Как работают мощные симисторы

Для коммутации электрических сетей переменного тока используются различные элементы. Чаще всего используются мощные симисторы, которые необходимы для проектирования трансформаторов и зарядных устройств.

Что такое симистор

Симисторы – это вид тиристоров, которые являются аналогами кремниевых выпрямителей в корпусе. Но, в отличие от тиристоров, которые являются однонаправленными приборами, т. е. передают ток только в одном направлении, триаки – двухсторонние. С их помощью можно передавать ток в обоих направлениях. Они имеют пять слоев тиристора, которые оснащены электродами. При первом взгляде, отечественные симисторы напоминают структуру р-n-р, но у них несколько областей с проводимостью n-типа. Последняя область, которая расположена после этого слоя, имеет прямую связь с электродом, что обеспечивает высокую проводимость сигнала. Иногда их также сравнивают с выпрямителями, но при этом стоит помнить, что диоды передают электрический сигнал только в одну сторону.

использование тиристора
Фото — использование тиристора

Симистор считается идеальным устройством для использования в коммутационных сетях, так как он может контролировать ток идет через обе половины переменного цикла. Тиристор же контролирует только полуцикл, при этом вторая половина сигнала не используется. Благодаря такой особенности работы, триак отлично передает сигналы любых электрических приборов, часто применяется симистор вместо реле. Но при этом симистор редко используется в сложных электрических приборах, таких как трансформаторы, ЭВМ и т. д.

симистор
Фото — симистор

Видео: как работает симистор

Принцип действия

Принцип работы симистора очень похож на тиристор, но его проще понять исходя из работы тринисторного аналога того компонента электрических сетей. Обратите внимание, четвертый полупроводниковый компонент разделен, что позволяет выполнять следующие функции:

  1. Контролировать работы катода и анода;
  2. При необходимости менять их местами, что позволяет изменять полюсность работы.

При этом работу прибора можно расценивать как сочетание двух встречно-направленных тиристоров, но работающих в полном цикле, т. е. не обрывающих сигналы. Маркировка на схеме соответствующая двум соединенным тиристорам:

тринисторный аналог симистора
Фото — тринисторный аналог симистора

Согласно чертежу, на электрод, который является управляющим, передает сигнал, позволяющий открыть контакт детали. В момент, когда на аноде положительное напряжение, соответственно на катоде отрицательное – электроток начнет протекать через тринистор, который на схеме с левой стороны. Исходя из этого, если полностью изменить полярность, что поменяет местами заряды катода и анода, ток, передающийся через контакты пойдет через правый тринистор.

Здесь последний слой на симисторе отвечает за полярность напряжения. Он контролирует напряженность на контактах и сравнивая её, переправляет ток на определенный тринистор. Прямопорционально этому, если сигнал не подается – то все тринисторы закрыты и устройство не работает, т. е. не передает никакие импульсы.

Если сигнал есть, существует подключение к сети и ток куда-то должен течь, то симистор в любом случае его проводит полярность направления в этом случае диктуется зарядом и полярностью полюсов, катодом и анодом.

Обратите внимание, на схеме выше дана вольт-амперная характеристика (ВАХ) симистора, на рисунке 3. Каждая из кривых имеет параллельное направление, но в другую сторону. Они повторяют друг друга под углом 180 градусов. Такой график позволяет говорить, что симистор – это аналог динистора, но при этом области, через которые сигнал динисторы не передают, очень легко преодолеваются. Параметры устройства можно корректировать, подавая ток разных напряжений, это позволит отпирать контакты в нужную сторону, просто изменяя полярность сигнала. На чертеже места, которые могут изменяться, отмечены штриховыми линиями.

симисторы
Фото — симисторы

Благодаря этой ВАХ становится понятно, почему стабилизированный тиристор получил такое название. Симистор – означает «симметричный» тиристор, в некоторых учебниках и магазинах его могут называть триаком (иностранный вариант).

Область использования

Двунаправленность делает симисторы очень удобными переключателями для цепей переменного тока, позволяя им контролировать большие потоки электрической энергии, проходящие через маленькие контактные полюса. Помимо этого можно контролировать даже процентное соотношение тока индуктивной нагрузки.

работа симистора
Фото — работа симистора

Устройства используются в радиотехнике, электромеханике, механике и прочих отраслях промышленности, где может понадобиться контроль течения тока. Оптосимисторы часто используются в системах сигнализации и светорегуляторах, где для корректной работы приборов необходим полный цикл, а не полупериод. Хотя довольно часто применение этой радиодетали не эффективно. Например, для работы небольшого микроконтроллера или трансформатора иногда лучше подключить маломощные тиристоры, которые будут обеспечивать работу обоих периодов одинаково.

Проверка, распиновка и использование симисторов

Для того чтобы использовать устройство в работе, нужно знать, как проверить симистор мультиметром или «прозвонить» его. Для проверки Вам нужно оценить характеристики, управляемых кремниевых диодов. Такие выпрямители позволяют настроить нужные показания и провести испытания. Отрицательный контакт омметра подключается к катоду, а положительный устанавливается на анод. После нужно выставить на омметре показатель на единицу, и соединить контрольный электрод с выводом анода. Если данные будут находиться в пределах 15 и 50 Ом, то деталь работает нормально.

управление светом симисторами
Фото — управление светом симисторами

Но при этом, когда Вы отключите контакты от анода, то на устройстве должны сохраниться показания омметра. Следите за тем, чтобы простое измерительное устройство не показывало остаточного сопротивления, иначе это будет говорить о том, что деталь не рабочая.

В быту симисторы часто используются для создания приборов, продлевающих срок службы различных устройств. Например, для ламп накаливания или измерителей Вы можете сделать регулятор мощности (понадобится тиристор MAC97A8 или ТС).

схема регулятора мощности на симисторе
Фото — схема регулятора мощности на симисторе

На схеме показан, как собрать регулятор мощности. Обратите внимание на элементы DD1.1.DD1.3, где указан генератор, за счет этой детали производиться около 5 импульсов, которые представляют собой полупериоды одного сигнала. Импульсы контролируются при помощи резисторов, а транзистор с выпрямляющими диодами контролирует момент включения симистора.

измерение симистора
Фото — измерение симистора

Данный транзистор открыт, исходя из этого, на вход генератора подходит сигнал, пока симисторы и оставшиеся транзисторы закрыты. Но если в момент открытия контактов состояние генератора не измениться, то накопительными элементами будет сгенерирован небольшой импульс для того, чтобы запустилась цоколевка. Такая схема диммера на симисторе может использоваться для контроля работы осветительных приборов, стиральной машине, оборотов пылесоса или ламп накаливания с датчиком движения. Тестером проверьте работоспособность схемы и можете использовать её.

работа симистора
Фото — работа симистора

Для усовершенствования системы, можно устроить управление симистором через оптопару, чтобы включение элемента в работу происходило только после сигнала. Обратите внимание, если при прокрутке барабана, очень резко происходят движения – то неисправен электронный модуль. Чаще всего сгорает симистор, импортные проводники часто не выдерживают скачков напряжений. Для его замены просто подберите такую же деталь.

зарядное устройство на симисторе
Фото — зарядное устройство на симисторе

Аналогично по схеме можно собрать зарядное устройство на симисторе, в зависимости от требований понадобится просто купить маломощные или силовые детали КУ208Г, КР1182ПМ1, Z0607, BT136, BT139 (BTB – ВТВ, BTA – ВТА также подойдут). В бытовых импортных условиях используются зарубежные триаки, цены на которых немного выше.


Похожие материалы:


Отзывы и комментарии

Вы можете оставить отзывы и комментарии к записи: "Как работают мощные симисторы"