХ с небольшим сопротивлением в обратном направлении, где минус – это n-слой, а плюс – p-слой и высокое значение сопротивления в обратном направлении. Пробой p-n-перехода происходит при напряжении равном несколько тысяч вольт.

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

По этой схеме к СЭУ прилагается напряжение со знаком плюс, относительно СЭ, а p—n-переходы j2 и j4 подключаются в прямом, а p—n-переходы j1 и j3 – в обратную сторону. Благодаря этому структура может рассматриваться, как структура тиристора, подключенная в обратном направлении, не принимающая участие в работе по пропусканию тока. В этом случае действие прибора определяется при помощи левой части структуры и представляет собой обратно ориентированную p—n—p—n структуру с добавочным пятым слоем n0 , который граничит со слоем p1.

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.

  • Одно из популярных и простейших сфер использования симистора может считаться его применение в качестветвердотельного 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.
  • 2Не менее широко использование симистора в качестве регулятора интенсивности освещения и управления скоростью вращения электромотора. Схема построена на спользовании 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.
  • Управление мощностью в нагрузке с использованием в схеме добавочной RC-цепочки, что дает большой фазовый сдвиг, который облегчает задачу по управлению мощности.


Обозначение симистора на схеме.

Преимущества использования симисторов

  • Увеличение разрешенной критической величины напряжения коммутации, что разрешает управления большими реактивными нагрузками без существенных сбоев в коммутации. Это позволяет уменьшить число компонентов, размеры печатной платы, снизить цену и убрать потери на рассеивание энергии демпфером.
  • Повышение критической величины изменения тока коммутации, что повышает качество работы на высокой частоте для несинусоидального напряжения.
  • Большая чувствительность к высокой температуре рабочего процесса.
  • Высокое значение допустимого напряжения снижает стремление к самовключению из состояния отсутствия проводимости при большой температуре, что разрешает их использование для резистивных нагрузок по управлению бытовой и нагревательной техникой.
  • Долговечность симистора, обусловленная рабочими температурными перепадами, отличается практически неограниченным ресурсом.
  • Отсутствие искрообразования и возможность управления в момент нулевого тока в сети, что снижает электромагнитные помехи.

Основные достоинства симистора:

  1. большая частота срабатывания для высокой точности управления;
  2. высокий ресурс по сравнению с релейными электромеханическими устройствами;
  3. возможность добиться небольших размеров приборов;
  4. отсутствие шума при включении и отключении электроцепей.

Силовая электроника, с использованием симисторов, разработанная отечественными производителями благодаря своим качественным показателям может составить западным фирмам высокую конкуренцию.

Материал по теме: Как подключить конденсатор

Виды симисторов

Говоря о видах симисторов, следует принять тот факт, что это симистор является одним из видов тиристоров. Когда имеются в виду различия по работе, то и тиристор можно представить своего рода разновидностью симистора. Различия касаются лишь по управляющему катоду и в разных принципах работы этих тиристоров. Читайте что такое импульсный блок питания.


Поврежденные симисторы.

Импортные симисторы широко представлены на отечественном рынке. Их основное отличие от отечественных симисторов заключается в том, что они не требуют предварительной настройки в самой схеме, что позволяет экономить детали и место на печатной плате. Как правило, они начинают работать сразу после включения в схему. Следует лишь точно подобрать необходимый симистор по всем требуемым характеристикам.

  • На замену Z00607 хорошо подходят ы BT131-600, только они максимально подходят по всем характеристикам
  • Полностью аналогичный у Z7M является МАС97А8.
  • z3m . Такой же , как и чуть выше. Различия в токе по управляющему ключу и в максимальном напряжении. Полностью аналогичен по замене на MAC97A8
  • ВТА 16 600 — импортный , рассчитанный на использование в цепях до 16 ампер и напряжением до 600 вольт
  • Этот очень часто используется концерном Samsung в производстве бытовых приборов. Аналогом этого полупроводника и, несомненно, более лучшим, является BT 134-800. ы m2lz47 являются не самыми надежными с точки зрения условий эксплуатации в приборах с нестабильными параметрами питающей сети.
  • тс122 25. Данный симистор очень часто называют силовым тиристором, так как он используется в электроприборах или электроинструменте в механизмах плавного пуска. Отличительной особенность данного а является его большая надежность на протяжении большого срока работы.
  • 131 6 , другое название данного а ВТ 131-600, но есть и упрощенное название, и на многих деталях имеется именно упрощенная маркировка. С этим моментом очень часто связано то, что по оригинальной или упрощенной маркировке не всегда можно найти именно ту информацию, которая нужна.

Будет интересно➡ Что такое адресная светодиодная лента

Схемы управления

Схемы управления симистором отличаются простотой и надежностью. Там, где без применения симисторов требовалось большое количество деталей, и производилась тщательная подгонка по параметрам – симисторы значительно упростили всю принципиальную схему. Включение в схему только основных элементов позволяет миниатюризировать не только саму печатную плату, но и весь прибор в целом. Читайте принцип работы индикаторной отвертки.

Схема диммера на симисторе позволяет создать компактное дополнение к выключателю освещения, для плавной регулировки уровня освещения. При необходимости схему можно дополнить компонентами для плавного изменения освещения в зависимости от яркости внешнего фона.

Схема регулятора на симисторе включает в себя непосредственно сам датчик температуры, питающую сеть, и прибор нагрузки. Изменение показаний датчика температуры приводит к изменени показателей тока на ключе симистора, что приводит либо к увеличению напряжения, либо к уменьшению. Забудьте о сложных механических устройствах с биметаллическими пластинами и выгорающих контактах. Схемы управления скоростью вращения двигателя принципиально ничем не отличаются по принципу построения от других аналогичных. Нюансы касаются только параметров тока и напряжения на двигатель.


Симистр на электронной схеме.

Управление симистором через оптопару позволяет подключать электрооборудование, которым нужно управлять. Непосредственно к компьютеру через порт LPT. Оптопара в данном примере позволяет защитить непосредственно материнскую плату компьютера от перегрузки и выхода из строя. Своего рода умны предохранитель с функцией управления. Управление симистором с микроконтроллера позволяет добиться очень точных показателей по току и напряжению, при которых происходит управление самим симистором и распределению питающего напряжения на различные устройства нагрузки.

Проверка симисторов и тиристоров с помощью мультиметра или батарейки с лампочкой

В действительности мы можем встретить разные виды полупроводящих ключей. Их применяют для соединения питания нагрузки или равномерного управление электростатическим полем и электротоком.

Из подобных приборов можем выделить симисторы. Чаще всего их используют в регулировании иллюминации, бытовых электроприборах, производственных генераторах.

В данной статье мы представим вам два способа проверки пригодности симистора и тиристора: мультиметром и устройством собственного изготовления.

Назначение и устройство

Симисторы – полупроводящий переключатель, который можно открыть сигналом тока через ведущий электорат.

С целью закрыть симисторы необходимо разорвать ток в цепочке либо применить противоположное напряжение.

Принцип его работы идентичен работе тиристора. Единственная разница в том, что симисторы состоят из двух тиристоров, которые соединенные и работают одновременно.

Определение на графике вы можете посмотреть ниже.

По обозначению их обычно применяют в радиорелейном режиме – если говорить проще на «подключение» и «выключении», такие реле считают полупроводящими.

В отличие от электро механизированного, он работает намного быстрее, отсутствуют связь и как результат большая устойчивость и надежность.

Главной необходимостью продолжительного использования является гарантированный температурный режим и насыщенность.

Использование симисторов в электрических цепях

Симисторы используются для коммутации цепей переменного тока (равномерной и сглаженной подачи питания на нагрузку). Это упрощает сложность многих электрических схем, так как дает возможность управлять небольшим напряжением высоковольтного питания. Иногда этот элемент используется как электромеханическое реле.

Если во время ремонта под рукой не оказалось симистора, его можно заменить двумя тиристорами. Их необходимо подобрать, исходя из таких параметров:

  • Напряжение включения — минимальное напряжение, при котором элемент проводит электроток.
  • Ток управления.
  • Обратный ток — величина обратного напряжения.
  • Время установки на включение.

В случае замены деталей схему необходимо переделать на питание двух управляющих выводов.

Способы проверки

Для исследования ухудшения работы электронного макета необходимо поочерёдно проверить его составляющие.

Для начала нужно сосредоточиться на силовых цепочках, конкретнее каждому из полупроводящих ключей. Чтобы проверить симистор и тиристор стоит использовать один из методов:

  • мультиметром;
  • батарейкой с лампочкой;
  • на стенде.

Для исследования нужно отсоединить составляющую, так как во время анализа разных элементов электронных моделей на пригодность, не извлекая из устройства, существует риск неточного диагностирования.

К примеру сказать, вы заметили замыкание не составляющей, которая диагностируется, а связанного с ним в цепочке синхронно.

При любых условиях у вас есть возможность диагностировать симисторы и тиристоры на устойчивость не выпаивая, а в случаи наличия неисправности – извлечь и сделать расчеты заново.

Использование

Жесткие характеристики, низкая стоимость, универсальность, позволяет использовать симиторы в промышленности и быту. Их можно встретить:

  • В лампах для освещения.
  • Дрелях, шуруповертах.
  • Станках с ЧПУ.
  • Регуляторах напряжения.
  • Пылесосах.
  • Электрических печках.
  • Мультиварках.
  • Насосных станциях.
  • Компрессорах.

И это далеко не весь перечень. Симиторы исполняют роль управления электропривода переменного напряжения. Используются в схемах регулировки мощности, релейно-контакторных схемах, преобразователях частоты. В современном мире их можно встретить на каждом шагу.

С помощью мультиметра

Если вы хотите проверить симисторы на пробивание при помощи тестера необходимо изменить систему устройства на акустический режим.

Стандартное местоположение приёмопередатчика, вы можете увидеть на изображении снизу. А1 и А2 – это электросиловые выводы, благодаря которым ток проходит в нагрузку, а G – это главный электрод.

Так как приёмопередатчик имеет свойство разниться, необходимо его изучить в описании симистора.


Для того чтобы проверить деталь на пробитие, необходимо дотронуться щупами выводов А1 и А2, в случаи исправности детали на экране обозначится «1» или 0L, в случаи наличия пробития – величина приближенная к 0.

В случаи отсутствия КЗ между выводами А1 и А2 необходимо просмотреть главный электрод.

Сперва необходимо дотронуться щупами до какого-нибудь силового выводка и главного электрода, значения должны быть невысокими 80-200.

Если вы хотите проверить, могут ли размыкаться симисторы, необходимо замкнуть на короткое время его главный электрод с одним из выводов мультиметра, таким образом, вы приложите к нему ток.

Инструкцию для проверки на примере тиристора и симистора вы можете посмотреть далее.

После убирания напряжения с главного электрода – симисторы можно замкнуть. В связи с тем, что хоть самый малый ток обязан протекать, для того чтобы поддерживать проводящие условия.

Подобные свойства могут быть и в способах, которые мы рассмотрим дальше.

