Работа симистора: Симистор — устройство и принцип работы прибора

Симистор — устройство и принцип работы прибора

Все радиолюбители, профессиональные электрики и техники, которые ежедневно имеют дело с электрическими цепями и схемами, так или иначе сталкиваются и активно используют при своей работе полупроводниковые элементы. Все они функционируют благодаря так называемым n-p и p-n-переходам, в которых электроны вступают во взаимодействие с дырками.

В самом элементарном диоде насчитывается два слоя и p-n-переход, у биполярного транзистора их уже три, а перехода оба вида. Так вот, если к биполярному добавить еще один слой, то получится уже другой полупроводниковый прибор, именуемый тиристором.

Что такое симистор

А дальше, если один тиристор подключить с другим параллельно, то выйдет уже некая симметричная фигура двух тиристоров. Вот это и есть симметричный тиристор или другими словами, симистор. В зарубежной литературе и практике больше известен под названием TRIAC.

ТРИАК имеет один управляющий и два дополнительных силовых вывода, они же электроды.

На схемах главный именуется «затвором» и обозначен буквой G. Электроды силовые отмечены указателями Т1, Т2. Реже А и А1, А 1 и А2.

Стоит отметить, что тиристор такого типа в зарубежных трудах и технике – довольно редкий гость, в схемах используется нечасто. Скорее всего, из-за того, что он был придуман и получил патент на советских просторах, от чего в Европе и Америке не нашел широкого применения и распространения.

Принцип работы: как работает симистор

Уникальность такого устройства заключается в том, что анода и катода в привычном понимании относительно использования в электросхемах, тут нет. Хотя в схеме они присутствуют. Просто становятся крайне похожими друг на друга, ведь катод и анод одновременно могут иметь свойства каждого из них. То есть любой электрод данного прибора не имеет конкретного заряда. Так и выходит, что в симисторе электрический ток проходит не в одном, а сразу в двух направлениях! Что делает его незаменимым в схемах, где участвует переменный ток.

Например, в автоматическом регуляторе мощности, которые используются в любом источнике света, кондиционере или электроинструменте, симистор работает в такой схеме. Начав получать напряжение из электросети, в приборе только один силовой электрод срабатывает и получает переменное напряжение. А управляющий вывод с диодного моста получает отрицательное напряжение управления. Если включение станет чрезмерным, то симметрический тиристор сработает на открытие и отправит ток в нагрузку. Как только на входе прибора изменится полярность напряжения, он перестанет работать на открытие. Этот процесс зацикливается и повторяется снова и снова.

Из этого получается, что скорость включения симистора напрямую зависит от величины управляющего напряжения. И если оно уменьшается, то стихают и импульсы на нагрузке. А в целом, напряжение, после прохождения данного ТРИАКа, становятся регулируемыми в части импульсов и исходят в диапазоне, схожим на присущей пиле. На практике такая способность регулировки напряжения управления в симисторе дает возможность влиять и настраивать диапазон температур на острие электропаяльника или же яркость светодиодной ленты.

Поэтому, например, целесообразно симметрический тиристор использовать в устройстве по регулировке яркости светодиодных лампочек, лент, модулей и прожекторов, который называется диммером.

Схемы управления симисторами

Большим преимуществом данного устройства является его возможность одновременно управлять как положительным зарядом тока, так и отрицательным. Это дает возможность говорить сразу о четырех его основных режимах работы, то есть управляющее напряжение, относительно каждой своей полярности, может разбиваться на четыре сектора работы.

Так, например, существует отдельная схема на случай, чтобы симистор не открылся случайно, а не, как положено, в момент избыточного включения. В ней между двумя силовыми электродами вводится так называемая RC-цепочка. Номинальное значение сопротивления в ее резисторе под названием R1 варьируется в пределах от пятидесяти и до 470 Ом, а конденсатора с маркировкой С1 – в величинах 0,01- 0,1 мкф. Случается, что данные показатели доводится подбирать экспериментальным путем.

Маркировка симисторов

Различают довольно много маркировок данных симметричных тиристоров, которые зависят от ряда его основных параметров. Например, в широком ассортименте в интернет-магазинах электроники и в целом на рынке подобных комплектующих можно встретить модели типа:

• BT131-600
• BT134-600
• BT137-600E
• BT138-600
• BTA16-600B
• MAC08MTI
• BTB12-800CWRG
• BTA140-600
• BTA41-600BRG
• BTA41-600 и прочие.

Например, модель BTA24-600B – стандартный, не оснащенный снаббером. Этот элемент необходимо устанавливать внешне и отдельно.
Отдельно стоит остановиться на таком понятии как корпус симистора. В современных моделях различают такие основные пластиковые корпусы как:

• D-PAK
• DO-35
• M1
• SOT-223
• TO-126
• TO-220
• TO-247AC
• TO-92
• TOP-3

К числу основных параметров, которые следует использовать для обозначения характеристик устройства относятся показатели максимального обратного напряжения, максимальные значения тока в открытом положении и в импульсном режиме, самого малого значения тока в постоянном режиме, которого достаточно для открытия симистора, как и наименьшего импульсного тока.

Важно учитывать, какие показатели напряжения в открытом режиме могут определяться при разных значениях тока, например, 160 ампер и 300 ампер. В таком случае, они оба должны быть пропорциональны друг другу, то есть ток при 160 амперах, быть равным 5 вольтам, а при 300 амперах – 2,5 вольтам, т.е. идти на понижение.

У симисторов огромная разница во времени, когда происходит включение и выключение. Так, в среднем оно может у одной и той же модели быть, допустим, 10 микросекунд на включение и 150 микросекунд на выключение. Одним словом, здесь срабатывает принцип, когда напряжение и сила тока экспотенциальны – чем выше второе, тем меньше первое. Принцип работает и в обратном положении данных величин.

В целом TRIAC при вхождении в цепь, может выполнять функции как электровыключателя, так и реле. В таком случае, его достоинства являются существенными:

• Низкая цена;
• Длительный срок эксплуатации в отличие от электромеханических приборов;
• Бесконтактный метод работы, а значит отсутствие дребезжания и искрения.

Однако эти полупроводниковые схемы имеют и свои негативные стороны, которых следует активно избегать:

• Небольшой диапазон рабочих температур, из-за чего возможен перегрев (поэтому они устанавливаются на радиаторах вплотную)
• Невозможность использования при высокочастотном режиме, поскольку по длительному разрыву между временем открытия и закрытия они не успевают правильно отреагировать на высокую частотность
• Чувствителен к электромагнитному излучению, реагирует ложным открыванием, что ограничивает сферу его использования

Как проверить работоспособность симистора

Чтобы правильно осуществить проверку на работоспособность данное устройство, необходимо оснаститься специальным тестером или мультиметром. Последний за счет работы сразу в нескольких режимах сможет определить вольтаж, величину сопротивления и количество ватт, при том как в переменной области исследований, так и в постоянной.

Первый способ проверки эксплуатационных характеристик симметричного тиристора основан на показаниях мультиметра, который переведен в режим омметра. Необходимо попарно подключить выходы мультиметра к контактам ТРИАКа и измерить их в обычном положении. При этом сопротивление должно выдавать свои максимальные показатели, то есть стремиться к бесконечности. В цифровых мультиметрах это визуализируется как увеличение цифрового значения на экране прибора рывкообразно, а на аналоговом – стрелка плавно, но устойчиво будет отклоняться на радиально-линейной шкале вправо до упора. Если это случилось, то необходимо к электроду управления такого тиристора присоединить анод. Анод сработает на открытие радиодетали, а сопротивление устремиться к нулю. В такой случае, скорее всего, симмистор полностью рабочий.

Другой способ подойдет для тех, у кого под рукой не оказалось мультиметра. Тогда понадобится тестер, типа для определения фазы и нуля в цепи, и аккумуляторная пальчиковая батарейка или любой другой элемент, осуществляющий питание электронных устройств. Сначала соединяем контакты тестера и ТРИАКа. Если все хорошо, то световой сигнал лампы контроля на тестере не сработает. Затем с батарейки подаем напряжение между управляющим и силовыми выводами. Полярность тестера и рабочего электрода должны совпасть, а лампа контроля загореться. Если ток удержания в переходе нашего двойного тиристора достаточен, то лампочка не потухнет и после отключения батарейки, только если выключить сам тестер.

Область применения симисторов

Они используются в сфере эксплуатационных элементов на железных дорогах, а именно в релейных шкафах, схемах электрической централизации стрелок и устройств, в области сигнализации и связи, регулируют железнодорожные переезды и световые головки светофоров, используются в радиотехнике, например, в электропаяльниках, вентиляторах, обогревателях.

Даже после выхода из строя, можно, заменив часть устройства, продолжать его использовать еще долгие годы, пока маркировки и совсем не станет видно. В виду надежности применимы в промышленности и транспорта для сигнализации, централизации и блокировки сигналов от устройств.

Опубликовано: 2020-06-11 Обновлено: 2021-08-30

Автор: Магазин Electronoff

Устройство, принцип работы симистора и сферы применения

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.

Виды

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.

принцип действия, плюсы и минусы, применение прибора

Симистором называется прибор, разработанный ещё в СССР на электрозаводе города Саранска. Он имеет 5 р-n переходов.

• Принцип действия
• Плюсы и минусы использования
• Применение симистора

История его создания приходится на 1960-е годы, на то время, когда Мордовский институт заполнил патент на это изобретение.

О том, как работает симистор, знают немногие. Его функционирование напоминает работу тиристора.

Принцип действия

Пожалуй, основное отличие симистора от тиристора заключается в том, что первый прибор может пропускать ток в двух направлениях, из-за чего он нашёл своё применение в электроцепях переменного тока.

В симисторе отсутствует катод и анод. Этот факт подтверждается при изучении вольт-амперной характеристики прибора.

Также можно заметить, что он имеет симметрию с осью тока. В его схеме присутствует два силовых электрода (МТ1 и МТ2) и управляющий электрод (G). Если на второй показатель подать напряжение со знаком минус, и его показатель окажется выше заданной величины срабатывания симистора, и одновременно на силовой электрод подать напряжение, достаточное для протекания в приборе тока, превышающего ток удержания симистора, то он будет пропускать электричество.

Закрыться же прибор сможет после того, как напряжение на силовом электроде упадёт до величины, при которой ток прибора снизится до тока удержания.

Основным достоинством схем регуляторов мощности на приборе является наличие хорошей двусторонней связи, следовательно, появляется уникальная возможность её изменения непосредственно в период работы устройства.

Такие схемы часто используются для регулирования света при использовании всем известных ламп накаливания. Для их реализации применяются

• тиристор;
• динистор;
• симистор.

Для такого режима работы можно использовать 4 способа для подачи напряжения на МТ2 и G (управляющий электрод). Два первых варианта требуют подать напряжение со знаком плюс на силовой электрод (МT2) и отрицательное или положительное на управляющий электрод. Последующие два варианта требуют подать на силовой электрод (МT2) напряжение со знаком минус и положительное или отрицательное на управляющий электрод.

Важно, что 1−3 способы считаются рабочими, а четвёртый запрещённым, так как в этом режиме может произойти поломка.

Плюсы и минусы использования

У симистора в принципе работы можно выделить ряд достоинств. Главными его преимуществами являются:

• низкая стоимость;
• повышенный срок эксплуатации.

Из-за отсутствия каких-либо механических контактов прибор не искрит, что повышает безопасность его применения, кроме того, отсутствуют радиопомехи при его работе.

К минусам аппарата обычно относят его сильный перегрев при отсутствии радиаторов охлаждения. Поэтому прибор следует использовать лишь при незначительных нагрузках на него или же установить радиатор охлаждения.

Крепить аппарат к охладителю следует креплением с использование винта. Аппарат очень чуток к переходным процессам и не будет работать стабильно на больших частотах, а также имеет сильную чувствительность к различного рода шумам и помехам.

В качестве примера можно привести компьютерный блок бесперебойного питания. Суть его работы заключается в том, что ток сети преобразовывается из постоянного в переменный. При отключении этого блока симистор начинает брать накопившееся электричество из своего встроенного аккумулятора.

Огромное значение для персонального компьютера играет и блок электропитания в целом. При резком переключении напряжения может произойти самовольное включение симистора при отсутствии управляющего напряжения. Всё это может его повредить. Всему виной возникновение помехи или выбросы напряжения при работе с нагрузкой.

Чтобы не дать симистору сломаться, следует включить шунтирующую RC цепочку. Однако в определённых цепях могут возникнуть электрические помехи и шумы. Если они достигнут значения включения, то прибор включится не в то время. Чтобы этого не произошло, следует укоротить провода, которые ведут к затвору, или же использовать экранированный кабель.

Ещё одним способом для избавления от шумов является использование резистора, величина которого составляет 1кОМ.

Применение симистора

Из-за своих уникальных характеристик, простоты устройства и небольшой стоимости симистор успешно применяется как в быту, так и в промышленности, в следующих видах техники:

• печи;
• духовки;
• регуляторы освещения;
• дрели;
• перфораторы.

Практически в каждом электроприборе, имеющемся в доме, найдётся симистор.

В промышленной сфере приборы применяются при регулировке света, кроме того, с их помощью регулируются электроприборы и электродвигатели.

Симистор легко сможет заменить электромеханические реле, так как он намного более долговечен и надёжен. Аппарат очень хорошо зарекомендовал себя на рынке и, несмотря на бурно развивающуюся электронику, до сих пор пользуется большим спросом, так как нашёл широкое применение не только в домашней технике, но и в промышленности.

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.

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.

Симистор и его применения — основы радиотехники

Тиристор идеально подходит для регулирования мощности переменного напряжения во всем, кроме одного: он является однополупериодным устройством, а это означает, что даже при полной проводимости используется только половина мощности. Можно включить параллельно два тиристора навстречу друг другу, как это показано на рис.1, чтобы обеспечить двух-полупериодный режим работы, однако для этого требуется подавать импульсы запуска на управляющие электроды от двух изолированных, но синхронных источников, как это видно из рисунка.

Рис.1 Двухполупериодный регулятор можно построить на двух тиристорах. Для изоляции источников импульсов от напряжения сети используются оптопары.

Самым полезным устройством для практического регулирования мощности переменного напряжения является двунаправленный тиристор или симистор. Как можно видеть на рис2. симистор можно рассматривать как два инверсно-параллельных тиристора с управлением от единственного источника сигнала. Симисторы являются настолько гибкими устройствами, что их можно переключать в проводящее состояние как положительным, так и отрицательным импульсом запуска независимо от мгновенной полярности источника переменного напряжения. Названия катод и анод теряют смысл для симистора; ближайший к управляющему электроду вывод назвали, не мудрствуя лукаво, основным выводом 1 (МТ1), а другой — основным выводом 2 (МТ2). Запускающий импульс всегда подается относительно вывода МТ1 так же, как в случае тиристора он подается относительно катода.

Рис2. Симистор: (а) структура, (b) условное обозначение.

Обычно для переключения симистора, рассчитанного на ток до 25 А, достаточен пусковой ток 20 мА, и одним из простейших примеров его применения является «твердотельное реле», в котором небольшой пусковой ток используется для управления большим током нагрузки (рис.3). В качестве ключа SW1 могут быть геркон, чувствительное термореле или любая контактная пара, рассчитанная на 50 мА; ток в цепи нагрузки ограничивается только параметрами симистора. Полезно отметить, что резистор R1 в цепи запуска находится под напряжением сети только в моменты включения симистора; как только симистор включается, разность потенциалов на резисторе R1 падает до величины около одного вольта, так что достаточен полуваттный резистор.

Рис.3 Простое «твердотельное реле» на симисторе.

Весьма распространенными применениями симистора являются регулятор яркости для лампы или управление скоростью вращения мотора. На рис.4 показана такая схема. Временное положение запускающих импульсов устанавливается RC-фазовращателем; потенциометром R2 регулируют яркость лампы, тогда как резистор R1 просто ограничивает ток, когда потенциометр установлен в положение с минимальным сопротивлением. Сами импульсы запуска формируются динистором, то есть двунаправленным триггерным диодом. Динистор можно представить себе как маломощный тиристор без управляющего электрода с низким напряжением лавинного пробоя (около 30 В). Когда разность потенциалов на конденсаторе С1 достигает уровня пробоя в динисторе, мгновенный импульс разряда конденсатора включает симистор.

Рис.4 Простейшая схема регулировки яркости лампы на симисторе с фазовым управлением.

Легко сделать автоматический фотоэлектрический выключатель лампы, присоединив параллельно конденсатору С1 фотоэлемент ORP12 (светозависимый резистор). Сопротивление фотоэлемента в темноте велико, порядка 1 МОм, но при дневном свете оно падает до нескольких килоом так, что симистор не может поджечься и лампа выключена. Если в автоматическом выключателе ручная регулировка не требуется, то резистор R2 можно заменить на короткое замыкание.

На рис.5 показано, как симистор управляет мощностью в нагрузке, отрезая начальную часть каждого полупериода. Длительность пропущенной части зависит от запаздывания пускового импульса по фазе, которое определяется сопротивлением R1+R2 и емкостью С1. В простейшей схеме управления на рис.4 фазовый сдвиг не может быть больше 90°, так как используется только одна RС-цепочка. Поэтому такая схема является плохим регулятором при малой мощности, поскольку в нем могут происходить неожиданные скачки от выключенного состояния к полной мощности.

Более совершенная схема приведена на рис.6; включение дополнительной RC-цепочки (R3С3) дает больший фазовый сдвиг для лучшего управления при малой мощности. Дальнейшие усовершенствования состоят во введении следующих элементов: (а) демпфера с постоянной времени R4С4 для предотвращения ошибочных переключений от противо-э. д.с. индуктивной нагрузки и (b) радиочастотного фильтра L1C1 для подавления помех. Последний элемент всегда следует вводить в симисторную или тиристорную схему, работающую по принципу «отсекания части колебания», поскольку быстрые включения и выключения могут создавать серьезные радиопомехи в питающей сети.

Рис.5 Форма напряжения на нагрузке в симисторном регуляторе при постепенном увеличении фазового сдвига.

Имеется большое число различных симисторов и тиристоров которые нашли широкое применение в бытовой технике. Как и в случае выпрямительных диодов, для того, чтобы выбрать прибор с нужными номинальными напряжением и током, можно обратиться к каталогам и справочным данным.

Рис.6 Симисторный регулятор мощности с широким диапазоном регулировки и встроенным подавлением помех.

Большинство производителей выпускают подходящие динисторы, но имеются также приборы, называемые quadrac, в которых объединены симистор и динистор.

На рис.7 показаны корпуса и цоколевка распространенных симисторов. Если симистор должен использоваться на полную допустимую мощность, то его необходимо закрепить на теплоотводе.

Подавление радиочастотных помех, создаваемых симисторными или тиристорными регуляторами с фазовым управлением, становится более трудным и дорогим при больших значениях тока нагрузки. В электрических нагревателях и в других нагрузках с большой инерционностью можно уменьшить помехи, пропуская каждый раз целое число полупериодов. Это позволяет избежать скачкообразных изменений тока, которые и вызывают радиочастотные помехи. Такой способ называется прерывистым запуском или управлением с целым числом периодов. Этот способ, как правило, не подходит для управления яркостью лампы из-за мерцания. Для осуществления управления с целым числом периодов подходят такие микросхемы, как SL441, включающиеся при нулевом напряжении. Они определяют пересечение напряжением сети нулевого уровня и обеспечивают запуск симистора от датчика, сопротивление которого меняется, например, от термистора.

 

Рис.7 Корпуса распространенных симисторов: (а) корпус Т066, (b) болтовой крепеж, (с) пластмассовый корпус Т0220.

 

Симистор. Принцип работы, параметры и схематические обозначения

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

Содержание

Симистор

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

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

Биполярный транзистор имеет два перехода и три слоя (n-p-n, p-n-p). Что произойдет, если мы добавим еще один слой?

Затем мы получаем четырехслойный полупроводниковый прибор, который называется тиристор. Два тиристора, соединенные в противоположных направлениях, образуют симистор, или симметричный тиристор.

В английской технической литературе вы найдете название TRIACTRIAC – триод для переменного тока).

Именно так симистор изображается на схемах.

Симистор имеет три электрода (вывода). Один из них – управляющий электрод. Он обозначается буквой G (от слова ворота). Два других – питающие электроды (T1 и T2). На схемах они также могут обозначаться буквой A (A1 и A2).

А это эквивалентная схема симистора, состоящего из двух тиристоров.

Обратите внимание, что симистор управляется несколько иначе, чем эквивалентная тиристорная схема.

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

Как работает симистор?

В то время как тиристор имеет определенные анод и катод, электроды симистора не могут быть описаны таким образом, поскольку каждый электрод является одновременно анодом и катодом. Поэтому, в отличие от тиристора, который проводит ток только в одном направлениисимистор способен проводит ток в обоих направлениях. Поэтому симистор идеально подходит для сетей переменного тока.

Очень простая схема, описывающая принцип работы и применение симистора, может быть электронным регулятором мощности. В качестве нагрузки можно использовать что угодно: лампочку, паяльник или электрический вентилятор.

Симисторный регулятор

Когда устройство подключено к сети, на один из электродов симистора подается переменное напряжение. Отрицательное управляющее напряжение подается с диодного моста на управляющий электрод. Когда порог включения превышен, симистор открывается и ток течет в нагрузку. Когда напряжение на входе симистора изменит полярность, симистор закроется. Затем этот процесс повторяется.

Чем выше уровень управляющего напряжения, тем быстрее включается симистор и тем больше длительность импульса на нагрузке. Если управляющее напряжение уменьшается, длительность импульса на нагрузке будет короче. После симистора напряжение имеет пилообразную форму с регулируемой длительностью импульса. В этом случае, изменяя управляющее напряжение, мы можем регулировать яркость электрической лампочки или температуру наконечника паяльника.

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

Если рассматривать симистор как электронный переключатель или реле, то его преимущества неоспоримы:

По сравнению с электромеханическими устройствами (электромагнитными и герконовыми реле) оно характеризуется длительным сроком службы.

Нет контактов и, следовательно, нет искрения или дребезга.

Недостатками являются:

Симистор очень чувствителен к перегреву и установлен на теплоотводе.

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

Он реагирует на внешние электромагнитные помехи, которые вызывают ложные срабатывания.

Для защиты от ложного срабатывания между клеммами питания симистора подключена RC-цепь. Значение резистора R1 50-470 Ом, размер конденсатора C1 0,01 – 0,1 мкф. В некоторых случаях эти значения определяются экспериментально.

Основные параметры симистора.

Основные параметры удобно описывать на примере популярного бытового симистора KU208G. Разработанный и изготовленный довольно давно, он до сих пор пользуется интересом у любителей делать что-то своими руками. Вот его основные параметры.

Максимальное обратное напряжение составляет 400 В. Это означает, что он прекрасно справляется с нагрузкой от сети 220 В и при этом имеет большой запас мощности.

В импульсном режиме напряжение точно такое же.

Максимальный ток в разомкнутом состоянии составляет 5А.

Максимальный ток в импульсном режиме составляет 10 А.

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

Наименьший импульсный ток составляет 160 мА.

Напряжение открытия при токе 300 мА составляет 2,5 В.

Напряжение открытия при 160 мА – 5 В.

Время – 10 мкс.

Время выключения – 150 мкс.

Как мы видим, для открытия симистора необходима комбинация тока и напряжения. Больше ток, меньше напряжение и наоборот. Обратите внимание на большую разницу между временем включения и выключения (10 мкс. против 150 мкс.).

Оптосимистор.

Современным и перспективным вариантом симистора является оптосимистор. Название говорит само за себя. Симистор оснащен светодиодом вместо управляющего электрода и управляется путем изменения напряжения на светодиоде. На рисунке показан внешний вид оптосимистора MOC3023 и его внутренняя конструкция.

MOC3023 Оптосимистор

Проектирование оптосимисторов

Как вы можете видеть, внутри корпуса установлен светодиод и симистор, который управляется излучением светодиода. Контакты с маркировкой N/C и NC не используются и не подключены к элементам цепи. NC – обозначает Nот Connect, что в переводе с английского означает “не подключен”.

Самое ценное в оптосимисторе – это полная гальваническая развязка между цепью управления и цепью питания. Это повышает электробезопасность и надежность схемы.

Рисунок 1: Схема подключения симистора (2 тиристора) и графическое представление

Обзор

Симистор – это тиристор с большим количеством типов p-n-переходов. Он подходит для использования в цепях переменного тока для электронного управления. Для чайников в этой области следует объяснить его структуру, функции и области применения, чтобы понять, как работают симисторы.

