Что такое симистор (триак) и как он работает. Проверка мультиметром

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.

proverka_tiristora.jpg

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.

proverit_tiristor_ku202n.jpg

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:

  1. А и В — закрытое и открытое состояния прибора.
  2. Udrm (Uпр) и Urrm (Uоб) — максимальные допустимые напряжения при прямом и обратном включениях.
  3. 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:

  1. Для регулировки освещения (диммеры).
  2. Строительный инструмент с плавным пуском.
  3. Нагреватели с электронной регулировкой температуры (например, индукционная плита).
  4. Компрессоры для кондиционеров.
  5. Бытовая техника с плавной регулировкой.
  6. В промышленности (например: управление освещением, плавный пуск двигателей).
  7. При усовершенствовании приборов своими руками (например, чайника).

Читайте также:  Как сделать компрессор из холодильника своими руками

Основные виды

Так как симистор является разновидностью тиристора, то, следовательно, для него применимы те же различия. Основная классификация симисторов:

  1. Конструктивное исполнение, включающее не только устройство и корпус (цоколевка), но и распиновку (можно понять тип симистора).
  2. Ток, при котором возникает перегрузка прибора.
  3. Основные параметры УЭ: напряжение и ток открытия перехода.
  4. Прямое и обратное напряжения.
  5. Прямой и обратный токи пропускания через триак.
  6. Тип нагрузки: низкой, средней и высокой мощностей.
  7. Ток затвора прибора.
  8. Коэффициент dv/dt, показывающий скорость переключения.
  9. 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.
  10. 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:

  1. Максимальное обратное и импульсное напряжения.
  2. Максимальный ток в открытом состоянии при нормальном и импульсном режимах.
  3. Минимальный ток открытия перехода, при подаче на УЭ.
  4. Минимальный импульсный ток при минимальном напряжении.
  5. 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.

Читайте также:  Изготовление перосъемной машины своими руками

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.

Основные характеристики тиристоров

Так как тиристоры в открытом состоянии ведут себя подобно диодам, часть технических характеристик аналогична обычным приборам с p-n переходом:

  • максимально допустимый ток;
  • наибольшее прямое напряжение;
  • наибольшее обратное напряжение;
  • прямое падение напряжения;
  • максимальная рассеиваемая мощность.

Читайте также:  Что такое симистор и как с его помощью управлять нагрузкой

Но имеются и специфические параметры:

  • время включения;
  • время выключения;
  • отпирающий ток управляющего электрода;
  • напряжение включения;
  • минимальный ток удержания;
  • наибольшее допустимое нарастание тока в открытом состоянии;
  • наибольшее допустимое нарастание напряжения в открытом состоянии.

Превышение двух последних параметром могут вызвать ложные срабатывания приборов. Также для тиристоров характерны и другие параметры, определяющие, например, частотные свойства устройства. Найти их можно в соответствующих справочниках.

Что это за устройство, его обозначение

Симистор — это симметричный тиристор. В англоговорящих странах используется название triak, встречается и у нас транслитерация этого названия — триак. Понять принцип его работы несложно, если знаете как работает тиристор. Если коротко, тиристор пропускает ток только в одном направлении. И в этом он похож на диод, но ток проходит только при появлении сигнала на управляющем выводе. То есть, ток проходит только при определенных условиях. Прекращается его «подача» при снижении силы тока ниже определенного значения или разрывом цепи (даже кратковременным). Так как симистор, по сути, двусторонний тиристор, при появлении управляющего сигнала он пропускает ток в обоих направлениях направления.

В открытом состоянии симистор проводит ток в обоих направлениях.

На схеме он изображается как два включенных навстречу друг на другу тиристора с общим управляющим выводом.

simistr-1-640x404.jpg

Внешний вид симистора и его обозначение на схемах

Симистор имеет три вывода: два силовых и один управляющий. Через силовые выводы можно пропускать ток высокого напряжение, на управляющий подаются низковольтные сигналы. Пока на управляющем выводе не появится потенциал, ток не будет протекать ни в одном направлении.

Другие варианты проверки

Также тиристор можно проверить с помощью тестера. Для этого понадобится тестер, батарейка шести – десяти вольт и проводки.

Чтобы проверить устройство тестером нужно следовать следующей схеме:

  • proverka-tiristora3-300x171.jpgПроверка тимистора с помощью омметраВключить тестер между катодом и анодом: должно показать «бесконечность», потому что тиристор в состоянии низкой проводимости.
  • Подключить батарейку между УЭ и катодом. На тестере должно спасть сопротивление, так как появилась проводимость.
  • Если подачи питания совсем нет, то устройство работает неправильно.
  • Если подача питания постоянная, при любом напряжении на электроды, то и в этом случае с тиристором что-то не так.

Еще тиристор можно проверить с помощью омметра. Этот метод похож на проверку мультиметром и тестером. Потребуется:

  • Подключить плюс омметра к аноду, а минус к катоду. На датчике омметра должно быть показано высокое сопротивление.
  • Замкнуть вывод анода и УЭ, сопротивление на датчике омметра должно резко спасть.

Вот в принципе и вся инструкция для проверки. Если после этих действий отсоединить УЭ от анода, но не разрывать связь анода с омметром, датчик устройства должен показывать низкое сопротивление (это возникает, если ток анода, больше тока удержания).

Также существует еще один способ проверки тиристора с помощью омметров, для этого понадобится дополнительный омметр. Нужно плюсовой вывод одного омметра подключить к аноду, сопротивление в этот момент должно показываться высокое. Далее следует, также плюсовой вывод, но уже другого омметра, быстро подключить и отключить от управляющего электрода (УЭ), в этот момент сопротивление первого омметра резко уменьшится.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий