Bt134W схема включения. Симистор BT134W: принцип работы, характеристики и применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работает симистор BT134W. Каковы его основные параметры и характеристики. Где применяется симистор BT134W в электронных схемах. Как правильно подключить и проверить работоспособность симистора BT134W.

Содержание

Принцип работы симистора BT134W

Симистор BT134W представляет собой полупроводниковый прибор, предназначенный для коммутации нагрузки в цепях переменного тока. По сути, это двунаправленный управляемый выпрямитель, способный проводить ток в обоих направлениях.

Основные особенности работы симистора BT134W:

Имеет три вывода — два основных силовых электрода T1 и T2, а также управляющий электрод G
Может проводить ток в обоих направлениях между силовыми электродами T1 и T2
Управляется подачей тока на управляющий электрод G
При подаче управляющего сигнала переходит из закрытого состояния в открытое
Закрывается при снижении тока ниже тока удержания или смене полярности напряжения

Таким образом, симистор BT134W позволяет регулировать мощность в нагрузке путем изменения угла открытия в каждом полупериоде переменного напряжения.

Основные характеристики симистора BT134W

Симистор BT134W имеет следующие ключевые параметры:

Максимальное импульсное напряжение в закрытом состоянии: 600 В
Максимальный импульсный ток в открытом состоянии: 4 А
Максимальный ток управления: 5 мА
Напряжение включения: 1.5 В
Ток удержания: 10 мА
Рабочая температура: -40…+125°C
Корпус: SOT223

Данные характеристики позволяют использовать BT134W для коммутации нагрузок мощностью до 1-2 кВт в сетях 220В.

Области применения симистора BT134W

Благодаря своим характеристикам, симистор BT134W находит широкое применение в различных электронных устройствах:

Регуляторы мощности и яркости освещения (диммеры)

Управление электродвигателями
Терморегуляторы и нагревательные элементы
Зарядные устройства
Импульсные источники питания
Электронные выключатели и реле

BT134W часто используется в бытовой технике, системах умного дома, промышленной автоматике и силовой электронике.

Схема включения симистора BT134W

Типовая схема включения симистора BT134W для регулирования мощности нагрузки выглядит следующим образом:

Силовые выводы T1 и T2 включаются последовательно с нагрузкой в цепь переменного тока
Управляющий электрод G подключается через резистор к микроконтроллеру или другой схеме управления
Параллельно симистору рекомендуется подключить RC-цепочку для защиты от помех
Для защиты от перенапряжений используется варистор

Такая схема позволяет плавно регулировать мощность на нагрузке путем изменения угла открытия симистора в каждом полупериоде сетевого напряжения.

Проверка работоспособности симистора BT134W

Для проверки исправности симистора BT134W можно использовать следующий алгоритм:

Измерить сопротивление между выводами T1 и T2 — оно должно быть очень большим
Подать небольшое напряжение на G относительно T1 — симистор должен открыться
Измерить падение напряжения между T1 и T2 в открытом состоянии — оно должно быть около 1-2 В
Проверить закрытие симистора при снятии управляющего сигнала

При обнаружении отклонений от нормальной работы симистор считается неисправным и подлежит замене.

Преимущества использования симистора BT134W

Симистор BT134W обладает рядом важных достоинств по сравнению с другими коммутационными элементами:

Возможность плавного регулирования мощности в нагрузке
Отсутствие подвижных частей и механического износа

Высокое быстродействие и частота коммутации
Малые габариты и вес
Низкое падение напряжения в открытом состоянии
Простота схемы управления

Это делает BT134W оптимальным выбором для многих применений в силовой электронике.

Особенности монтажа симистора BT134W

При монтаже симистора BT134W необходимо соблюдать следующие правила:

Использовать теплоотвод достаточной площади
Применять термопасту для улучшения теплового контакта
Соблюдать полярность при подключении выводов
Не допускать механических напряжений на выводах
Защищать от статического электричества при монтаже
Обеспечивать надежную изоляцию высоковольтной части

Правильный монтаж позволит обеспечить надежную и долговечную работу симистора в составе устройства.

