Выключатели на мощных симисторах: портал и журнал для разработчиков электроники

Недорогие сенсорные выключатели

Очень часто при изготовлении или модернизации осветительных приборов и подсветки встает вопрос об их включении/отключении

Сперва покупал обычные выключатели для бра на провод. Затем накупил миниатюрных выключателей на ТАО

И вот случайно мне попался обзор про копеечный сенсорный выключатель

Сделав анализ предлагаемой в китайшопах продукции и заказав несколько штук на пробу, произвел небольшую классификацию сенсорных устройств

Типы недорогих сенсорных выключателей

«1-WAY» выключатели. Имеют два состояния: отключено/включено. Работают на микросхеме TT6061B или каком то ее китайском аналоге.

«3-WAY» выключатели. Имеют четыре состояния отключено/низкая мощность/средняя мощность/полная мощность переключаемые последовательно. Работаю на микросхеме TT8486A/TT6061A, представляющей собой симисторный диммер. Естественно, что работать диммер будет только с лампами накаливания. Светодиодным драйверам, нормально работающим при пониженном напряжении, вполне хватает для работы и малой мощности, но отключения света происходит в «три клика».

По мощности выпускаемые устройства бывают «1A 60Вт» и «3A 100Вт». Амперы там китайские, а вот максимальная нагрузка ближе к истине.

В 1А модели стоит маломощный симистор MAC97 в корпусе TO-92 и максимальным током коммутации 600мА

 

В «3-х амперном» собрате стоит более мощный симистор BT134 600E. Этот симистор хоть и рассчитан на максимальный ток 4A, но в корпусе SOT82 без радиатора вряд ли сможет управлять нагрузкой более 1А

Заказ в интернете

Почему то в большинстве китайских магазинов представлены более мощные модели только «3-WAY», которые не имеет смысла ставить на светодиодные светильники.

Но это не беда. Покупаем модель «1-WAY 1A». Я взял на АЛИ менее $4 за 5 шт 

Про странный трек от продавца на данный товар я написал в своем обзоре  покупки на миське

 

Модернизация

На платах таких выключателей предусмотрены отверстия установки как маломощных, так и мощных симисторов. Причем, судя по надписям на плате — вполне «взрослому» BT136 в корпусе TO-220

 

Не так давно для силовой коммутации в контроллере управления вентилятором и люстрой  покупал на EBAY симисторы BT137 600E 

Замена симистора — минутное дело:

И вот результат — имеем выключатель «1-WAY 5A» по китайской классификации 🙂

 

Пришлось по другому загнуть электролитические конденсаторы, чтобы они не задевали корпус симистора, на котором, увы, сетевой напряжение

 

 

Подключаю. Все работает. Симистор на 20 Вт не греется. Если нужна большая мощность, можно посадить симистор на радиатор. 25см2 позволит управлять примерно 800Вт нагрузки. Правда корпус придется искать другой. А чтобы радиатор изолировать от силовой нагрузки нужно, при креплении к симистору использовать специальные изолирующие шайбы и прокладки для корпуса TO-220

 

Я их тоже покупал на EBAY

Пластиковые шайбы — изоляторы — $1.42/100
Силиконовые изолирующие прокладки — $0.99/100

Результат

Использовал устройство в выключателе подсветки полочки/зеркала. Сенсор вывел на вертикальную металлическую штангу.

Использовал в настольной лампе. Сенсор соединил прямо с радиатором

Поставил на управление подсветкой раковины с сенсором на алюминиевом профиле подсветки.

Во всех случаях был достигнут «ВАУ эффект». Некоторые гости подолгу баловались и говорили «О магия» не смотря на наличие сенсорных телефонов в кармане.

