Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Применение тиристоров (динисторов, тринисторов, симисторов). Схемы. Использование, включение. Как применять, использовать, включить

Применение тиристоров (динисторов, тринисторов, симисторов). Схемы. Использование, включение. Как применять, использовать, включить

Переключение переменного напряжения (силовые ключи). Полезным для этих устройств является низкая мощность, рассеиваемая тиристорами в переключательных схемах, так как в них они либо закрыты (не проводят электрический ток), тогда мощность не рассеивается, либо открыты, тогда рассеиваемая мощность невелика благодаря невысокому напряжению на них.

Пороговые устройства. В них используется свойство тиристора переходить из одного состояния в другое при достижении определенного напряжения (или силы тока). К этой группе схем относятся релаксационные генераторы и фазовые регуляторы мощности.

Коммутация постоянного напряжения. Вообще тиристоры плохо приспособлены для работы в цепях постоянного тока. Но большая мощность ряда распространенных тиристоров, их способность работать с очень большими токами и напряжениями и высокая надежность привлекают к ним внимание разработчиков приложений для постоянного тока. Придумано несколько ухищрений, позволяющих закрывать незапираемые тиристоры в цепях постоянного тока.

Экспериментальные устройства. Ряд устройств использует свойства тиристоров в переходных режимах, на участках отрицательного сопротивления.

Остановимся на параметрах, влияющих на применение, и на практических схемах.

Вашему вниманию подборка материалов:

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Переключательные схемы

Обычно в переключательных схемах используются триодные тиристоры (тринисторы) или симисторы. Их включение производится путем подачи тока на управляющий электрод. Однако, диодные тиристоры (динисторы) также могут коммутировать переменное напряжение. Типичная схема включения диодного тиристора в качестве переключателя:

Питание схемы осуществляется напряжением ниже неотпирающего напряжения динистора, а отпирающий импульс имеет небольшую длительность и напряжение выше отпирающего. Этот скачек отпирает динистор, но не попадает на нагрузку, так как нагрузка подключена через диод, препятствующий подаче на нее обратного напряжения. Если используется симметричный динистор в цепи тока переменной полярности, то вместо диода ставится небольшой дроссель, который фильтрует короткие импульсы напряжения, не допуская их к нагрузке.

Если тиристор или симистор работают в качестве ‘выключателей’ переменного напряжения, то их переключение происходит при довольно низких значениях напряжения. Включаются они в самом начале волны (когда напряжение и сила тока близки к нулю), выключаются в самом конце волны (ток и напряжение тоже минимальные). Так что в моменты включения и выключения мощность практически не рассеивается.

Для проектирования таких схем важно знать следующие параметры: максимальное напряжение в закрытом состоянии и падение напряжения в открытом состоянии. Максимальное значение напряжения определяет, сможет ли тиристор / симистор коммутировать нашу цепь. Необходимо обратить внимание на то, что для оценки применимости тиристора в конкретной схеме нужно сравнивать его максимальное напряжение с амплитудным, а не действующим напряжением в цепи. Подробнее об амплитудном и действующем напряжениях. Здесь приведу пример. Амплитудное значение напряжения осветительной сети 310 В, а действующее 220 В.

Падение напряжения в открытом состоянии определяет, какую мощность будет выделять открытый тиристор. Для расчетов можно принять, что это падение не зависит от силы тока через прибор.

[Рассеиваемая мощность, Вт] = [Напряжение в открытом состоянии, В] * [Среднее значение модуля силы тока, А]

Обращаю Ваше внимание, что тут нужно использовать именно среднее значение модуля, а не действующее значение силы тока. Однако, действующее значение силы тока — ничто иное, как его среднее квадратическое. Для среднего квадратического и среднего арифметического верно следующее соотношение:

[Среднее арифметическое]

1 2 3

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Тиристоры (тринисторы) КУ201 (2У201) КУ (2У) 201 КУ202 (2У202) 202. Ха.
Справочные данные и применение тиристоров КУ201 и КУ202 с разными буквенными инд.

Диодные схемы. Схемные решения. Схемотехника. Частота, мощность, шумы.
Классификация, типы полупроводниковых диодов. Схемы, схемные решения на диодах. .

Тиристоры. Типы, виды, особенности, применение, классификация. Характе.
Классификация тиристоров. Обозначение на схемах Основные характеристики и важные.

Микроконтроллеры — пример простейшей схемы, образец применения. Фузы (.
Самая первая Ваша схема на микро-контроллере. Простой пример. Что такой фузы.

Оптроны, оптопары тиристорные, динисторные. MOC3061, MOC3062, MOC3063.
Описание и параметры MOC3061, MOC3062, MOC3063. Применение в тиристорных схемах .