Сравнение симистора BT134W с аналогами

По своим характеристикам BT134W близок к другим популярным симисторам, таким как:

BTA08 — более мощный аналог на ток до 8А
Z0103 — менее мощный аналог на ток до 1А
MAC97 — аналог производства STMicroelectronics

При выборе конкретной модели симистора следует учитывать требуемый ток нагрузки, напряжение, корпус и другие параметры для конкретного применения.

принцип работы, проверка и включение, схемы

Описание принципа работы и устройства

Основное отличие этих элементов от тиристоров заключается в двунаправленной проводимости электротока. По сути это два тринистора с общим управлением, включенных встречно-параллельно (см. А на рис. 1) .

Рис. 1. Схема на двух тиристорах, как эквивалент симистора, и его условно графическое обозначение

Это и дало название полупроводниковому прибору, как производную от словосочетания «симметричные тиристоры» и отразилось на его УГО. Обратим внимание на обозначения выводов, поскольку ток может проводиться в оба направления, обозначение силовых выводов как Анод и Катод не имеет смысла, потому их принято обозначать, как «Т1» и «Т2» (возможны варианты ТЕ1 и ТЕ2 или А1 и А2). Управляющий электрод, как правило, обозначается «G» (от английского gate).

Теперь рассмотрим структуру полупроводника (см. рис. 2.) Как видно из схемы, в устройстве имеется пять переходов, что позволяет организовать две структуры: р1-n2-p2-n3 и р2-n2-p1-n1, которые, по сути, являются двумя встречными тринисторами, подключенными параллельно.

Рис. 2. Структурная схема симистора

Когда на силовом выводе Т1 образуется отрицательная полярность, начинается проявление тринисторного эффекта в р2-n2-p1-n1, а при ее смене — р1-n2-p2-n3.

Заканчивая раздел о принципе работы приведем ВАХ и основные характеристики прибора.

ВАХ симистора

Обозначение:

А – закрытое состояние.
В – открытое состояние.
UDRM (UПР) – максимально допустимый уровень напряжения при прямом включении.
URRM (UОБ) – максимальный уровень обратного напряжения.
IDRM (IПР) – допустимый уровень тока прямого включения
IRRM (IОБ) — допустимый уровень тока обратного включения.
IН (IУД) – значения тока удержания.

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.

Особенности

Чтобы иметь полное представление о симметричных тринисторах, необходимо рассказать про их сильные и слабые стороны. К первым можно отнести следующие факторы:

относительно невысокая стоимость приборов;
длительный срок эксплуатации;
отсутствие механики (то есть подвижных контактов, которые являются источниками помех).

В число недостатков приборов входят следующие особенности:

Необходимость отвода тепла, примерно из расчета 1-1,5 Вт на 1 А, например, при токе 15 А величина мощности рассеивания будет около 10-22 Вт, что потребует соответствующего радиатора. Для удобства крепления к нему у мощных устройств один из выводов имеет резьбу под гайку.

Симистор с креплением под радиатор

Устройства подвержены влиянию переходных процессов, шумов и помех;
Не поддерживаются высокие частоты переключения.

По последним двум пунктам необходимо дать небольшое пояснение. В случае высокой скорости коммутации велика вероятность самопроизвольной активации устройства. Помеха в виде броска напряжения также может привести к этому результату. В качестве защиты от помех рекомендуется шунтировать прибор RC цепью.

RC-цепочка для защиты симистора от помех

Помимо этого рекомендуется минимизировать длину проводов ведущих к управляемому выводу, или в качестве альтернативы использовать экранированные проводники. Также практикуется установка шунтирующего резистора между выводом T1 (TE1 или A1) и управляющим электродом.

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:

За счёт снижения числа требуемых компонентов, плата сделалась ещё более малогабаритной.
Как следствие, понижение потерь усилия и снижение стоимости готового продукта.
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.

Применение

Этот тип полупроводниковых элементов первоначально предназначался для применения в производственной сфере, например, для управления электродвигателями станков или других устройств, где требуется плавная регулировка тока. Впоследствии, когда техническая база позволила существенно уменьшить размеры полупроводников, сфера применения симметричных тринисторов существенно расширилась. Сегодня эти устройства используются не только в промышленном оборудовании, а и во многих бытовых приборах, например:

зарядные устройства для автомобильных АКБ;
бытовое компрессорное оборудования;
различные виды электронагревательных устройств, начиная от электродуховок и заканчивая микроволновками;
ручные электрические инструменты (шуроповерт, перфоратор и т.д.).