На кота сенсор не реагирует. Видимо шерсть мешает Носом кота нажимать не пробовал. Он итак был недоволен

Литература

• Симистор MAC97. Корпус TO-92 (SO-T54). Даташит
• Симистор BT134 600E. Корпус SOT-82. Даташит
• Симистор BT137 600E.Корпус TO-220(SOT-78) Даташит
• Микросхема для 3-WAY диммера TT6061A/TT8486A. Даташит
• Микросхема для 1-WAY диммера TT6061B. Даташит

 

 

 

 

Posted in Подсветка, Покупка на ALIEXPRESS.COM, Свет дома | Метки: aliexpress, выключатель, настольная лампа, подсветка, Симистор

Что такое симистор, как он работает и для чего нужен

Тиристоры принадлежат к классу диодов. Но помимо анода и катода, у тиристоров есть третий вывод – управляющий электрод.

Тиристор – это своего рода электронный выключатель, состоящий из четырех слоев, который может быть в двух состояниях:

1. Высокая проводимость (открытое).
2. Низкая проводимость (закрытое).

Тиристоры обладают высокой мощностью, благодаря чему они проводят коммутацию цепи при напряжении доходящей до 5 тысяч вольт и с силой тока равняющейся 5 тысячам ампер. Подобные выключатели способны проводить ток лишь в прямом направлении, а в состоянии низкой проводимости они способны выдержать даже обратное напряжение.

Чтобы приключаться между состояниями, используется специальная технология, которая передает сигналы. С помощью сигнала от объекта управления, тиристор станет в положении высокой проводимости (открытое), а для того чтобы его выключить нужно заряженный конденсатор соединить с ключом.

Есть разные тиристоры, которые отличаются друг от друга характеристиками, управлением и т.д.

Самые известные типы данных устройств:

• Диодный. Переходит в проводящий режим, когда уровень тока повышается.
• Инверторный. Он переходит в режим низкой проводимости быстрей подобных устройств.
• Симметричный. Устройство похоже на 2 устройства со встречно-параллельными диодами.
• Оптотиристор. Работает благодаря потоку света.
• Запираемые.

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.

Использование симистора

Симистор представляется настолько гибким и универсальным устройством, что благодаря его свойству переключения в проводящее состояние запускаемым импульсом с положительным или отрицательным знаком, который не зависит от источника проявляющего свойства мгновенной полярности. По сути названия анод и катод для прибора не имеют большой актуальности.

• Одно из популярных и простейших сфер использования симистора может считаться его применение в качестветвердотельного реле. Для него характерно малое значение пускового тока достаточного для нагрузки с большими токами. Функцию ключа в таком устройстве может играть геркон, или обладающее большой чувствительностью термореле и прочие контактные пары с током до 50мА, при этом величина тока нагрузки может ограничиваться исключительно показателями, на которые рассчитан симистор.
• 2Не менее широко использование симистора в качестве регулятора интенсивности освещения и управления скоростью вращения электромотора. Схема построена на спользовании запускающих элементов, которые устанавливаются RC-фазовращателем, такой элемент, как потенциометр регулирует интенсивность освещения, а резистор служит для ограничения тока нагрузки. Формирование импульсов выполняется с помощью динистора. После пробоя в динисторе, который происходит в результате разности потенциалов на конденсаторе, импульс разряда конденсатора, возникающий мгновенно включает симистор.
• Управление мощностью в нагрузке с использованием в схеме добавочной RC-цепочки, что дает большой фазовый сдвиг, который облегчает задачу по управлению мощности.

Обозначение симистора на схеме.

Преимущества использования симисторов

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

Основные достоинства симистора:

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

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

Материал по теме: Как подключить конденсатор

Виды симисторов

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

Поврежденные симисторы.

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

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

Будет интересно➡ Что такое светодиод

Схемы управления

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

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

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

Симистр на электронной схеме.

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

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.

Самодельный пробник

Простейший вариант исполнения представлен сочетанием только лампочки и батарейки, но он неудобен в применении. Более сложная схема позволяет протестировать устройство при подаче постоянного или переменного тока.

