Симистор: принцип работы для чайника

Что такое симистор и как он выглядит — кратко

Словосочетание «симметричный триодный тиристор» на английском языке переводится как симметричный триодный тиристор. Его еще называют триодом переменного тока (триодом переменного тока). Или сокращенно симистор).

Все эти названия общеприняты, они встречаются в технической литературе. Вы можете столкнуться с любым из них.

Я показываю с фотографиями наиболее типичные конструкции корпуса, в котором производятся эти полупроводниковые приборы.

Что такое ключ в электронике и электронике — образное объяснение

Сравним его работу с устройством входной двери, закрываемой замком.

Человек без ключа не сможет пройти через него — замок надежно закрыт. Хозяин квартиры и доверенные ему люди имеют ключ, открывают дверь и беспрепятственно входят в помещение.

Ключи работают так же, как у электрика, передавая нагрузку. Только они командно-управляемые и бывают трех типов:

1. Механик.
2. Электромеханический.
3. Электронный.

Электричество работает, например, за счет освещения комнаты. А ключ позволяет человеку контролировать этот процесс с помощью определенных технологий. Они позволяют переключать силовые контакты и даже выполнять дополнительные действия.

Таблица: как работает электрический ключ

Функции	Тип ключа
Механик	Электромеханический	Электронный
Как это работает	Силовые контакты переключателя, переключателя, кнопок переключаются по кинематической схеме за счет манипуляций со стороны оператора	Силовые контакты переключаются электромагнитом под действием управляющего сигнала.	Силовые контакты переключаются электронной схемой под действием управляющего сигнала.
Сигнал управления	Ручное действие	Электромагнит срабатывает под действием определенного электрического параметра нормированного значения (уставки). Это может быть ток, напряжение, частота, мощность, фаза…	Биполярный транзистор переключается входным управляющим напряжением. Полевой транзистор представляет собой электрическое поле, поэтому его так и называют. Тиристор и симистор работают от тока, протекающего через электрод затвора.
Главное преимущество	Относительная простота механизма	Возможность удаленного переключения за счет изменения различных электрических сигналов	Помимо дистанционного переключения схемы есть регулировка выходного тока, что позволяет собирать различные регуляторы. Например, изменить мощность нагрузки, установить скорость вращения электродвигателя.

Основным недостатком механических и электромагнитных ключей является переключение силовых контактов, которые вынуждают размыкать цепь нагрузки.

Это создает электрическую дугу, которая обжигает поверхность соприкасающихся металлов.

Это также может вызвать возгорание или взрывы горючих материалов.

В энергетических компаниях введена обязательная процедура: ежегодный внутренний осмотр всех реле, контакторов и пускателей с очисткой контактных поверхностей и давления контактных соединений.

Электронные ключи работают без дуги. Они имеют небольшие размеры и хорошо помещаются в корпусах электроприборов.

Как работает отпирание тиристора

Чтобы понять принцип работы тиристора, необходимо обратить внимание на схему замещения. Он может состоять из двух полупроводниковых триодов (транзисторов). Именно на нем удобно рассматривать процесс разблокировки тиристоров. Устанавливается определенный ток, который протекает через управляющий электрод тиристора. В этом случае ток имеет прямое смещение. Этот ток считается основой транзистора со структурой ppp.

Таким образом, ток в коллекторе будет в несколько раз выше (необходимо значение управляющего тока умножить на коэффициент усиления транзистора). Кроме того, вы можете видеть, что это значение базового тока для второго транзистора со структурой проводимости ppp, и он разблокирован. В этом случае ток коллектора второго транзистора будет равен произведению коэффициентов усиления обоих транзисторов и первоначально установленного тока управления. Аналогичными свойствами обладают симисторы (принцип действия и их управление рассмотрены в статье.

Кроме того, этот ток необходимо добавить к ранее установленному току цепи управления. И вы получаете именно то значение, которое необходимо для удержания первого транзистора в разблокированном состоянии. Если управляющий ток очень высокий, два транзистора насыщаются одновременно. Внутренняя обратная связь продолжает поддерживать свою проводимость, даже когда исчезает начальный ток на управляющем электроде. При этом на аноде тиристора регистрируется довольно большое значение тока.

Тестирование

У каждого радиолюбителя есть свои способы проверить симистор. Для этого можно использовать специальные приспособления или подручные материалы. Главное знать, как правильно проверить прибор по принципу его работы.