И это далеко не полный перечень.

Одно время были популярны простые электронные устройства, позволяющие плавно регулировать уровень освещения. К сожалению, диммеры на симметричных тринисторах не могут управлять энергосберегающими и светодиодными лампами, поэтому эти приборы сейчас не актуальны.

Тепловое сопротивление

Тепловое сопротивление Rth — это сопротивление между корпусом прибора и радиатором. Этот параметр аналогичен электрическому сопротивлению R = V/I, поэтому тепловое сопротивление Rth = T/P, где T — температура в кельвинах, и P — рассеяние энергии в ваттах.

Для прибора, установленного вертикально без радиатора, тепловое сопротивление задается тепловым сопротивлением «переход — окружающая среда» Rth = Rth j–a.

Для корпуса SOT82 значение равно 100 К/Вт;
Для корпуса SOT78 значение равно 60 К/Вт;
Для корпусов F и X значение равно 55 К/Вт.

Для не изолированных приборов, установленных на теплоотвод, тепловое сопротивление является суммой сопротивлений «переход — корпус», «корпус — теплоотвод» и «теплоотвод — окружающая среда».

Для изолированных корпусов нет ссылки на термосопротивление Rth j–mb, так как Rth mb–h принят постоянным и дан с учетом использования термопасты. Поэтому тепловое сопротивление для изолированного корпуса является суммой тепловых сопротивлений «переходтеплоотвод» и «теплоотвод — окружающая среда».

Rth j–mb или Rth j–h фиксированы и даны в документации к каждому прибору. Rth mb–h также даются в инструкциях по установке для некоторых вариантов изолированного и неизолированного монтажа с использованием или без использования термопасты. Rth h–a регулируется размером теплоотвода и степенью воздушного потока через него. Для улучшения теплоотдачи всегда рекомендуется использование термопасты.

Как проверить работоспособность симистора?

В сети можно найти несколько способ, где описан процесс проверки при помощи мультиметра, те, кто описывал их, судя по всему, сами не пробовали ни один из вариантов. Чтобы не вводить в заблуждение, следует сразу заметить, что выполнить тестирование мультиметром не удастся, поскольку не хватит тока для открытия симметричного тринистора. Поэтому, у нас остается два варианта:

Использовать стрелочный омметр или тестер (их силы тока будет достаточно для срабатывания).
Собрать специальную схему.

Алгоритм проверки омметром:

Подключаем щупы прибора к выводам T1 и T2 (A1 и A2).
Устанавливаем кратность на омметре х1.
Проводим измерение, положительным результатом будет бесконечное сопротивление, в противном случае деталь «пробита» и от нее можно избавиться.
Продолжаем тестирование, для этого кратковременно соединяем выводы T2 и G (управляющий). Сопротивление должно упасть примерно до 20-80 Ом.
Меняем полярность и повторяем тест с пункта 3 по 4.

Если в ходе проверки результат будет таким же, как описано в алгоритме, то с большой вероятностью можно констатировать, что устройство работоспособное.

Заметим, что проверяемую деталь не обязательно демонтировать, достаточно только отключить управляющий вывод (естественно, обесточив предварительно оборудование, где установлена деталь, вызывающая сомнение).

Необходимо заметить, что данным способом не всегда удается достоверно проверку, за исключением тестирования на «пробой», поэтому перейдем ко второму варианту и предложим две схемы для тестирования симметричных тринисторов.

Схему с лампочкой и батарейкой мы приводить не будем в виду того, что таких схем достаточно в сети, если вам интересен этот вариант, можете посмотреть его в публикации о тестировании тринисторов. Приведем пример более действенного устройства.

Схема простого тестера для симисторов

Обозначения:

Резистор R1 – 51 Ом.
Конденсаторы C1 и С2 – 1000 мкФ х 16 В.
Диоды – 1N4007 или аналог, допускается установка диодного моста, например КЦ405.
Лампочка HL – 12 В, 0,5А.

