Широкое применение в электронике и радиотехнике получило электронное регулирование параметров питания в различных цепях переменного тока при помощи симистора. Бывают случаи, когда он выходит из строя и возникает необходимость правильной проверки на предмет исправности. Для того чтобы это сделать, необходимо знать его принцип работы, предназначение и способы проверки мультиметром и другими приборами.
Общие сведения о симисторе
Симистор или триак является одним из подвидов тиристоров, которые состоят из большего количества переходов и используются в схемах устройств с электронным регулированием.
Ток тиристора проходит только в одном направлении, когда как симистор способен пропускать его сразу в 2-х благодаря наличию 5-того слоя. На рисунке изображена его структурная схема, по которой можно понять, как работает симистор. Из пяти переходов образуется две структуры: р1-n2-p2-n3 и р2-n2-p1-n1 (2 тиристора включенных встречно-параллельно, показанных на рисунке 2). Пятая область представляет собой управляющий электрод (УЭ), который осуществляет управление слоями.
Рисунок 1 — Структурная схема симистора
Если происходит обратное направление, то структуры меняются местами.
Рисунок 2 — Тиристорный аналог триака
При подаче на УЭ сигнала, который называется отпирающим, и при положительно-заряженном аноде, отрицательным — на катоде, ток течет через тиристор, расположенный слева на рисунке 2. При смене полярностей ток будет течь через правый. Как у любого полупроводникового прибора, у симистора есть вольт амперная характеристика (рисунок 3).
Рисунок 3 — Вольт амперная характеристика триака
ВАХ состоит из двух кривых, повернутых на 180 градусов. Их форма практически аналогична ВАХ динистора. Благодаря симметричности ВАХ прибор получил название симистор. Расшифровка обозначений ВАХ:
- А и В — закрытое и открытое состояния прибора.
- Udrm (Uпр) и Urrm (Uоб) — максимальные допустимые напряжения при прямом и обратном включениях.
- Idrm (Iпр) и Irrm (Iоб) — прямой и обратный токи.
Симистор позволяет управлять цепями переменного и постоянного токов. Однако тиристорный аналог симистора не может заменить прибор из-за ограничения: для управления напряжением переменной составляющей (переменного напряжения) нужно 2 тиристора, а также отдельный источник для каждого прибора, и тиристоры будут работать только наполовину мощности.
Примеры применения симметричных тиристоров:
Для регулировки освещения (диммеры).- Строительный инструмент с плавным пуском.
- Нагреватели с электронной регулировкой температуры (например, индукционная плита).
- Компрессоры для кондиционеров.
- Бытовая техника с плавной регулировкой.
- В промышленности (например: управление освещением, плавный пуск двигателей).
- При усовершенствовании приборов своими руками (например, чайника).
Основные виды
Так как симистор является разновидностью тиристора, то, следовательно, для него применимы те же различия. Основная классификация симисторов:
Конструктивное исполнение, включающее не только устройство и корпус (цоколевка), но и распиновку (можно понять тип симистора).- Ток, при котором возникает перегрузка прибора.
- Основные параметры УЭ: напряжение и ток открытия перехода.
- Прямое и обратное напряжения.
- Прямой и обратный токи пропускания через триак.
- Тип нагрузки: низкой, средней и высокой мощностей.
- Ток затвора прибора.
- Коэффициент dv/dt, показывающий скорость переключения.
- Импортные не требуют особой настройки и работают при интеграции в схему; отечественные, требующие настройки путем интеграции в схему и дополнительное подключение радиоэлементов в цепь симистора.
- Изоляция корпуса.
Как и у любого радиоэлемента, у симистора есть достоинства и недостатки. К достоинствам элемента можно отнести их низкую стоимость, надежность, долговечность, отсутствие помех.
Основные недостатки триаков: сильно греются, влияние шумов и невозможность применения на высоких частотах.
С этими недостатками можно бороться различными способами. Для избегания перегрева детали необходимо использовать радиаторы для отвода тепла, кроме того, необходимо смазать точки прикосновения триака и радиатора специальной теплопроводящей пастой (используется при сборке персональных компьютеров). Для сведения влияния различного рода помех к минимуму применяется шунтирование прибора специальной RC-цепью (R = 50..470 Ом, а С = 0,01..0,1 мкФ). Эти величины подбираются в зависимости от характеристик прибора.
Характеристики триаков
Для использования конкретного прибора в схемах необходимо знать его основные характеристики. В большинстве случаев при сгорании триака в схеме необходимо заменить таким же или его аналогом. Основные характеристики, на которые необходимо обратить внимание:
- Максимальное обратное и импульсное напряжения.
- Максимальный ток в открытом состоянии при нормальном и импульсном режимах.
- Минимальный ток открытия перехода, при подаче на УЭ.
- Минимальный импульсный ток при минимальном напряжении.
- Время, при котором происходит включение и отключение триака.
При использовании триака нужно учитывать длину провода, которая идет к УЭ — она должна быть минимальной.
Краткий обзор популярных моделей
Среди импортных симисторов различают мощные высоковольтные серии bta (ВТА). Отлично себя зарекомендовали модели: bta06, bta16 ( вта16 ), bta416y600c, bta08, вта41600в. Значение тока колеблется в пределах от 4 до 40 А, напряжение находиться в диапазоне от 200 до 800 вольт.