Ключевая информация

Ключи – это устройства, которые используются для переключения или переключения в электрических цепях. Существует три типа, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Клавиши классифицируются в зависимости от типа переключения:

1. Механические.
2. Электромеханическая.
3. Электронные.

Механические ключи включают выключатели и автоматические выключатели. Они используются для создания одного или нескольких наборов контактов, которые должны переключаться вручную. Реле (контакторы) – это электромеханические переключатели. Электромагнитное реле состоит из магнита, который представляет собой катушку с подвижным сердечником. Когда на катушку подается напряжение, она притягивает сердечник с помощью группы контактов: один контакт замыкается, а другой размыкается.

Преимущества использования электромеханических переключателей включают: отсутствие падения напряжения или потери мощности через контакты, а также изоляцию нагрузки и цепей переключения. У этого типа ключей есть недостатки:

1. Количество переключений ограничено, так как контакты изнашиваются.
2. При размыкании контактов возникает электрическая дуга, которая приводит к разрушению контактов (электрическая эрозия). Не может использоваться во взрывоопасных зонах.
3. Очень медленное время отклика.

В основе электронных переключателей лежат различные полупроводниковые элементы: транзисторы, управляемые диоды (тиристоры) и симметричные управляемые диоды (симисторы). Простейший электронный ключ – это биполярный транзистор с коллектором, эмиттером и базой, состоящей из 2 p-n-переходов. По структуре они бывают двух типов: n-p-n и p-n-p.

Поскольку транзистор состоит из двух p-n-переходов, существует 4 режима работы в зависимости от того, в каком состоянии они находятся: активный, обратный, насыщение и отсечка. В активном режиме коллекторный переход открыт, а в обратном режиме открыт эмиттерный переход. Когда два транзистора открыты, транзистор находится в режиме насыщения. Если оба разъема замкнуты, устройство будет работать в режиме отключения.

Транзистору требуется только 2 состояния для работы. Режим отсечки возникает при отсутствии тока базы, поэтому ток коллектора равен 0. Если на базу подается достаточный ток, полупроводниковый прибор будет работать в режиме насыщения, то есть в открытом состоянии.

Если рассматривать полевые транзисторы, то можно изменять их проводимость, варьируя величину напряжения на затворе, который выступает в качестве управляющего электрода. Управляя его работой путем воздействия на ворота, можно получить два состояния: открытое и закрытое. Ключи полевых транзисторов работают быстрее, чем ключи биполярных транзисторов.

Электронные переключатели на основе тиристоров обладают определенными характеристиками. Тиристор – это полупроводниковый радиочастотный элемент с p-n-p-n или n-p-n-p переходами, имеющий 3 или иногда 4 вывода. Он состоит из p-слоя (катода), n-слоя (анода) и управляющего электрода (базы). Его можно заменить двумя транзисторами с разной структурой. Он представляет собой 2 транзисторных переключателя, подключенных в противоположных направлениях. База одного транзистора соединена с коллектором другого.

При подаче тока на базу управляемый диод открывается и остается в этом состоянии до тех пор, пока ток не уменьшится до нуля. Когда ток базы высок, тиристор представляет собой простой полупроводниковый диод, проводящий ток в одном направлении.

Он может работать в цепях переменного тока, но только на половинной мощности. Для этого необходимо использовать симистор.

Принцип работы симистора

Основное различие между симистором и тиристором заключается в двунаправленной проводимости. Симистор можно заменить двумя тиристорами, которые на рисунке 1 соединены встречно. Здесь показаны графические символы симисторов в электрических схемах. В некоторой литературе вы также можете найти другие названиясимистор и симметрично управляемый диод.

Рисунок 1: Симистор (электрическая схема из 2 тиристоров) и его графическое обозначение

Существует простой пример, который позволит даже “чайникам” понять, как работает симистор. Дверь отеля может открываться в двух направлениях, и два человека могут входить и выходить одновременно. Этот простой пример показывает, что симистор может пропускать ток в обоих направлениях (вперед и назад), поскольку он состоит из 5 p-n-переходов. Его работа контролируется базой.

Слои симистора из полупроводника похожи на переход транзистора, но имеют 3 дополнительные области n-типа. Четвертый слой находится рядом с катодом и разделен, потому что анод и катод выполняют определенные функции, когда течет ток, и меняются местами, когда ток течет в противоположном направлении. Пятый слой находится около основания.

Когда сигнал подается на управляющий вывод, симметричный управляющий диод открывается, поскольку его анод имеет положительный потенциал. В этом случае ток будет протекать через верхний тиристор. При изменении полярности ток будет протекать через нижний тиристор (рис. 1). На это указывает вольт-амперная характеристика (ВАХ), показанная на рисунке 2. Она состоит из двух кривых, повернутых на 180 градусов.

Рисунок 2: I-V кривая симистора

Буква “А” обозначает закрытое состояние, а “В” – открытое. Urrm и Udrm – допустимые значения прямого и обратного напряжений. Idrm и Irrm – прямой и обратный токи.

Типы и применение

Поскольку симистор является разновидностью тиристора, их основное отличие заключается в параметрах управляющего электрода (базы). Кроме того, Они также классифицируются по другим признакам:

1. Дизайн.
2. Величина тока, при котором возникает перегрузка.
3. Базовые характеристики.
4. Значения прямого и обратного токов.
5. Величины переменного и обратного напряжения.
6. Тип электрической нагрузки. Это энергетические нагрузки и нормальные нагрузки.
7. Параметр, определяющий величину тока, необходимого для открытия ворот.
8. Отношение dv/dt, которое представляет собой скорость, с которой происходит переключение.
9. Производитель.
10. Мощность.

Благодаря способности пропускать ток в двух направлениях, они используются в цепях переменного тока, поскольку тиристоры не могут работать на полную мощность. Симметричные тиристоры В таких приложениях обычно используются тиристоры:

1. Диммирующие устройства или диммеры.
2. Регуляторы скорости для различных инструментов (лобзики, шуруповерты и т.д.).
3. Электронный контроль температуры для индукционных варочных панелей.
4. Охлаждающее оборудование для двигателей с плавным пуском.
5. Бытовая техника.
6. Промышленность для освещения, плавного пуска машин и машинных приводов.

Преимуществами симисторов являются их низкая стоимость, надежность, отсутствие генерации помех (отсутствие механических контактов) и длительный срок службы. Основными недостатками являются необходимость в дополнительных теплоотводах, невозможность использования на высоких частотах и влияние различных видов помех и шумов.

Для подавления помех между катодом и анодом симистора необходимо параллельно подключить ряд конденсаторов и резисторов от 0,02 до 0,3 мкФ и от 45 до 500 Ом соответственно. Для использования в любой схеме или устройстве необходимо знать основные технические характеристики, поскольку знание этой информации поможет избежать многих трудностей начинающему радиолюбителю.

Полярность напряжения открытия должна быть либо отрицательной для обеих полярностей напряжения на условном аноде, либо совпадать с полярностью напряжения “анода” (т. е. быть положительной при положительном полуволновом потоке и отрицательной при отрицательном полуволновом потоке).

Симистор. Описание, принцип работы, свойства и характеристики.

Что ж, на предыдущей странице мы подробно обсудили свойства и характеристики полупроводникового прибора под названием тиристор, пренебрежительно назвали его “довольно архаичным”, настало время представить разумную альтернативу.
Симистор заменил тиристор в качестве рабочей лошадки, практически полностью заменив его в электрических цепях переменного тока.
История симистора также не нова и восходит к 1960-м годам, когда он был изобретен и запатентован в СССР группой коллег из Мордовского института радиотехники.

Итак:
Симистор, он же симметричный триодный тиристор, – это полупроводниковый прибор, который является разновидностью тиристора, но в отличие от него способен пропускать ток в двух направлениях и используется для переключения нагрузки в цепях переменного тока.

На рис.1 слева направо показана топологическая структура симистора, затем обычная, но очень условная эквивалентная схема, выполненная с использованием двух тиристоров, и, наконец, изображение симистора в электрических схемах.
MT1 и MT2 – это провода питания, которые могут быть обозначены как T1&T2; TE1&TE2; A1&A2; катод&анод. Контрольный электрод обычно обозначается латинской буквой G или русской U.

Глядя на эквивалентную схему, может возникнуть иллюзия, что симистор – это компонент, полностью симметричный относительно горизонтальной оси, что позволяет ему свободно вращаться вокруг управляющего электрода. Это неправда.
Так же, как и тиристор, управляющий электрод симистора должен быть подключен относительно опорного катода (MT1, T1, TE1, A1).
Иногда производитель может указывать номер 1 как вывод “анод”, а номер 2 как вывод “катод”, поэтому всегда следуйте обозначениям, приведенным в технических характеристиках устройства.

Полярность напряжения открытия должна быть либо отрицательной для обеих полярностей условного анодного напряжения, либо совпадать с полярностью “анодного” напряжения (т.е. быть положительной при прохождении положительной полуволны и отрицательной при прохождении отрицательной полуволны).

Приведем вольт-амперные характеристики тиристора и схемы, реализующей простейший способ управления симисторами – подачу на управляющий электрод прибора постоянного тока величины, необходимой для его включения (рис.2).

Рис.2

Большим преимуществом симистора по сравнению с тиристором является возможность работы в стандартном режиме с полупериодами сетевого напряжения разной полярности. Вольт-амперная характеристика симметрична, нет необходимости использовать выпрямительный мост, схема проще, но самое главное – элемент (выпрямитель), на котором рассеивается около 50% мощности холостого хода, выключен.

Рассмотрим работу симистора с отрицательной полярностью на его управляющем входе (рис. 2, справа), поскольку мы помним, что эта полярность напряжения открытия универсальна как для положительных, так и для отрицательных полупериодов сетевого напряжения. Фактически, он точно такой же, как и тиристор, описанный на предыдущей странице.
Давайте рассмотрим, чему мы научились.

1 Сначала мы рассмотрим случай, когда управляющий электрод симистора выключен (S1 на схеме разомкнут, Iu на TLC равен 0). Нет тока через нагрузку (раздел III по CVC), симистор закрыт, и чтобы открыть его, нужно поднять напряжение на “аноде” симистора так, чтобы произошел лавинный пробой p-n полупроводника.
Оговоримся: мы не можем зафиксировать этот процесс, так как это напряжение составляет несколько сотен вольт и обычно превышает значение амплитуды сетевого напряжения.
Тем не менее, при достижении этого уровня напряжения (точка II на VAC), симистор открывается, падение напряжения между питающими проводами падает до единиц вольт, нагрузка подключается к сети – начинается режим открытого симистора (точка I на VAC).
Чтобы закрыть симистор, ток, протекающий через нагрузку (или напряжение “анода”), должен уменьшиться ниже тока удержания.

(2) Чтобы уменьшить величину напряжения включения симистора, замкните S1 и тем самым подайте на управляющий электрод ток, определяемый величиной переменного резистора R1. Чем больше ток Iu, тем меньше анодное напряжение, симистор переходит в состояние проводимости.
А при определенном значении тока управляющего электрода, называемом током выпрямителя (не показанном на ЦВК), на характеристике вообще не будет горба, и напряжение открытия симистора будет ничтожно малым, измеряемым в единицах вольт.
Точно так же, как и в предыдущем пункте, чтобы закрыть симистор, ток, протекающий через нагрузку (или напряжение на “аноде”), должен уменьшиться ниже тока удержания.

Другими словами, он точно такой же, как и тиристор. Чтобы открыть симистор, подайте на управляющий электрод устройства постоянный ток величины, необходимой для его включения; чтобы закрыть его, уменьшите ток, протекающий через нагрузку (или напряжение на “аноде”), ниже значения тока удержания.
Это означает, что в нашем случае, показанном на рис. 2, симистор будет открываться при замыкании S1 всякий раз, когда напряжение “анода” превысит определенное значение, зависящее от номинала R1, и будет закрываться с каждым полупериодом сетевого напряжения по мере приближения его уровня к нулю.

Описанный выше способ управления симистором путем подачи постоянного напряжения на управляющий электрод имеет существенный недостаток – он требует достаточно большого тока (и соответственно мощного) управляющего сигнала (по паспорту – до 250мА для КУ208). Поэтому в большинстве случаев для управления симисторами используется импульсный метод или метод, при котором открытый симистор шунтирует цепь управления, предотвращая бесполезное рассеивание мощности элементами схемы.

В качестве примера рассмотрим простую, но отлично работающую схему симистора, позволяющую управлять нагрузкой до 2000 Вт.

Как видите, помимо симистора VS2, есть еще малопонятный элемент VS1 – диод. Для интересующихся хочу отметить, что принцип работы, свойства и характеристики устройств этого типа подробно рассмотрены на странице по ссылке.

Как все это работает?
В начале положительного полуцикла симистор закрыт. При повышении сетевого напряжения конденсатор C1 заряжается последовательно соединенными резисторами R1 и R2. Увеличение напряжения на конденсаторе C1 задерживается (сдвиг фазы) по отношению к напряжению сети на величину, которая зависит от общего сопротивления резисторов и величины конденсатора C1. Чем больше значение резисторов и конденсатора, тем больше сдвиг фазы.
Конденсатор заряжается до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет порога срабатывания диода (около 35 В). Как только диод откроется (а значит, откроется и симистор), через нагрузку потечет ток, который определяется суммарным открытым сопротивлением симистора и нагрузки.
Это гарантирует, что симистор будет оставаться открытым до конца полуцикла, т.е. пока полуволна сетевого напряжения не приблизится к нулю.
Переменный резистор R2 используется для установки времени срабатывания открытого диода и симистора, регулируя таким образом мощность, подаваемую на нагрузку.

Принцип работы такой же, когда активна отрицательная полуволна.

Графики напряжения нагрузки при различных значениях резистора показаны на рисунке 3 справа.

Чтобы избежать ложных срабатываний симисторов, вызванных переходными процессами в индуктивных нагрузках (например, в двигателях), симисторы должны иметь дополнительные элементы защиты. Обычно это RC-цепь демпфирования (snubber circuit) между питающими электродами симистора, которая используется для ограничения скорости изменения напряжения (показана синим цветом на рис. 3).
В некоторых случаях, когда нагрузка явно емкостная, необходима индуктивность между силовыми электродами для ограничения скорости изменения тока при переключении.

И для полноты картины основные свойства отечественных и зарубежных симисторов.

Тип	U макс, V	I max, А	Iu отп, мА
KU208G	400	5
BT 131-600	600	1
BT 134-500	500	4
BT 134-600	600	4
BT 134-600D	600	4
BT 136-500E	500	4
BT 136-600E	600	4
BT 137-600E	600	8
BT 138-600	600	12
BT 138-800	800	12
BT 139-500	500	16
BT 139-600	600	16
BT 139-800	800	16
BT 140-600	600	25
BTF 140-800	800	25
BT 151-650R	650	12
BT 151-800R	800	12
BT 169D	400	12
BTA/BTB 04-600S	600	4
BTA/BTB 06-600C	600	6
BTA/BTB 08-600B	600	8
BTA/BTB 08-600C	600	8
BTA/BTB 10-600B	600	10
BTA/BTB 12-600B	600	12
BTA/BTB 12-600C	600	12
БТА/БТБ 12-800Б	800	12
BTA/BTB 12-800C	800	12
BTA/BTB 16-600B	600	16
BTA/BTB 16-600C	600	16
BTA/BTB 16-600S	600	16
BTA/BTB 16-800B	800	16
BTA/BTB 16-800S	800	16
BTA/BTB 24-600B	600	25
BTA/BTB 24-600C	600	25
BTA/BTB 24-800B	800	25
BTA/BTB 25-600C	600	25
BTA/BTB 26-600A	600	25
BTA/BTB 26-600B	600	25
BTA/BTB 26-700B	700	25
BTA/BTB 26-800B	800	25
BTA/BTB 40-600B	600	40
BTA/BTB 40-800B	800	40
BTA/BTB 41-600B	600	41
BTA/BTB 41-800B	800	41
MAC8M	600	8
MAC8N	800	8
MAC9M	600	9
MAC9N	800	9
MAC12M	600	12
MAC12N	800	12
MAC15M	600	15
MAC12N	800	15

Симисторы с обозначением BTA отличаются от других тем, что имеют изолированный корпус.
Падение напряжения на открытом симисторе составляет около 1-2 В и лишь незначительно зависит от протекающего тока.

Тиристорная защита:

Где используется и как выглядит

Симистор чаще всего используется для коммутации в цепях переменного тока (подача питания на нагрузку). Это удобно, поскольку номинал низкого напряжения можно использовать для управления источником высокого напряжения. В некоторых схемах вместо обычного электромеханического реле используется симистор. Преимущество очевидно – нет физического контакта, что делает электропитание более надежным. Второе преимущество – относительно низкая цена. И это при значительном времени работы и высокой надежности схемы.

Есть и недостатки. Эти устройства могут сильно нагреваться под нагрузкой, поэтому необходимо обеспечить адекватный отвод тепла. Силовые симисторы (обычно называемые “силовыми” симисторами) устанавливаются на теплоотводы. Другим недостатком является то, что напряжение на выходе симистора имеет пилообразную форму. Это означает, что можно подключать только те нагрузки, которые не предъявляют высоких требований к качеству электроэнергии. Если требуется синусоидальный выход, этот метод переключения не подходит.

Симистор можно заменить двумя тиристорами. Однако их нужно правильно выбрать, а схему управления придется перепроектировать – в этой версии два управляющих вывода.

Трудно отличить тиристор от симистора, глядя на них. Даже обозначение может быть похожим – с буквой “К”. Однако существуют также серии, начинающиеся с “TS”, что означает “симметричный тиристор”. С точки зрения расположения контактов, именно это отличает тиристор от симистора. Тиристор имеет анод, катод и управляющий контакт. В случае симистора названия “анод” и “катод” неприменимы, поскольку вывод может быть как катодом, так и анодом. Поэтому их обычно называют просто “питающий провод” и добавляют к ним номер. Тот, что слева – первый, тот, что справа – второй. Управляющий электрод можно назвать гейтом (от английского слова Gate, которое означает именно этот электрод).

Перед установкой осмотрите корпус устройства и радиатор на наличие царапин и зазубрин. Они не должны присутствовать. Затем поверхность протирается чистой тряпкой, обезжиривается и наносится термопаста. Затем вставьте его в резьбовое отверстие в радиаторе и зажмите шайбу. Момент затяжки должен составлять 0,55 Нм – 0,8 Нм. Это означает, что необходимо обеспечить надлежащий контакт, но при этом следует избегать чрезмерной затяжки, так как существует риск повреждения корпуса.

Симистор управляется не напряжением, а током. Чтобы открыть затвор, к нему должен быть приложен ток определенного уровня. В спецификации указан минимальный ток размыкания, и это правильное значение. Обычно ток открытия очень мал. Например, для переключения нагрузки 25 А используется управляющий сигнал силой около 2,5 мА. Однако чем выше напряжение, приложенное к затвору, тем быстрее открывается переход.

Схема напряжения питания для управления симистором

Чтобы симистор перешел в открытое состояние, между затвором и опорным катодом должно быть приложено напряжение. Условно, потому что в разное время катод является то одним выходом, то другим.

Полярность управляющего напряжения обычно должна быть отрицательной или совпадать с полярностью условного анода. Поэтому часто используется метод симисторного управления, при котором управляющий электрод подключается к условному аноду через токоограничивающий резистор и переключатель. Часто бывает удобно управлять симистором, устанавливая определенную величину тока на управляющем электроде, достаточную для его отпирания. Некоторые типы симисторов (называемые четырехполюсными) могут включаться сигналом любой полярности, хотя при этом может потребоваться больший ток управления (больший ток управления требуется в четвертом квадранте, т.е. когда условный анод имеет отрицательную полярность, а управляющий электрод – положительную).

Тринисторы проверяются следующим образом:

Что такое симистор (симистор), характеристики, схемы: принцип работы, схемы, характеристики

В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое симистор, его конструкцию и символику, характеристики симистора и фазовое управление симистором.

Введение

Тиристоры, как полупроводниковые приборы, могут использоваться для управления лампами, двигателями, нагревателями и т.д. Однако одна из проблем использования тиристора для управления такими схемами заключается в том, что, как и диод, “тиристор” является однонаправленным устройством, то есть он проводит ток только в одном направлении – от анода к катоду.

Для цепей коммутации постоянного тока такая “однонаправленная” характеристика коммутации может быть приемлемой, поскольку после запуска вся мощность постоянного тока поступает непосредственно на нагрузку.

Но в синусоидальных цепях переключения переменного тока такое однонаправленное переключение может стать проблемой, поскольку оно проводит только один полуцикл (например, полуволновой выпрямитель), когда анод положителен, независимо от того, что делает сигнал затвора.

В этом случае на тиристор подается только половина мощности для работы на переменном токе.

Для достижения двухволнового управления мощностью мы можем подключить один тиристор внутри двойного полуволнового выпрямительного моста, который будет работать на каждой положительной полуволне, или мы можем подключить два тиристора вместе в обратной параллели (спина к спине), как показано ниже. но это увеличивает сложность и количество компонентов, используемых в схеме переключения.

Конфигурации тиристоров

Однако существует и другой тип полупроводниковых приборов, называемый “триодным переключателем переменного тока” или “Симистор” для краткости. Симисторы также относятся к семейству тиристоров и, подобно кремниевым управляемым выпрямителям, могут использоваться в качестве твердотельных переключателей мощности, но, что более важно, симисторы являются “двунаправленными” устройствами. Другими словами, симистор может включаться в работу как положительным, так и отрицательным напряжением, приложенным к его аноду, и положительным и отрицательным импульсами, приложенными к его затвору, что делает его двухквадрантным переключающим устройством.

Симистор ведет себя как два обычных тиристора, соединенных параллельно в положении “спина к спине” относительно друг друга, и благодаря такой конструкции оба тиристора имеют общую клемму Gate, и все это в одном трехконтактном корпусе.

Поскольку симистор проводит синусоидальную волну в обоих направлениях, термин анодная и катодная клеммы, используемый для обозначения основных силовых выводов тиристора, был заменен на МТ 1 для главной клеммы 1 и МТ 2 для главного терминала 2.

В большинстве коммутационных устройств переменного тока затворная клемма симистора подключена к МТ 1аналогично отношению затвор/катод тиристора или база/эмиттер транзистора. Конструкция, PN легирование и символы, используемые для обозначения симисторпоказаны ниже.

Схема и обозначение симистора

Мы уже знаем, что симистор – это четырехполюсный PNPN в положительном направлении и NPNP в отрицательном направлении, трехполюсный двунаправленный прибор, который блокирует ток в выключенном состоянии, действуя как переключатель разомкнутой цепи, но в отличие от обычного тиристора, симистор может проводить ток в обоих направлениях при запуске одним импульсом затвора. В этом случае симистор имеет четыре возможных режима работы, как показано ниже.

• Режим + Режим = положительный (+ ve) ток MT 2, положительный (+ ve) ток затвора
• Режим – Режим = положительный (+ ve) ток MT2, отрицательный (-ve) ток затвора
• Режим + Режим = MT 2 отрицательный ток (-ve), положительный ток затвора (+ ve)
• Режим – Режим = MT 2 отрицательный ток (-ve), отрицательный ток затвора (-ve)

И эти четыре режима, в которых может работать симистор, показаны на характеристических кривых симистора IV.

Характеристики симистора IV

В квадранте симистор обычно включается в режим проводимости положительным током затвора, обозначенным выше как Ι + режим. Но он также может быть вызван отрицательным током затвора, режим Ι-. Аналогично, в квадранте

Как работает симистор? – Полное иллюстрированное руководство – Интеллектуальные решения для дома

13 мая 2020 г. 22 декабря 2020 г.

Симистор — это полупроводниковый компонент, который можно рассматривать как переключатель. С помощью небольшого сигнала от микроконтроллера можно управлять напряжением сети. Однако это невозможно сделать напрямую. Вам нужно промежуточное устройство, чтобы иметь возможность управлять симистором и отделить его от микроконтроллера.

Симистор является основным элементом SSR. Там уже встроены все компоненты для управления и разделения. Если вы хотите использовать его самостоятельно, вы должны добавить его. Но благодаря этому вы получаете наиболее универсальный способ управления сетью переменного тока, а во многих случаях и лучшее решение, чем EMR или SSR.

Конструкция симистора

Есть мнение, что симисторы — очень сложные устройства. Нет, не 🙂 Постараюсь развеять этот миф раз и навсегда. В этой главе мы заглянем внутрь и посмотрим, из чего сделан симистор.

Не хотелось бы углубляться в физику. Я предполагаю, что вас больше интересует, как использовать его в реальном проекте. Не то, как устроены полупроводниковые структуры. Тем не менее, позвольте мне хотя бы немного обрисовать тему, чтобы сделать этот пост полным.