Способ №1

Самый простой способ — проверить симистор омметром. Для этого нужно подключить катод детали к отрицательному контакту омметра, анод — к положительному контакту. Затем закоротите анод с электродом затвора. На самом омметре нужно выставить единицу (х1). Если при этом стрелка показывает сопротивление устройства в пределах 15-50 Ом, то можно считать, что симистор исправен и пригоден для установки в любое радиоустройство.

Но вот важный момент. Если в этом положении с анода убраны все контакты и показания сопротивления не меняются, это подтверждает целостность детали. Если стрелка начинает отклоняться в сторону нуля, бросьте симистор в мусорную корзину.

Способ №2

Конечно, можно придумать большое количество различных устройств, с помощью которых управлять симистрой не составит труда. Но для этого придется приложить усилия и потратить свое время на сборку, хотя для многих это будет удовольствием. Для примера приведем одну из схем такого тестового устройства, вот она на следующем рисунке.

Схема подключения этого устройства к симистору точно такая же, как и в тесте с омметром. Но в этом устройстве есть светодиод (HL1). Затем при подаче напряжения на симистор через кнопку (ключ) должен включиться источник света. А это говорит о функциональности детали.

Остерегайтесь сопротивлений. Их сопротивления рассчитываются при номинальном напряжении. Практика показала, что сопротивления в диапазоне 9-12 Ом вполне достаточно.

Полупроводниковая структура симистора

Конструкция симистора состоит из пластины, состоящей из чередующихся слоев с электропроводностью пенисового типа от контактов электродов основного и управляющего воздействия. Всего полупроводниковая структура содержит пять слоев p- и n-типа. Область между слоями называется pn переходом, который имеет нелинейную ВАХ с небольшим сопротивлением в обратном направлении, где меньше слой n, больше слой p и высокое значение сопротивления в противоположном направлении. Пробой pn перехода происходит при напряжении в несколько тысяч вольт.

При срабатывании симистора вперед срабатывает правая половина конструкции. Левая часть конструкции отключена, это считается током с очень высоким сопротивлением. Характеристики динамического и статического плоского симистора при прямом действии при приеме положительного управляющего сигнала соответствуют аналогичным характеристикам тиристора, работающего вперед.

По этой схеме на СЭП подается напряжение со знаком плюс относительно СЭ, причем pn-переходы j2 и j4 подключены в прямом направлении, а pn-переходы j1 и j3 подключены в противоположном направлении. По этой причине структуру можно рассматривать как тиристорную структуру, включенную в обратном направлении, которая не участвует в работе по пропусканию тока. В этом случае действие устройства определяется с помощью левой стороны структуры и представляет собой обратно ориентированную структуру p — n — p — n с дополнительным пятым слоем n0, примыкающим к слою p1.

Симистор? Впервые слышу

Симистор — один из подтипов тиристоров, который обычно состоит из множества тиристоров. По-другому его еще называют симметричным симистором.

Из чего состоит этот симистор?

Симистор чаще всего представляется физиками в виде пятислойного полупроводника. Также есть картинки в виде 2-х тиристоров. В то же время управление сильно отличается от управления отпущенными тиристорами, поэтому они выделены в отдельную группу. Давайте теперь узнаем, как работает элемент управления.

Управление симистором

Дело в том, что у обычного тиристора есть и катод, и анод, и каждый из них выполняет строго определенную функцию, а с симистором все немного иначе. Представим, что у нас есть и катод, и анод, но когда симистор подключен и работает, катод становится анодом, а анод становится катодом. Вот такая чудесная трансформация. Поэтому мы не можем сказать, что они здесь присутствуют в явном виде, и будем называть их просто выходами (электродами). Чтобы точно не путать, мы называем выходы симистора катодом и анодом условными. Еще немного теории.

В симисторе управление работает следующим образом: на входе полярность может быть отрицательной — это первый вариант. Второй вариант, когда он совпадает с полярностью на аноде, что встречается реже. Тут все просто — выставляем необходимую силу тока и этого достаточно для разблокировки симистора. Обратите внимание, что контрольный электрод сделан специально для тока, и мы используем его для этой цели.

Там! Основная сложность для нас здесь — найти идеальный ток, вот и все!