Преимущества и недостатки

Каждая радиодеталь имеет назначение и выполняет определенные задачи в узлах. Важно то, как элемент будет использоваться в схеме, и на какой базе деталей она будет собрана. Симистор имеет ряд достоинств, которые выделяют его относительно тиристора.

Преимущества:

  • Отсутствие физических контактов, что делает включение питания плавным.
  • Надежность.
  • В узлах постоянного напряжения требует только кратковременного питания управляющего контакта.
  • Низкая стоимость.
  • Простота в использовании.

Среди недостатков следует выделить сильное нагревание детали. Поэтому при использовании симисторов требуется установка радиатора для отвода тепла.

С помощью батарейки с лампочкой

Данным способом вы можете проверить симисторы в случаи отсутствия мультиметра, всего лишь с помощью лампочки. Модель проверки данного способа вы можете увидеть далее.

В случаи проверки симистора батарейкой с лампочкой необходимо извлечь резистор R1 из цепочки. Для этого необходимо применить 3 подключённые поочерёдно пальчиковые батарейки или крону.

В случаи сборки портативного тестера по данной схеме, вы имеете возможность вмонтировать кнопку без фокусировки с контактами, приведенными на модели.

При условии, что вы не собираетесь изготовить данное устройство, необходимо непродолжительно дотрагиваться до главного электрода проводом, как вы уже видели в методе с мультиметром.

Схема тестера для проверки исправности тиристоров

Тиристоры можно проверить с помощью омметра, замеряя сопротивление анод-катод полупроводникового прибора так, чтобы отрицательный вывод омметра был подключен к аноду, а положительный к катоду. Омметр должен показать сопротивление от 100 кОм до бесконечности в зависимости от типа проверяемого тиристора. Следующим шагом является соединение управляющего электрода с анодом. Нормальные показания омметра в этом случае — 15…50 Ом. Если теперь отключить управляющий электрод от анода, то на приборе должны сохраниться те же показания, пока не будет отключен анод или катод тиристора (разорвана их связь с омметром). Если теперь снова подключить выводы омметра к аноду и катоду, измерительный прибор не должен показывать никакого конечного сопротивления (или около 100 кОм — в случае с мощными тиристорами), пока управляющий электрод вновь не будет соединен с анодом.

При конструировании электронных схем периодически приходится выбраковывать радиоэлементы различного назначения. К сожалению, и новые приборы, реализуемые магазинами, не всегда гарантируют надежную работу радиоэлектронного узла, а паяные элементы с рекламацией магазины обратно не принимают. В практической работе часто приходится иметь дело с тиристорами, работающими в коммутационных цепях переменного тока, управляющими среднемощной нагрузкой 20…100 Вт. В связи с этим предлагается схема устройства (рис. 5.30), позволяющего в считанные минуты проверить и сделать заключение о пригодности к использованию практически любых популярных тиристоров. Испытания прошли тиристоры серий КУ101/201/221/202, Т10-160, Т122-10, Т161, Т112, Т222, Т15, Т16, Т253 и многие другие.

Рис. 5.30

Для того чтобы не подвергать тиристор пайке, предусмотрен разъем РП10-5, с применением которого значительно облегчается эксплуатация прибора. Выводы тиристора подключают, как показано на схеме, к контактам Х1-ХЗ разъема. Устройство позволяет проверять тиристор не только в режиме ключа, но и исследовать его частотные характеристики. Для этого в схеме реализован транзисторный генератор с широкой регулировкой частоты от 0,1 до 100 Гц на комплементарной паре кремниевых транзисторов VT1 и VT2. Выход генератора через переключатель S2 соединяют с управляющим электродом испытуемого прибора. По мерцанию лампы в цепи катода тиристора можно сделать заключение о работоспособности и частотных характеристиках конкретного тиристора.

Этап первый — проверка тиристора на пробой. Испытуемый прибор VS1 необходимо подключать к схеме при выключенном напряжении питания. После подсоединения тиристора нажмите включатель S1 (его условно можно сравнить с кнопкой «Вкл»), Если тиристор исправен, то на управляющий электрод напряжение не подано и лампа не светится.

Второй этап — проверка прибора в импульсном режиме. Нажмите кнопку S2 «Пуск». Лампа Л1 должна мигать. Частоту мигания установите переменным резистором R1 «Частота». При минимальном сопротивлении резистора R1 — верхнее (по схеме) положение движка — частота генератора будет минимальной. Переменным резистором R3 «Чувствительность» можно подрегулировать устройство так, чтобы проверять не только маломощные, но и приборы средней мощности. Этот резистор задает уровень открывающего напряжения прибора VS1. Нормальное положение движка R3 -в режиме максимального сопротивления.

Вместо лампы на 2,5 В можно использовать любую лампу на напряжение 2,5…6,3 В, рассчитанную на ток 0,1…0,3 А. Напряжение питания схемы соответственно можно варьировать от +5 до +10 В. Конденсатор С1 применяется типа К50-6. Переменные резисторы R1, R3 с линейной характеристикой, например, СП1-В, СП2-2-10 или подобные. Кроме указанного разъема можно использовать любой подходящий с крупными гнездами.

Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов — Радиолюбителям схемы, Москва 2008

Тиристоры и симисторы импортные

Тиристором называется полупроводниковый прибор, который чаще всего применяется как силовой коммутирующий элемент. Тиристор может иметь одно из двух устойчивых состояний — открытое (сопротивление низкое) или закрытое (сопротивление высокое). Тиристор может иметь два вывода (динистор) или три (тринистор). Для того, чтобы динистор перевести из закрытого в открытое состояние, нужно приложить к нему напряжение выше определенной пороговой величины. После этого динистор будет оставаться открытым до тех пор, пока напряжение на нем не уменьшится, хотя бы кратковременно, до значения, близкого к нулю. Динисторы бывают одно- и двухнаправленные. Тринисторы также бывают однонаправленные — именно их обычно называют просто тиристорами и двухнаправленные — симисторы (по зарубежной терминологии — триаки). Управляются они путем подачи напряжения на управляющий электрод. Достаточно кратковременного импульса на управляющем электроде, чтобы тиристор (симистор) открылся, после чего он будет в открытом состоянии до того времени, пока напряжение на нем не упадет до нуля. При переменном или пульсирующем напряжении это происходит каждые полпериода. Если при этом постоянно поддерживать на управляющем электроде напряжение, тиристор будет постоянно открыт, при отключении управляющего напряжения он закроется на первом же переходе напряжения через ноль и будет закрыт до следующей подачи управляющего напряжения. Как видим, работа тиристора похожа на работу электромагнитного реле — там тоже слабый сигнал управляет мощной нагрузкой. Симистор работает в двух направлениях, поэтому его обычно применяют в цепях переменного тока — в тех же электронных реле. В отличие от электромагнитного реле, у тиристора нет гальванической развязки между входом и выходом, поэтому с ними в паре обычно используют оптопары, дающие такую развязку. В бытовой электроаппаратуре используются тиристоры и симисторы с токами в силовой части от единиц до десятков ампер. Основная сфера применения тринисторов в быту — автоматика стиральных и посудомоечных машин, отопительных котлов и т.д. На симисторах делают диммеры — плавные регуляторы напряжения для осветительных ламп, паяльников, электронагревателей. Основные параметры тиристоров и симисторов — это максимальный рабочий ток и ток управления, максимальное напряжение в силовой и управляющей цепи, а также минимальный ток управления, при котором прибор гарантированно открывается. К недостаткам всех видов тиристоров следует отнести то, что они боятся коротких замыканий — даже кратковременное превышение допустимого тока приводит к выходу прибора из строя.

Симистор принцип работы – Tokzamer

Что такое симистор, как он работает и для чего нужен

Симисторы — это полупроводниковые ключи, которые используют для коммутации цепей сетевого напряжения. Узнайте, как работает симистор и для чего он нужен в цепи.

Симистор является полупроводниковым прибором. Его полное название – симметричный триодный тиристор. Его особенность – возможно проводить ток в обе стороны. Данный элемент цепи имеет три вывода: один является управляющим, а два других силовыми. В этой статье мы рассмотрим принцип работы, устройство и назначение симистора в различных схемах электроприборов.

Конструкция и принцип действия

Особенность симистора является двунаправленной проводимости идущего через прибор электрического тока. Конструкция устройства строится на использовании двух встречно-параллельных тиристоров с общим управлением. Такой принцип работы дал название от сокращенного «симметрические тиристоры». Поскольку электроток может протекать в обе стороны, нет смысла обозначать силовые выводы как анод и катод. Дополняет общую картину управляющий электрод.

Условное обозначение на схеме по ГОСТ:

Внешний вид следующий:

В симисторе есть пять переходов, позволяющих организовать две структуры. Какая из них будет использоваться зависит от места образования (конкретный силовой вывод) отрицательной полярности.

Как работает симистор? Исходно полупроводниковый прибор находится в запертом состоянии и ток по нему не проходит. При подаче тока на управляющий электрод, последний переходит в открытое состояние и симистор начинает пропускать через себя ток. При работе от сети переменного тока полярность на контактах постоянно меняется. Схема, где используется рассматриваемый элемент, при этом будет работать без проблем. Ведь ток пропускается в обоих направлениях. Чтобы симистор выполнял свои функции, на управляющий электрод подают импульс тока, после снятия импульса ток через условные анод и катод продолжает протекать до тех пор, пока цепь не будет разорвана или они не будут находится под напряжением обратной полярности.

При использовании в цепи переменного тока симистор закрывается на обратной полуволне синусоиды, тогда нужно подавать импульс противоположной полярности (той же, под которой находятся «силовые» электроды элемента).

Принцип действия системы управления может корректироваться в зависимости от конкретного случая и применения. После открытия и начала протекания подавать ток на управляющий электрод не нужно. Цепь питания разрываться не будет. При надобности отключить питание следует понизить ток в цепи ниже уровня величины удержания или кратковременно разорвать цепь питания.

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.

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.

Достоинства и недостатки

Для чего нужен рассматриваемый полупроводниковый прибор? Самый популярный вариант использования – коммутация в цепях переменного тока. В этом плане симистор очень удобен – используя небольшой элемент можно обеспечить управление высоковольтного питания.

Популярны решения, когда им заменяют обычное электромеханическое реле. Плюс такого решения – отсутствует физический контакт, благодаря чему включение питания становится надежнее, переключение бесшумным, ресурс на порядки больше, быстродействие выше. Еще одно достоинство симистора – относительно невысокая цена, что вместе с высокой надёжностью схемы и временем наработки на отказ выглядит привлекательно.

Полностью избежать минусов разработчикам не удалось. Так, приборы сильно нагреваются под нагрузкой. Приходится обеспечивать отвод тепла. Мощные (или «силовые») симисторы устанавливают на радиаторы. Ещё один недостаток, влияющий на использование, это создание гармонических помех в электросети некоторыми схемами симисторных регуляторов (например, бытовой диммер для регулировки освещенности).

Отметим, что напряжение на нагрузки будет отличаться от синусоиды, что связано с минимальным напряжением и током, при которых возможно включение. Из-за этого подключать следует только нагрузку, не предъявляющую высоких требований к электропитанию. При постановке задачи добиться синусоиды такой способ коммутации не подойдёт. Симисторы сильно подвержены влиянию шумов, переходных процессов и помех. Также не поддерживаются высокие частоты переключения.