Чтобы лучше это объяснить, давайте ответим на вопросы: «что такое…»

Диод

Диод — одно из простейших полупроводниковых устройств. Он пропускает ток только в одном направлении.

Тиристор (SCR)

Тиристор в большей или меньшей степени представляет собой диод с управляемым затвором. В зависимости от состояния вентиля диод ведет себя как классический диод или полностью блокирует ток.

Симистор

Симистор представляет собой два тиристора, соединенных спина к спине с общим затвором. Это позволяет контролировать ток в обоих направлениях.

Триаки поставляются в самых разных упаковках. Все они имеют три терминала: MT1, MT2, GATE и встроенный радиатор.

Прежде чем куда-либо прикручивать, прочтите документацию! Радиатор можно внутренне подключить к одной из клемм. В этом случае вы должны обращаться с ним так, как будто он находится под высоким напряжением.

Как работает Triac?

Чтобы лучше объяснить, как работает симистор, я подготовил эту простую схему. Это базовая схема, позволяющая управлять большим током нагрузки при малом токе «затвора» с помощью переключателя. Он может быть маленьким, потому что через него будет протекать очень малый ток (мА).

Однако! Низкий ток не означает низкое напряжение! Этот переключатель находится под высоким напряжением! Когда он закрыт, через него проходит 230 (или 120) В переменного тока!

Хотя ток может течь в обоих направлениях через клеммы MT1 и MT2, они не взаимозаменяемы .
Для правильного срабатывания симистора необходимо подать напряжение на гейт с терминала МТ2. Это та, что на противоположной стороне, к которой на символе нарисованы Врата.

Симистор, как и Тиристор, имеет интересную особенность. Его можно отключить только тогда, когда ток, протекающий через клеммы, упадет до значения, близкого к нулю.

Из этого вытекают две вещи:

1. Симистор не подходит для управления постоянным током. В постоянном токе напряжение и, конечно же, ток никогда не падают до нуля. Вы можете включить нагрузку, но нет возможности ее выключить.
2. Для срабатывания симистора (в том числе классического SSR) достаточно короткого импульса. С переменным током вы должны периодически запускать его, потому что напряжение падает до нуля каждые 10 мс (или 8 мс).

Применение симистора

Я представлю вам две версии схем в зависимости от ваших потребностей. Вы можете использовать простую или более сложную версию.

Простая версия схемы

Если вы просто хотите включить/выключить цепь нагрузки и не собираетесь регулировать мощность, то этой версии вам достаточно.

Как вы, наверное, сразу заметили, эта схема мало чем отличается от внутренней конструкции SSR (статья о SSR). Вы можете рассматривать его как самодельную версию твердотельного реле 🙂

Две вещи, на которые я хотел бы обратить ваше внимание:

1. Если вы используете опто-симистор со встроенным детектором пересечения нуля (например, MOC3041) , учтите, что так же, как и в случае SSR со встроенным ZCD, задержка включения может составлять до 10 мс (при 50 Гц).
2. Если вы хотите управлять индуктивной нагрузкой (например, двигателем), добавьте «демпфер». Эта схема подавляет внезапно возрастающее напряжение, когда симистор выключен. В определенных условиях это может привести к тому, что симистор включится сам по себе. Если у вас есть время и вы хотите узнать больше об этой теме, я рекомендую Application Note от ST.

Усовершенствованная версия

Сейчас мы только откроем наиболее существенные преимущества симистора. Используя этот вариант схемы, вы имеете полную свободу в выборе типа управления (подробнее об этих типах я напишу в своей статье 9).0005 Как контролировать напряжение переменного тока с помощью микроконтроллера? ).

• Управление ВКЛ/ВЫКЛ – как в простой версии, электромагнитные реле и твердотельные реле.
• Управление фазой
• Управление циклом

Чтобы в полной мере воспользоваться возможностями симистора, мы должны добавить в нашу схему еще один элемент: наш собственный детектор пересечения нуля. В отличие от схемы, встроенной в Opto-Triac, эта версия является ручной. Это только дает нам информацию о моменте, когда сеть переменного тока достигает нуля напряжения. Что мы с ним будем делать — это наше дело, у нас полная свобода.

Детектор перехода через ноль

ZCD необходим для синхронизации момента включения симистора. В случае ON/OFF Control и Cycle Control он всегда будет как можно ближе к нулю. В случае Phase Control нам потребуется добавить некоторую задержку.

Несколько практических советов

1. Вместо оптопары с двумя светодиодами для выпрямления напряжения можно использовать мост Гретца. Подробнее об этих двух методах я писал в статье «Как определить напряжение сети переменного тока с помощью микроконтроллера».
2. В идеальном мире момент включения всегда идеально равен нулю. К сожалению, мы в нем не живем, поэтому всегда будут какие-то задержки. Минимизировать это хорошо, но не надо сходить с ума 🙂

Как это сделать?

• Увеличение тока на входе оптопары приведет к более быстрому включению светодиода. На схеме это 200 кОм, это ограничивает ток примерно до 1 мА (при 230 В переменного тока). Этого значения достаточно для работы оптопары, но вызывает некоторую задержку. Максимальный ток светодиода вы найдете в документации конкретной модели. Например, посчитаем, какие номиналы были бы у резисторов, если бы мы захотели увеличить ток до 10 мА.

Резистор на 23 кОм вы, конечно, нигде не найдете. В этом случае выберите ближайший, например, 24 кОм. Или вы можете выбрать два резистора и сложить их сопротивления. Использование двух резисторов имеет еще одно преимущество: напряжение и мощность распределяются пропорционально. В моем примере я выберу два резистора по 12 кОм.

Рассчитаем новые значения тока и мощности.

Не пропустите этот шаг. Если вы выберете неправильные резисторы, они сгорят!

Маленькие резисторы THT или SMD обычно имеют мощность 0,25 Вт. Таким образом, даже при использовании двух резисторов они должны выдерживать не менее 1,1 Вт каждый. Не забывайте всегда иметь буфер. Я рекомендую вам использовать два резистора по 2 Вт.

• Уменьшение подтягивающего резистора на выходе оптопары также приведет к более быстрому отклику. За счет уменьшения тока, втекающего в коллектор, он откроется раньше. Увеличьте сопротивление, например, 50 кОм.
• Третий совет касается программного обеспечения. Я не знаю, какой микроконтроллер вы используете для этого проекта, но это не имеет значения. Каждый Arduino (ATMega), ESP, STM, PIC, Raspberry Pi справится с этой задачей. Каждый из них может генерировать внешнее прерывание с нарастающим или спадающим фронтом.

До и после изменений схема выглядит следующим образом:

Окончательная схема

В этой версии я использовал другой тип оптотриака. Вместо MOC3041 я использовал MOC3021. Он не имеет встроенного блока ZCD. Я позаботился об этом самостоятельно, так что мне это не нужно 🙂 К тому же, если бы я хотел использовать фазовый контроль, это было бы невозможно. В остальном схема должна быть понятна. Помните, MT1 и MT2 не взаимозаменяемы!

Преимущества

• Отсутствие движущихся частей (т. е. практически бесконечный срок службы).
• Намного быстрее, чем электромагнитное реле.
• Очень универсальный (можно выбрать любой способ управления).
• Помехи при переключении не возникают (если вы все делаете правильно).
• Нет искр.
• Низкое энергопотребление в цепи управления.
• Не издает звуков.

Недостатки

• Никогда не открывается полностью (как ЭМИ). Таким образом, он имеет некоторый ток утечки (мкА)
• Более высокое сопротивление, когда симистор закрыт, вызывает его нагрев.
• Работает только с переменным током.
• Невозможно напрямую подключиться к GPIO.
• Более сложный в использовании, чем SSR и EMR.

Симистор – резюме​

В этой статье вы узнали, насколько универсальным устройством является симистор. Добавив в свой проект несколько дополнительных компонентов, вы сможете настроить его именно под свои нужды. Вы можете использовать его вместо классического реле или выбрать более сложный метод управления, например, фазовое или циклическое управление.

Связанные статьи

симистор | Руководство для начинающих

В этом руководстве мы познакомимся с некоторыми основами TRIAC. В процессе мы поймем структуру, символ, работу, характеристики, области применения TRIAC.

Краткое описание

Введение

Как известно, тринистор является однонаправленным устройством и имеет характеристики обратной блокировки, которые предотвращают протекание тока в условиях обратного смещения. Но для многих приложений требуется двунаправленное управление током, особенно в цепях переменного тока. Чтобы добиться этого с помощью SCR, два SCR должны быть соединены встречно-параллельно, чтобы контролировать как положительные, так и отрицательные полупериоды входа.

Однако эта структура может быть заменена специальным полупроводниковым устройством, известным как TRIAC, для осуществления двунаправленного управления. TRIAC представляет собой двунаправленное коммутационное устройство, которое может эффективно и точно управлять мощностью переменного тока. Они часто используются в регуляторах скорости двигателя, цепях переменного тока, системах контроля давления, диммерах и другом оборудовании управления переменным током.

[адсенс1]

Вернуться к началу

Симистор Основы

Симистор является важным элементом семейства тиристорных устройств. Это двунаправленное устройство, которое может пропускать ток как при прямом, так и при обратном смещении, и, следовательно, это устройство управления переменным током. Симистор эквивалентен двум встречным тиристорам, соединенным с одной клеммой затвора, как показано на рисунке.

TRIAC — это сокращение от TRIode AC Switch. TRI означает, что устройство состоит из трех клемм, а AC означает, что оно управляет мощностью переменного тока или может проводить переменный ток в обоих направлениях.

Симистор имеет три контакта, а именно: основной контакт 1 (MT1), основной контакт 2 (MT2) и ворота (G), как показано на рисунке. Если MT1 смещен в прямом направлении по отношению к MT2, то ток течет от MT1 к MT2. Точно так же, если MT2 смещен в прямом направлении по отношению к MT1, то ток течет от MT2 к MT1.

Вышеуказанные два условия достигаются всякий раз, когда строб запускается соответствующим стробирующим импульсом. Подобно SCR, симистор также включается путем подачи соответствующих импульсов тока на клемму затвора. Как только он включается, он теряет контроль за воротами над своей проводимостью. Таким образом, traic можно отключить, уменьшив ток до нуля через основные клеммы.

Вернуться к началу

Конструкция симистора

Симистор представляет собой пятислойное полупроводниковое устройство с тремя выводами. Клеммы обозначены как MT1, MT2 как анодные и катодные клеммы в случае SCR. А затвор изображается как G, аналогичный тиристору. Терминал затвора соединен с областями N4 и P2 металлическим контактом и находится рядом с терминалом MT1.

Терминал MT1 подключен к регионам N2 и P2, а терминал MT2 подключен к регионам N3 и P1. Следовательно, клеммы MT1 и MT2 подключены к обеим областям P и N устройства, и, таким образом, полярность приложенного напряжения между этими двумя клеммами определяет ток, протекающий через слои устройства.

При открытых воротах МТ2 становится положительным по отношению к МТ1 для траектории со смещением вперед. Следовательно, traic работает в режиме прямой блокировки до тех пор, пока напряжение на симисторе не станет меньше, чем прямое напряжение отключения. Точно так же для симистора с обратным смещением MT2 становится отрицательным по отношению к MT1 с открытым затвором.

Пока напряжение на симисторе меньше напряжения обратного пробоя, устройство работает в режиме обратной блокировки. Трассу можно сделать проводящей за счет положительного или отрицательного напряжения на клемме затвора.

Наверх

[adsense2]

Работа и эксплуатация симистора

К клеммам симистора можно подключать различные комбинации отрицательного и положительного напряжения, поскольку это двунаправленное устройство. Четыре возможные комбинации потенциалов электродов, которые заставляют симистор работать в четырех различных рабочих квадрантах или режимах, приведены как.

1. MT2 является положительным по отношению к MT1 с положительной полярностью затвора по отношению к MT1.
2. MT2 положителен по отношению к MT1 с отрицательной полярностью затвора по отношению к MT1.
3. MT2 является отрицательным по отношению к MT1 с отрицательной полярностью затвора по отношению к MT1.
4. MT2 отрицателен по отношению к MT1 с положительной полярностью затвора по отношению к MT1.

Как правило, ток фиксации выше во втором квадранте или режиме, в то время как ток запуска затвора выше в четвертом режиме по сравнению с другими режимами для любого симистора.