Можно использовать любой трансформатор с двумя независимыми вторичными обмотками на 12 Вольт.

Алгоритм проверки:

Устанавливаем переключатели в исходное положение (соответствующее схеме).
Производим нажатие на SB1, тестируемое устройство открывается, о чем сигнализирует лампочка.
Жмем SB2, лампа гаснет (устройство закрылось).
Меняем режим переключателя SA1 и повторяем нажатие на SB1, лампа снова должна зажечься.
Производим переключение SA2, нажимаем SB1, затем снова меня ем положение SA2 и повторно жмем SB1. Индикатор включится, когда на затвор попадет минус.

Теперь рассмотрим еще одну схему, только универсальную, но также не особо сложную.

Схема для проверки тиристоров и симисторов

Обозначения:

Резисторы: R1, R2 и R4 – 470 Ом; R3 и R5 – 1 кОм.
Емкости: С1 и С2 – 100 мкФ х 10 В.
Диоды: VD1, VD2, VD5 и VD6 – 2N4148; VD2 и VD3 – АЛ307.

В качестве источника питания используется батарейка на 9V, по типу Кроны.

Тестирование тринисторов производится следующим образом:

Переключатель S3, переводится в положении, как продемонстрировано на схеме (см. рис. 6).
Кратковременно производим нажатие на кнопку S2, тестируемый элемент откроется, о чем просигнализирует светодиод VD
Меняем полярность, устанавливая переключатель S3 в среднее положение (отключается питание и гаснет светодиод), потом в нижнее.
Кратковременно жмем S2, светодиоды не должны загораться.

Если результат будет соответствовать вышеописанному, значит с тестируемым элементом все в порядке.

Теперь рассмотрим, как проверить с помощью собранной схемы симметричные тринисторы:

Выполняем пункты 1-4.
Нажимаем кнопку S1- загорается светодиод VD

То есть, при нажатии кнопок S1 или S2 будут загораться светодиоды VD1 или VD4, в зависимости от установленной полярности (положения переключателя S3).

Способы монтажа триаков

При малых нагрузках или коротких импульсных токах нагрузки (меньше 1 с), можно использовать триак без теплоотводящего радиатора. Во всех остальных случаях его применение необходимо.

Существует три основных метода фиксации триака к теплоотводу — крепление зажимом, крепление винтом и клепка. Наиболее распространены первые два способа. Клепка в большинстве случаев не рекомендуется, так как может вызвать повреждение или деформацию кристалла, что приведет к выходу прибора из строя.

Фиксация к теплоотводу зажимом

Это — предпочтительный метод с минимальным тепловым сопротивлением, так как зажим достаточно плотно прижимает корпус прибора к радиатору. Это одинаково подходит как для неизолированных (SOT82 и SOT78), так и для изолированных корпусов (SOT186 F-корпусов и более ранних SOT186A X-корпусов). SOT78 известен еще как TO220AB.

Фиксация к теплоотводу при помощи винта

Набор для монтажа корпуса SOT78 включает прямоугольную шайбу, которая должна быть установлена между головкой винта и контактом без усилий на пластиковый корпус прибора.
Во время установки наконечник отвертки не должен воздействовать на пластиковый корпус триака (тиристора).
Поверхность теплоотвода в месте контакта с электродом должна быть обработана с чистотой до 0,02 мм.
Крутящий момент (с установкой шайбы) должен быть между 0,55–0,8 Н·м.
По возможности следует избегать использования винтов-саморезов, так как это снижает термоконтакт между теплоотводом и прибором.
Прибор должен быть механически зафиксирован перед пайкой выводов. Это минимизирует чрезмерную нагрузку на выводы.

Полное тепловое сопротивление

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

Основные характеристики симисторов, тиристоров, динисторов производства Philips

Наименование	Напряж. в закр. сост. макс., В	Ток отпирания макс., мА	Ток в откр. состоянии макс., А	Тип корпуса
BT131-600	600	3	1	SOT-54 (SPT, E-1)
BT134-600D	600	5	4	SOT-82
BT134-600E	600	10	4	SOT-82
BT134-800E	800	10	4	SOT-82
BT134W-600	600	35	1	SOT-223 (SC-73)
BT134W-600D	600	5	1	SOT-223 (SC-73)
BT134W-600E	600	10	1	SOT-223 (SC-73)
BT134W-800	800	35	1	SOT-223 (SC-73)
BT136-600D	600	5	4	SOT-78 (TO-220AB, SC-46)
BT136-600E	600	10	4	SOT-78 (TO-220AB, SC-46)
BT136-800E	800	10	4	SOT-78 (TO-220AB, SC-46)
BT136B-600E	600	10	4	SOT-404 (D2-PAK)
BT136B-800E	800	10	4	SOT-404 (D2-PAK)
BT136S-600	600	35	4	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT136S-600D	600	5	4	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT136S-600E	600	10	4	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT136S-600F	600	25	4	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT136S-800	800	35	4	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT136S-800E	800	10	4	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT136S-800F	800	25	4	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT136X-600	600	35	4	SOT-186A (TO-220F)
BT136X-600D	600	5	4	SOT-186A (TO-220F)
BT136X-600E	600	10	4	SOT-186A (TO-220F)
BT136X-600F	600	25	4	SOT-186A (TO-220F)
BT136X-800	800	35	4	SOT-186A (TO-220F)
BT136X-800E	800	10	4	SOT-186A (TO-220F)
BT137-600D	600	5	8	SOT-78 (TO-220AB, SC-46)
BT137-600E	600	10	8	SOT-78 (TO-220AB, SC-46)
BT137-800E	800	10	8	SOT-78 (TO-220AB, SC-46)
BT137B-600E	600	10	8	SOT-404 (D2-PAK)
BT137B-600F	600	25	8	SOT-404 (D2-PAK)
BT137B-800	800	35	8	SOT-404 (D2-PAK)
BT137B-800E	800	10	8	SOT-404 (D2-PAK)
BT137B-800F	800	25	8	SOT-404 (D2-PAK)
BT137S-600	600	35	8	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT137S-600D	600	5	8	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT137S-600E	600	10	8	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT137S-600F	600	25	8	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT137S-800	800	35	8	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT137S-800E	800	10	8	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT137S-800F	800	25	8	SOT-428 (SC-63, D-PAK)
BT137X-600	600	35	8	SOT-186A (TO-220F)
BT137X-600D	600	5	8	SOT-186A (TO-220F)

Наименование	Напряж. в закр. сост. макс., В	Ток отпирания макс., мА	Ток в откр. состоянии макс., А	Тип корпуса
BT137X-600E	600	10	8	SOT-186A (TO-220F)
BT137X-600F	600	25	8	SOT-186A (TO-220F)
BT137X-800	800	35	8	SOT-186A (TO-220F)
BT137X-800E	800	10	8	SOT-186A (TO-220F)
BT138-600E	600	10	12	SOT-78 (TO-220AB, SC-46)
BT138-800E	800	10	12	SOT-78 (TO-220AB, SC-46)
BT138B-600	600	35	12	SOT-404 (D2-PAK)
BT138B-600E	600	10	12	SOT-404 (D2-PAK)
BT138B-600F	600	25	12	SOT-404 (D2-PAK)
BT138B-800E	800	10	12	SOT-404 (D2-PAK)
BT138X-600	600	35	12	SOT-186A (TO-220F)
BT138X-600E	600	10	12	SOT-186A (TO-220F)
BT138X-600F	600	25	12	SOT-186A (TO-220F)
BT138X-800	800	35	12	SOT-186A (TO-220F)
BT138X-800E	800	10	12	SOT-186A (TO-220F)
BT138X-800F	800	25	12	SOT-186A (TO-220F)
BT139-600E	600	10	16	SOT-78 (TO-220AB, SC-46)
BT139-800E	800	10	16	SOT-78 (TO-220AB, SC-46)
BT139B-600	600	35	16	SOT-404 (D2-PAK)
BT139B-600E	600	10	16	SOT-404 (D2-PAK)
BT139B-600F	600	25	16	SOT-404 (D2-PAK)
BT139B-800	800	35	16	SOT-404 (D2-PAK)
BT139B-800E	800	10	16	SOT-404 (D2-PAK)
BT139B-800F	800	25	16	SOT-404 (D2-PAK)
BT139X-600	600	35	16	SOT-186A (TO-220F)
BT139X-600E	600	10	16	SOT-186A (TO-220F)
BT139X-600F	600	25	16	SOT-186A (TO-220F)
BT139X-800	800	35	16	SOT-186A (TO-220F)
BTA140-600	600	35	25	SOT-78 (TO-220AB, SC-46)
BTA140-800	800	35	25	SOT-78 (TO-220AB, SC-46)
MAC97A6	400	5	0. 6	SOT-54 (SPT, E-1)
MAC97A8	600	5	0.6	SOT-54 (SPT, E-1)
Z0103MA	600	3	1	SOT-54B
Z0103MN	600	3	1	SOT-223 (SC-73)
Z0103NA	800	3	1	SOT-54B
Z0103NN	800	3	1	SOT-223 (SC-73)
Z0107MA	600	5	1	SOT-54B
Z0107MN	600	5	1	SOT-223 (SC-73)
Z0107NA	800	5	1	SOT-54B
Z0107NN	800	5	1	SOT-223 (SC-73)
Z0109MA	600	10	1	SOT-54B
Z0109MN	600	10	1	SOT-223 (SC-73)
Z0109NA	800	10	1	SOT-54B
Z0109NN	800	10	1	SOT-54B