Область применения

Характеристики, небольшая стоимость и простота устройства позволяет успешно применять симисторы в промышленности и быту. Их можно найти:

  1. В стиральной машине.
  2. В печи.
  3. В духовках.
  4. В электродвигателе.
  5. В перфораторах и дрелях.
  6. В посудомоечной машине.
  7. В регуляторах освещения.
  8. В пылесосе.

На этом перечень, где используется этот полупроводниковый прибор, не ограничивается. Применение рассматриваемого проводникового прибора осуществляется практически во всех электроприборах, что только есть в доме. На него возложена функция управления вращением приводного двигателя в стиральных машинках, они используются на плате управления для запуска работы всевозможных устройств – легче сказать, где их нет.

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!

Симистор принцип работы

Симисторы: принцип работы

Симистор — один из видов тиристоров, отличающийся от базового типа большим числом p-n переходови принципом работы.

Использование симистора

Симистор наиболее часто используется в полупроводниковых устройствах для коммутации и управления мощностью систем переменного тока.

Схема переключения симистора

Приведенная выше схема показывает простую схему переключения симистора с триггером постоянного тока. При разомкнутом переключателе SW1 ток не поступает в затвор симистора, и поэтому лампа выключена. Когда SW1 замкнут, ток затвора подается на триак от батареи V G через резистор R, и триак приводится в полную проводимость, действуя как замкнутый переключатель, и полная мощность потребляется лампой от синусоидального источника питания.

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

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

Схема показывает триак, используемый как простой статический выключатель питания переменного тока, обеспечивающий функцию «ВКЛ» — «ВЫКЛ», аналогичную в работе предыдущей схеме постоянного тока. Когда переключатель SW1 разомкнут, триак действует как разомкнутый переключатель, и лампа пропускает нулевой ток. Когда SW1 замкнут, триак отключается от «ВКЛ» через токоограничивающий резистор R и самоблокируется вскоре после начала каждого полупериода, таким образом переключая полную мощность на нагрузку лампы.

Поскольку источник питания является синусоидальным переменным током, триак автоматически отключается в конце каждого полупериода переменного тока в качестве мгновенного напряжения питания, и, таким образом, ток нагрузки кратковременно падает до нуля, но повторно фиксируется снова, используя противоположную половину тиристора в следующем полупериоде, пока выключатель остается замкнутым. Этот тип управления переключением обычно называется двухполупериодным управлением, поскольку контролируются обе половины синусоидальной волны.

Поскольку симистор фактически представляет собой две SCR, подключенные друг к другу, мы можем продолжить эту схему переключения симистора, изменив способ срабатывания затвора, как показано ниже.

Модифицированная цепь переключения симистора

Как и выше, если переключатель SW1 разомкнут в положении A, то ток затвора отсутствует, а лампа выключена. Если переключатель находится в положении B, то ток затвора протекает в каждом полупериоде так же, как и раньше, и лампа получает полную мощность, когда триак работает в режимах Ι + и ΙΙΙ–.

Однако на этот раз, когда переключатель подключен к положению C, диод предотвратит срабатывание затвора, когда MT 2 будет отрицательным, так как диод имеет обратное смещение. Таким образом, симистор работает только в положительных полупериодах, работающих только в режиме I +, и лампа загорается при половине мощности. Затем, в зависимости от положения переключателя, нагрузка выключена при половине мощности или полностью включена .

Фазовый контроль симистора

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

Эта базовая схема запуска фазы использует триак последовательно с двигателем через синусоидальный источник переменного тока. Переменный резистор VR1 используется для управления величиной фазового сдвига на затворе симистора, который, в свою очередь, управляет величиной напряжения, подаваемого на двигатель, путем его включения в разное время в течение цикла переменного тока.

Вызывание напряжение симистора является производным от VR1 — C1 комбинации через Диак (Диак является двунаправленным полупроводниковым устройством , которое помогает обеспечить резкий триггер импульс тока, чтобы полностью включение симистора).

В начале каждого цикла C1 заряжается через переменный резистор VR1. Это продолжается до тех пор, пока напряжение на С1 не станет достаточным для запуска диака в проводимость, что, в свою очередь, позволяет конденсатору С1 разрядиться в затвор симистора, включив его.

Как только триак запускается в проводимость и насыщается, он эффективно замыкает цепь управления фазой затвора, подключенную параллельно ему, и триак берет на себя управление оставшейся частью полупериода.

Как мы видели выше, триак автоматически отключается в конце полупериода, и процесс запуска VR1-C1 снова запускается в следующем полупериоде.

Однако, поскольку для триака требуются разные величины тока затвора в каждом режиме переключения, например, Ι + и ΙΙΙ–, поэтому триак является асимметричным, что означает, что он не может запускаться в одной и той же точке для каждого положительного и отрицательного полупериода.

Эта простая схема управления скоростью симистора подходит не только для управления скоростью двигателя переменного тока, но и для диммеров ламп и управления электронагревателем, и на самом деле очень похожа на регулятор симистора, используемый во многих домах. Однако коммерческий симисторный диммер не должен использоваться в качестве регулятора скорости двигателя, так как, как правило, симисторные диммеры предназначены для использования только с резистивными нагрузками, такими как лампы накаливания.

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.

Как отпирается симистор

При питании от сети переменного тока 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.

Симисторы: от простого к сложному

В 1963 году у многочисленного семейства тринисторов появился еще один «родственник» — симистор. Чем же он отличается от своих «собратьев» — тринисторов (тиристоров)? Вспомните о свойствах этих приборов. Их работу часто сравнивают с действием обычной двери: прибор заперт — ток в цепи отсутствует (дверь закрыта — прохода нет), прибор открыт — в цепи возникает электрический ток (дверь отворилась — входите). Но у них есть общий недостаток. Тиристоры пропускают ток только в прямом направлении — так обычная дверь легко открывается «от себя», но сколько ни тяни ее на себя — в противоположную сторону, все усилия окажутся бесполезными.

Увеличив число полупроводниковых слоев тиристора с четырех до пяти и снабдив его управляющим электродом, ученые обнаружили, что прибор с такой структурой (названный впоследствии симистором) способен пропускать электрический ток как в прямом, так и в обратном направлениях.

Посмотрите на рисунок 1, изображающий строение полупроводниковых слоев симистора. Внешне они напоминают транзисторную структуру р- n -р типа, но отличаются тем, что имеют три дополнительные области с n -проводимостью. И вот что интересно: оказывается, две из них, расположенные у катода и анода, выполняют функции только одного полупроводникового слоя — четвертого. Пятый образует область с n -проводимостью, лежащая около управляющего электрода.

Ясно, что работа такого прибора основана на более сложных физических процессах, чем у других типов тиристоров. Чтобы лучше разобраться в принципе действия симистора, воспользуемся его тиристорным аналогом. Почему именно тиристорным? Дело в том, что разделение четвертого полупроводникового слоя симистора не случайно. Благодаря такой структуре при прямом направлении тока, протекающего через прибор, анод и катод выполняют свои основные функции, а при обратном они как бы меняются местами — анод становится катодом, а катод, наоборот, анодом, то есть симистор можно рассматривать как два встречно-параллельно включенных тиристора (рис. 2).

Тринисторный аналог симистора

Представим, что на управляющий электрод подан отпирающий сигнал. Когда на аноде прибора напряжение положительной полярности, а на катоде — отрицательной, электрический ток потечет через левый по схеме тринистор. Если полярность напряжения на силовых электродах поменять на противоположную, включится правый по схеме тринистор. Пятый полупроводниковый слой, подобно регулировщику, руководящему движением автомобилей на перекрестке, направляет отпирающий сигнал, зависимости от фазы тока на один из тринисторов. При отсутствии отпирающего сигнала симистор закрыт.

В целом его действие можно сравнить, например, с вращающейся дверью на станции метро — в какую сторону ни толкни ее, она обязательно откроется. Действительно, подадим отпирающее напряжение на управляющий электрод симистора — «подтолкнем» его, и электроны, словно спешащие на посадку или выход пассажиры, потекут через прибор в направлении, диктуемом полярностью включения анода и катода.

Этот вывод подтверждается и вольтамперной характеристикой прибора (рис. 3). Она состоит из двух одинаковых кривых, повернутых относительно друг друга на 180°. Их форма соответствует вольтамперной характеристике динистора, а области непроводящего состояния, как и у тринистора, легко преодолеваются, если на управляющий электрод подать отпирающее напряжение (изменяющиеся участки кривых показаны штриховыми линиями).

Благодаря симметричности вольтамперной характеристики новый полупроводниковый прибор был назван симметричным тиристором (сокращенно — симистор). Иногда его называют триаком (термин, пришедший из английского языка).

Симистор унаследовал от своего предшественника — тиристора все его лучшие свойства. Но самое главное достоинство новинки в том, что в ее корпусе расположили сразу два полупроводниковых прибора. Судите сами. Для управления цепью постоянного тока необходим один тиристор, для цепи переменного тока приборов должно быть два (включены встречно-параллельно). А если учесть, что для каждого из них нужен отдельный источник отпирающего напряжения, который к тому же должен включать прибор точно в момент изменения фазы тока, становится ясно, каким сложным будет такой управляющий узел. Для симистора же род тока не имеет значения. Достаточно лишь одного такого прибора с источником отпирающего напряжения, и универсальное управляющее устройство готово. Его можно использовать в силовой цепи постоянного или переменного тока.

Близкое родство тиристора и симистора привело к тому, что у этих приборов оказалось много общего. Так электрические свойства симистора характеризуются теми же параметрами, что и у тиристора. Маркируются они тоже одинаково — буквами КУ, трехзначным числом и буквенным индексом в конце обозначения. Иногда симисторы обозначают несколько иначе — буквами ТС, что означает «тиристор симметричный».

Условное графическое обозначение симисторов на принципиальных схемах показано на рисунке 4.

Для практического знакомства с симисторами выберем приборы серии КУ208 — триодные симметричные тиристоры п-р-п-р типа. На разновидности приборов указывают буквенные индексы в их обозначении — А, Б, В или Г. Постоянное напряжение, которое выдерживает в закрытом состоянии симистор с индексом А, составляет 100 В, Б — 200 В, В — 300 В и Г — 400 В. Остальные параметры у этих приборов идентичные: максимальный постоянный ток в открытом состоянии — 5 А, импульсный —10 А, ток утечки в закрытом состоянии — 5 мА, напряжение между катодом и анодом в проводящем состоянии — -2 В, величина отпирающего напряжения на управляющем электроде равна 5 В при токе 160 мА, рассеиваемая корпусом прибора мощность— 10 Вт, предельная рабочая частота — 400 Гц.

А теперь обратимся к электроосветительным приборам. Нет ничего проще управлять работой любого из них. Нажал, к примеру, клавишу выключателя — ив комнате загорелась люстра, нажал еще раз — погасла. Иногда, правда, это достоинство неожиданно превращается в недостаток, особенно если вы хотите сделать свою комнату уютной, создать ощущение комфорта, а для этого так важно удачно подобрать освещение. Вот если бы свечение ламп менялось плавно.