Схема самодельного пробника представлена сочетанием следующих элементов:

1. Лампочка небольшого размера с показателями 0,3 А и 6,3 В.
2. Трансформатор со вторичной обмоткой 6,3 В. Рекомендуется использовать вариант исполнения ТН2.
3. Диод выпрямительного типа с обратным напряжением около 10 Вольт и сопротивлением не менее 300 мА. Примером можно назвать вариант исполнения Д226.
4. В схему также включается конденсатор, емкость которого составляет 1000 мкФ. Устройство должно быть рассчитано на напряжение 16 В.
5. Создается сопротивление с номиналом 47 Ом.
6. Предохранитель на 0,5 А. При применении мощного силового трансформатора следует повысить номинал предохранителя.

Самодельная конструкция может иметь компактные размеры. При необходимости все элементы можно собрать в защитном корпусе, за счет чего прибор можно будет использовать постоянно и транспортировать к месту проверки.

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!

Опубликовано: 03.07.2019 Обновлено:
03.07.2019 нет комментариев

Чем можно проверить тиристор на исправность

Чтобы проверить тиристор на работоспособность не выпаивая его, можно пользоваться специальными приборами:

• Мультиметром. На концах щупов прибора имеется напряжение, которое можно подать на электрод. Для этого замыкается анод и электрод. В результате сопротивление резко падает: на мультиметре это видно. Это свидетельствует о том, что тиристор отрылся. Если отпустить мультиметр, то он снова будет показывать бесконечное сопротивление.
• Тестером. Для проверки понадобится не только тестер, но и источник питания от 6 до 10 Вольт, а также провода. Необходимо включить тестер между катодом и анодом, а после этого подключить батарейку между электродом управления и катодом. Если подача питание не осуществляется, то тиристор работает некорректно. Также если питание постоянное при любом напряжении, то элемент также работает неверно.

Вам это будет интересно Перечень всего набора инструментов электрика

Вот как описанная схема тиристорного элемента выглядит на практике

Таким образом, было рассмотрено, как проверить тринистор на работоспособность и основные способы ее проверки. Проверять правильность работы и прозвонить состояние тринистора можно, используя несколько способов: мультиметровый и тестерный. Оба отлично справляются с поставленной задачей.

Симисторы — рабочие и прикладные схемы

Симистор можно сравнить с фиксирующим реле. Он мгновенно включится и закроется, как только сработает, и останется закрытым до тех пор, пока напряжение питания остается выше нуля вольт или полярность питания не изменена.

Если источником питания является переменный ток, симистор будет размыкаться в периоды, когда цикл переменного тока пересекает нулевую линию, но закрывается и включается, как только его повторное срабатывание.

Преимущества симистора в качестве статического переключателя

• Симисторы можно эффективно заменить механическими переключателями или реле для управления нагрузками в цепях переменного тока.
• Триаки могут быть сконфигурированы для коммутации относительно более тяжелых нагрузок за счет срабатывания по минимальному току.
• Когда симисторы проводят (замыкают), они не создают эффекта подавления дребезга, как в механических переключателях.
• Когда симисторы выключаются (при пересечении нуля переменным током), это происходит без каких-либо переходных процессов из-за противо-ЭДС и т. д. наблюдается в механических электрических переключателях.
• Триаки имеют гибкое срабатывание, которое позволяет переключать их в любой заданной точке цикла входного переменного тока с помощью положительного сигнала низкого напряжения на затворе и общей земле.
• Это напряжение срабатывания может быть от любого источника постоянного тока, такого как батарея или выпрямленный сигнал от самого источника переменного тока. В любом случае симистор будет проходить через периоды выключения каждый раз, когда кривая переменного тока в каждом полупериоде проходит через линию пересечения нуля (тока), как показано ниже:

Как включить симистор

Симистор состоит из трех выводов: Затвор, A1, A2, как показано ниже:

Чтобы включить симистор, на его контакт затвора (G) должен быть подан ток триггера затвора. . Это вызывает протекание тока затвора через затвор и клемму A1. Ток затвора может быть положительным или отрицательным по отношению к выводу A1 симистора. Клемма A1 может быть подключена к отрицательной линии VSS или положительной линии VDD источника питания управления затвором.

На следующей диаграмме показана упрощенная схема симистора, а также его внутренняя кремниевая структура.