В большинстве приложений используется цепь с отрицательным током запуска, что означает, что 2 и 3 квадранты используются для надежного запуска при двунаправленном управлении, а также когда критична чувствительность затвора. Чувствительность затвора самая высокая при обычном использовании режимов 1 и 4.

Режим 1: MT2 положительный, положительный ток затвора

Когда вывод затвора становится положительным по отношению к MT1, ток затвора протекает через переход P2 и N2. При протекании этого тока слой P2 заполняется электронами и далее эти электроны диффундируют к краю перехода J2 (или перехода P2-N1).

Эти электроны, собранные слоем N1, создают объемный заряд на слое N1. Следовательно, больше дырок из области P1 диффундирует в область N1, чтобы нейтрализовать отрицательные объемные заряды. Эти дырки достигают соединения J2 и создают положительный объемный заряд в области P2, что заставляет больше электронов вводить в P2 из N2.

Это приводит к положительной регенерации и, наконец, основной ток течет от MT2 к MT1 через области P1-N1-P2-N2.

Режим 2: MT2 положительный, отрицательный ток затвора

Когда MT2 положительный, а вывод затвора отрицательный по отношению к MT1, ток затвора протекает через соединение P2-N4. Этот ток затвора смещает переход P2-N4 для вспомогательной структуры P1N1P2N4. Это приводит к тому, что симистор сначала проводит через слои P1N1P2N4.

Это еще больше повышает потенциал между P2N2 по отношению к потенциалу MT2. Это приводит к тому, что ток устанавливается слева направо в слое P2, который смещает соединение P2N2 в прямом направлении. И, следовательно, основная структура P1N1P2N2 начинает проводить.

Первоначально проведенная вспомогательная структура P1N1P2N4 рассматривается как пилотная SCR, а позже проводимая структура P1N1P2N2 считается основной SCR. Следовательно, анодный ток пилотного тиристора служит током затвора основного тиристора. В этом режиме чувствительность к току затвора меньше, и, следовательно, для включения симистора требуется больший ток затвора.

Режим 3: MT2 отрицательный, положительный ток затвора

В этом режиме MT2 становится отрицательным по отношению к MT1, и устройство включается путем подачи положительного напряжения между затвором и клеммой MT1. Включение инициируется N2, который действует как дистанционное управление затвором, а структура приводит к включению симистора P2N1P1N3.

Внешний ток затвора смещает соединение P2-N2 в прямом направлении. Слой N2 инжектирует электроны в слой P2, которые затем собираются переходом P2N1. Это приводит к увеличению тока, протекающего через соединение P2N1.

Дырки, введенные из слоя P2, диффундируют через область N1. Это создает положительный объемный заряд в области P. Следовательно, больше электронов из N3 диффундирует в P1, чтобы нейтрализовать положительные объемные заряды.

Таким образом, эти электроны достигают соединения J2 и создают отрицательный пространственный заряд в области N1, что приводит к инжекции большего количества дырок из P2 в область N1. Этот регенеративный процесс продолжается до тех пор, пока структура P2N1P1N3 не включит симистор и не пропустит внешний ток.

Поскольку симистор включается удаленным затвором N2, в этом режиме устройство менее чувствительно к положительному току затвора.

Режим 4: MT2 отрицательный, отрицательный ток затвора

В этом режиме N4 действует как удаленный затвор и вводит электроны в область P2. Внешний ток затвора смещает вперед переход P2N4. Электроны из области N4 собираются переходом P2N1, увеличивая ток через переход P1N1.

Следовательно, структура P2N1P1N3 включается регенеративным действием. Симистор более чувствителен в этом режиме по сравнению с положительным током затвора в режиме 3.

Из приведенного выше обсуждения можно сделать вывод, что режимы 2 и 3 являются менее чувствительной конфигурацией, которая требует большего тока затвора для срабатывания симистора, тогда как более распространенными являются режимы срабатывания симистора 1 и 4, которые имеют большую чувствительность. На практике более чувствительный режим работы выбирается так, чтобы полярность затвора совпадала с полярностью клеммы МТ2.

Вернуться к началу

V-I Характеристики симистора

Функция траектории подобна двум тиристорам, включенным встречно-параллельно, и, следовательно, характеристики VI симистора в 1-м и 3-м квадрантах будут аналогичны характеристикам VI тиристоров. Когда терминал MT2 является положительным по отношению к терминалу MT1, считается, что трасса находится в режиме прямой блокировки.

Через устройство протекает небольшой ток утечки при условии, что напряжение на устройстве ниже напряжения отключения. Как только достигается напряжение отключения устройства, симистор включается, как показано на рисунке ниже.

Однако также возможно включить симистор ниже VBO, подав импульс затвора таким образом, чтобы ток через устройство был больше, чем ток фиксации симистора.

Аналогично, когда терминал MT2 становится отрицательным по отношению к MT1, трасса находится в режиме обратной блокировки. Небольшой ток утечки протекает через устройство до тех пор, пока оно не сработает по напряжению пробоя или по методу срабатывания затвора. Следовательно, положительный или отрицательный импульс на затвор запускает симистор в обоих направлениях.

Напряжение питания, при котором симистор начинает работать, зависит от тока затвора. Если ток затвора больше, меньше будет напряжение питания, при котором включается симистор. Обсуждаемый выше запуск в режиме -1 используется в первом квадранте, тогда как запуск в режиме 3 используется в 3-м квадранте.

Из-за внутренней структуры симистора фактические значения тока фиксации, тока срабатывания затвора и тока удержания могут немного отличаться в разных режимах работы. Поэтому номиналы траков значительно ниже, чем у тиристоров.

Вернуться к началу

Преимущества

Симистор может запускаться как положительной, так и отрицательной полярностью напряжения на затворе.

• Он может работать и переключать оба полупериода сигнала переменного тока.
• По сравнению с встречно-параллельной тиристорной конфигурацией, для которой требуются два радиатора немного меньшего размера, для симистора требуется один радиатор немного большего размера. Следовательно, симистор экономит место и стоимость в приложениях питания переменного тока.
• В устройствах постоянного тока тиристоры должны быть соединены с параллельным диодом для защиты от обратного напряжения. А вот симистор может работать и без диода, возможен безопасный пробой в любую сторону.

Вернуться к началу

Недостатки

• Имеются более низкие номиналы по сравнению с тиристорами.
• Необходимо внимательно отнестись к выбору схемы запуска затвора, поскольку симистор может запускаться как при прямом, так и при обратном смещении.
• Имеют низкий показатель dv/dt по сравнению с тиристорами.
• Имеют очень маленькую частоту переключения.
Триаки
• менее надежны, чем тиристоры.

Вернуться к началу

Области применения

Благодаря двунаправленному управлению переменным током, симисторы используются в качестве регуляторов мощности переменного тока, контроллеров вентиляторов, контроллеров нагревателей, пусковых устройств для тиристоров, трехпозиционных статических переключателей, регуляторов освещенности и т.д. приложения переключения и управления фазой обсуждаются ниже.

Симистор в качестве переключателя высокой мощности

Поскольку симистор использует низкое напряжение и ток затвора для управления высоким напряжением и током нагрузки, он часто используется в качестве переключающего устройства во многих операциях переключения. На рисунке ниже показано использование симистора в качестве переключателя ВКЛ/ВЫКЛ переменного тока для управления лампой высокой мощности.

Когда переключатель S находится в положении 1, симистор находится в режиме прямой блокировки, поэтому лампа остается в выключенном состоянии. Если переключатель переведен в положение 2, через клемму затвора протекает небольшой ток затвора, и, следовательно, симистор включается. Это дополнительно заставляет лампу включаться, чтобы дать полную мощность.

Управление фазой с помощью симистора

Подобно тиристорам, метод управления фазой путем изменения средней мощности нагрузки также возможен с помощью симисторов. Путем управления углом срабатывания в каждом полупериоде входного переменного тока регулируется мощность, подаваемая на нагрузку. Задержка, на которую откладывается срабатывание, называется углом задержки, а угол, на который работает симистор, называется углом проводимости.

На приведенном ниже рисунке показано использование симистора для управления фазой с целью обеспечения переменной мощности нагрузки. Диоды D1 и D2 пропускают ток на клемму затвора в положительном и отрицательном полупериодах соответственно.

Как только в схему подается входное питание переменного тока, симистор находится в состоянии блокировки (в прямом или обратном направлении) при условии, что приложенное напряжение меньше VBO или ток затвора меньше минимального тока затвора. Во время положительного полупериода входа диод D1 смещен в прямом направлении, и, следовательно, на затвор подается положительный ток затвора.

Следовательно, затвор срабатывает и симистор переходит в состояние проводимости. Во время отрицательного полупериода входа диод D2 смещен в прямом направлении, поэтому ток затвора протекает через него, и симистор включается.

Аналогичным образом мощность переменного тока, подаваемая на нагрузку, регулируется в любом направлении путем применения соответствующего стробирующего сигнала. Угол проводимости симистора регулируется изменением сопротивления R2 в приведенной выше схеме.

Вернуться к началу

Триак против SCR

• Triac — это двунаправленное устройство, тогда как SCR — это однонаправленное устройство.
Клеммы симистора
• — это MT2, MT1 и затвор, в то время как SCR имеет выводы анода, катода и затвора.
• Как для положительного, так и для отрицательного тока затвора, traic проводит, но только с направлением тока затвора включает SCR.
• Для симистора возможны четыре различных режима работы, тогда как для SCR возможен один режим работы.
• Triac доступны с меньшими номиналами по сравнению с SCR.
Характеристики симистора
• лежат в первом и третьем квадрантах, а характеристики SCR лежат в первом квадранте.
• Надежность меньше по сравнению с SCR.

Наверх

Что такое TRIAC? Символ, конструкция, работа и применение

Тиристоры – широко используемые полупроводниковые устройства для регулирования мощности. Однако они могут проводить ток только в одном направлении, как диод, что делает их пригодными для регулирования мощности постоянного тока. Принимая во внимание, что TRIAC, принадлежащий к семейству тиристоров, может работать в обоих направлениях, а также обеспечивает полный контроль над подаваемой мощностью. Поэтому они используются для регулирования мощности переменного тока.

• Связанная запись: DIAC — конструкция, работа и применение

Содержание

Что такое TRIAC?

TRIAC является аббревиатурой, которая расшифровывается как от « Tri ode for A чередующийся C текущий». Триод означает трехполюсное устройство, а переменный ток означает, что он используется для коммутации переменного тока. Это трехконтактный двунаправленный переключатель, который работает в обоих направлениях. Он состоит из комбинации двух тиристоров, расположенных встречно-параллельно, с их затворами, соединенными вместе.

Три терминала: Gate, A1 или MT1 и A2 или MT2. У него нет анода и катода, как у тиристора, потому что он может проводить в обоих направлениях, и не имеет значения, поменяны ли клеммы местами.

Симистор можно активировать в проводимость положительным или отрицательным током затвора в обоих направлениях. В то время как он отключается, когда основной ток падает ниже предела удерживающего тока.

Обозначение симистора

Обозначение симистора представляет собой два тиристора, включенных встречно-параллельно, имеющих общий затвор. Его эквивалентная двухтиристорная структура также приведена для лучшего понимания.

Как и у тиристора, у него три вывода, но названия у них разные, кроме Gate. Это связано с тем, что каждая клемма выполнена путем соединения анода и катода тринистора вместе. Поэтому оба терминала называются либо анодным, либо основным терминалом MT.

Конструкция TRIAC

TRAIC представляет собой четырехслойное устройство, состоящее из комбинации двух встречно-параллельных SCR с тремя выводами Gate, MT1 и MT2.

Электроды обоих основных выводов (MT1 и MT2) соединены с областями P и N обоих SCR. Так что он может проводить ток в обоих направлениях. Металлический электрод затвора также соединен как с P-, так и с N-областями. Это позволяет запускать симистор как положительным, так и отрицательным током затвора.

TRIAC — это двунаправленный переключатель, он может работать в обоих направлениях, но не является симметричным. Его асимметричная структура является причиной того, что TRAIC имеет асимметричное переключение.

• Сообщение по теме: В чем разница между DIAC и TRIAC?

Работа TRAIC

Работа TRAIC напоминает тиристор. При подаче напряжения оно не будет проводить, пока напряжение не превысит предельное напряжение пробоя V _BO или не будет подан стробирующий импульс.

Поскольку мы знаем, что TRAIC может работать для обеих полярностей приложенного напряжения и может запускаться обеими полярностями напряжения затвора для любого направления. Таким образом, TRAIC может работать в 4 режимах.