Сделать прибор для проверки тиристоров динисторов

Работы по металлу

Тиристоры используются во многих электронных устройствах, начиная от бытовых приборов и заканчивая мощными силовыми установками. Ввиду особенностей этих полупроводниковых элементов проверить их на исправность с помощью только одного мультиметра затруднительно. В крайнем случае, можно определить пробой перехода. Для полноценного тестирования потребуется собрать несложную схему, ее описание будет приведено в статье.

Начнем с подготовительного этапа, а именно с того, что нам потребуется сделать перед проверкой.

Основные характеристики

Для проверки тринистора необходимо знать и понимать, что скрывается за основными параметрами и для чего их нужно измерять.

Отпирающее напряжение управления Uy – это постоянный потенциал на управляющем электроде, вызывающий открывание тиристора.

Uобр max – это максимальное обратное напряжение, при котором тиристор еще находится в рабочем состоянии.

Iос ср – это среднее значение протекающего через тиристор тока в прямом направлении с сохранением его работоспособности.

Прибор для проверки тиристоров своими руками

Применение тиристоров

Применение тиристоров очень широкое, начиная от устройств зарядки для автомобиля и заканчивая генераторами и трансформаторами.

Общее применение делится на четыре группы:

  • Экспериментальные устройства.
  • Пороговые устройства.
  • Силовые ключи.
  • Подключение постоянного тока.

Цены на устройства бывают разные, всё зависит от марки производителя и технических характеристик. Отечественные производители делают отличные тиристоры, по небольшой стоимости. Одни из самых распространенных отечественных тиристоров, это устройства серии КУ 202е – используются в бытовых приборах.

Читайте так же:
Программы расчета углов реза

Вот некоторые характеристики данного тиристора:

  • Обратное напряжение в состоянии высокой проводимости, максимально 100 В.
  • Напряжение в положении низкой проводимости 100 В.
  • Импульс в состоянии высокой проводимости – 30 А.
  • Повторный импульс в этом же положении – 10 А.
  • Постоянное напряжение 7 В.
  • Обратный ток – 4 мА
  • Ток постоянного типа – 200 мА.
  • Среднее напряжение -1,5 В.
  • Время включения – 10мкс.
  • Выключение – 100 мкс.

Иногда возникают ситуации, в которых необходимо проверить тиристор на работоспособность. Есть различные методы проверки, в этой статье будут рассмотрены основные из них.

Прибор для проверки тиристоров своими руками

Тиристоры быстродействующие ТБ333-250

Определение управляющего напряжения

Теперь можно приступать к тестированию тринистора. Для этого возьмем КУ202Н с рабочим током 10 А и напряжением 400 В.

У большинства радиолюбителей имеется мультиметр и неизбежно возникает вопрос, как проверить тиристор мультиметром, возможно ли это и, что дополнительно может понадобиться. Последовательность действий такая:


для начала переключаем мультиметр в положение измерения сопротивления с диапазоном 2 кОм. В этом режиме на измерительных щупах будет присутствовать напряжение внутреннего источника питания тестера;

Так как тиристор управляется как отрицательными, так и положительными сигналами, то его можно открыть, подключая перемычкой управляющий электрод к катоду.

Мультиметр должен находиться в режиме омметра, и щупы подсоединены к аноду и катоду. Так можно определить, каким напряжением управляется тиристор.

Диагностика прибора

Проверка мультиметром втягивающего реле стартера

Осуществляя проверку радиоэлемента на исправность, чаще всего используют мультиметр. Удобство применения этого измерительного прибора объясняется его многофункциональностью. С его помощью можно прозвонить элемент на пробой или измерить уровни пороговых напряжений

При этом неважно, аналоговый или цифровой тип измерителя используется

Для получения верных результатов измерения понадобится подготовить мультиметр к работе. Вся суть подготовительной операции сводится к проверке элемента питания тестера

При работе с цифровым устройством необходимо обратить внимание на значок мигающей батарейки. Если он есть, значит, элемент питания необходимо заменить

Для аналогового устройства перед работой выполняется установка стрелки в нулевое положение. Если это сделать невозможно, то элемент питания нужно заменить.

Для достоверного результата во время измерения мультиметром также желательно проследить за окружающей температурой. Связанно это с тем, что при увеличении температуры проводимость полупроводников возрастает. Оптимальной для измерения считается температура около 22 °C.

Прозвонка без выпаивания

Из-за специфики устройства проверить симистор мультиметром, не выпаивая, не так уж и просто. Для полной проверки используется электрическая схема, позволяющая провести ряд необходимых измерений. Единственное, что можно сделать с помощью мультиметра, так это проверить его на явный пробой.