Когда на затвор симистора подается ток запуска, он включается с помощью встроенных диодов, встроенных встречно-параллельно между клеммой G и клеммой A1. Эти 2 диода устанавливаются на переходах P1-N1 и P1-N2 симистора.

Квадранты запуска симистора

Запуск симистора осуществляется через четыре квадранта в зависимости от полярности тока затвора, как показано ниже:

Эти квадранты запуска могут практически применяться в зависимости от семейства и класса симистора, как приведено ниже:

Q2 и Q3 являются рекомендуемыми квадрантами запуска для симисторов, поскольку они обеспечивают минимальное потребление и надежное срабатывание.

Квадрант запуска Q4 не рекомендуется, поскольку он требует более высокого тока затвора.

Важные параметры запуска для симисторов

Мы знаем, что симистор можно использовать для переключения мощной нагрузки переменного тока на клеммы A1/A2 через относительно небольшой источник питания триггера постоянного тока на клемме Gate.

При проектировании схемы управления симистором решающее значение приобретают параметры срабатывания затвора. Параметры запуска: ток запуска затвора симистора IGT, напряжение запуска затвора VGT и ток блокировки затвора IL.

• Минимальный ток затвора, необходимый для включения симистора, называется током срабатывания затвора IGT. Это должно быть применено к затвору и выводу A1 симистора, который является общим для источника питания триггера затвора.
• Ток затвора должен быть выше номинального значения для самой низкой указанной рабочей температуры. Это обеспечивает оптимальное срабатывание симистора при любых обстоятельствах. В идеале значение IGT должно быть в 2 раза выше, чем номинальное значение в таблице данных.
• Триггерное напряжение, подаваемое на затвор и клемму A1 симистора, называется VGT. Он применяется через резистор, который будет обсуждаться в ближайшее время.
• Ток затвора, который эффективно запирает симистор, является током запирания и выражается как LT. Защелка может произойти, когда ток нагрузки достигает значения LT, и только после этого защелка включается даже при снятии тока затвора.
• Вышеуказанные параметры указаны для температуры окружающей среды 25 °C и могут изменяться при изменении этой температуры.

Неизолированное срабатывание симистора может быть выполнено в двух основных режимах, первый способ показан ниже:

Здесь положительное напряжение, равное VDD, подается на затвор и клемму A1 симистора. В этой конфигурации мы видим, что A1 также подключен к Vss или отрицательной линии источника питания затвора. Это важно, иначе симистор никогда не среагирует.

Второй метод заключается в подаче отрицательного напряжения на затвор симистора, как показано ниже:

Этот метод идентичен предыдущему, за исключением полярности. Поскольку затвор запускается отрицательным напряжением, клемма A1 теперь соединена с линией VDD вместо Vss напряжения истока затвора. Опять же, если этого не сделать, симистор не будет реагировать.

Расчет резистора затвора

Резистор затвора устанавливает IGT или ток затвора на симистор для необходимого срабатывания. Этот ток увеличивается, когда температура падает ниже указанной температуры перехода 25 °C.

Например, если указанный IGT равен 10 мА при 25 °C, он может увеличиться до 15 мА при 0 °C.

Чтобы гарантировать, что резистор способен обеспечить достаточную IGT даже при 0 °C, он должен рассчитываться для максимального доступного VDD от источника.

Рекомендуемое значение составляет от 160 до 180 Ом 1/4 Вт для 5-вольтового затвора VGT. Более высокие значения также будут работать, если температура окружающей среды довольно постоянна.

Запуск через внешний DC или существующий AC : Как показано на следующем рисунке, симистор можно переключать либо через внешний источник постоянного тока, такой как батарея или солнечная панель, либо через адаптер переменного/постоянного тока. В качестве альтернативы, он также может запускаться от самого существующего источника переменного тока.

Здесь переключатель S1 имеет пренебрежимо малую нагрузку, так как он переключает симистор через резистор, обеспечивающий минимальный ток, проходящий через S1, тем самым защищая его от износа.