Симистор схема

Теперь, когда мы уже много знаем о структуре симисторов и о том, как они обычно управляются, пора посмотреть, как они выглядят в схемах и что здесь интересного. Взгляните, например, на эту диаграмму:

Здесь следует сразу отметить, что такое условные обозначения, чтобы дальше разбираться во всех схемах без проблем. Симисторы обычно имеют 3 электрода, один из которых — затвор. Обозначается через английскую букву G. Что, уже гораздо больше понимания, не так ли? Хороший! Теперь давайте рассмотрим схему немного другого симистора. Заметили различия? Да, потому что здесь симистор состоит из двух тиристоров!

Да зачем тогда симистор? Почему здесь нельзя было вставить обычную эквивалентную тиристорную схему? И дело в том, что такая схема управляется несколько иначе.

Регулятор на симисторе

Теперь пора обсудить, как симистор регулирует напряжение. Это действительно очень интересно. Появление. Как только симистор начинает работать, на один из его электронов сразу же подается напряжение, которое всегда меняется. Кроме того, на управляющий электрод подается отрицательный ток, который будет управлять процессом. При превышении порога воспламенения (всегда заранее знаешь, это удобство) симистор откроется и по нему начнет течь ток. Обратите внимание, что симистор перестанет работать в момент смены полярности тока (другими словами, он замкнется). Затем все идет цикл за циклом и повторяется.

Да вроде понятно. А что влияет на скорость открытия и закрытия симистора? Что влияет на выходную мощность? Здесь тоже все очень просто. По мере увеличения входного напряжения увеличивается и выходной импульс. Следовательно, при небольшом напряжении на входе импульс на выходе будет коротким. Возьмем для примера обычную лампочку с симистором. Чем больше напряжения мы подаем, тем ярче лампочка. Отлично, правда?

Режимы работы симистора

Симистор может работать как под действием отрицательного тока, так и под воздействием положительного. Всего существует четыре основных режима работы — все зависит от полярности и входного напряжения.

В чем главные достоинства симистора

Мы рассматриваем симистор как реле. В этой роли у него много весомых преимуществ:

• дешевый. Да, это тоже преимущество. Так? Когда вам нужно сразу много, будет очень хорошо, если вам нужно будет потратить меньше
• работает очень долго (очевидно, по сравнению с другими устройствами этого класса)
• надежность из-за отсутствия контактов

Но есть у него и минусы

Конечно, идеальных устройств еще не изобретено, поэтому и здесь мы не имеем права их скрывать:

• сильная чувствительность к высоким температурам
• работает только на низких частотах (слишком долго открывается и закрывается)
• иногда возникают внезапные тревоги из-за естественного внешнего электромагнитного воздействия

Достоинства и недостатки

Каково назначение рассматриваемого полупроводникового прибора? Чаще всего используется для переключения переменного тока. В этом плане симистор очень удобен: с помощью небольшого элемента можно управлять высоковольтным источником питания. Популярны решения при замене обычного электромеханического реле. Преимущество такого решения в том, что отсутствует физический контакт, за счет которого зажигание становится более надежным, переключение бесшумное, ресурс на порядки больше, а производительность выше. Еще одно преимущество симистора — относительно невысокая цена, которая вкупе с высокой надежностью схемы и наработкой на отказ выглядит привлекательно.

Разработчики не смогли полностью избежать недостатков. Например, бытовая техника сильно нагревается под нагрузкой. Мы должны обеспечить отвод тепла. На радиаторах установлены мощные симисторы (или «силовые»). Другой недостаток, влияющий на использование, — это создание гармонических помех в электрической сети некоторыми схемами управления симисторами (например, домашним диммером для регулирования яркости).
Обратите внимание, что напряжение на нагрузках будет отличаться от синусоиды, которая связана с минимальным напряжением и током, при которых возможно воспламенение. По этой причине следует подключать только ту нагрузку, которая не имеет высоких требований к мощности. При постановке задачи получить синусоидальную волну этот метод переключения работать не будет. Симисторы очень чувствительны к шумам, переходным процессам и помехам. Также не поддерживаются высокие частоты переключения.

Применение

Этот тип полупроводникового элемента изначально предназначался для промышленного применения, например, для управления электродвигателями станков или других устройств, где требуется регулярный контроль тока. Впоследствии, когда техническая база позволила значительно уменьшить размеры полупроводников, сфера применения симметричных тринисторов значительно расширилась. Сегодня эти устройства используются не только в промышленном оборудовании, но и во многих бытовых приборах, например:

• зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов;
• бытовое компрессорное оборудование;
• различные типы электронагревательных приборов, от электропечей до микроволновых печей;
• переносной электроинструмент (отвертка, перфоратор и тд).

И это далеко не полный список.

Когда-то были популярны простые электронные устройства, позволяющие легко регулировать уровень освещения. К сожалению, симметричные диммеры SCR не могут управлять энергосберегающими лампами и светодиодами, поэтому эти устройства сейчас не актуальны.

Как происходит управление симистором: основные принципы

Электронные элементы (диоды, транзисторы, тиристоры, симисторы) созданы для разных задач, имеют разное количество полупроводниковых слоев. Метод усвоения информации от простого к сложному поможет нам понять принципы работы с симистором.

Я уже описал основы протекания тока в полупроводниках выше. В диоде, состоящем из двух p- и n-переходов, дырки и электроны действуют как носители заряда.

При прямом соединении источника напряжения с нагрузкой генерируется ток, а при обратном — обрыв. Этот процесс наглядно описывается вольт-амперной характеристикой (изображенной справа).

Этот алгоритм встроен в работу pn перехода. По мере усложнения конструкции элементов их количество постепенно увеличивается.

Схема включения транзистора: 2 типа конструкций

Для начала уточню возможности биполярных моделей.

Как работает биполярный транзистор

В работу этого переключателя вовлечены два полупроводниковых перехода. Биполярный транзистор имеет одну из двух возможных структур:

1. pnp;
2. или npn.

Кратко приведу пример устройства и работы по первому варианту.

В правой части изображения показаны характеристики зависимости токов через эмиттер и коллектор от напряжения, приложенного в эмиттерно-базовых и коллекторно-базовых участках схемы.

Состояние полупроводниковых переходов изменяется в зависимости от приложенного к ним напряжения, которое получается одним из четырех способов:

1. основной или активный (коллекторный переход открыт);
2. обратный (переход эмиттера открыт);
3. насыщенный (оба перехода открыты);
4. отсечка (оба перехода замкнуты).

В работе в основном используют два последних режима, изменяя ток через базу. Его окончание замыкает ток через нагрузку, подключенную к коллектору, а блок питания с номиналом открывается, то есть переводит его в насыщение.

Конструкции с npn-переходами работают по тем же принципам, но меняют направление токов внутри них.

Как работает полевой транзистор (униполярный

Рассмотрим пример n-канальной pnp-структуры. Для нашего случая этого достаточно.

Ширина канала и ток Ic через сток и исток увеличиваются, когда вводится положительное напряжение затвора (Uzi). Он может достигать определенного порогового значения, при котором транзистор отключается.

Выходная вольт-амперная характеристика зависит от напряжения между стоком и истоком (Usi).

Переключатель на полевом транзисторе работает, изменяя свою проводимость в зависимости от напряжения, приложенного к затвору, когда он входит в открытый или закрытый режим.

Эти схемы также отличаются повышенными характеристиками по сравнению с биполярными модулями.

Схема включения тиристора: 2 варианта подключения для цепей постоянного и переменного тока

Этой теме я уже посвятил отдельную статью в своем блоге. Здесь я вкратце покажу, что в его структуре функционируют не три, а четыре полупроводниковых перехода, например pnpn.

Такую схему можно упростить, чтобы она состояла из двух идентичных транзисторов (2 транзисторных ключа, соединенных противоположно с основным переключением одного на коллектор другого).

Тиристорная ВАХ имеет две области поляризации и 4 режима, из которых нас интересуют только две:

1. открытый (1-2);
2. или был закрыт (0-1).

Я в первом квадранте. Внимательно посмотрите на эту область. Нам будет полезно разобраться в работе симистора.

Использование тиристора позволяет управлять полуволной синусоидального сигнала или цепями постоянного тока.

Как подключены тиристоры для управления нагрузкой в ​​домашней сети 220 вольт

Берем за основу предыдущую схему и также включаем еще один тиристор со своей схемой управления. Это создаст двухполупериодное выпрямление нагрузки R.

Он также производится на симисторе.

Схема включения симистора: как создается уникальная ВАХ

В принципе, симистор (симметричный управляемый диод) можно представить как состоящий из тиристоров, собранных антипараллельно. Поэтому указывается в электрических схемах.

Обратите внимание на электроды анода и катода (+ и -). Они были переименованы в Т1 и Т2. Есть и другие обозначения. Это связано с тем, что симистор способен одновременно передавать как семиаронику положительного, так и отрицательного направления переменной синусоиды.

Другими словами: симистор работает как с прямым, так и с обратным током.

Строение его полупроводниковых слоев можно представить следующим образом.

Причем их вольт-амперная характеристика в первом квадранте работает как у тиристора (прямые токи), а в третьем симметрично перевернута (обратное направление), что лишний раз подтверждает принцип работы симистора.

Такой полупроводник отличается по эксплуатации:

• высокая надежность, обеспечивающая длительный срок службы;
• отсутствие механизмов мобильного контакта, мешающих работе сети;
• приемлемая стоимость.

При этом следует учитывать, что он:

• требует отвода тепла (использование дополнительных радиаторов охлаждения), так как при перегреве может гореть;
• подвергается воздействию высокочастотного шума от сети — в схему встроена RC-цепь, которая устраняет электрические помехи.

Технические возможности симистора позволяют создавать на его основе не только электрические переключатели, переключающие различные цепи, но и всевозможные регуляторы:

• власть;
• изменение яркости освещения ламп;
• количество оборотов электродвигателей.

Описание принципа работы и устройства

Основное отличие этих элементов от тиристоров — двунаправленная проводимость электрического тока. Фактически они представляют собой два SCR с общим управлением, соединенных антипараллельно (см. A на рис. 1) .

Рис. 1. Схема на двух тиристорах, как эквивалент симистора, и ее условное графическое обозначение

Это дало полупроводниковому устройству название, производное от словосочетания «симметричные тиристоры», и было отражено в его UGO. Обращаем внимание на обозначение клемм, так как ток может проводиться в обоих направлениях, обозначение силовых клемм как Анод и Катод не имеет смысла, поэтому их обычно обозначают как «Т1» и «Т2» (варианты являются TE1 и TE2 или A1 и A2). Управляющий электрод обычно обозначают буквой «G» (от англ. Gate).

Рассмотрим теперь структуру полупроводника (см. Рис. 2). Как видно из схемы, устройство имеет пять переходов, которые позволяют организовать две структуры: p1-n2-p2-n3 и p2-n2-p1. -n1, которые фактически представляют собой два противоположных тиристора, соединенных параллельно.

Рис. 2. Блок-схема симистора

Когда на силовом выводе T1 формируется отрицательная полярность, эффект тринистора начинается в p2-n2-p1-n1, а когда он изменяется, p1-n2-p2-n3.

Завершая раздел о принципе работы, приведем ВАХ и основные характеристики устройства.

VAC симистора

Обозначение:

• А — закрыто.
• Б — был открыт.
• UDRM (UPR) — максимально допустимый уровень напряжения при прямом подключении.
• УРРМ (UOB) — максимальный уровень обратного напряжения.
• IDRM (IPR) — допустимый уровень постоянного тока
• IRRM (IOB) — допустимый уровень обратного коммутируемого тока.
• IН (IУД) — поддержание текущих значений.

Как работает регулятор мощности на симисторе: самая простая схема из пяти доступных деталей и поясняющее видео

Сразу замечаю, что новичка может ввести в заблуждение общепринятое слово «регулятор». Технически этот продукт правильнее называть «ограничителем».

Симисторные и тиристорные модули работают за счет уменьшения значения номинальной мощности. Увеличить они не могут, потому что банально срезают часть синусоиды.

Было разработано множество схем, работающих по этому принципу. Их используют как в промышленности, так и в самостоятельном производстве. Далее предлагаю познакомиться с одним из самых простых.

Такую конструкцию может собрать своими руками новичок, для приобретения практических навыков поместите ее в небольшой ящик. При размещении на радиаторе он позволяет контролировать нагрузку до 5 киловатт.

В работе схемы задействовано всего 5 деталей:

1. Симистор BTA-41600B (продается в Китае).
2. Dinistor DB3 можно найти в энергосберегающих лампах или в интернет-магазине.
3. Резистор на 500 Ом с мощностью рассеивания тепла 1 Вт.
4. Конденсатор 0,1 мкФ с допустимым напряжением 250 вольт.
5. Переменный резистор сопротивлением от 200 до 500 кОм.

Конструктивно регулятор может быть выполнен простым поверхностным монтажом или размещен на печатной плате. Это не важно, деталей немного.