Следующие напряжения берутся относительно терминала MT2, такие как напряжение MT1 относительно MT2 и напряжение затвора относительно MT2.

Режим 1: MT1= +ve, Gate= +ve

В этом режиме приложенное напряжение на MT1 положительно по отношению к MT2. При подаче положительного импульса затвора TRAIC запустится в прямой проводимости , и ток будет течь от MT1 к MT2.

Режим 2: MT1= +ve, Gate= -ve

В этом режиме приложенное напряжение одинаково, т.е. MT1 положительное по отношению к MT2. Но импульс затвора отрицательный. Поскольку вентиль связан с областью N симистора, он активирует его в прямой проводимости , в то время как направление тока останется прежним.

Режим 3: MT1=-ve, Gate=  +ve

В этом режиме полярность приложенного напряжения меняется местами, т. е. MT1 отрицателен по отношению к MT2. Но импульс затвора положительный. Импульс стробирования запустит TRAIC в обратная проводка с МТ2 на МТ1.

Режим 4: MT1= -ve, Gate= -ve

В этом режиме как приложенное напряжение, так и напряжение затвора отрицательны. Отрицательный стробирующий импульс переводит TRAIC в режим обратной проводимости

Режим 1 и режим 2 представляют работу в квадранте 1 ^st , где ток и напряжение положительны, тогда как режим 3 и режим 4 представляют работу в квадрантах 3 ^rd квадрант, в котором напряжение и ток отрицательны.

Хотя стробирующий импульс может запускать TRAIC в любом направлении, лучше всего использовать положительный стробирующий импульс для работы в квадранте 1 ^st и отрицательный стробирующий импульс для работы в квадранте 3 ^rd из-за их повышенной чувствительности. Режимы 2 и 3 требуют большего тока затвора, чем режимы 1 и 4, для срабатывания TRIAC.

V-I Характеристика TRIAC

Следующая кривая показывает зависимость между приложенным напряжением и током, протекающим через TRIAC. Работает только в 1 ^st и 3 ^rd квадрантов. Его работа такая же, как у SCR, но он также может работать в квадранте 3 ^rd .

Ток I увеличивается, когда напряжение V превышает напряжение отключения V _BO или при подаче стробирующего импульса. Как только устройство переходит в состояние ВКЛ, напряжение снижается до напряжения ВКЛ, а ток превышается. Он останется во включенном состоянии, пока ток не упадет ниже тока удержания I _H .

TRAIC представляет собой комбинацию двух тиристоров в одном корпусе, поэтому он также имеет те же электрические характеристики, что и отдельные тиристоры в каждом направлении, такие как напряжение пробоя, напряжение срабатывания, ток удержания.

Преимущества и недостатки TRIAC

Преимущества

Преимущества TRIAC приведены ниже:

• Он может проводить и регулировать обе половины сигнала переменного тока.
• Он компактен и требует меньшего радиатора, чем два SCR.
• Для защиты требуется только один предохранитель.
• Для запуска TRAIC можно использовать как положительный, так и отрицательный стробирующий импульс.
• Не требуется параллельный диод для защиты от обратного хода, как в SCR.

Недостатки

• Его коммутация несимметрична для обеих половин переменного тока.
• Асимметричное переключение создает в системе гармоники, вызывающие многочисленные проблемы.
• Его номинальная мощность ниже, чем у SCR.
• Менее надежен, чем SCR.
• Имеет более низкую скорость переключения.
• Требует осторожности при срабатывании, так как может срабатывать в любом направлении.
• Его рейтинг dv/dt ниже, чем у SCR.

Применение TRIAC

TRIAC используется для регулирования мощности переменного тока от низкой до средней. Из-за их асимметричного переключения DIAC используется последовательно с выводом затвора для обеспечения симметричного запуска. Доступна комбинация DIAC и TRIAC в одном корпусе, известном как 9.0005 КВАДРАК .

Они используются для управления скоростью двигателей, вентиляторов и регуляторов освещенности, а также для регулирования температуры.

Похожие сообщения:

• Что такое тиристор и SCR? Типы, работа и применение
• Что такое выпрямитель? Типы выпрямителей и принцип их работы
• Что такое МОП-транзистор? Работа, типы, операции и приложения
• Что такое диод? Конструкция и работа диода PN-перехода
• Что такое BJT? Конструкция, работа, типы и применение

Показать полную статью

Связанные статьи

Кнопка «Вернуться к началу»

Что такое TRIAC: схема переключения и применение

Силовые электронные переключатели, такие как BJT, SCR, IGBT, MOSFET и TRIAC, являются очень важными компонентами, когда речь идет о схемах переключения, таких как DC-DC преобразователи , Контроллеры скорости двигателя , Драйверы двигателей и регуляторы частоты и т. д. Каждое устройство имеет свои уникальные свойства и, следовательно, у них есть свои специфические приложения. В этом уроке мы узнаем о TRIAC , который является двунаправленным устройством, что означает, что он может работать в обоих направлениях. Благодаря этому свойству TRIAC используется исключительно там, где используется синусоидальное питание переменного тока.

 

Введение в TRIAC

Термин TRIAC означает TRI ода для A переменный C актуально. Это трехконтактное переключающее устройство, похожее на SCR (тиристор), но оно может работать в обоих направлениях, поскольку построено путем объединения двух SCR в встречно-параллельном состоянии. Символ и вывод TRIAC показаны ниже.

 

Поскольку TRIAC является двунаправленным устройством, ток может течь либо от MT1 к MT2, либо от MT2 к MT1 при срабатывании затворной клеммы. Для TRIAC это триггерное напряжение, которое должно быть приложено к клемме затвора, может быть как положительным, так и отрицательным по отношению к клемме MT2. Таким образом, это помещает TRIAC в четыре режимы работы как указано ниже

• Положительное напряжение на MT2 и положительный импульс на затвор (Квадрант 1)
• Положительное напряжение на MT2 и отрицательный импульс на затвор (квадрант 2)
• Отрицательное напряжение на MT2 и положительный импульс на затвор (Квадрант 3)
• Отрицательное напряжение на MT2 и отрицательный импульс на затвор (квадрант 4)

 

V-I Характеристики TRIAC

На рисунке ниже показано состояние TRIAC в каждом квадранте.

 

Характеристики включения и выключения TRIAC можно понять, посмотрев на график характеристик VI TRIAC, который также показан на рисунке выше. Поскольку TRIAC представляет собой просто комбинацию двух SCR в встречно-параллельном направлении, график V-I характеристик похож на график SCR. Как видите, TRIAC в основном работает в квадранте 1  ^–  и в квадранте 3  ^– .

 

Характеристики включения

Для включения симистора необходимо подать положительное или отрицательное напряжение/импульс затвора на вывод затвора симистора. При срабатывании одного из двух тиристоров внутри симистор начинает работать в зависимости от полярности выводов MT1 и MT2. Если MT2 положительный, а MT1 отрицательный, то работает первый SCR, а если вывод MT2 отрицательный, а MT1 положительный, то работает второй SCR. Таким образом, любой из SCR всегда остается включенным, что делает TRIAC идеальным для приложений переменного тока.

Минимальное напряжение, которое должно быть приложено к контакту затвора для включения симистора, называется пороговое напряжение затвора (V _GT ) и результирующий ток через вывод затвора называется пороговым током затвора (I _GT ). Как только это напряжение подается на контакт затвора симистора, он смещается в прямом направлении и начинает проводить ток, время, необходимое симистору для перехода из выключенного состояния во включенное, называется временем включения (t _на ).

Точно так же, как SCR, симистор после включения остается включенным до тех пор, пока он не будет коммутирован. Но для этого условия ток нагрузки через TRIAC должен быть больше или равен ток фиксации (I _L ) симистора. Таким образом, симистор останется включенным даже после удаления импульса затвора, пока ток нагрузки больше, чем значение тока фиксации.

Подобно току фиксации, существует еще одно важное значение тока, называемое током удержания. Минимальное значение тока, при котором симистор находится в режиме прямой проводимости, называется током удержания (I _H ). Симистор перейдет в режим непрерывной проводимости только после прохождения тока удержания и тока фиксации, как показано на графике выше. Также значение тока фиксации любого симистора всегда будет больше значения тока удержания.

 

Характеристики выключения

Процесс выключения симистора или любого другого силового устройства называется коммутацией , а связанная с ним схема для выполнения задачи называется коммутационной схемой. Наиболее распространенный метод, используемый для выключения симистора, заключается в снижении тока нагрузки через симистор до тех пор, пока он не станет ниже значения тока удержания (I _H ). Такой тип коммутации называется принудительной коммутацией в цепях постоянного тока. Мы узнаем больше о том, как TRIAC включается и выключается через его прикладные схемы.

 

Применение симистора

Симистор очень часто используется в местах, где необходимо контролировать мощность переменного тока, например, он используется в регуляторах скорости потолочных вентиляторов, схемах диммера ламп переменного тока и т. д. Давайте рассмотрим простой Схема включения симистора, чтобы понять, как это работает на практике.

 

Здесь мы использовали TRIAC для включения и выключения нагрузки переменного тока с помощью кнопки . Затем источник сетевого питания подключается к небольшой лампочке через TRIAC, как показано выше. Когда ключ замкнут, фазное напряжение подается на вывод затвора симистора через резистор R1. Если это напряжение затвора выше порогового напряжения затвора, то через вывод затвора протекает ток, который будет больше порогового тока затвора.

В этом состоянии симистор входит в режим прямого смещения, и ток нагрузки будет протекать через лампу. Если нагрузка потребляет достаточный ток, симистор переходит в состояние фиксации. Но поскольку это источник питания переменного тока, напряжение будет достигать нуля в течение каждого полупериода, и, таким образом, ток также будет достигать нуля на мгновение. Следовательно, в этой схеме блокировка невозможна, и симистор выключится, как только переключатель будет разомкнут, и здесь не требуется коммутационная схема. Этот тип коммутации симистора называется естественная коммутация . Теперь давайте соберем эту схему на макетной плате с использованием TRIAC BT136 и проверим, как она работает.

При работе с источниками питания переменного тока необходимо проявлять особую осторожность. Рабочее напряжение снижено в целях безопасности. Стандартная мощность переменного тока 230 В 50 Гц (в Индии) понижается до 12 В 50 Гц с помощью трансформатора. В качестве нагрузки подключена маленькая лампочка. После завершения экспериментальная установка выглядит так, как показано ниже.

 

При нажатии кнопки на контакт затвора подается напряжение затвора, и, таким образом, симистор включается. Лампа будет светиться, пока кнопка удерживается нажатой. Как только кнопка будет отпущена, TRIAC будет в защелкнутом состоянии, но, поскольку входное напряжение является переменным, ток через TRIAC упадет ниже тока удержания, и, таким образом, TRIAC выключится, полную работу также можно найти в 9Видео 0005, данное в конце этого урока.

 

Управление симисторами с помощью микроконтроллеров

Когда симисторы используются в качестве регуляторов освещенности или для управления фазой, импульс затвора, подаваемый на вывод затвора, должен управляться микроконтроллером. В этом случае штифт затвора также будет изолирован с помощью оптопары. Принципиальная схема для того же показана ниже.

 

Для управления TRIAC с помощью сигнала 5 В/3,3 В мы будем использовать оптопара, такая как MOC3021 , внутри которой находится TRIAC. Этот TRIAC может запускаться напряжением 5 В/3,3 В через светоизлучающий диод. Обычно сигнал ШИМ будет подаваться на контакт 1 ^st MOC3021, а частота и рабочий цикл сигнала ШИМ будут варьироваться для получения желаемого выходного сигнала. Этот тип схемы обычно используется для управления яркостью лампы или скоростью двигателя.

 

Эффект скорости – демпфирующие цепи

Все TRIAC страдают от проблемы, называемой эффектом скорости. То есть, когда терминал MT1 подвергается резкому увеличению напряжения из-за шума переключения или переходных процессов или скачков напряжения, симистор прерывает его как сигнал переключения и автоматически включается. Это связано с наличием внутренней емкости между клеммами MT1 и MT2.

Самый простой способ решить эту проблему — использовать схему снаббера. В приведенной выше схеме резистор R2 (50 Ом) и конденсатор C1 (10 нФ) вместе образуют RC-цепочку, которая действует как снабберная цепь. Любые пиковые напряжения, подаваемые на MT1, будут отслеживаться этой RC-цепью.