Переключение симистора с помощью герконового реле : Для переключения симистора с помощью движущегося объекта может быть включено магнитное срабатывание. Для таких применений можно использовать геркон и магнит, как показано ниже:

В этом приложении магнит прикреплен к движущемуся объекту. Всякий раз, когда подвижная система проходит мимо герконового реле, она запускает симистор в проводимость через прикрепленный к нему магнит.

Герконовое реле может также использоваться, когда требуется электрическая изоляция между источником запуска и симистором, как показано ниже.

Здесь медная катушка подходящего размера намотана на герконовое реле, а выводы катушки подключены к постоянному току через переключатель. Каждое нажатие переключателя вызывает изолированное срабатывание симистора.

Благодаря тому, что герконовые реле рассчитаны на миллионы операций ВКЛ/ВЫКЛ, эта система переключения становится чрезвычайно эффективной и надежной в долгосрочной перспективе.

Другой пример изолированного срабатывания симистора можно увидеть ниже, здесь внешний источник переменного тока используется для переключения симистора через разделительный трансформатор.

Еще одна форма изолированного срабатывания симисторов показана ниже с использованием соединителей фотоэлементов. В этом методе светодиод и фотоэлемент или фотодиод монтируются как единое целое в одном корпусе. Эти оптопары легко доступны на рынке.

Необычное переключение симистора по схеме выключено/половина мощности/полная мощность показано на схеме ниже. Для реализации на 50% меньшей мощности диод включен последовательно с затвором симистора. Этот метод заставляет симистор включаться только для чередующихся положительных полупериодов входного переменного тока.

Схема может эффективно применяться для управления нагрузками нагревателя или другими резистивными нагрузками, имеющими тепловую инерцию. Это может не сработать для управления освещением, поскольку полуположительная частота циклов переменного тока приведет к раздражающему мерцанию света; аналогично, это срабатывание не рекомендуется для индуктивных нагрузок, таких как двигатели или трансформаторы.

Цепь симистора фиксации сброса

Следующая концепция показывает, как симистор можно использовать для создания защелки сброса установки с помощью пары кнопок.

Нажатие кнопки установки запирает симистор и нагрузку, а нажатие кнопки сброса запирает защелку.

Цепи таймера задержки симистора

Симистор можно настроить как цепь таймера задержки для включения или выключения нагрузки после заданной задержки.

В первом примере ниже показана схема таймера выключения с задержкой на основе симистора. Первоначально при включении симистор включается.

Тем временем начинается зарядка 100 мкФ, и как только достигается пороговое значение, срабатывает UJT 2N2646, включая SCR C106.

SCR замыкает затвор на землю, отключая симистор. Задержка определяется настройкой 1M и значением последовательного конденсатора.

Следующая схема представляет собой схему симисторного таймера с задержкой включения. При включении симистор реагирует не сразу. Диак остается выключенным, пока конденсатор емкостью 100 мкФ заряжается до порога срабатывания.

Как только это происходит, срабатывает диак и включает симистор. Время задержки зависит от значений 1M и 100uF.

Следующая схема представляет собой еще одну версию таймера на основе симистора. При включении UJT переключается через конденсатор 100 мкФ. UJT удерживает переключатель SCR в выключенном состоянии, лишая триак от тока затвора, и, таким образом, симистор также остается выключенным.

Через некоторое время, в зависимости от настройки предустановки 1M, конденсатор полностью заряжается, отключая UJT. Теперь SCR включается, запуская симистор, а также нагрузку.

Схема мигания симисторной лампы

Эта схема симисторного мигающего устройства может использоваться для мигания стандартной лампы накаливания с частотой, которую можно регулировать в диапазоне от 2 до 10 Гц. Схема работает путем выпрямления сетевого напряжения диодом 1N4004 вместе с переменной RC-цепочкой. В тот момент, когда электролитический конденсатор заряжается до напряжения пробоя диака, он принудительно разряжается через диак, который, в свою очередь, запускает симистор, что приводит к миганию подключенной лампы.