Среди недорогих и надежных моделей нужно выделить: btb12 600bw (на 600 вольт или на 700 в модели 700bw), btb16 600с или btb16600e (800cw на 800 вольт и 600е на 600 вольт). Триаки bt137, вт134, вт137 и вт131 фирмы Semiconductors зарекомендовали себя в качестве лучших моделей с отличной изоляцией корпуса. Среди симметричных тринисторов низкой мощности можно выделить модели: z7m, m2lz47 (фирмы Toshiba), zo607, z0607. Все они могут отличаться током и обратным напряжением.
Среди достойных импортных аналогов можно выделить симисторы с изолируемым корпусом фирмы ON Semiconductor. Диапазон максимальных токов от 0,6 А до 16 А. Благодаря управлению от низковольтных логических выходов они применяются в более сложных устройствах с микроконтроллерами.
Отечественный аналог ку202г, способный выдержать напряжение до 50 вольт и импульсный ток до 30 А, может широко применяться для различных устройств с плавным пуском. Однако модели серии 202 поддерживают напряжение до 400 вольт и являются очень надежными. Они способны составить высокую конкуренцию импортным моделям.
Способы проверки
При выходе из строя какого-либо устройства необходимо прозвонить элементы и заменить сгоревшие, причем необязательно выпаивать триак из схемы. Проверка симистора мультиметром аналогична проверке тиристора мультиметром в схеме не выпаивая. Сделать это довольно просто, но этот метод не даст точного результата.
Как проверить тиристор ку202н мультиметром: необходимо освободить УЭ. Как проверить симистор мультиметром не выпаивая: необходимо освободить его УЭ (выпаять или выпаять деталь — одним словом, отделить устройство от всей схемы) и произвести измерения мультиметром на предмет пробитого перехода. Для проверки необходимо использовать стрелочный тестер. Этот метод является более точным, так как ток, генерируемый тестером способен открыть переход. Нужно найти информацию о симисторе и приступить к проверке:
- Подключить щупы к выводам T1 и T2.
- Установить кратность х1.
- Только при показании бесконечного сопротивления деталь исправна, а во всех остальных случаях — пробита.
- При положительном результате (бесконечное сопротивление) соединить вывод Т2 и управляющий. В результате R падает до 20..90 Ом.
- Сменить полярность прибора и повторить 3 и 4.
Этот метод является более точным, чем предыдущий, но не дает полной гарантии определения исправности полупроводникового прибора. Для этих целей существуют специальные схемы, которые можно собрать самостоятельно.
Профессиональные схемы
Пробник для проверки симистора или тиристора достаточно простого исполнения и с наименьшим количеством деталей представлен на схеме 1.
Схема 1 — Простой пробник для проверки симистора или тиристора
Перечень деталей пробника:
- Трансформатор подбирается любого типа, но с напряжением на вторичной обмотке около 6,3 В.
- Диод VD1 на напряжение от 10 В и более и с выпрямительным током более 350 мА (можно найти подходящий по справочнику радиолюбителя или в интернет).
При работе нужно подключить симистор и поставить S2 в положение «=», после чего включить SA1 (SB1 пока не нажимать). При этом лампочка не должна светиться. Нажимаем SB1 (лампа загорается) и при отпускании SB1 лампа накаливания должна гореть. Поставить SА1 в положение «0», и лампа гаснет. SА1 в положение поставить «переменного» тока и лампа не должна гореть. При нажатии SB1 лампа загорается, а при отпускании — гаснет.
Универсальная схема устройства для проверки симистора изображена на схеме 2. Она является более сложной, но очень эффективной.
Схема 2 — Универсальная современная схема устройства для проверки симистора или тиристора
Перечень радиоэлементов:
Трансформатор со II обмоткой 2 и 9 вольт (I = 0,2..0,3 А).- Конденсаторы керамические: C3, C4, C9, C10.
- Конденсаторы электролитические — остальные.
- Диод VD1: U > 50 В и I > 1 А.
- Диоды VD2, VD3: U > 25 В и I > 300 мА.
- Микросхемы и их аналоги: 7805 (КР142ЕН5(А,В)) и 7905 (КР1162ЕН5(А,Б) или КР1179ЕН05).
При проверке необходимо SA3 задать ток управления (подача на УЭ). Для проверки тиристора нужно поставить SA2 в режим «прямое» и включить питание пробника (лампа гореть не должна).
Нажать кнопку SВ2 — лампа горит даже при ее отпускании (SВ2). Нажать SВ1, и лампа должна погаснуть.
При проверке симистора выполнить шаги при проверке тиристора, после чего попеременно установить SA2 в «прямое» и «обратное». Лампа должна загораться при каждом нажатии SВ2 и SВ3, но и гаснуть при нажатии «СБРОС».
Таким образом, симисторы получили широкое распространение в различных устройствах с электронным регулированием. Они выходят из строя, и проверить их несложно. Для этого необходимо выбрать лишь метод проверки. Проверка мультиметром менее точна, чем стрелочным омметром, ток которого способен открыть переход триака. Для более точного и профессионального определения исправности собирается специальная схема.
Originally posted 2018-04-06 09:24:37.