 

Эффект обратной реакции

Другая распространенная проблема, с которой сталкиваются разработчики при использовании TRIAC, — эффект обратной реакции. Эта проблема возникает, когда для управления напряжением затвора симистора используется потенциометр. Когда потенциометр установлен на минимальное значение, на контакт затвора не подается напряжение, и, таким образом, нагрузка отключается. Но когда POT повернут на максимальное значение, TRIAC не включится из-за эффекта емкости между контактами MT1 и MT2, этот конденсатор должен найти путь для разрядки, иначе он не позволит TRIAC включиться. Этот эффект называется эффектом обратной реакции. Эту проблему можно решить, просто включив резистор последовательно со схемой переключения, чтобы обеспечить путь для разрядки конденсатора.

 

Радиочастотные помехи (RFI) и TRIAC

Цепи переключения TRIAC более подвержены радиочастотным помехам (EFI), потому что при включении нагрузки ток внезапно возрастает от 0 A до максимального значения, таким образом создавая всплеск электрических импульсов, который вызывает радиочастотный интерфейс. Чем больше ток нагрузки, тем сильнее будут помехи. Использование цепей подавителя, таких как LC-подавитель, решит эту проблему.

 

TRIAC – Ограничения

Когда необходимо переключать сигналы переменного тока в обоих направлениях, очевидно, TRIAC будет первым выбором, поскольку это единственный двунаправленный силовой электронный переключатель. Он действует так же, как два SCR, соединенных спиной к спине, и также имеют те же свойства. Хотя при проектировании схем с использованием TRIAC необходимо учитывать следующие ограничения:

• TRIAC имеет внутри две структуры SCR, одна проводит в положительной половине, а другая в отрицательной половине. Но они не срабатывают симметрично, вызывая разницу в положительном и отрицательном полупериодах выхода 9.0051
• Кроме того, поскольку переключение несимметрично, это приводит к высоким гармоникам, которые вызывают шум в цепи.
• Эта проблема гармоник также приведет к электромагнитным помехам (EMI)
• При использовании индуктивных нагрузок существует огромный риск протекания пускового тока к источнику, поэтому необходимо обеспечить полное отключение симистора и безопасный разряд индуктивной нагрузки через альтернативный путь

TRIAC: что это такое? (Определение, работа и приложения)

22 октября 2020 г. 24 февраля 2012 г. от Electrical4U

Что такое симистор?

Симистор определяется как трехконтактный переключатель переменного тока, который отличается от других кремниевых управляемых выпрямителей в том смысле, что он может проводить в обоих направлениях, т. е. независимо от того, является ли подаваемый сигнал затвора положительным или отрицательным, он будет проводить. Таким образом, данное устройство можно использовать для систем переменного тока в качестве выключателя.

Это трехконтактное, четырехслойное, двунаправленное полупроводниковое устройство, которое управляет питанием переменного тока. На рынке доступен симистор максимальной мощности 16 кВт.

На рисунке показано условное обозначение симистора, который имеет две основные клеммы MT ₁ и MT ₂ , соединенные встречно-параллельно, и клемму затвора.

Конструкция симистора

Два тиристора соединены встречно-параллельно с выводом затвора как общим. Клеммы затвора подключены как к областям N, так и к области P, из-за чего может применяться сигнал затвора, который не зависит от полярности сигнала. Здесь у нас нет анода и катода, поскольку он работает для обеих полярностей, что означает, что устройство является двусторонним. Он состоит из трех терминалов, а именно, основного терминала 1 (MT ₁ ), основной вывод 2 (MT ₂ ) и вывод ворот G.

На рисунке показана конструкция симистора. Есть два основных терминала, а именно MT ₁ и MT ₂ , а оставшийся терминал является терминалом ворот.

Работа симистора

Симистор можно включить, подав на затвор напряжение, превышающее перенапряжение отключения. Однако, не повышая напряжение, его можно включить, подав импульс затвора длительностью 35 микросекунд, чтобы включить его. Когда приложенное напряжение меньше, чем напряжение пробоя, мы используем метод запуска затвора, чтобы включить его.
Существует четыре различных режима работы:

1. Когда MT ₂ и затвор положительный по отношению к MT ₁
   Когда это происходит, ток течет по пути P ₁ -N ₁ -P ₂ -N ₂ . Здесь P ₁ -N ₁ и P ₂ -N ₂ смещены в прямом направлении, а N ₁ -P ₂ смещены в обратном направлении. Говорят, что симистор работает в положительно смещенной области. Положительный затвор по отношению к МТ ₁ прямое смещение P ₂ -N ₂ и происходит пробой.
2. Когда MT ₂ положительный, но затвор отрицательный по отношению к MT ₁
   Ток течет по пути P ₁ -N ₁ -P ₂ -N 7 2 . Но P ₂ -N ₃ смещен в прямом направлении, и носители тока инжектируются в P ₂ на симисторе.
3. Когда MT ₂ и Gate отрицательны по отношению к MT ₁
   Ток протекает по пути P ₂ -N ₁ -P ₁ -N ₄ . Два соединения P ₂ -N ₁ и P ₁ -N ₄ смещены в прямом направлении, а соединение N1-P1 смещено в обратном направлении. Говорят, что симистор находится в отрицательно смещенной области.
4. Когда MT ₂ имеет отрицательное значение, но ворота являются положительными по отношению к MT ₁
   P ₂ -N ₂ , в этом состоянии смещено вперед. Вводятся носители тока, поэтому симистор включается. Недостатком этого режима работы является то, что его нельзя использовать для цепей с высоким уровнем (di/dt). Чувствительность запуска в режимах 2 и 3 высока, и если требуется предельная возможность запуска, следует использовать отрицательные стробирующие импульсы. Запуск в режиме 1 более чувствителен, чем в режимах 2 и 3.

Характеристики симистора

Характеристики симистора аналогичны SCR, но применимы как к положительным, так и к отрицательным напряжениям симистора. Операцию можно резюмировать следующим образом:

Работа симистора в первом квадранте

Напряжение на клемме MT ₂ положительно по отношению к клемме MT ₁ , а напряжение затвора также положительно по отношению к первой клемме.

Работа симистора во втором квадранте

Напряжение на клемме 2 положительное по отношению к клемме 1, а напряжение затвора отрицательное по отношению к клемме 1.

Работа симистора в третьем квадранте

Напряжение на клемме 1 положительное по отношению к клемме 2, а напряжение на затворе отрицательное.

Работа симистора в четвертом квадранте

Напряжение на клемме 2 отрицательно по отношению к клемме 1, а напряжение затвора положительно.

Когда устройство включается, через него протекает сильный ток, который может повредить устройство, поэтому для ограничения тока к нему должен быть подключен токоограничивающий резистор. Применяя надлежащий стробирующий сигнал, можно контролировать угол открытия устройства. Цепи запуска затвора должны использоваться для правильного запуска затвора. Мы можем использовать diac для запуска стробирующего импульса. Для срабатывания устройства с правильным углом срабатывания может быть подан стробирующий импульс длительностью до 35 микросекунд.

Преимущества симистора

1. Он может запускаться с положительной или отрицательной полярностью стробирующих импульсов.
2. Требуется только один радиатор немного большего размера, тогда как для SCR требуется два радиатора меньшего размера.
3. Для защиты требуется один плавкий предохранитель.
4. Возможен безопасный пробой в любом направлении, но для защиты SCR следует использовать параллельный диод.

Недостатки Triac

1. Они не очень надежны по сравнению с SCR.
2. Его рейтинг (dv/dt) ниже, чем SCR.
3. Доступны более низкие характеристики по сравнению с SCR.
4. Нам нужно быть осторожными со схемой запуска, так как она может запускаться в любом направлении.

Использование симистора

1. Они используются в цепях управления.
2. Используется для переключения ламп высокой мощности.
3. Используется для управления мощностью переменного тока.

Хотите учиться быстрее? 🎓

Каждую неделю получайте электротехнические товары на свой почтовый ящик.
Кредитная карта не требуется — это 100% бесплатно.

О Electrical4U

Electrical4U посвящен обучению и распространению всего, что связано с электротехникой и электроникой.

…

Симисторные схемы: основы и приложения

Морин ВанДайк | 13 ноября 2019 г.

Термин «TRIAC» означает триод для переменного тока. Как следует из названия, этот электронный компонент обычно используется в качестве управляющего элемента в цепях переменного тока (AC).

Симисторы

— это полупроводниковые устройства с тремя выводами. Они работают, используя одну клемму, то есть затвор, для запуска потока электрического тока через две другие клеммы, то есть основные клеммы или аноды. Хотя эти устройства похожи на другие электронные переключатели, такие как кремниевые управляемые выпрямители (SCR), в отличие от некоторых из этих альтернатив, они могут одинаково хорошо проводить ток в обоих направлениях.

Симисторы

часто находят применение в качестве переключателей в широком спектре электрооборудования, такого как лампы, вентиляторы и двигатели. Независимо от их применения, все TRIAC используют основные принципы работы, изложенные выше. Помимо этих общих характеристик, они обычно подразделяются на те, которые используются для простых схем переключателя TRIAC или схем переменной мощности (или диммера) TRIAC.

Функции симисторных переключателей

Триаки

используются по-разному, в том числе как:

Простые электронные переключатели

В этом приложении TRIAC запускается переменным напряжением на его затворе. Резистор используется последовательно с затвором, чтобы ограничить ток, протекающий к терминалу. Симистор позволяет току течь в любом направлении, при этом поток меняется в зависимости от полярности напряжения на затворе. Напряжение затвора может быть получено из напряжения переменного тока, подаваемого на клеммы нагрузки симистора. Если приложение требует протекания тока только в одном направлении, диод подключается последовательно к затвору для преобразования переменного напряжения в постоянное. В этой конфигурации ток, протекающий через симистор при заданной нагрузке, является фиксированным.

Контроллеры уровня мощности или диммера

Триггер затвора для этого варианта использования является более сложным, поскольку он включает изменение фазы в зависимости от напряжения нагрузки. Напряжение запуска получается из напряжения нагрузки, но с приложенным к нему фазовым сдвигом. Схема фазовращателя состоит из переменного резистора и конденсатора. Напряжение конденсатора используется в качестве напряжения запуска, фаза которого изменяется за счет изменения переменного резистора. Часто переключатель DIAC (диод для переменного тока) подключается между конденсатором и затвором симистора, чтобы обеспечить резкое включение симистора.

Симисторы

находят применение в ряде электрических приложений, в том числе в качестве:

• Диммеры для ламп
• Выходные регуляторы для электронагревателей
• Регуляторы скорости двигателей

Проблемы со схемами TRIAC и решения

При использовании схем TRIAC важно знать об общих проблемах, с которыми приходится сталкиваться, и о том, как их решить. Некоторые из проблем, возникающих при использовании схем TRIAC, включают:

Эффект скорости

Этот эффект относится к непреднамеренному включению симистора из-за резкого изменения напряжения на его основных клеммах. Проблема решается подключением резисторно-конденсаторной (RC) снабберной цепи между основными клеммами.

Эффект обратной реакции

Люфт возникает в цепях управления фазой, когда сопротивление установлено на максимум, чтобы снизить уровни мощности подключенного устройства до минимума. Эффект вызван отсутствием пути разряда собственной емкости симистора на его клеммах нагрузки и предотвращает включение подключенного устройства. Решение состоит в том, чтобы обеспечить путь разряда, подключив резистор высокого сопротивления последовательно с DIAC или конденсатор между затвором и основными клеммами.

Несимметричное срабатывание

В цепях управления фазой эта проблема возникает из-за того, что симисторы имеют разные напряжения включения для каждого направления. Такая конструкция приводит к плохому профилю электромагнитного излучения симистора. Эта проблема решена путем последовательного включения DIAC с затвором TRIAC, что выравнивает характеристики срабатывания TRIAC.

Гармоническая фильтрация

Поскольку TRIAC включается, когда напряжение на его клеммах не равно нулю, он генерирует гармоники, которые делают его непригодным для использования в чувствительном электронном оборудовании, таком как схемы беспроводной связи. Использование фильтра гармоник подавляет электромагнитные помехи.

Обратитесь в MagneLink, если вам нужен переключатель TRIAC

Компания MagneLink, Inc. интегрирует симисторы с нашими магнитными переключателями в корпусах MLT, MLP и MLU. Каждый из этих стилей подходит для различных приложений. Например, корпуса MLT подходят для использования в суровых условиях, корпуса MLP хороши для тяжелых условий эксплуатации, а корпуса MLU имеют корпус с резьбой, который больше подходит для скрытого монтажа.