После задержки, установленной регулятором 100k, конденсатор перезаряжается снова, вызывая повторение цикла мигания. Регулятор 1 кОм устанавливает ток срабатывания симистора.

Заключение

Симистор — один из самых универсальных компонентов электронного семейства. Симисторы можно использовать для реализации множества полезных схемных концепций. В приведенном выше посте мы узнали о нескольких простых применениях схемы симистора, однако существует бесчисленное множество способов настройки и применения симистора для создания желаемой схемы.

На этом веб-сайте я уже размещал множество схем на основе симистора, к которым вы можете обратиться для дальнейшего изучения, вот ссылка на него:

Переключение нагрузки переменного тока с использованием симистора

Перейти к содержимому

Предыдущая Следующая

Переключение нагрузки переменного тока с использованием схемы TRIAC и кода Arduino

• Увеличить

TRIAC (триод для переменного тока) является идеальным переключателем силовой электроники для использования в приложениях , переключающих , поскольку он может управлять потоком тока как в положительном, так и в отрицательном направлении. полупериод переменный сигнал . Он также имеет преимущество низкой стоимости по сравнению со встречно-параллельной тиристорной схемой. Для управления током до 4 А, напряжением до 600 В и низким броском тока я рекомендовал симистор, выше которого встречно-параллельный тиристор может работать нормально.

Управление высоковольтными устройствами с помощью оптически изолированного устройства силовой электроники дает преимущества управления напряжением. Эта простая схема TRAIC BT136 и оптопара MOC3021 могут управлять высоковольтными устройствами от микроконтроллера. Например, Arduino для управления лампочкой 230/220 В или любым устройством, работающим от высокого напряжения. Эта схема также может работать для диммирования и управления скоростью, используя ШИМ-сигнал от Arduino.

Поскольку TRIAC имеет двунаправленный клапан, эта схема используется для приложений переменного и постоянного тока.

Circuit Diagram

Bill of Materials
S. No	Reference	Value	Part	Количество
1	R1	330 Ohms	Resistor ¼ watt	1
2	R2	360 Ohms	Resistor 1/2 watt	1
3	R3	470 Ohms	Resistor 1/2 watt	1
4	R4	39 Ohms	Resistor 1/2 watt	1
5	C1	50nf/0.05uf,250/400V	Polyester capacitor	1
6	C2	10nf/0.01uf, 250/400V	Polyester capacitor	1
7	U1	MOC3021/3031/3051	Optocoupler IC	1
8	U2	6 PIN IC Socket	–	1
9	TRIAC	BT136	Triac	1
10	LAMP	100W 230V lamp	Incandescent lamp	1
11		PCB	4 cm×10 cm	1
12		Flexible Wire		1
13		Soldering Iron		1
14		Soldering metal wire		1
15	J1	Соединитель PBT	2-контактный	1
16	J2	Штекерная полоса Берга, прямая	2-контактный разъем	16
17		Держатель лампы		1

.

Устройства MOC3021 содержат инфракрасные излучающие диоды на основе арсенида галлия на контактах 1 и 2. Этот диод излучает инфракрасный свет и запускает двусторонний кремниевый переключатель с оптической связью, активируемый светом, на контактах 6 и 4, что позволяет току течь между ними. Этот источник питания обеспечивает ток GATE для затвора TRIAC (контакт 3 TRIAC), а TRIAC проводит основной ток между контактами MT1 и MT2.

В состоянии ВЫКЛ:
Когда 0 В подается на контакты 1 и 2 оптопары, контакты 6 и 4 действуют как разомкнутые переключатели и не допускают протекания тока между ними, так как нет тока ЗАтвора на TRIAC, он перестает проводить.

Работа симисторной цепи

Состояние во включенном состоянии:
Когда 5 В/3,3 В подается от микроконтроллера на оптопару, устройства MOC3021 содержат инфракрасные излучающие диоды на основе арсенида галлия на контактах 1 и 2. Эти диоды излучают инфракрасный свет. и активируйте оптически связанный двухсторонний кремниевый переключатель, активируемый светом, на контактах 6 и 4, который позволяет току течь между ними.