Симисторы и тиристоры динисторы BT, основные характеристики, аналоги и цоколевка

на Времонт. su

Расчет теплового сопротивления

Для вычисления теплового сопротивления теплоотвода для данного триака (тиристора) и данного тока нагрузки необходимо сначала вычислить рассеяние энергии в триаке (тиристоре), используя следующее уравнение:

Vo и Rs получены из «on-state» характеристики триака (тиристора). Если значения не указанны, то они могут быть получены из графика путем вычерчивания касательной к VT max. Точка на оси VT, где ее пересекает касательная, дает Vo, в то время как тангенс угла наклона касательной дает Rs.

Используя уравнение теплового сопротивления, данное выше, получаем:

Максимально допустимая температура перехода будет достигнута, когда Tj достигает Tj max при самой высокой температуре окружающей среды. Это дает нам T.

Продолжение саги о тиристорах

В одной из предыдущих новостей были упомянуты «старые знакомые» — тиристоры. Основной особенностью их применения, можно сказать недостатком, является односторонняя проводимость в открытом состоянии. Другими словами, включая тиристоры в цепь переменного тока, мы получаем на нагрузке напряжение с постоянной составляющей. Не всегда нагрузка «её переносит», особенно если это первичная обмотка трансформатора. Подобного явления можно избежать, если тиристор включить в диагональ выпрямительного моста, а через другую диагональ моста подключить нагрузку, как показано на рисунке.

Несинусоидальность напряжения на нагрузке всё равно останется, а постоянной составляющей не будет. Избавиться от громоздкости схемы позволит применение симметричного тиристора.

Симметричный тиристор

Симметричный тиристор, симистор (или «триак» — от англ. triac) – полупроводниковый прибор, предназначенный для коммутации нагрузки в сети переменного тока. Он представляет собой «двунаправленный тиристор» и имеет также три электрода: один управляющий и два основных (силовых) для пропускания рабочего тока.

Основной особенностью симистора является способность проводить ток в обоих направлениях между силовыми электродами. Это очевидно по его вольт-амперной характеристике (ВАХ).

Как видно из рисунка, отрицательная (обратная) ветвь ВАХ симистора, в отличие от ВАХ тиристора повторяет прямую ветвь. Также, в отличие от тиристоров, прибор может управляться как положительным, так и отрицательным током между управляющим и силовым электродом. Для управления используется низковольтный сигнал. При подаче управляющего напряжения симистор переходит из закрытого состояния в открытое и пропускает через себя ток. При питании от сети переменного тока смена состояний симистора вызывается изменением полярности напряжения между основными электродами. Симистор перейдёт в закрытое состояние после изменения полярности или когда значение рабочего тока станет меньше тока удержания (I_G на ВАХ).

Режимы работы симистора отображены на рисунке.

Здесь показаны G — управляющий вывод (затвор) и Т2 – силовой вывод.

В стандартных цепях управления переменным током, таких как регуляторы яркости и регуляторы скорости вращения, полярность затвора и T2 всегда одинаковы.

Это означает, что управление симистором производится всегда в 1+ и 3- квадрантах, в которых коммутирующие параметры симистора одинаковы, а затвор наиболее чувствителен. Данные о режимах работы получены на основании ВАХ прибора. Положительному напряжению на T2 соответствует прямая ветвь ВАХ, отрицательному – обратная. В практике применения бытуют трёхквадрантные (3Q) и четырёхквадрантные (4Q) симисторы. Диаграммы напряжения на нагрузке приведены на рисунке:

Здесь Iупр – ток управления симистором, Ԏ — длительность импульса управления. Видно, что для 3Q — симисторов длительность импульса управления не влияет на закрывание прибора.

Отличие между 3Q — и 4Q – симисторами показано на рисунке:

Для предотвращения ложных срабатываний симисторов, вызванных шумами и пульсациями, создаваемыми двигателями, цепи, использующие 4Q — симисторы, должны иметь дополнительные компоненты защиты. Это демпферная RC-цепочка между силовыми электродами, которая используется для ограничения скорости изменения нарастания напряжения и тока, таким образом подавляя помехи (снабберная цепь).

Существуют приборы со встроенной снабберной цепью, однако они увеличивают габариты устройства и его стоимость.

В результате применения симистора схема будет иметь вид:

В данном случае в качестве нагрузки возможно включение сетевого трансформатора.

Основные параметры симисторов:

VDRM — пиковое прямое напряжение выключения (VBO на ВАХ)
IDRM — пиковый прямой ток выключения (IL на ВАХ)
VRRM — пиковое обратное напряжение отключения (-VBO на ВАХ)
IRRM — пиковый обратный ток выключения (-IL на ВАХ)
VTM — максимальное входное напряжение

IH – ток удержания
диапазон рабочих температур
время включения и выключения

Ведущим производителем приборов является фирма STMicroelectronics. Изначально в июне 1987 года фирма была создана как SGS-THOMSON Microelectronics, в результате слияния компаний SGS Microelettronica (Италия) и Thomson Semiconducteurs (Франция). В мае 1998 года компания была переименована в STMicroelectronics. На сегодняшний день это известный производитель интегральных устройств, в составе которого около 7400 человек, работающих в различных областях НИОКР. Только за 2017 год было оформлено более 17 000 патентов, 9500 патентных предложений и 500 новых патентных заявок.

Другим наиболее известным производителем симисторов является фирма WeEn. Деятельность этого производителя освещена в предыдущей новости.

В семействе выпускаемых симисторов широкого применения имеются приборы на коммутируемые токи до 40 А и напряжения до 1200 В, что в несколько раз превышает величины параметров у их «собратьев» — тиристоров. При этом напряжения управления начинаются от 900 мВ, а токи управления — от 3 мА. Существует класс приборов, предназначенный для применения в цифровой технике, управляемый сигналами логического уровня – «Logic sensitive gate». Отдельного упоминания заслуживают симисторы, производящиеся со встроенной снабберной защитой от импульсных перенапряжений при коммутации (BTA06-600BRG, BTA16-600BRG). Кроме того, у нас в продаже имеются и бесснаберные (Snubberless, Alternistor — Snubberless) симисторы, без встроенной защиты (BTA10-800BWRG, BTA12-800CWRG).

Симисторы также, как и тиристоры, изготавливаются в корпусах для монтажа в отверстия и для поверхностного монтажа.

Примеры обозначения серий симисторов

В настоящее время симисторы применяются:

Управление мощными цепями переменного тока (сварочные аппараты, электродвигатели локомотивов подвижного железнодорожного состава, и т. д.)
Коммутация цепей переменного тока
Мощные регулируемые источники первичного электропитания

DataSheet PDF Search Site

Вы устали рыскать по Интернету в поисках нужных вам спецификаций? Не ищите ничего, кроме Datasheet39.