Оказывается, в этом нет ничего невозможного. Нужно только вместо обычного выключателя подсоединить электронное устройство, управляющее яркостью светильника. Функции регулятора, «командующего» лампами, в таком приборе выполняет полупроводниковый симистор.

Построить простое регулирующее устройство, которое поможет управлять яркостью свечения настольной лампы или люстры, изменять температуру электроплитки или жала паяльника, вы сможете, воспользовавшись схемой, представленной на рисунке 5.

Рис. 5. Принципиальная схема регулятора

Трансформатор Т1 преобразует сетевое напряжение 220 В в 12 — 25 В. Оно выпрямляется диодным блоком VD1—VD4 и подается на управляющий электрод симистора VS1. Резистор R1 ограничивает ток управляющего электрода, а переменным резистором R2 регулируют величину управляющего напряжения.

Рис. 6. Временные диаграммы напряжения: а — в сети; б — на управляющем электроде симистора, в — на нагрузке.

Чтобы легче было разобраться в работе прибора, построим три временные диаграммы напряжений: сетевого, на управляющем электроде симистора и на нагрузке (рис. 6). После включения устройства в сеть на его вход поступает переменное напряжение 220 В (рис. 6а). Одновременно на управляющий электрод симистора VS1 подается отрицательное напряжение синусоидальной формы (рис. 66). В момент, когда его величина превысит напряжение включения, прибор откроется и сетевой ток потечет через нагрузку. После того как величина управляющего напряжения станет ниже пороговой, симистор остается открытым за счет того, что ток нагрузки превышает ток удержания прибора. В тот момент, когда напряжение на входе регулятора меняет свою полярность, симистор закрывается. Далее процесс повторяется. Таким образом, напряжение на нагрузке будет иметь пилообразную форму (рис. 6в)

Чем больше амплитуда управляющего напряжения, тем раньше включится симистор, а следовательно, больше будет и длительность импульса тока в нагрузке. И наоборот, чем меньше амплитуда управляющего сигнала, тем меньше будет длительность этого импульса. При крайнем левом по схеме положении движка переменного резистора R2 нагрузка станет поглощать полные «порции» мощности. Если регулятор R2 повернуть в противоположную сторону, амплитуда управляющего сигнала окажется ниже порогового значения, симистор останется в закрытом состоянии и ток через нагрузку не потечет.

Нетрудно догадаться, что наш прибор регулирует мощность, потребляемую нагрузкой, изменяя тем самым яркость свечения лампы или температуру нагревательного элемента.

В устройстве можно применить следующие элементы. Симистор КУ208 с буквой В или Г. Диодный блок КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом, подойдут также четыре полупроводниковых диода серий Д226, Д237. Постоянный резистор — МЛТ-0,25, переменный — СПО-2 или любой другой мощностью не менее 1 Вт. ХР1 — стандартная сетевая вилка, XS1 — розетка. Трансформатор Т1 рассчитан на напряжение вторичной обмотки 12—25 В.

Если подходящего трансформатора нет, изготовьте его самостоятельно. Сердечник из пластин Ш16, толщина набора 20 мм, обмотка I содержит 3300 витков провода ПЭЛ-1 0,1, а обмотка II — 300 витков ПЭЛ-1 0,3.

Тумблер — любой сетевой, предохранитель должен быть рассчитан на максимальный ток нагрузки.

Регулятор собирается в пластмассовом корпусе. На верхней панели крепятся тумблер, переменный резистор, держатель предохранителя и розетка. Трансформатор, диодный блок и симистор устанавливаются на дне корпуса. Симистор необходимо снабдить теплорассеивающим радиатором толщиной 1 — 2 мм и площадью не менее 14 см2. В одной из боковых стенок корпуса просверлите отверстие для сетевого шнура.

Устройство не нуждается в налаживании и при правильном монтаже и исправных деталях начинает работать сразу после включения в сеть.

ПОЛЬЗУЯСЬ РЕГУЛЯТОРОМ, НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О МЕРАХ БЕЗОПАСНОСТИ. ВСКРЫВАТЬ КОРПУС МОЖНО, ТОЛЬКО ОТКЛЮЧИВ ПРИБОР ОТ СЕТИ!

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Устройство и принцип работы симистора

Симистор — это полупроводниковый механизм. Он представляет собой трехполюсное приспособление на базе полупроводников. Такое устройство содержит 3 вывода: вывод Т1 и Т2 считаются силовыми электродами и делятся по полярности подсоединения на анод и катод; вывод G считается управляющим электродом либо затвором, даёт возможность реализовывать управление симистором.

  • Конструкция и принцип работы
  • Виды
  • Плюсы и минусы
  • Развитие технологий
  • Сфера использования
  • Ограничения при использовании
  • Проверка симисторов

Конструкция и принцип работы

Структура симметричного тиристора складывается из пластинки, состоящей из поочередных слоёв с электропроводами p- и n- вида и из контактов электродов главного и управляющего действия.

Всего в структуре полупроводника находится 5 слоёв p- и n-вида. Область между пластами именуется p-n-переходом, который владеет нелинейной ВАХ с незначительным противодействием в противоположном направлении, где минус — это n-прослойка, а плюс — p-прослойка и высочайшее значение сопротивления в обратном направлении. Пробой p-n-перехода происходит при напряжениях в несколько тысяч вольт.

Во время введения механизма в прямолинейном направлении в работу входит правая половина структуры. Левосторонняя область структуры выключена, она считается для тока с обладанием весьма высоким противодействием.

Характеристики симметричного тиристора динамического и постоянного плана при его воздействии в прямом направлении, при поступлении позитивного управляющего сигнала отвечают аналогичным данным тиристора, работающего в непосредственном направлении.

Как работает симистор? Принцип работы устройства основан на прохождении электросигнала в двух направленностях. Это даёт возможность применять симисторы в качестве электрического реле в различных схемах, где необходимо корректировать нагрузку или проход тока по цепи. Одним из бесспорных превосходств симметричного тиристора считается и тот факт, что для предоставления проходного канала не требуется присутствие постоянного уровня напряжения в управляющем ключе. Нужно только наличие его не выше определённого уровня, в зависимости от использования.

Говоря о видах устройств, необходимо принять тот факт, что это симистор считается одним из типов тиристоров. Если существуют различия по работе, в таком случае и тиристор можно представить своего рода разновидностью симистора. Отличия заключаются в управляющем катоде и в разных принципах работы данных тиристоров.

Импортные устройства обширно представлены на российском рынке. Их главное отличие от российских симисторов заключается в том, что они не требуют заблаговременной настройки в самой схеме. Это даёт возможность экономить детали и место в печатной плате. Как правило, они начинают работать одновременно уже после введения в схему. Необходимо только точно выбрать нужный симистор по всем необходимым данным.

Плюсы и минусы

После того как мы сориентировались, что такое симистор, давайте исследуем плюсы и минусы этого управляющего устройства.

К плюсам причисляют:

  1. В устройстве отсутствуют механические контакты.
  2. Продолжительный период эксплуатации, при этом поломки почти не происходят.
  3. Принцип работы устройств исключает искрение во время эксплуатации даже при наибольших мощностях проходящего тока.
  4. Низкая стоимость.

Но, как и каждое приспособление, симметричные тиристоры не лишены минусов:

  1. Существенное тепловыделение во время работы.
  2. Восприимчивость к электромагнитным помехам и шумам.
  3. Неумение работать при значительных частотах переменчивого тока.
  4. Падение напряжения до 2-х вольт в устройстве, пребывающем в открытом состоянии. При этом этот коэффициент не зависит от силы проходящего тока. Этот фактор считается препятствием для использования симисторов в маломощных конструкциях.

В то же время симметричные тиристоры при наибольших токах нагреваются, что потребует использования приспособлений для остывания корпуса. В индустрии встречается охлаждение мощных устройств активным методом — при поддержке вентилятора.

Развитие технологий

Особенностью 4-квадрантных симметричных тиристоров считается их ложное включение, что может послужить причиной к выходу из строя. Это требует использования дополнительной предохранительной цепочки, содержащей разнообразные компоненты.

Относительно недавно были изобретены 3-х-квадрантные приборы, какие обладают нужными достоинствами:

  1. За счёт снижения числа требуемых компонентов, плата сделалась ещё более малогабаритной.
  2. Как следствие, понижение потерь усилия и снижение стоимости готового продукта.
  3. При отсутствии демпфера и дросселя стало возможно применять симметричные тиристоры в цепях с высокой частотой.

А также упрощение схемы разрешило применять 3-х-квадрантный симистор в нагревательных устройствах: подобная система меньше нагревается и не реагирует на находящуюся вокруг температуру.

Сфера использования

Принцип работы и малогабаритные размеры симисторов дают возможность использовать их почти повсюду. В самом начале собственного возникновения механизмы применялись при конструировании сильных трансформаторов и заправочных приборов.

На сегодняшний день с формированием производства маленьких полупроводников тиристоры стали компактнее, что даёт возможность применять их в наиболее разных конструкциях и областях.

Симистор является настолько гибким и многоцелевым механизмом, что благодаря его свойству происходит переключение в проводящее положение запускаемым импульсом с позитивным либо негативным знаком, который не зависит от ключа, выражающего свойства моментальной полярности. По сущности наименования анод и катод для прибора не имеют актуальности.

Симистор используют в качестве твердотельного реле. Для него свойственно небольшое значение отправного тока, необходимого для перегрузки с большими токами. Функции ключа в этом устройстве может исполнять переключатель либо обладающее большой чувствительностью реле и другие контактные пары с током до 50 мА, при этом размер тока перегрузки может ограничиваться только признаками, на которые рассчитан симистор.

Не менее обширно применение симистора в качестве регулятора освещения и управления быстротой верчения электромотора. Схема построена на применении запускающих компонентов, какие формируются RC-фазовращателем, а потенциометр регулирует освещённость, и резистор предназначается для ограничения тока перегрузки. Развитие импульсов производится с поддержкой динистора. Уже после пробоев в динисторе, который происходит в результате разницы потенциалов на конденсаторе, импульс разрядов конденсатора, возникающий моментально, включает симистор.

В индустрии мощные приборы применяются для управления станками, насосами и иным электрооборудованием, в каком месте необходимо плавное изменение протекающего тока. В быту использование симисторов ещё более широко:

  1. Это почти весь инструмент: от ручной дрели и шуруповерта вплоть до зарядного устройства для автоаккумуляторов.
  2. Многочисленные домашние электроприборы: пылесосы, вентиляторы, фены и так далее.
  3. В домашних компрессорных конструкциях — кондиционерах и холодильниках.
  4. Электронагревательные приборы: камины, духовки, СВЧ печи.

Повсеместное использование приборов стало толчком для исследования диммеров — популярного на сегодняшний день устройства для мягкой регулировки освещения. Принцип работы автоматического диммера основан на применении симистора.

Ограничения при использовании

Симистор прикладывает несколько ограничений при применении, в частности, при индуктивной перегрузке. Ограничения затрагивают скорости перемены напряжения (dV/dt) между анодами симистора и быстроты изменения рабочего тока di/dt.