Такая конструкция позволяет регулировать:

• паяльник температурный, резистивные нагреватели;
• скорость вращения электродвигателей коллектора (пылесосы, стиральные машины, дрели, болгарки, перфораторы, шлифовальные машины, лобзики;
• свет от ламп накаливания;
• зарядный ток автомобильного аккумулятора;
• сила тока на первичной стороне трансформатора, но это создает искаженный сигнал, что несколько ухудшит процесс преобразования — электромагнитные преобразования.

В принципе, это обычный диммер. Аналогичные товары продаются в магазинах для ламп накаливания. Отличается только небольшими доработками, упрощениями, не подходит для светодиодов и источников энергосбережения. Возможно их дрожь.

В схеме не предусмотрено сохранение мощности на коленчатом валу: при увеличении нагрузки, например, при большем давлении фрезы в заготовке, частота вращения ротора снижается.

он достаточно функциональный, но упрощенный до минимума деталей. Даже сложно выделить все 4 основных узла, присущих этим регуляторам. И это:

1. установка частоты RC цепочки;
2. формирователь импульсов для разблокировки симметричного управляющего диода;
3. силовой элемент — сам симистор;
4. демпфирующая цепь RC (защищает симистор от помех со стороны индуктивной нагрузки — электродвигателя).

Тем, кто любит смотреть видео, рекомендую обратить внимание на видеоматериал Ростислава Михайлова, где он довольно легко объясняет эти 4 принципа работы симисторного регулятора мощности.

Фазовый контроль симистора

Другой распространенный тип схемы переключения триизма использует фазовое управление 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.

В этой основной схеме активации фазы используется симистор, включенный последовательно с двигателем через источник синусоидального переменного тока. Переменный резистор VR1 используется для управления величиной фазового сдвига на затворе симистора, который, в свою очередь, регулирует величину напряжения, подаваемого на двигатель, путем его включения в разное время в течение цикла переменного тока.

Напряжение триггера симистора получается из комбинации VR1 — C1 через Diak (Diak — это двунаправленное полупроводниковое устройство, которое помогает обеспечить триггер резким импульсом тока для полного включения симистора).

В начале каждого цикла C1 загружается через переменный резистор VR1. Это продолжается до тех пор, пока напряжение на C1 не станет достаточным для проведения диака, что, в свою очередь, позволяет конденсатору C1 разряжаться в затворе симистора, включая его.

Когда симистор становится проводящим и насыщенным, он эффективно замыкает цепь управления фазой затвора, подключенную параллельно ему, и симистор берет на себя оставшуюся часть полупериода.

Как мы видели выше, симистор автоматически отключается в конце полупериода, и процесс запуска VR1-C1 возобновляется в следующем полупериоде.

Однако, поскольку симистору требуются разные токи затвора в каждом режиме переключения, например + и ΙΙΙ–, симистор асимметричен, что означает, что он не может срабатывать 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 также для регуляторов яркости ламп и электрического нагревателя, и на самом деле очень похожа на симисторный контроллер, используемый во многих домах. Однако коммерческий диммер TRIAC не следует использовать в качестве регулятора скорости двигателя, поскольку диммеры TRIAC обычно предназначены только для использования с резистивными нагрузками, такими как лампы накаливания.

Как проверить симистор новичку: 4 популярных способа с показом преимуществ, недостатков и типичных ошибок

Вопрос о проверке возникает после того, как обнаруживается, что наш электроприбор начал работать со сбоями или вышел из строя полностью. В этом случае давайте сначала осмотрим симистор снаружи.

Если на кузове видны трещины, сколы, следы нагара, значит, путь в металлолом открыт. В других случаях необходимо оценить производительность. Требуются проверки электрических характеристик. Это требует:

1. посмотрите маркировку полупроводника на корпусе;
2. для уточнения технических характеристик карты (это название технической документации производителя).

Например, в Интернете нетрудно найти аналогичную информацию о симисторе БТА-41600В, который работает в предыдущей схеме. Показываю нормальным скриншотом.

Я взял минимум. Для нас важно определить критические значения параметров, запомнить их и не превышать их при проверках. В противном случае мы можем повредить рабочий модуль, что часто делают новички.

При проведении электрических проверок мы понимаем, что в подавляющем большинстве случаев неисправность может проявляться всего двумя дефектами:

1. замыкание или уменьшение сопротивления между любыми контактными выводами, что указывает на внутреннее повреждение полупроводниковой структуры;
2. заводской прерыватель цепи установлен внутри корпуса.

При этом учитываем, что обычное измерение значений сопротивлений между контактами неэффективно: необходимо в работе оценивать размыкание и замыкание полупроводниковых переходов.

Поэтому я предлагаю четыре метода, которые позволяют выявить все неисправности с вероятностью до 95%. Как довести этот результат до 100% я объясню в конце статьи.

Как проверить симистор на исправность за 6 шагов: только батарейка и лампочка

Этот метод подходит для симисторов, используемых в бытовой технике: посудомоечных и стиральных машинах, пылесосах, источниках питания…

Шаг 1. Подготовка к проверке

Нам понадобится:

1. Источник напряжения в виде батареи или аккумулятора от полутора до девяти вольт.
2. Лампа накаливания от фонарика или автомобильного света.
3. Три гибкие пряди длиной около 15-20 см, желательно разного цвета.

Упростите проверку 5 зажимов типа «крокодил» (для сборки схемы можно использовать прищепки или любой паяльник).

Режем провод (показан черным) по центру и на его концах припаиваем контакты лампочки.

Для удобства работы зачищаем все концы и устанавливаем на них фиксаторы. К одному проводу (показан белым) нужно подключить только один зажим типа «крокодил.

После этого нам нужно убедиться, что аккумулятор и лампочка в исправном состоянии: подключаем крокодилов черного провода к клеммам источника питания, наблюдаем свечение. Если нет, то давайте выясним, почему.

Здесь желательно измерить ток в этой цепи — такая нагрузка будет приложена к контактам тестируемого симистора. Его нельзя сжечь.

Шаг 2. Соберите схему проверки

Ранее мы уже выяснили: какая клемма симистора является управляющим электродом (G). Цепляем к нему зажим из белой нити. Другой конец нигде не подключаем.

На оставшиеся контакты полупроводника (Т1 и Т2) надеваем клеммы двух других проводов.

Вторые концы черного и синего проводов произвольно подключены к клеммам аккумулятора (+) и (-).

Шаг n. 3. Контроль закрытого состояния полупроводника

Наблюдаем отсутствие воспламенения нити около лампочки. Поскольку он включен в пробой силового перехода, делаем вывод, что он в хорошем состоянии: он закрыт.

Появление свечения будет указывать на образование внутреннего шунта, что является дефектом.

Шаг n. 4. Контроль открытия полупроводникового перехода

Команда на запуск симистора отправляется путем кратковременного переключения (легкое прикосновение и быстрое удаление) оголенного конца белого провода (G) к клемме T2.

Этим действием мы подаем управляющее напряжение на симметричный управляемый диод с источником тока, подключенным к его силовым клеммам, а затем снимаем его.

Откроется исправный симистор, загорится свет. Отсутствие свечения — явный признак внутренних повреждений.

Напомню еще раз: обратите внимание на величину источника напряжения. Оно должно соответствовать минимальному значению, чтобы разблокировать переход, но не может быть значительно превышено.

Шаг n. 4. Контроль замыкания полупроводникового перехода

Выполняется кратковременным шунтированием (установкой перемычки) между клеммами питания T1 и T2.

Лампочка погасла — переход в порядке, горит горит — дефект полупроводника или перемычки (иногда «кривые руки» инспектора).

На этом завершается управление частью схемы симистора (обычный тиристор.

Шаг n. 5. Сборка тестовой схемы второй части симистора

Симистор состоит из двух тиристоров. После этого остается оценить свою вторую половинку, уведя течение в обратном направлении.

Снимаем и заменяем зажимы проводов сидящие на выводах АКБ (+ и -).

Шаг 6. Проверьте работоспособность второй части

Повторяем последовательно все действия, описанные выше в шагах 3, 4, 5. Убеждаемся, что второй переход:

1. нормально закрытый;
2. открывается при получении управляющего сигнала;
3. он закрывается по команде выключения.

На основании положительных тестов всех шести ступеней делаем вывод, что симистор работает исправно. Если хотя бы одна из проверок не прошла, мы полностью отклоняем полупроводник.

Этот метод позволяет источнику постоянного тока низкого напряжения косвенно оценивать состояние полупроводниковых переходов, которые переключают цепи 220 вольт.

Как проверить симистор тестером: 2 особенности, которые надо знать и учитывать

Показываю на примере своего старинного, но полноценного магазина Ц4324, отмеченного знаком качества в семидесятых годах прошлого века.

Тестер может измерять сопротивление двумя способами:

1. омметр;
2. километр.

В то же время он работает по тем же алгоритмам, что и закон Ома, выполняя простые преобразования стабилизированного выходного напряжения в электрический ток, отклоняющий стрелку измерительной головки.

Из-за переключателей режимов меняется значение напряжения в разных положениях. Показываю с фотографиями.

В положении омметра я измерил только 0,14 вольта на выходных клеммах цепи своим карманным мультиметром.

Переведите в режим кОм × 1 кило. Тестер выдает почти 3 вольта (напряжение размыкания BTA-41600B составляет 1,5).

В обоих случаях стрелка инструмента установлена ​​на значок бесконечности (∞).

Аналоговый тестер в каждом режиме измерения сопротивления выдает свои стабилизированные значения. Они могут отличаться для всех устройств.

При проверке симистора эту функцию нужно учитывать, так как значения 0,14 вольта явно недостаточно для открытия полупроводникового перехода. Следовательно, можно ошибиться — отказаться от работающего устройства. Заранее проверьте характеристики вашего тестера.

Дальнейшая технология проверки симистора тестером повторяет только что проанализированную методику. Просто у нашего прибора учета уже есть встроенный блок питания и внутренняя цепь, которая действует как нагрузка.

Индикатором протекания тока по полупроводниковым силовым кабелям является цепная стрелка, которая указывает значение сопротивления подключенной цепи.

5-этапный метод проверки

Шаг 1. Сборка схемы

Переводим тестер в режим измерения сопротивления. Подключаем его концы к силовым клеммам симистора Т1 и Т2. Подключаем отдельную клемму с проводом к управляющему контакту G.

Шаг 2. Оцените статус закрытого перехода

Посмотрим на положение стрелки на тестере:

1. положение «∞» свидетельствует о исправном рабочем состоянии устройства;
2. еще одно отклонение — брак.

Шаг n. 3. Оценка выполнения

Замыкаем выход G на T2 и снимаем провод. Открытие симистора наблюдаем по отклонению стрелки.

В зависимости от модели и конструкции сопротивление исправного модуля будет около 20-80 Ом. С внутренней паузой ничего не изменится.

Шаг n. 4. Оценка закрытия переходов

Коротко замкните клеммы T1 и T2. Рабочий прибор закроется, игла тестера вернется в положение ∞.

Шаг n. 5. Оценка работоспособности второй части симистора

Чтобы изменить направление тока через силовой переход, поменяйте концы на тестере.

Далее выполняем шаги 2, 3, 4. Каждый раз анализируем состояние симистора.

Как проверить симистор мультиметром

При использовании этого метода также важно оценить выходное напряжение устройства в режиме измерения сопротивления. Показываю с фотографией свои замеры, сделанные тестером. Результат — 3,6 вольта (9 из 30 делений по шкале +12 В).

Есть модели мультиметров, которые не могут провести такую ​​проверку из-за низкого уровня выходного напряжения. Просто управлять переключением симистора будет недостаточно.

Важно: перед проверкой оцените возможности мультиметра.

Если ваше устройство подходит для выходного напряжения, с его помощью смело выполняйте все пять шагов, которые я нарисовал для тестера. Не вижу причин повторяться.

Как избежать ложных срабатываний

Поскольку для работы симистора достаточно небольшого потенциала, возможны ложные срабатывания. В некоторых случаях они не страшны, но могут привести к поломкам. Поэтому лучше действовать заранее. Есть несколько способов снизить вероятность ложных срабатываний:

• Уменьшите длину линии до ворот, напрямую подключите цепь управления — затвор и Т1. Если это невозможно, используйте экранированный кабель или кабель витой пары.
• Уменьшите чувствительность затвора. Для этого нужно параллельно поставить резистор (до 1 кОм).

  Практически во всех схемах с симисторами в цепи затвора есть резистор, который снижает чувствительность устройства

• Используйте симисторы с высокой помехоустойчивостью. В маркировке они добавили букву «Н», означающую «онемение». Их называют симисторами серии H. Они отличаются тем, что их минимальный ток перехода намного выше. Например, симистор BT139-600H имеет минимальный переходной ток IGT = 10 мА.

Как уже было сказано, симистор управляется током. Это позволяет подключать его напрямую к выходам микросхем. Есть ограничение: сила тока не должна превышать максимально допустимую. Обычно это 25 мА.