Для этого тестер переключается в режим позвонки диодов, после чего измерительными щупами дотрагиваются до выводов динистора. При любой полярности тестер должен показать обрыв, что будет обозначать отсутствие пробоя в элементе. Но это не будет гарантировать исправность прибора. Если при измерении мультиметр покажет короткое замыкание, то такой тиристор можно уже будет дальше не проверять, так как он неисправен.

При этом следует знать, что прозванивать радиоэлемент в схеме будет некорректно, так как параллельно с его выводом могут быть подключены другие радиоэлементы, влияющие на измерения. Выполняя простую прозвонку, необходимо хотя бы один из вводов динистора отсоединить от печатной платы. Для того чтобы проверить динистор, не выпаивая, можно использовать возможности той схемы, в которой он установлен.

В этом случае для проверки мультиметр переключается на режим измерения напряжения. В зависимости от предполагаемого напряжения пробоя выбирается диапазон измерения. Измерительные щупы подключаются параллельно к выводам элемента, после чего измеряется уровень сигнала. Если при изменении входного сигнала произойдёт скачок напряжения, то это и будет обозначать напряжение пробоя динистора, то есть его работоспособность.

Тестовая схема

Чтобы получить уверенность в работоспособности элемента, радиолюбители используют тестовые схемы. Они бывают разной степени сложности, что в итоге влияет на точность полученного результата. Самая простая схема состоит из трёх элементов:

  • регулируемого источника питания;
  • резистора;
  • индикатора.

В качестве последнего можно использовать светодиод. Собрав такую схему, приступают к проверке. Параллельно элементу в режиме измерения напряжения подключается тестер.

Например, чтобы проверить тиристор КУ202Н мультиметром, вначале устанавливается уровень выходного напряжения около двадцати вольт. При этом светодиод в схеме гореть не должен. Затем медленно поднимается уровень до того момента, пока светодиод не загорится. Свечение индикатора свидетельствует о том, что динистор открылся и через него начал проходить электрический ток. Для его закрытия уровень напряжения снижается.

Значение разности потенциалов, при котором происходит изменение режима работы, и является максимальным напряжением открытия. В рассматриваемом случае тестер должен показать значение около 50 вольт, в то время как уровень входного сигнала будет около 60 вольт. Резистор применяется любого типа. Его назначение заключается в том, чтобы ограничить величину тока, проходящего через светодиод.

Зная, как проверить тиристор КУ 202, можно проверить и любой другой тип тиристора, динистора или симистора. Следует отметить, что профессионалы вместо мультиметра используют осциллограф. Совместно с ним применяется тестовая приставка. К гнёздам X5 и X6 подключаются измеряемые элементы. При использовании тиристора его управляющий элемент подключается к гнезду X7. У элементов с управляющим выводом напряжение изменяется с помощью переменного резистора R4. Если радиоэлемент целый, тогда осциллограмма должна быть такой, как на рисунке.

Читайте так же:
Сплав бронзы состав в процентах

Проверка исправности

Второй вариант тестирования заключается в следующем. К блоку питания постоянного тока через тринистор подключается лампа на это же напряжение.

К аноду и катоду подключается мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения. Диапазон измерения должен превышать напряжение источника.

Затем на управляющий электрод с помощью батарейки любого номинала и пары проводов подается управляющее напряжение. Тринистор должен открыться, лампочка загореться.

Тестер сначала показывает напряжение источника питания, после воздействия маленького значения, которое соответствует падению потенциалов на тиристоре в открытом состоянии.

После этого можно снять управляющее воздействие, лампа продолжит гореть, так как протекающий через прибор ток больше тока удержания.

Проверка динистора

Для определения работоспособности динистора может потребоваться источник питания с напряжением, превышающим напряжение включения динистора.

Для ограничения тока потребуется резистор на 100-1000 Ом. Теперь можно подключать плюс источника к аноду, а катод к одному из выводов ограничивающего резистора.

Второй конец сопротивления подключается к минусу источника питания. До этого необходимо мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения подключить к аноду и катоду.

Значения тестера должны лежать в пределах милливольт. Динистор открылся.

Необычный способ

Есть еще один вариант проверки тиристора мультиметром, без прозвона. Но в этом случае прибор должен быть маломощным, с малым током удержания.

Для проверки используется разъем проверки транзисторов. Обычно он располагается ниже переключателя и представляет собой круглый разъем в диаметре примерно 1 см.

На нем должны быть следующие обозначения: В – означает база транзистора, С – коллектор, Е – эмиттер.

Если тринистор открывается положительным напряжением, то управляющий вывод надо подключить к базе, анод с катодом к коллектору и эмиттеру соответственно.

Так как тестер при проверке транзистора измеряет коэффициент усиления, то и в этом случае он выдаст какие-то значения, которые будут неверные. Но это не важно, главное убедиться в исправности тринистора.

Что это такое

Тиристор — это полупроводниковый электрический элемент или прибор. Он нужен для того, чтобы регулировать и коммуницировать токи больших значений. Эти элементы управляют электрической цепью с точки зрения приема электрических токов и их регулирования. С этой точки зрения они напоминают работу транзисторов.


Условные обозначения некоторых элементов на схеме

Как правило, такие элементы обладают тремя выходами: управляющим и двумя, образующими путь для протекания электрических токов. Как известно, транзистор начинает открываться пропорционально величине тока управления цепи. Чем больше ток, тем больше открыт транзистор. Работает это и в обратном направлении. Тиристор же устроен немного иначе: он открывается полностью, но интервалами, задающимися скачками тока. Самое интересное то, что он не закрывается даже тогда, когда не получает управляющего сигнала.


Условные обозначения некоторых элементов на схеме

Проверка в схеме

Иногда требуется проверка тиристора, без выпаивания его из схемы. Для этого необходимо отключить управляющий электрод. После этого к аноду и катоду подключается мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения.

Вторым тестером подключаются к аноду и управляющему электроду тиристора. Второй прибор должен находиться в режиме омметра.

Если измерительные щупы подсоединены правильно, то показания первого тестера будут лежать в пределах нескольких десятков милливольт.

Если нет, то щупы нужно поменять местами и все повторить. Перед измерениями нужно убедиться, что плата и весь прибор обесточен.

Предварительная подготовка

Перед тестированием любого радиокомпонента будь то тиристор, транзистор или диод, нам необходимо ознакомиться с его спецификацией. Для этого находим маркировку на корпусе полупроводникового элемента.

Маркировка обозначена красным овалом

Маркировка обозначена красным овалом

Найдя маркировку, начинаем поиск спецификации (достаточно сделать соответствующий запрос в поисковике или в тематических форумах). Даташит на электронный компонент содержит много полезной информации, начиная от технических характеристик и заканчивая расположением выводов и списком аналогов (что особенно полезно при поиске замены).

Даташит на BT151 (аналог КУ202Н)

Даташит на BT151 (аналог КУ202Н)

Определившись с типом и цоколевкой, приступаем к первому этапу проверки, для этого нам понадобится только мультиметр. В большинстве случаев проверить элемент на пробой, можно не выпаивая его из платы, поэтому на данном этапе паяльник не нужен.

Исследование вольтамперных характеристик динистора и тиристора

Цель работы: Исследование вольтамперных характеристик динистора и тиристора, определение их параметров.

1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Тиристорами называются полупроводниковые приборы, имеющие три и более р-n-перехода, вольт-амперная характеристика которых имеют участок отрицательного диф­ференциального сопротивления, которые могут переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот, т.е. имеющие два устойчивых состояния.

Тиристор, имеющий два вывода, через которые протекает ток, называется диодным тиристором или динистором. Тиристор, имеющий два основных и один управляющий вывод, называется триодным тиристором – тринистором. Их вольтамперные характеристики имеют S-образную форму. В одном состоянии тиристор имеет высокое сопротивление и малый ток (закрытое или выключенное состояние), в другом – низкое сопротивление и большой ток (открыто или включенное состояние). Тиристоры с успехом можно использовать в ключевом режиме.

В настоящее время промышленностью выпускается большое число типов тиристоров с различными характеристиками управления, способных коммутировать токи от единиц миллиампер до 10000 А при напряжениях, превышающих 10000 В.

Основная схема тиристорной структуры показана на рис 1.а, и его условное обозначение на рис 1.б. Тиристор представляет собой четырехслойный полупроводниковый p-n-p-n прибор, содержащий три последовательно соединенных p-n перехода П1, П2, П3. Контакт к внешнему р-слою называется анодом, контакт к внешнему n-слою – катодом, крайние области называются эмиттерами, области n1, р2 – базами. Переход П2 называется коллекторным. Прибор может быть без управляющего электрода (динистор) или иметь один или два таких электрода, подсоединяемых к внутренним р-, n-областям (как на рис.1.).

Читайте так же:
Минимальный уклон канализационных труб для самотека

Если к аноду р1 подключить отрицательный полюс внешнего источника питания а к аноду n2 – положительный (обратное включение), то переходы П1 и П3 будут смещены в обратном направлении и ток через структуру будет равен току обратно смещенных p-n-переходов, т.е. очень мал.