Действительно, в период перехода симистора с замкнутого положения в проводящее состояние внешней цепью может быть обусловлен значительный ток. В таком случае период моментального падения усилия в выводе симистора не происходит. Таким образом, одновременно будут присутствовать напряжённость и ток, развивающие моментальную мощность, что может достичь существенных величин.

Энергия, растерянная в малом пространстве, активизирует внезапное увеличение температуры р-п переходов. В случае если критическая температура будет завышена, произойдёт разрушение симистора, вызванное излишней скоростью нарастания тока di/dt.

Кроме того, ограничения распространяются на изменения усилия 2-ух категорий: в dV/dt применительно к замкнутому симистору и в открытом симисторе (последнее, кроме того, именуется быстротой переключения).

Чрезмерная быстрота нарастания усилия, вложенного между заключениями А1 и А2 зарытого симистора, может спровоцировать его открытие при нехватке сигнала в управляющем электроде. Это проявление вызывается внутренней ёмкостью симистора. Электроток заряда этой ёмкости может быть необходимым для отпирания симистора.

Однако не это считается главной предпосылкой несвоевременного раскрытия. Максимальная величина dV/dt при переключении симистора, как принцип, очень незначительна, и очень быстрое изменение усилия в выводах симистора в период его запирания может сразу же спровоцировать за собою новое включение. Подобным образом, симистор опять отпирается, в то время как должен закрыться.

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.

Симистор

Симметричный тиристор

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.


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:

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.).

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.


Оптосимистор MOC3023


Устройство оптосимистора

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 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.

Как работают тиристоры? | Тиристоры и транзисторы в сравнении

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

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

Что такое тиристоры?

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

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

Три соединения

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

Транзисторы против тиристоров

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

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

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

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

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

Как работает тиристор?

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

Тиристор как два диода

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

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

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

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

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

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

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

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

Тиристор подобен двум транзисторам

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

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

Три состояния тиристора

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

.

Блокировка вперед

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

Блокировка реверса

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

Переднее проводящее

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

Типы тиристоров

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

Как работает тиристор?

4 декабря 2019 г.

Знаете ли вы, что полупроводниковый прибор под названием «тиристор» решает огромную проблему передачи мощности от генерирующей станции к потребителям, расположенным далеко? Традиционные передачи электроэнергии переменного тока сталкиваются с огромными потерями мощности, а также имеют проблемы со стабильностью и управляемостью.Для передачи электроэнергии на большие расстояния технология HVDC является правильным выбором. В HVDC большое количество энергии переменного тока должно быть преобразовано в постоянный ток с помощью преобразовательных станций. После этого мощность постоянного тока передается потребителям. Эта важная задача преобразования выполняется уникальным полупроводниковым переключающим устройством, называемым «тиристором», а точнее выпрямителями с кремниевым управлением. Давайте рассмотрим, как работает тиристор.

Тиристор — Введение

Возможно, вы видели различные полупроводниковые переключающие устройства, такие как диоды и транзисторы, как показано на рис.1.Точно так же тиристор также является переключателем. Все эти переключающие устройства изготовлены из хорошо известного полупроводникового материала кремния. Тиристор состоит из 4 чередующихся слоев N и P областей. Чтобы понять, почему используется тиристор, давайте посмотрим на работу обычного транзистора BJT.

Рис. 1. Полупроводниковые коммутационные устройства: диод и транзистор

. Основные принципы работы BJT

.

Когда мы подключаем первичный источник питания, мы наблюдаем, что один из переходов транзистора всегда смещен в обратном направлении.Чтобы включить транзистор, мы просто подключаем вторичное напряжение между эмиттером и базовой клеммой (рис. 2). Это включит транзистор. Однако, если мы удалим подачу вторичного напряжения, транзистор выключится, так как ему требуется непрерывная подача вторичного напряжения. Необходимость постоянного источника базового тока приводит к огромным потерям мощности, особенно в приложениях с большой мощностью.

Рис:2 Для включения транзистора нам нужен вторичный источник напряжения между эмиттером и выводом базы

Чтобы решить эту проблему, в 1950 году Уильям Шокли предложил очень интересный силовой ключ, известный как тиристор.В тиристорах, в отличие от транзисторов, такое непрерывное вторичное питание не требуется. После срабатывания, даже если убрать вторичное питание, тиристор продолжит работать. Чтобы правильно понять работу тиристора, сначала нам нужно понять, что такое область обеднения, и основные принципы работы диода.

Работа диода

Здесь показана структура из чистого кремния. Чистый кремний имеет очень низкую проводимость. Мы можем увеличить его проводимость, вводя примеси N-типа или P-типа, процесс, известный как легирование (рис. 3А).Если часть кремния легировать P-типом, а другую часть N-типом, мы получим PN-переход, или проще говоря, диод. На стыке пересечения PN происходит одно интересное явление — естественная миграция электронов. Это приведет к тому, что сторона P будет слегка заряжена отрицательно, а сторона N — слегка положительно. Короче говоря, обедненная область, где на PN-переходе не образуются свободные электроны или дырки. Небольшие отрицательные и положительные заряды в обедненной области будут создавать электрическое поле между ними, как показано на рис. 3B.Это электрическое поле создает барьерный потенциал. Из-за барьерного потенциала дальнейшей естественной миграции электронов не произойдет.

Рис. 3A Легирование примесями типа N и P Рис. 3B Небольшие отрицательные и положительные заряды в обедненной области
создают электрическое поле.

Этот PN переход не что иное, как диод. Чтобы увидеть, как это работает, давайте подключим к диоду источник прямого напряжения со значением напряжения, превышающим потенциал барьера. Вы можете видеть, что электроны будут отталкиваться отрицательной клеммой и пересекать PN-переход.После пересечения они займут отверстия, доступные в области P. Из-за притяжения области N эти электроны перепрыгнут к ближайшим дыркам, и поток продолжится. Здесь диод работает в режиме прямого смещения (рис. 4А).

Однако, если мы реверсируем напряжение питания, электроны и дырки просто разойдутся, и диод не будет работать (рис. 4Б).

Рис. 4A. Диод в режиме прямого смещения. Рис. 4B. Диод в условиях обратного смещения.

Концепция мажоритарных и миноритарных носителей заряда

В P-слое дырки являются основными носителями заряда, однако следует отметить, что в P-области также есть несколько электронов, которые мы называем неосновными носителями.То же самое и с областью N.

Рис. 5 Основные и неосновные носители

Детали конструкции тиристора

Обладая этими базовыми знаниями, давайте узнаем о работе тиристора.

Если пластина с кремниевой структурой легирована четырьмя чередующимися формами P и N типов, рождается тиристор. Здесь также происходит образование областей обеднения на стыках. Каким бы способом вы ни прикладывали напряжение к тиристору, всегда будет хотя бы один переход с обратным смещением (рис. 6).Во втором случае имеется только один переход с обратным смещением. Попробуем сделать из этой конфигурации работающий тиристор.

Рис. 6 При подаче напряжения на тиристор всегда будет по крайней мере один переход с обратным смещением

Включение тиристора — срабатывание затвора

Чтобы заставить тиристор проводить ток, мы должны разорвать эту обедненную область. В тиристорах для этого используется эффективный и популярный метод под названием «Gate triggering». Срабатывание затвора — это процесс инжекции электронов.Для этого подключим вторичный источник напряжения к затвору и выводу катода. Этот вторичный источник вводит много электронов в область P. По мере того, как этот процесс продолжается, область P переполняется электронами (рис. 7). Электроны теперь стали основными носителями заряда в этой области. Короче говоря, область P в конечном итоге становится областью N. Эта новая область N приведет к автоматическому уменьшению области истощения.

Рис. 7. С помощью срабатывания затвора область P переполняется электронами

Поскольку область P стала новой областью N, из-за срабатывания затвора три области на нижней стороне вместе становятся большой областью N, поскольку показано на фиг.8А.Теперь структура тиристора выглядит как диод с PN-переходом. Как мы видели ранее, когда мы подаем напряжение прямого смещения на диод PN-перехода, он начинает проводить. На этом этапе, даже если вы работаете, поскольку инжектированные электроны в области P уже перешли в область N. Таким образом, в тиристоре вторичное напряжение питания необходимо только для срабатывания.

Рис. 8A. После срабатывания затвора три нижних области вместе становятся большой N-областью. Рис. 8B. Даже если снять вторичное напряжение, тиристор продолжит работать.

Как отключить тиристор?

Теперь давайте посмотрим, как мы можем отключить тиристор.Единственный способ выключить тиристор — подать на него обратное напряжение (рис. 9).

Рис. 9 Чтобы выключить тиристор, необходимо подать на него обратное напряжение

Наиболее эффективным способом добиться этого является использование LC-генератора. В LC-генераторе происходит обмен энергией между конденсатором и катушкой индуктивности. Вы можете видеть, что в цепи возникает флуктуирующий поток электронов. Это означает, что напряжение в цепи также будет колебаться, как показано на рис. 10А. Предположим, что пиковое напряжение LC-цепи больше, чем напряжение, приложенное к тиристору.Если мы включим тиристорную цепь в эту LC-цепь, тиристор будет подвергаться воздействию флуктуирующего напряжения вместо постоянного напряжения (рис. 10В). В режиме обратного смещения напряжения тиристор обязательно отключится.

Рис. 10A. Колебание энергии в LC-цепи. Рис. 10B Тиристор будет подвергаться колебательному напряжению
вместо постоянного напряжения с LC-контуром.

Без необходимости вторичного питания тиристоры помогают технологии HVDC экономить огромное количество электроэнергии.

ОБ АВТОРЕ

Эта статья написана Mayuri Baradkar, ME (энергетические системы), электротехника. В настоящее время она работает в Lesics Engineers Pvt.Ltd в качестве визуального преподавателя. Сфера ее интересов: энергосистема, силовая электроника, электрические машины. Чтобы узнать больше об авторе, перейдите по этой ссылке


Как работают тиристорные схемы?

В своей простейшей форме тиристор имеет три вывода: анод (положительный вывод), катод (отрицательный вывод) и затвор (управляющий вывод).Затвор управляет потоком тока между анодом и катодом. Основная функция тиристора заключается в управлении электрической мощностью и током, действуя как переключатель .

Аналогично Как работает тиристор? Итак, как это работает? При отсутствии тока на затворе тиристор выключен, и ток между анодом и катодом не течет. Когда в затвор поступает ток, он эффективно поступает на базу (вход) нижнего (n-p-n) транзистора, включая его.

Что такое 2 вывода диода Шокли? Диод Шокли или диод PNPN представляет собой четырехслойное (P-N-P-N) двухполюсное полупроводниковое коммутационное устройство (а именно анод и катод ).

Также Когда тиристор включен и проводит?

Теперь тиристор полностью включен (проводит), позволяя току цепи полной нагрузки течь через устройство в прямом направлении и обратно к источнику питания батареи. Одним из основных преимуществ использования тиристора в качестве переключателя в цепи постоянного тока является то, что он имеет очень высокий коэффициент усиления по току.

Как проверить тиристор?

Как проверить тиристор

  1. Подсоедините анод (входной контакт) тиристора к положительному (красному) проводу мультиметра. …
  2. Установите мультиметр в режим высокого сопротивления. …
  3. Верните выводы в исходное положение, на этот раз добавив клемму затвора к положительному выводу.

Как тиристор регулирует мощность? Тиристорные регуляторы мощности работают от переменного напряжения в однофазной или трехфазной сети.Они управляются контроллером и изменяют время активации сетевого напряжения для нагрузки. …Тиристорный регулятор мощности переключает 60% сплошных волн в нагрузку, блокируя 40%.

Каковы 4 режима TRIAC? Триак

  • Режим 1: MT2 — положительный, положительный ток затвора.
  • Режим 2: MT2 положительный, отрицательный ток затвора.
  • Режим 3: MT2 отрицательный, положительный ток затвора.
  • Режим 4: MT2 имеет отрицательное значение, отрицательный ток затвора.

Является ли диод Шокли двунаправленным? Диаки и симисторы являются двунаправленными устройствами . Диак представляет собой двухконтактное трехслойное устройство и обычно используется для запуска триаков. … Диод Шокли представляет собой тиристор с двумя выводами обратного блокирующего диода без затвора.

Сколько переходов в диоде Шокли?

В отличие от других полупроводниковых диодов, диод Шокли имеет более одного PN-перехода . Конструкция включает четыре секции полупроводников, размещенных попеременно между анодом и катодом по схеме ПНПН.Хотя он имеет несколько переходов, он называется диодом из-за того, что он является устройством с двумя выводами.

Как отключить тиристор? Чтобы выключить тиристор, прямой анодный ток должен быть доведен до нуля на время, достаточное для удаления заряженных носителей. В случае цепей постоянного тока прямой ток должен быть принудительно равен нулю с помощью некоторых внешних цепей. Этот процесс называется принудительной коммутацией.

Как отключить тиристор?

Тиристоры могут быть включены только с помощью вывода затвора , но не могут быть выключены с помощью вывода затвора.… Таким образом, тиристор ведет себя как обычный полупроводниковый диод после включения или «выстрела». GTO может быть включен сигналом стробирования, а также может быть выключен сигналом стробирования отрицательной полярности.

Как запустить тиристор? Тиристоры управляются путем подачи правильного сигнала на соединение затвора устройства. Затем он будет продолжать пропускать ток до тех пор, пока сигнал затвора не будет удален и напряжение на нем не достигнет нуля. Существует два основных метода запуска тиристоров: Перекрестное срабатывание при нулевом напряжении (импульсный импульс)

Как запустить тиристор?

Для срабатывания тиристора между затвором и катодом должно быть приложено напряжение, положительное к затвору и отрицательное к катоду.При тестировании SCR мгновенного соединения между затвором и анодом достаточно по полярности, интенсивности и продолжительности, чтобы вызвать его срабатывание.

В чем разница между транзистором и тиристором?

Принципиальное различие между транзистором и тиристором заключается в том, что транзистор представляет собой трехслойное устройство, которому для обеспечения проводимости требуется регулярный импульс тока. Напротив, тиристор представляет собой четырехслойное устройство, которому требуется только один запускающий импульс для запуска и поддержания проводимости.

Какие процедуры следует выполнять при поиске и устранении неисправностей в цепях управления тиристорами? Поиск и устранение неисправностей цепей управления

  1. Исследуйте симптомы. Убедитесь, что вы понимаете систему. …
  2. Определите возможные причины. Непредвзято анализируйте систему, систематически исключая компоненты и функциональные элементы из общего процесса как маловероятные проблемные места. …
  3. Проверьте возможные причины. …
  4. Довести до конца.

В чем преимущество использования тиристора? Преимущества тиристора:

Легко включить . Может управлять питанием переменного тока . Может переключать высоковольтное, сильноточное устройство . Очень низкая стоимость .

Как тиристор управляет нагревателем?

Описание тиристоров

Для управления током в обоих направлениях используются два тиристора в обратно-параллельной конфигурации.Управляющие сигналы, подаваемые на GATE, или «запускающие» сигналы, рассчитаны на включение и выключение питания, чтобы подавать питание в течение времени, необходимого для контроля температуры.

Как отключить тиристор? Тиристоры могут быть включены только с помощью вывода затвора , но не могут быть выключены с помощью вывода затвора. … Таким образом, тиристор ведет себя как обычный полупроводниковый диод после включения или «выстрела». GTO может быть включен сигналом стробирования, а также может быть выключен сигналом стробирования отрицательной полярности.

Чем тиристор отличается от симистора?

Основное отличие тиристора от симистора состоит в том, что тиристор является однонаправленным устройством, в то время как в симисторе тиристор является двунаправленным устройством. Тиристор, также называемый SCR, означает выпрямитель с кремниевым управлением, а TRIAC означает триод для переменного тока. …

Что такое Fullform IGBT? IGBT расшифровывается как биполярный транзистор с изолированным затвором . … Это силовой транзистор, который сочетает в себе входной МОП-транзистор и выходной биполярный транзистор.

Является ли TRIAC тиристором?

Симисторы

представляют собой подмножество тиристоров (аналогично реле в том, что небольшое напряжение и ток могут управлять гораздо большими напряжением и током) и относятся к кремниевым управляемым выпрямителям (SCR). … Двунаправленность симисторов делает их удобными переключателями переменного тока (AC).

Какое семейство тиристоров? Полный список членов семейства тиристоров включает диак (двунаправленный диодный тиристор), симистор (двунаправленный триодный тиристор), SCR (кремниевый управляемый выпрямитель), диод Шокли, SCS (кремниевый управляемый переключатель) , SBS (кремниевый двусторонний переключатель), SUS ( кремниевый односторонний переключатель), также известный как комплементарный SCR или CSCR …

Какой из них не является тиристором?

Диак — трехслойный прибор и поэтому, строго говоря, не тиристор.

Что такое тиристор PDF? Тиристорный или кремниевый управляемый выпрямитель SCR представляет собой устройство, которое. широко используется для управления или переключения питания и часто высокого напряжения. Цепи переменного или постоянного тока. Соответственно тиристоры способны переключать большие уровни мощности. они используются в самых разных приложениях.

Не забудьте поделиться этим постом ✨

Что такое тиристор?

Вопрос задан: Mr.Деджон Макдермотт
Оценка: 5/5 (65 голосов)

Кремниевый управляемый выпрямитель или полупроводниковый выпрямитель представляет собой четырехслойное твердотельное устройство управления током. Название «кремниевый управляемый выпрямитель» является торговой маркой General Electric для типа тиристора.

Является ли SCR тиристором?

Во многих отношениях кремниевый управляемый выпрямитель , SCR или просто тиристор, как он более широко известен, похож по конструкции на транзистор.Это многослойное полупроводниковое устройство, отсюда и «кремниевая» часть его названия.

Что такое SCR и как он работает?

SCR представляет собой однонаправленное устройство , которое позволяет току течь в одном направлении и противодействует ему в другом направлении . SCR имеет три вывода, а именно анод (A), катод (K) и затвор (G), его можно включать или выключать, контролируя условия смещения или вход затвора.

Что делает SCR?

Selective Catalytic Reduction (SCR) представляет собой передовую технологическую систему активного контроля выбросов , которая впрыскивает жидкий восстановитель через специальный катализатор в поток выхлопных газов дизельного двигателя .Источником восстановителя обычно является автомобильная мочевина, также известная как жидкость для выхлопных газов дизельных двигателей (DEF).

Почему SCR является тиристором?

Silicon Controlled Rectifier (SCR) представляет собой однонаправленное полупроводниковое устройство, изготовленное из кремния. Это устройство является твердотельным эквивалентом тиратрона , поэтому его также называют тиристором или тиреоидным транзистором.

41 связанных вопросов найдено

Как срабатывает SCR?

Для срабатывания тиристора напряжение должно быть приложено между затвором и катодом, положительным на затворе и отрицательным на катоде …. SCR могут быть отключены при падении анодного тока ниже значения тока удержания (отключение при малом токе) или при «обратном срабатывании» затвора (прикладывании отрицательного напряжения к затвору).

Где используется SCR?

SCR в основном используются в устройствах , где требуется управление большой мощностью, возможно, при высоком напряжении . Возможность включать и выключать большие токи делает SCR подходящим для использования в приложениях управления мощностью переменного тока среднего и высокого напряжения, таких как диммирование ламп, регуляторы и управление двигателем.

Как контролируется SCR?

SCR управляются небольшим управляющим током через клемму, называемую «затвор» или «триггер» . Управляемый выходной ток огромен по сравнению с ним (как у реле), но нет искрения и контактов.

Как отключить SCR?

Чтобы выключить проводящий тиристор, анодный или прямой ток тиристора должен быть снижен до нуля или ниже уровня удерживающего тока , а затем к тиристору должно быть приложено обратное напряжение, достаточное для восстановления его прямого блокирующего состояния.

Как найти SCR?

Процедура проверки SCR с помощью мультиметра:

  1. Для проверки SCR переведите мультиметр в режим омметра.
  2. Подсоедините положительный выход мультиметра к аноду, а отрицательный — к катоду.
  3. Мультиметр должен показывать отсутствие непрерывности.
  4. Прикоснитесь воротами SCR к аноду.

Как работает тиристор SCR?

Тиристоры

являются наиболее широко известными тиристорами. Как объяснялось в общем описании тиристора выше, тиристор остается включенным даже при снятии тока затвора . … Когда анодный ток становится равным нулю, тиристор перестает проводить ток и блокирует обратное напряжение.

Как узнать, работает ли SCR?

Для проверки SCR подсоедините положительный выход омметра к аноду, а отрицательный — к катоду.Омметр должен показывать отсутствие непрерывности. Прикоснитесь затвором SCR к аноду . Омметр должен показывать непрерывность через SCR.

Какие существуют типы SCR?

Типы тиристоров

  • Кремниевый управляемый тиристор или SCR.
  • Gate отключает тиристоры или GTO.
  • Эмиттер отключает тиристоры или ETO.
  • Тиристоры с обратной проводимостью или RCT.
  • Двунаправленные триодные тиристоры или симисторы.
  • MOS отключает тиристоры или MTO.
  • Двунаправленные тиристоры с фазовым управлением или BCT.
  • Быстродействующие тиристоры или тиристоры.

Является ли стабилитрон диодом?

Диод Зенера — это кремниевый полупроводниковый прибор, который позволяет току течь в в прямом или обратном направлении.Диод состоит из специального, сильно легированного p-n перехода, предназначенного для проведения в обратном направлении при достижении определенного заданного напряжения.

В чем разница между SCR и тиристором?

Тиристор представляет собой устройство с четырьмя полупроводниковыми слоями или тремя PN-переходами. Он также известен как SCR (Silicon Control Rectifier). Термин «тиристор» происходит от слов «тиратрон» (трубка с газовой жидкостью, которая работает как SCR) и «транзистор».Тиристоры также известны как устройства PN PN.

Почему SCR называют управляемым выпрямителем?

Но управляемые кремнием выпрямители не проводят ток, даже если анодное напряжение больше, чем катодное, пока не сработает (третья клемма) клемма затвора . … Следовательно, тиристор также называют управляемым выпрямителем или кремниевым управляемым выпрямителем.

Когда работает SCR?

При проведении SCR действует как замкнутый переключатель .Падение напряжения на катоде и аноде будет примерно 0,7–1,8 В, в зависимости от размера тиристора и величины тока, протекающего через него. Когда катод и анод смещены в обратном направлении, ток не будет течь через устройство.

Что такое VI SCR характеристики?

V-I характеристика SCR (кремниевого выпрямителя) представляет собой вольтамперные характеристики …. Графическое представление тока через SCR и напряжения между анодом и катодной клеммой известно как V-I Характеристики SCR.

Почему кремний используется в SCR?

Первая причина использования кремния для тиристоров заключается в том, что кремний является идеальным выбором из-за его общих свойств . Он способен работать с напряжением и током, необходимыми для приложений высокой мощности. Кроме того, он обладает хорошими термическими свойствами.

Что такое SCR и его типы?

Кремниевый управляемый выпрямитель или полупроводниковый выпрямитель представляет собой четырехслойное полупроводниковое устройство управления током. Название «кремниевый управляемый выпрямитель» является торговой маркой General Electric для типа тиристора. SCR в основном используются в электронных устройствах, которые требуют контроля высокого напряжения и мощности.

Сколько слоев в SCR?

SCR (тиристор) состоит из четырех слоев чередующихся слоев кремниевых полупроводников P-типа и N-типа (P-N-P-N), образующих три перехода J1, J2 и J3 (J1 и J3 работают в прямом направлении, а средний J2 работает в обратном направлении) и три вывода, известные как анод (A), катод (K) и затвор (G), как показано на рис…

Как SCR используется в качестве переключателя?

Переключение SCR

  1. Методы включения SCR. Чтобы включить SCR, напряжение затвора V G увеличивается до минимального значения, чтобы инициировать запуск. Это минимальное значение напряжения затвора, при котором SCR включается, называется напряжением срабатывания затвора V GT .
  2. Методы отключения SCR.Отключение SCR представляет большую проблему, чем включение SCR.

Что такое диск SCR?

Приводы SCR

( Silicon Controlled Rectifier Drive ) почти всегда работают на постоянном токе. Моторный привод управляет скоростью, крутящим моментом, направлением и результирующей мощностью двигателя. … Приводы переменного тока управляют асинхронными двигателями переменного тока и, как и их аналоги постоянного тока, регулируют скорость, крутящий момент и мощность.

Почему мы используем запуск SCR?

Инициирование означает включение устройства из выключенного состояния.Включение тиристора относится к срабатыванию тиристора. Тиристор включается за счет увеличения протекающего через него анодного тока . Увеличение анодного тока может быть достигнуто многими способами.

В чем разница между SCR и симистором?

Основное различие между SCR и TRIAC заключается в том, что SCR является однонаправленным устройством, TRIAC является двунаправленным устройством . Тиристор более надежен, а симистор менее надежен.Для тиристора требуется два радиатора, тогда как для симистора нужен только один радиатор. … Тиристор управляет питанием постоянного тока, тогда как симистор управляет постоянным током, а также питанием переменного тока.

Тиристоры

— сердце HVDC

Эти полупроводниковые устройства не являются вымирающим видом, а демонстрируют, как постоянное развитие может удовлетворить потребности современного рынка.

Технология постоянного тока высокого напряжения (HVDC) позволяет передавать очень большое количество электроэнергии на очень большие расстояния с низкими потерями энергии.

Основными элементами передачи HVDC являются преобразовательные станции на обоих концах линии передачи, где полупроводниковый вентиль или тиристор преобразует переменный и постоянный ток. Этот тиристор, который представляет собой силовой полупроводниковый прибор на основе кремния, является сердцем преобразовательной станции и, по сути, сердцем передачи HVDC, потому что без них не было бы ни преобразований, ни передач HVDC.

Кто-то может возразить, что тиристоры — это электронные динозавры, вымирающий вид, которому осталось всего несколько лет полезного использования.Но учтите, что динозавры все еще правили землей миллионы лет.

Давайте посмотрим на детали.

Внешний вид тиристоров HVDC не так сильно отличается от компонентов 20-летней давности, но размер значительно увеличился. Тяжелые медные электроды сверху и снизу справляются с огромными электрическими токами, а герметичность керамического корпуса защищает от коррозии. Ничего особенного — так неужели эволюция застопорилась на три десятилетия?

Внутри тиристора, на первый взгляд, тоже нет ничего особенного.Между массивными молибденовыми дисками спрятано кремниевое устройство с катодом, который внешне немного отличается от старых версий и имеет структуру, похожую на снежинку. Однако вес активной части немного удивителен: трудно поверить, что каких-то 40 граммов кремния достаточно, чтобы справиться с 20 мегаваттами (МВт) номинальной мощности переключения. Секрет в том, что при всех своих небольших размерах эти прочные устройства легко выдерживают длительную и интенсивную эксплуатацию.

 

Надпись: 6-дюймовый тиристор с соответствующей кремниевой пластиной и структурой поперечного сечения.

Не так давно в городе Кахора-Басса в Мозамбике была проведена эксплуатация одной из первых коммерчески жизнеспособных линий высокого напряжения постоянного тока высокой мощности. Примерно через 40 лет установили новые распределительные устройства, новые трансформаторы, новые органы управления — все новое, кроме тиристорных вентилей. Обслуживать особо было нечего — они просто продолжали работать. Может быть, муравьи не единственные, кто так усердно работает по отношению к своему весу…

Врежьтесь глубже в устройство, чтобы найти реальные изменения: блокирующие соединения теперь структурированы; к краям они существенно глубже, чем в активной части.Катодные узоры тоньше и имеют сложное распределение вокруг усиливающего электрода затвора. Все эти изменения в сумме сводятся к снижению падения напряжения во включенном состоянии до 300 милливольт. В целом, это новое поколение устройств обеспечивает экономию электроэнергии в пределах 1 киловатта на устройство при номинальном токе. Это энергосбережение, а не потребление.

Вместо того, чтобы быть устаревшей технологией, обреченной на вымирание, сейчас разрабатываются тиристоры для безопасного преобразования все большего и большего количества энергии.Это означает, что линии сверхвысокого напряжения постоянного тока нового поколения (UHVDC) смогут передавать еще больше энергии по существующим коридорам передачи.

Компания АББ только что разместила первые заказы на тиристоры для линии высокого напряжения постоянного тока мощностью 10 гигаватт в Китае, то есть 10 000 000 000 ватт мощности в одной установке с эффективностью преобразования более 99,6%. Это существенно больше, чем общее потребление энергии в Швейцарии. Каждое устройство может проводить ток 6250 ампер и блокировать напряжение 7200 вольт.В нормальных условиях эксплуатации один компонент коммутирует мощность более 20 МВт.

Конечным результатом является увеличение мощности новых энергосистем высокого напряжения постоянного тока для удовлетворения потребности в энергии в промышленно развитых южных и восточных провинциях Китая. Неплохо для очевидного технологического динозавра.

Ссылки по теме:

Лучшее руководство по электронике для тиристора

Определение тиристора

Тиристор также известен как SCR ( кремниевый выпрямитель ), изобретенный Уильямом Шокли; В 1957 году General Electric Company из США разработала первый в мире тиристор и выпустила его на рынок в 1958 году.Тиристор представляет собой четырехслойную полупроводниковую структуру PNPN, имеющую три полюса: анод, катод и затвор; условия работы тиристора следующие: приложено прямое напряжение и на затворе есть триггерный ток. Это мощный импульсный полупроводниковый прибор, который представлен в схеме текстовыми символами «V» и «VT» (представлен буквами « SCR » в старом стандарте). Тиристор имеет характеристики кремниевого выпрямительного устройства, может работать в условиях высокого напряжения и сильного тока, и его рабочий процесс можно контролировать.Его можно использовать для управляемого выпрямления, регулирования напряжения переменного тока, бесконтактных электронных переключателей, инверторов и преобразования частоты в цепи.

Обозначение тиристора

Обозначение тиристора

Типы тиристоров

В следующей части Easybom представит краткое описание типов тиристоров .

(1) Методы выключения, включения и управления

Их можно разделить на обычные тиристоры, двунаправленные тиристоры, тиристоры с обратной проводимостью, запорные тиристоры (GTO), тиристоры BTG, терморегулируемые тиристоры, и светоуправляемые тиристоры.

(2) Вывод и полярность

Их можно разделить на диодные тиристоры, триодные тиристоры и квадрупольные тиристоры в зависимости от их контактов и полярности.

(3) Форма упаковки

Их можно разделить на тиристор в металлическом корпусе, тиристор в пластиковом корпусе и тиристор в керамическом корпусе. Среди них тиристоры в металлическом корпусе дополнительно подразделяются на болтообразные, плоские, круглые кожухообразные и т. д.; тиристоры в пластиковом корпусе делятся на два типа с радиатором и без радиатора.

(4) Токоемкость

Их можно разделить на три типа: тиристоры большой мощности, тиристоры средней мощности и тиристоры малой мощности. Как правило, тиристоры большой мощности в основном упаковываются в металлические корпуса, а тиристоры средней и малой мощности — в пластиковые или керамические корпуса.

(5) Скорость выключения

Тиристоры можно разделить на обычные тиристоры и высокочастотные (быстрые) тиристоры.

Как работает тиристор?

В процессе работы тиристора его анод (А) и катод (К) соединены с источником питания и нагрузкой, образуя основную цепь тиристора.

Тиристор или тиристор представляет собой полууправляемое силовое электронное устройство, и условия его работы следующие: находится в состоянии обратной блокировки.

2. Когда на тиристор подается прямое анодное напряжение, тиристор будет проводить только тогда, когда на затвор подается прямое напряжение. В это время тиристор находится в состоянии прямой проводимости, что является характеристикой тиристора, то есть управляемой характеристикой.

3. При включении тиристора, пока есть определенное прямое анодное напряжение, независимо от того, какое напряжение на затворе, тиристор остается включенным, то есть после включения тиристора затвор не действует . Ворота действуют только как триггер.

4. При включении тиристора, когда напряжение (или ток) главной цепи уменьшается до значения, близкого к нулю, тиристор отключается.

(1) Принцип работы однонаправленного тиристора

Однонаправленный тиристор представляет собой структуру флэш-слоя PNPN, которая образует три PN-перехода и имеет три внешних электрода: анод A, катод K и управляющий затвор G.Однонаправленный тиристор может быть эквивалентен составной лампе, состоящей из двух транзисторов, PNP и NPN, как показано на рисунке ниже. После того, как к аноду А приложено положительное напряжение, тиристор не проводит ток. Только при подаче триггерного напряжения на управляющий затвор G быстро включаются VT1 и VT2 один за другим, а базовый ток обеспечивается друг другу для удержания тиристора во включенном состоянии. В это время, даже если триггерное напряжение на управляющем затворе снято, тиристор все еще сохраняет проводящее состояние, и тиристор выключен до тех пор, пока проходящий через него ток не станет меньше тока удержания тиристора.

(2) Принцип работы двунаправленного тиристора

Двунаправленный тиристор может быть эквивалентен двум однонаправленным тиристорам, включенным в обратную параллель, как показано на рисунке ниже. Он может управлять двунаправленной проводимостью, поэтому два других электрода, кроме управляющего электрода G, уже не делятся на анод и катод, а называются основными электродами Т1 и Т2.

При подаче триггерного напряжения на управляющий электрод G симистор включается, колодец остается включенным после исчезновения триггерного напряжения.Ток может течь от Т1 к Т2 через VS2 и от Т2 к Т1 через VS1. Тиристор отключается, когда ток становится меньше тока удержания тиристора.

(3) Принцип работы отключающего тиристора

Обычный одноходовой или двухходовой тиристор включен и полюс управления не работает. Чтобы выключить тиристор, необходимо отключить питание, чтобы прямой ток, протекающий через тиристор, был меньше тока удержания IH.Особенность тиристора в том, что его можно отключить управляющим полюсом. сломан, чтобы преодолеть вышеуказанные недостатки. При подаче на управляющий полюс G отключаемого тиристора положительного импульсного напряжения тиристор включается, а при подаче на управляющий полюс G отрицательного импульса тиристор выключается, как показано на рис. рисунок ниже.

В чем разница между тиристором и транзистором?

Тиристор против транзистора с точки зрения определения, принципа и функции.

1. Определение

Транзистор — это полупроводниковое устройство, управляющее током.

Тиристор (SCR) также известен как SCR (кремниевый выпрямитель).

2. Принцип

Транзистор: Существуют два типа транзисторов в зависимости от материалов: германиевые транзисторы и кремниевые транзисторы. Каждый из них имеет две структурные формы, NPN и PNP, но наиболее часто используемыми являются кремниевые NPN и германиевые PNP, (где N означает отрицательный электрод, полупроводники N-типа используются в кремнии высокой чистоты. Фосфор добавляется для замены части кремния. атомов при стимуляции напряжением генерируются свободные электроны для проводимости.P означает положительный электрод. Кремний заменяется бором для создания большого количества отверстий для проводимости). За исключением разной полярности источника питания, у них один и тот же принцип работы. Ниже представлен только текущий принцип усиления кремниевой трубки NPN. Транзистор NPN состоит из двух полупроводников N-типа, заключенных между полупроводником P-типа. PN-переход, образованный между эмиттерной областью и базовой областью, называется эмиттерным переходом, а PN-переход, образованный коллекторной областью и базовой областью, называется коллекторным переходом.Три вывода называются эмиттером e, базой b и коллектором c.

Когда потенциал точки b на несколько десятых вольта выше потенциала точки e, эмиттерный переход находится в состоянии прямого смещения, а когда потенциал точки C на несколько вольт выше потенциала точки e точка b, переход коллектора находится в состоянии обратного смещения, а мощность Ec коллектора выше, чем мощность Eb базового полюса.

Тиристор: В процессе работы тиристора его анод (А) и катод (К) подключаются к источнику питания и нагрузке, образуя основную цепь тиристора.Затвор G и катод K тиристора подключены к устройству, которое управляет тиристором, чтобы сформировать управление тиристором.

3. Функция

Транзистор: Он имеет функцию усиления тока, и его суть в том, что триод может управлять большим изменением тока коллектора при небольшом изменении тока базы. Это самая основная и важная характеристика транзистора.

Мы ссылаемся на отношение ΔIc/ΔIb как усиление тока транзистора, представленное символом «β».Коэффициент усиления по току является фиксированной величиной для определенного транзистора, но он также будет изменяться в определенной степени при изменении тока базы при работе триода.

Тиристор: Тиристор представляет собой четырехслойную полупроводниковую структуру PNPN, которая имеет три полюса: анод, катод и полюс управления; Тиристор имеет характеристики кремниевого выпрямительного устройства, может работать в условиях высокого напряжения и сильного тока, а его рабочий процесс можно контролировать и широко использовать. Он используется в электронных схемах, таких как управляемое выпрямление, регулирование напряжения переменного тока, бесконтактный электронный переключатель, инвертор и преобразование частоты.

Применение тиристора

В следующей части Easybom расскажет о применении тиристора в качестве управляемого выпрямителя и управляемого переключающего устройства в электронных схемах соответственно.

1. Тиристор используется в качестве управляемого выпрямительного устройства

Тиристор может образовывать цепь регулирования напряжения с выпрямительным устройством, так что выходное напряжение выпрямительной цепи можно регулировать.

На рисунке ниже показана типичная схема регулятора напряжения, состоящая из тиристоров.

После того, как переменное напряжение 220 В проходит через мостовой выпрямитель (на рис. 1), оно заряжает конденсатор С (на рис. 3) через резисторы R1, R4 и RP (на рис. 2). Когда напряжение достигает пикового напряжения однопереходного транзистора VT (диод с двойной базой, на рисунке) 4), VT переходит из выключенного состояния во включенное, а конденсатор С быстро разряжается после прохождения через эмиттер, базу и R2 двойного транзистора. база VT, подающая сигнал запуска на тиристор VS (на рис. 6), так что тиристор VS включается, так как прямое падение напряжения на тиристоре после его включения очень мало, первый положительный полупериод достигает низшая точка, то есть при нулевом напряжении питания тиристор ВС автоматически отключается.Когда наступает следующий положительный полупериод, конденсатор С снова заряжается, и описанный выше процесс повторяется. Только при включенном тиристоре VS ток может протекать через нагрузку RL.

2. Тиристор используется в качестве управляемого электронного переключателя в цепи. коммутационное устройство в электронных схемах.На рисунке ниже показана типичная схема сигнализации. В качестве управляемого ключа в этой схеме используется тиристор. При перемещении объекта в фотоприемник свет светодиода блокируется объектом, а фототранзистор выключается без облучения светом. Напряжение положительного вывода VD1 возрастает, и он находится в прямом ходе, а база триода электрически включена. В момент включения VT1 он обеспечивает напряжение срабатывания триггерного вывода тиристора, поэтому тиристор включается, а сигнальная лампочка запитана и светится.

Первое в мире успешное испытание светового тиристора в реальной системе линий электропередач

Светоуправляемый тиристор, не требующий источника питания для изолированного затвора, является ключевым устройством в области силовой электроники.

Силовые полупроводниковые устройства — это полупроводниковые устройства, такие как диоды и транзисторы, которые используются в источниках питания и инверторах, где они выполняют различные функции, включая преобразование переменного тока в постоянный, повышение/понижение напряжения, преобразование частоты и т. д.В 1972 году, получив настойчивый запрос от тогдашнего отдела систем отдела тяжелой электроники, Лаборатория электронных устройств Центра исследований и разработок (в настоящее время Корпоративный центр исследований и разработок) начала полноценную разработку высокопроизводительного тиристор отключения силового затвора (GTO) (тиристор, который можно отключить с помощью управления затвором). Научные статьи, описывающие этот тип устройств, уже были опубликованы в 1960-х годах, и General Electric Company, Westinghouse Electric Corporation и RCA Corporation в США.С. разработал ГТО в начале 1970-х гг. Однако они не смогли добиться ожидаемых результатов и либо свернули свою деятельность, либо ушли из этой области. Ряд японских компаний также работали над GTO, но все их усилия по разработке потерпели неудачу.

Полупроводниковое подразделение Toshiba также занималось разработкой малогабаритного GTO, но решило отказаться от этой работы из-за недостаточной производительности и поэтому с осторожностью относилось к этой области. Тем не менее, Департамент систем настоятельно потребовал возобновить усилия, сосредоточив внимание на силовых преобразователях для использования в промышленных приложениях и системах электрических железных дорог.Президент компании согласился с этой точкой зрения и дал указание создать для этой цели новую чистую комнату, а системный отдел поддержать разработку в сотрудничестве с подразделением полупроводников.

Самая большая проблема в этом проекте заключалась в том, чтобы найти способ увеличить ток выключения с целью расширения области применения. В 1976 году компания с большим отрывом побила мировой рекорд по выдерживаемому напряжению и номинальному току, а в 1978 году объявила о разработке GTO 2500 В-600 А с удвоенным выдерживаемым напряжением.За ним последовал 4500 V-3000 A GTO, который был адаптирован для вагонов Nozomi Shinkansen («Скоростной поезд») в Японии, а также для локомотивов системы скоростного железнодорожного транспорта в Европе и внес большой вклад в развитие Toshiba. бизнес, связанный с силовой электроникой.

Примерно в то же время разрабатывался световой тиристор, который может запускаться светодиодом (LED). По сравнению с обычными тиристорами с электрическим управлением, в нем реализована большая миниатюризация оборудования и использование меньшего количества компонентов, что привело к повышению надежности.После получения еще одного сильного запроса от Департамента систем, который хотел, чтобы тиристорные вентили сверхвысокого напряжения, используемые в преобразовательных станциях и системах передачи электроэнергии постоянного тока, были исключительно светового типа, в 1978 году были начаты разработки в этой области. Тиристор с электрическим запуском на 4000 В-1500 А был коммерциализирован, и разработка мощного тиристора с управляемым светом с использованием светодиодов общего назначения в качестве триггера с почти в 100 раз большей чувствительностью светового затвора при сохранении тех же электрических характеристик была рискованным предприятием. .

С декабря 1983 г. по февраль 1985 г. были проведены испытания реальной системы линии электропередачи на станции преобразования частоты в Сакуме компании Electric Power Development Co., Ltd. с девяноста тиристорами 4000 В-1500 А, управляемыми светом, соединенными последовательно. . Успех этого проекта, когда тиристор, запускаемый светом, впервые в мире был испытан в реальной системе линий электропередач, был очень волнующим опытом для вовлеченных людей и продемонстрировал возможность передачи энергии постоянного тока с использованием этого устройства.

С другой стороны, примерно с 1981 года, когда разработка мощных световых тиристоров с емкостью 4000 В достигла определенной точки, также начались исследования с целью создания светодиодов с более высокой выходной мощностью и более высоким выдерживаемым напряжением. После пробного изготовления более 10 типов световых затворов компании удалось разработать новую многокаскадную усиливающую световую затворную структуру, которая полностью отвечала этим исследовательским задачам, а в 1982 году — устройство с самой большой в мире мощностью 8000–1200 В. А был выставлен на выставке технологий Toshiba.Затем, в 1984 году, было выпущено устройство на 8000 В со встроенной функцией защиты от перенапряжения. Устройства Toshiba на 4 000 В – 1 500 А широко использовались для компенсаторов реактивной мощности, установленных на трансформаторных подстанциях, в то время как наши устройства на 6 000 В – 2 500 А в основном применялись для подстанций с преобразователями частоты и систем передачи электроэнергии постоянного тока, а также для промышленных применений, таких как преобразователи для управление двигателем на металлургических заводах. В 1990 году подразделение полупроводников разработало световой тиристор на 6000 В-2500 А с функцией защиты от перенапряжения.

Ссылки по теме

Обучение (История) Первая страница

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.