Рис.1. Структура тиристора (а) и его условное обозначение (б).

Если к аноду р1 подключить положительный полюс внешнего источника питания, а к катоду n2 – отрицательный (прямое включение), то переходы П1 и П3 будут смещены в прямом направлении, а переход П2 – в обратном. При этом можно считать, что почти все внешнее приложенное напряжение падает на закрытом коллекторном переходе П2. При увеличении внешнего на­пряжения происходит увеличение напряжения и на эмиттерных переходах П1 и П2, что вызывает увеличение инжекции неосновных носителей в р- и n-базу. При этом дырки, инжектированные из р-эмиттера в n-базу, диффундируют к коллекторному переходу и перебрасываются им в р-базу. Дальнейшему прохождению дырок по тиристорной структуре препятствует электрическое поле второго эмиттерного перехода. Поэтому в р-базе происходит накопление положительного избыточного заряда. Аналогично накапливается избыточный отрицательный заряд в n-базе за счет попадания в нее электронов, инжектированных n-эмиттером. Процесс накопления зарядов в базах n- и р-типа приводит к снижению потенциального барьера коллекторного перехода П2 и сопровождается некоторым увеличением тока, проходящего через динистор (или тиристор при токе управляющего электрода равном нулю). Практически все приложенное напряжение будет падать на коллекторном переходе П2.

При напряжении на динисторе uвкл переход П2 оказывается в режиме когда потенциальный барьер коллекторного перехода почти полностью исчезает, сопротивление тиристора резко уменьшается, а ток резко увеличивается. На ВАХ этому процессу соответствует участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением (см. рис.2, кривая Iу=0). После этого ВАХ тиристора аналогична характеристике диода, смещенного в прямом направлении, т.е. ток резко возрастает с увеличением напряжения.

При этом падение напряжения на динисторе резко уменьшается и становится равным сумме напряжений на трех электронно-дырочных переходах, смещенных в прямом направлении, и составляет единицы вольт. Поэтому, чтобы не произошло разрушения структуры динистора, при его включении последовательно с ним обязательно должна включаться нагрузка Rн, на сопротивление ко­торой будет падать почти все напряжение питания Е. Величина тока, проходящего через динистор во включенном состоянии, определяется сопротивлением нагрузки Rн и напряжением питания Е:

Динистор в открытом находится до тех пор, пока проходящий через него ток поддерживает в базах избыточные заряды, обеспечивающие режим насыщения коллекторного перехода. Если ток, проходящий через динистор, уменьшить до некоторой величины Iвыкл,

то процесс рекомбинации зарядов в базах начнет преобладать над процессом накопления, коллекторный р-n-переход выйдет из режима насыщения и окажется включенным в обратном направлении, сопротивление его возрастет, ток уменьшится, произойдет перераспределение напряжений, инжекция из эмиттеров уменьшится и динистор перейдет в закрытое состояние.

Для определения тока, протекающего через диодный тиристор, часто используют двухтранзисторную модель рис.3. Так как коллекторный p-n-переход смещен в обратном направлении, то такую структуру легко можно представить в виде комбинации двух транзисторов разной электропроводности с общим коллекторным переходом П2 соединенных между собой так, как показано на рис.3. Ток в цепи определяется током коллекторного перехода П2. Он однозначно зависит от потока дырок из эмиттера транзистора р-п-р-типа и потока электронов из эмиттера транзистора п-р-п- типа, а также от обратного тока р-п-перехода.

Рис.3.Двухтранзисторнная модель тиристора.

Тринистор отличается от динистора наличием третьего вывода от базовой области. Это позволяет путем подачи на него напряжения управлять величиной напряжения включения. Поэтому тринисторы в отличие от динисторов иногда называют управляемыми переключателями.

Управляющий электрод (УЭ) может быть подведен к любой из баз тринистора. Внешне это выразится лишь в выборе нужной полярности источника напряжения управляющего электрода. С ростом управляющего тока напряжение включения Uвкл уменьшается, так как появляется дополнительная инжекция носителей заряда. Полярность подачи управляющего напряжения: " + " к р-области или " – " к n-области. Если через управляющий электрод тиристора не протекает ток управления, то его вольтамперная характеристика идентична вольтамперной характеристике динистора. Когда ток управления достигает определенной величины, тиристор будет открыт при любом положительном напряжении. Это значение управляющего тока называется током спрямления Iспр.

Таким образом, перевести тиристор в открытое (проводящее) состояние можно, либо подав на него напряжение включения, либо ток управления равный току спрямления. После открытия тиристора управляющий электрод перестает оказывать на него воздействие. Поэтому для включения тиристора достаточно кратковременного прохождения тока в цепи управляющего электрода (τиу ≈10 мкс). Запуск тиристора может быть также осуществлен импульсом света, поданного в плоскость перехода П2. При этом возрастает обратный ток перехода за счет фотовозбужденных электронно-дырочных пар. Такой способ запуска используется в фототиристорах, когда импульс света включает силовую цепь, осуществляя гальваническую развязку управляющей и силовой цепи.

В связи с тем, что после открытия тиристора его сопротивление резко уменьшается, то ток через тиристор многократно возрастает, что может привести к выходу тиристора из строя. Для ограничения тока последовательно с тиристорам включают нагрузочный резистор, который ограничивает ток в цепи (его часто называют ограничивающим).

Ток и напряжение цепи управления имеют небольшую величину, а ток в анодной цепи может достигать сотен ампер при анодных напряжениях от нескольких десятков до нескольких тысяч вольт. Поэтому коэффициент усиления по мощности у тринисторов достигает величины порядка 104-105.

Так как тиристоры имеют два устойчивых состояния и низкую мощность рассеяния в этих состояниях, то, в первую очередь, они используются как бесконтактные переключатели, причем ток в цепи управления на несколько порядков меньше коммутируемого. Тиристоры широко используются в регулируемых выпрямителях, преобразователях, схемах защиты. Отрицательное дифференциальное сопротивление тиристоров и динисторов используется для создания релаксационных генераторов импульсов напряжения прямоугольной и треугольной формы.

Читайте так же:
Приморское морское пароходство

1.2. Основные параметры тиристоров

1.Напряжение включения (переключения) Uвкл. (десятки – сотни В).

2.Напряжение в открытом состоянии – падение напряжения на тиристоре в открытом состоянии Uос (1-3 В).

3.Обратное напряжение Uобр. – напряжение, при котором тиристор может работать длительное время без нарушения его работоспособности (единицы – тысячи В).

4.Запирающее напряжение на управляющем электроде Uуз – напряжение, обеспечивающее требуемое значение запирающего тока управляющего электрода (единицы – десятки В).

5.Ток в открытом состоянии Iос максимальное значение тока открытого тиристора (сотни мА – сотни А).

6.Ток удержания Iуд. (десятки – сотни мА).

7.Обратный ток Iобр. (доли мА).

8.Отпирающий ток управления Iу от – наименьший ток управляющего электрода, необходимый для включения тиристора (десятки мА).

9.Время включения tвкл- время с момента подачи отпирающего импульса до момента, когда напряжение на тиристоре уменьшится до 0.1 своего начального значения (мкс-десятки мкс).

10.Время выключения tвык- минимальное время, в течение которого к тиристору должно прикладываться запирающее напряжение (десятки – сотни мкс).

11.Рассеиваемая мощность Р (единицы – десятки Вт).

Обозначения тиристоров состоят из шести элементов. Первый элемент – буква, указывающая исходный материал полупроводника; второй – буква Н для динисторов, У – для тиристоров; третий – цифра, определяющая назначение прибора; четвертый и пятый – порядковый номер разработки; шестой – буква, определяющая технологию изготовления.

2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА

Функциональная схема макета приведена на рис.4. Она состоит из двух независимых друг от друга частей:

Часть 1 – схема для снятия вольтамперных характеристик тиристора и динистора с использованием тиристора КУ 202.

Часть 2 – схема применения динистора (генератор импульсов пилообразного напряжения, собранный на динисторе КН – 102).

Рис.4. Функциональная схема лабораторного макета.

Лабораторный макет состоит из унифицированного корпуса, в который вмонтирован сменный блок с лабораторной работой. На передней панели корпуса расположены: кнопки пяти переключателей, служащие для коммутации: ручки четырех переменных резисторов, используемых для измерения токов и напряжения; головка миллиамперметра, предназначенного для измерения Iа тиристора (динистора) и Iупр тиристора.

На панели сменного блока приведена блок – схема лабораторной работы и вмонтированы гнезда для подключения измерительных приборов.

Переключатель S1 служит для подключения к управляющему электроду исследуемого тиристора генератора Iупр или диода.

Переключатель S2 не задействован.

Переключатель S3 подключает генератор анодного тока тиристора (динистора) к генератору пилообразного напряжения G2 , при работе в ”автоматическом режиме” (просмотр вольтамперных характеристик тиристора и динистора на экране осциллографа) или генератора постоянного напряжения G1 , при работе ”в ручном режиме” (снятие вольтамперных характеристик тиристора и динистора по точкам).

Переключатели S4 и S5 служат для коммутации.

С помощью переключателей S4 и S5 миллиамперметр макета используется для измерения Iупр ,когда переключатель S1 нажат, а все другие отжаты, или для измерения Ia, когда переключатели S4 и S5.

R1 служит для изменения величины напряжения генератора G1.

R2 ” грубо ” и R3 ”точно ” изменяют величину Iупр.

R4 служит для изменения величины анодного напряжения динистора в схеме применения.

Как работают мощные силовые тиристоры

В схемах и технической документации часто используются различные термины и знаки, но не все начинающие электрики знают их значение. Предлагаем обсудить, что такое силовые тиристоры для сварки, их принцип работы, характеристики и маркировка этих приборов.

Что такое тиристор и их виды

Многие видели тиристоры в гирлянде «Бегущий огонь», это самый простой пример описываемого устройства и как оно работает. Кремниевый выпрямитель или тиристор очень похож на транзистор. Это многослойное полупроводниковое устройство, основным материалом которого является кремний, чаще всего в пластиковом корпусе. Из-за того, что его принцип работы очень схож с ректификационным диодом (выпрямительные приборы переменного тока или динисторы), на схемах обозначение часто такое же — это считается аналог выпрямителя.

Cхема гирлянды бегущий огонь

Фото — Cхема гирлянды бегущий огонь

Бывают:

  • ABB запираемые тиристоры (GTO),
  • стандартные SEMIKRON,
  • мощные лавинные типа ТЛ-171,
  • оптронные (скажем, ТО 142-12,5-600 или модуль МТОТО 80),
  • симметричные ТС-106-10,
  • низкочастотные МТТ,
  • симистор BTA 16-600B или ВТ для стиральных машин,
  • частотные ТБЧ,
  • зарубежные TPS 08,
  • TYN 208.

Но в это же время для высоковольтных аппаратов (печей, станков, прочей автоматики производства) используют транзисторы типа IGBT или IGCT.

ТиристорФото — Тиристор

Но, в отличие от диода, который является двухслойным (PN) трехслойного транзистора (PNP, NPN), тиристор состоит из четырех слоев (PNPN) и этот полупроводниковый прибор содержит три p-n перехода. В таком случае, диодные выпрямители становятся менее эффективными. Это хорошо демонстрирует схема управления тиристорами, а также любой справочник электриков (например, в библиотеке можно бесплатно почитать книгу автора Замятин).

Тиристор – это однонаправленный преобразователь переменного тока, то есть он проводит ток только в одном направлении, но в отличие от диода, устройство может быть сделано для работы в качестве коммутатора разомкнутой цепи или в виде ректификационного диода постоянного электротока. Другими словами, полупроводниковые тиристоры могут работать только в режиме коммутации и не могут быть использованы как приборы амплификации. Ключ на тиристоре не способен сам перейти в закрытое положение.

Кремниевый управляемый выпрямитель является одним из нескольких силовых полупроводниковых приборов вместе с симисторами, диодами переменного тока и однопереходными транзисторами, которые могут очень быстро переключаться из одного режима в другой. Такой тиристор называется быстродействующим. Конечно, большую роль здесь играет класс прибора.

Читайте так же:
Сплав олова с медью

Применение тиристора

Назначение тиристоров может быть самое различное, например, очень популярен самодельный сварочный инвертор на тиристорах, зарядное устройство для автомобиля (тиристор в блоке питания) и даже генератор. Из-за того, что сам по себе прибор может пропускать как низкочастотные, так и высокочастотные нагрузки, его также можно использовать для трансформатора для сварочных аппаратов (на их мосте используются именно такие детали). Для контроля работы детали в таком случае необходим регулятор напряжения на тиристоре.

применение Тиристора вместо ЛАТРа

Фото — применение Тиристора вместо ЛАТРа

Не стоит забывать и про тиристор зажигания для мотоциклов.

Описание конструкции и принцип действия

Тиристор состоит из трех частей: «Анод», «Катод» и «Вход», состоящий из трех p-n переходов, которые могут переключаться из положений «ВКЛ» и «ВЫКЛ» на очень высокой скорости. Но при этом, он также может быть переключен с позиции «ВКЛ» с различной продолжительности по времени, т. е. в течение нескольких полупериодов, чтобы доставить определенное количество энергии к нагрузке. Работа тиристора можно лучше объяснить, если предположить, что он будет состоять из двух транзисторов, связанных друг с другом, как пара комплементарных регенеративных переключателей.

Самые простые микросхемы демонстрируют два транзистора, которые совмещены таким образом, что ток коллектора после команды «Пуск» поступает на NPN транзистора TR 2 каналы непосредственно в PNP-транзистора TR 1. В это время ток с TR 1 поступает в каналы в основания TR 2 . Эти два взаимосвязанных транзистора располагаются так, что база-эмиттер получает ток от коллектора-эмиттера другого транзистора. Для этого нужно параллельное размещение.

Тиристор КУ221ИМ

Фото — Тиристор КУ221ИМ

Несмотря на все меры безопасности, тиристор может непроизвольно переходить из одного положения в другое. Это происходит из-за резкого скачка тока, перепада температур и прочих разных факторов. Поэтому перед тем, как купить тиристор КУ202Н, Т122 25, Т 160, Т 10 10, его нужно не только проверить тестером (прозвонить), но и ознакомиться с параметрами работы.

Типичные тиристорные ВАХ

Для начала обсуждения этой сложной темы, просмотрите схему ВАХ-характеристик тиристора:

  1. Отрезок между 0 и (Vвo,IL) полностью соответствует прямому запиранию устройства;
  2. В участке Vво осуществляется положение «ВКЛ» тиристора;
  3. Отрезок между зонами (Vво, IL) и (Vн,Iн) – это переходное положение во включенном состоянии тиристора. Именно в этом участке происходит так называемый динисторный эффект;
  4. В свою очередь точки (Vн,Iн) показывают на графике прямое открытие прибора;
  5. Точки 0 и Vbr – это участок с запиранием тиристора;
  6. После этого следует отрезок Vbr — он обозначает режим обратного пробоя.

Естественно, современные высокочастотные радиодетали в схеме могут влиять на вольт-амперные характеристики в незначительной форме (охладители, резисторы, реле). Также симметричные фототиристоры, стабилитроны SMD, оптотиристоры, триодные, оптронные, оптоэлектронные и прочие модули могут иметь другие ВАХ.

ВАХ-тиристора

Фото — ВАХ тиристора

Кроме того, обращаем Ваше внимание, что в таком случае защита устройств осуществляется на входе нагрузки.

Проверка тиристора

Перед тем, как купить прибор, нужно знать, как проверить тиристор мультиметром. Подключить измерительный прибор можно только к так называемому тестеру. Схема, по которой можно собрать такое устройство, представлена ниже:

тестер тиристоров

Фото — тестер тиристоров

Согласно описанию, к аноду необходимо подвести напряжение положительного характера, а к катоду – отрицательного. Очень важно использовать величину, которая соответствует разрешению тиристора. На чертеже показаны резисторы с номинальным напряжением от 9 до 12 вольт, это значит, что напряжение тестера немного больше, чем тиристора. После того, как Вы собрали прибор, можно начинать проверять выпрямитель. Нужно нажать на кнопку, которая подает импульсные сигналы для включения.

Проверка тиристора осуществляется очень просто, на управляющий электрод кнопкой кратковременно подается сигнал на открытие (положительный относительно катода). После этого если на тиристоре загорелись бегущие огни, то устройство считается нерабочим, но мощные приборы не всегда сразу реагируют после поступления нагрузки.

схема тестера для тиристоров

Фото — схема тестера для тиристоров

Помимо проверки прибора, также рекомендуется использовать специальные контроллеры или блок управления тиристорами и симисторами ОВЕН БУСТ или прочие марки, он работает примерно также, как и регулятор мощности на тиристоре. Главным отличием является более широкий спектр напряжений.

Видео: принцип работы тиристора

Технические характеристики

Рассмотрим технические параметры тиристора серии КУ 202е. В этой серии представляются отечественные маломощные устройства, основное применение которых ограничивается бытовыми приборами: его используют для работы электропечей, обогревателей и т.д.

На чертеже ниже представлена цоколевка и основные детали тиристора.

  1. Установленное обратное напряжение в открытом состоянии (макс) 100 В
  2. Напряжение в закрытом положении 100 В
  3. Импульс в открытом положении — 30 А
  4. Повторяющийся импульс в открытом положении 10 А
  5. Среднее напряжение <=1,5 В
  6. Неотпирающее напряжение >=0,2 В
  7. Установленный ток в открытом положении <=4 мА
  8. Ток обратный <=4 мА
  9. Отпирающий ток постоянного типа <=200 мА
  10. Установленное постоянное напряжение <=7 В
  11. Время включения <=10 мкс
  12. Время выключения <=100 мкс

Включение устройства осуществляется в течение микросекунд. Если Вам понадобится замена описанного прибора, то проконсультируйтесь с продавцом-консультантом электромагазина – он сможет подобрать аналог по схеме.

тиристор ку202н

Фото — тиристор ку202н

Цена тиристора зависит от его марки и характеристик. Мы рекомендуем покупать отечественные приборы – они более долговечны и отличаются доступной стоимостью. На стихийных рынках можно купить качественный мощный преобразователь до сотни рублей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector