Как открыть тиристор: Управление тиристором, принцип действия. Способы управления.

Что такое тиристор? Подробное описание полупроводника

Для того чтобы ясно представить себе работу тиристорного преобразователя необходимо дать понятие о сущности работы тиристора.

Управляемый проводник, состоящий из четырех полупроводниковых переходов P-N-P-N. Его принцип работы аналогичен работе диода и осуществляется при поступлении на управляющий электрод электротока.

Прохождение через тиристор тока возможно только в том случае, если потенциал анода будет выше, чем потенциал катода. Ток через тиристор прекращает проходить тогда, когда величина тока снизится до порога закрытия. Ток, который поступает на управляющий электрод не оказывает воздействие на величину тока в основной части тиристора и, кроме того ему не нужна постоянная поддержка при основном состоянии тиристора, он необходим исключительно для открытия тиристора.

Существует несколько решающих характеристик тиристора

В открытом состоянии, благоприятном для токопроводящей функции тиристор характеризуют следующие показатели:

• Падение напряжения, оно определяется как пороговое напряжение с помощью внутреннего сопротивления.
• Максимально допустимое значение тока до 5000 А, среднеквадратичная величина, свойственная для самых мощных компонентов.

В запертом состоянии тиристора – это:

• Прямое максимально допустимое напряжение (выше, чем 5000А).
• В общем случае прямое и обратное значение напряжения одинаковы.
• Время запирания или время с минимальным значением, в течение которого на тиристор не осуществляется влияние положительного значения напряжения анода относительно катода, иначе произойдет самопроизвольное отпирание тиристора.
• Ток управления, свойственный для открытой основной части тиристора.

Существуют тиристоры, предназначенные для работы в схемах, рассчитанных на небольшое значение частоты и для схем с высокой частотой. Это так называемые быстродействующие тиристоры, их область применения рассчитана на несколько килогерц. Для быстродействующих тиристоров характерно использование неодинакового прямого и обратного напряжения.

Для увеличения постоянного значения напряжения

Рис. №1. Габаритно-присоединительные размеры и чертеж тиристора.m1, m2 –контрольные точки, в которых происходит замер импульсного напряжения во время открытого состояния. L1min –наименьший воздушный промежуток (расстояние) по воздуху между выводами анода и управляющего электрода; L2min – минимальное расстояние длина прохождения тока утечки между выводами.

Разновидности тиристоров

• Динистор – тиристор диодный, имеет два вывода анод и катод.
• Тринистор – триодный тиристор оснащен добавочным управляющим электродом.
• Симистор – симметричный тиристор, он является встречно-последовательным соединением тиристоров, обладает возможностью пропускать ток в прямом и обратном направлениях.

Рис. №2. Структура (а) и вольт-амперная характеристика (ВАХ) тиристора.

Тиристоры предназначены для работы в схемах с различными границами частот, в обычном применении тиристоры могут соединяться с диодами, который подключается встречно-включенным способом, это свойство используется для того чтобы увеличить постоянное напряжение, величину которого компонент способен выдержать в выключенном состоянии. Для усовершенствованных схем используется тиристор GTO (Gate Turn Oee – запираемый тиристор), он полностью управляем. Его запирание происходит по управляющему электроду. Использование тиристоров подобного рода нашло применение в очень мощных преобразователях, так как он может пропускать высокие токи.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Поделиться ссылкой:

Похожее

Тиристоры: принципы работы и проверки

Эх, знали бы вы, как занудно и безобразно читал нам электротехнику преподаватель в институте. Тему про тиристоры: принципы работы, устройство и их проверку бубнил себе под нос, рисовал на доске графики, P-N переходы с дырками и электронами так, что понять его было очень сложно.

Чтобы подготовиться к экзамену, мне пришлось покупать учебники и разбираться самостоятельно. В зачетку получил пятерку, но предмет был быстро забыт …

Буквально через год после выпуска в должности инженера пришлось разбираться с работой тиристорной схемы. Знания возобновлял практически с нуля.

Помогли коллеги, показавшие удобные методики, избавившие от всех этих высоконаучных заумностей и позволившие представлять сложные электротехнические процессы простыми схемами.

Пользуюсь ими и поныне. Поскольку они не потеряли свою актуальность, то поэтапно раскрываю их технологию для разных случаев практической деятельности ниже.

Содержание статьи

Тиристор в электрической схеме: что это за полупроводник

Если воспользоваться научными терминами, то можно заметить, что конструкция этого сложного электронного прибора включает монокристалл полупроводника с тремя или большим количеством p-n переходов.

Они сделаны для того, чтобы изменять его проводимость до двух критических состояний, когда он:

1. Открыт и пропускает через себя электрический ток.
2. Полностью закрыт.

Для подключения к электрической схеме он снабжен, как правило, тремя, двумя или четырьмя выводами от контактных площадок p-n слоев.

Не стану дальше продолжать эту тему научным языком, ибо новички ничего не поймут, а мне сложно объяснить простыми терминами, как перемещаются носители зарядов (дырки и электроны) по всей этой структуре в каждом конкретном случае.

Да и никому это сейчас не надо кроме студентов, стремящихся сдать экзамен, и работников, проектирующих, разрабатывающих новые устройства.

Домашнему же электрику требуется просто понимать принцип работы конечного прибора дабы уметь проверять его исправность и грамотно эксплуатировать в повседневной жизни.

Поэтому показываю конечный результат — как выглядит вольт амперная характеристика тиристора при его работе.

На ней выделены две области рабочего состояния при прямом и обратном приложении напряжения, формирующие пять режимов, расписанных на картинке. Не будем вдаваться глубоко в теорию и сделаем для себя краткие выводы:

1. на начальном этапе области прямых смещений полупроводник закрыт, потом он открывается и остается открытым;
2. при обратном подключении к источнику напряжения он вначале не пропускает ток, но при достижении критического состояния пробивается.

Как же выглядит и обозначается тиристор на электрических схемах

Современная промышленность использует огромный ассортимент этих уникальных полупроводников. Они выпускаются в разных корпусах с возможностями передачи и коммутирования всевозможных мощностей.

Привожу внешний вид только небольшой их части, изготавливаемых в металлическом корпусе, предназначенном для работы в силовых цепях с большими токами.

А еще имеются конструкции, выпускаемые в пластиковом корпусе, позволяющем коммутировать токи меньших величин. Они применяются в схемах управления различных бытовых устройств.

Внешне тиристор выглядит как диод.

Только в большинстве случаев он имеет дополнительный вывод для подключения к внешней цепи — управляющий электрод. Обозначение на схеме тоже примерно одинаковое.

Изменение касается только небольшой дорисовки катодного вывода — маленькой ломаной линии. Все это хорошо видно при сравнении.

Внешний вид диодов и тиристоров, а также их обозначения на схемах похожи не случайно. Они, хоть и немного отличаются конструктивно, но работают по общему принципу: пропускают электрический ток только в одну сторону.

Этот вопрос я излагаю дальше более конкретно.

Как просто понять принципы работы и научные термины этого сложного полупроводника: 2 мневмонических правила

Заповедь №1 для новичка

Представим, что мы сплавляемся на большом плоту по широкой реке. Двигаться мы можем только по течению, а не против него. Поток воды перемещается за счет разности высот (потенциалов), обладающих различным уровнем потенциальной энергии.

Вот и ток в диоде может проходить только в одну сторону: от анода к катоду. Иное движение электронов блокирует полупроводниковый переход. Других средств регулирования здесь нет.

Все это полностью соответствует работе тиристора, но с небольшими дополнениями: диод сразу открывается при прямом приложении напряжения к его выводам.

Тиристор же в этом случае закрыт, ток не проводит. Он действует как плотина со шлюзами, загораживающая реку. Наш плот просто остановится перед возникшей преградой. Для возобновления движения ему необходимо открыть ворота водяного заграждения.

Делается все это по команде, когда импульс тока определенного направления подается через управляющий электрод, например, на анод (при соответствующем управлении).

Только в этом случае закрытый полупроводниковый переход открывается и сохраняет свое состояние в течение всего времени, пока на него подано прямое входное напряжение.

Если импульс тока исчезает, то это не влияет на работу полупроводникового перехода: он остается открытым. Для закрытия тиристора необходимо: разорвать цепь питания в любом месте или вывести из работы источник напряжения либо надежно зашунтировать анод с катодом.

Вот такое простое мневмоническое правило, основанное на сравнении гидравлических и электротехнических процессов позволяет легче работать с этим сложным электронным изделием.

Завет №2: особенности применения тиристоров внутри цепей постоянного и переменного тока

Внутреннее сопротивление полупроводниковых переходов в открытом состоянии довольно маленькое. Ток через него определяется по закону Ома, а при приложенном постоянном напряжении по величине он не меняется.

Схема управления тиристором в этом случае не позволяет корректировать его силу. Регулировать ее нужно другими средствами.

Импульс же тока, подаваемый посредством управляющей команды, регулируется до безопасного значения подключенным токоограничивающим резистором R.

Делается это для исключения пробоя слоя полупроводников, задействованных в протекании управляющего сигнала.

Как работает тиристор в схеме бытовых приборов на переменном токе

Иные перспективы создают переменные цепи, а, особенно, синусоидальные источники напряжения. У них сигнал имеет не строго постоянную величину, а меняющуюся во времени форму синусоиды.

Здесь каждый период колебания состоит из двух полупериодов:

1. положительного;
2. отрицательного.

Они имеют свои знаки на графике: «плюс» и «минус». Реально же при смене полупериода направление протекания тока меняется на строго противоположное.

Когда синусоида достигает нулевой амплитуды, то ток через полупроводниковый переход прекращается, он закрывается. Для возобновления процесса необходимо на следующем положительном полупериоде вновь подать импульс на управляющий электрод.

Все это происходит автоматически. Одновременно смещение положения открывающего импульса по времени (в угловой системе измерения — по фазе) позволяет регулировать силу тока за счет изменения момента открытия перехода.

Включение второго тиристора с соответствующей полярностью в нижнюю полуволну позволяет регулировать и ее величину. Тогда мы получаем не чистую синусоидальную форму, а немного обрезанную по времени (до момента включения управляющего импульса).

3 варианта такого сигнала показаны на нижнем графике выходного тока при открытии двух тиристоров в моменты:

1. возрастания полуволны;
2. на ее амплитуде;
3. и при спаде.

Таким обрезанным, а не чисто синусоидальным током питается наш электроинструмент: дрели, перфораторы, болгарки и другие приборы с тиристорным или симисторным управлением.

В общем-то ничего страшного в подобном изменении формы сигнала нет: все производители провели массу экспериментов и запустили эту схему в эксплуатацию.

Нам же все это необходимо четко представлять, ибо при ремонте или наладке с помощью осциллографа такие сигналы напряжения необходимо проследить на контрольных точках электрической цепи.

Выпрямительные устройства с регулировкой тока — второй принцип работы

Схемы зарядных, пускозарядных приборов и сварочных аппаратов постоянного тока работают на выпрямленном напряжении. При этом часто устройства выпрямления типового диодного моста заменяется на трансформаторное преобразование однофазного сигнала с двумя диодами или тиристорами.

Ее принято называть двухполупериодным выпрямлением.

Здесь в каждой выходной полуобмотке силового трансформатора вмонтирован тиристор, обрабатывающий свою полуволну.

Выпрямление же достигается схемой подключения полуобмоток с общей точкой и выбором направления подключения цепи «анод-катод» каждого полупроводникового прибора.

Итоговая форма выпрямленного и измененного сигнала выглядит следующим образом.

Опять же, для сравнения с предыдущим принципом показываю форму сигналов в трех вариантах запуска фазосдвигающего управляющего импульса. Здесь видно, что отрицательный полупериод перевернулся, а работа схемы управления не изменилась.

Правило №3: отличия управления транзистором и тиристором

У меня как-то так получилось, что вначале пришлось практически осваивать электронные схемы, работающие на транзисторах, а только после них — тиристорные сборки.

Поэтому я вначале уяснил и запомнил, что выходной сигнал на транзисторе можно изменять за счет величины разницы потенциалов на его базе, то есть напряжением.

Мои же друзья разъяснили, что тиристорная схема, как правило, открывается током, протекающим через управляющий электрод.

Такое небольшое дополнение к вышеизложенному материалу новичкам стоит запомнить. А чтобы понять разницу между силой электрического тока и величиной действующего напряжения я написал две отдельные статьи.

Рекомендую ознакомиться с ними подробнее. Они тоже изложены простым языком.

Как проверить тиристор: 3 доступные методики для новичков

Принцип этой технологии я буду показывать на примере силового тиристора КУ202Н по одной простой причине: он оказался под рукой при написании статьи, а все более мощные модели я умудрился раздать друзьям для их самоделок…

Способы электрических
проверок буду показывать на его примере. Для этого публикую важные характеристики, которые надо учитывать при работе. Они делятся на две группы:

1. предельные;
2. номинальные.

Параметры первой категории относятся к импульсному режиму, используемому кратковременно. Они нас не интересуют: длительную эксплуатацию могут создать только номинальные показатели.

Обращаем внимание на:

1. Максимально допустимое напряжение — 400 В;
2. Постоянный ток в открытом и закрытом состоянии — 10 А;
3. Ток удержания — 200 мА;
4. Отпирающий постоянный ток — 100 мА.

Эти данные для других полупроводниковых приборов можно взять в технических справочниках и на многочисленных сайтах в сети интернет.

Самый первый метод проверки: стрелочным тестером или цифровым мультиметром

Оценка состояния исправности КУ202Н прибором Ц4324 за 3 шага

Такой раритетный измерительный инструмент старого электрика у меня до сих пор в рабочем состоянии. Он сохранился благодаря знаку качества и постоянной внимательности при замерах.

Шаг №1. Выставление режима и замер закрытого состояния перехода

Устанавливаю центральным переключателем режим измерения сопротивлений и кнопкой — предел «килоомы». Плюсовой вывод цешки сажу на анод, а минусовой подключаю к катоду.

Для наглядности пометил их на фотографии ярким красным цветом «+» и «-» прямо на изоляции крокодилов.

Измерительная стрелка показывает очень большое сопротивление. Оно же будет при обратной полярности выводов. Можете проверить.

Шаг №2. Открытие тиристора

Касанием руки подключаю вывод управляющего электрода на корпус (анод) полупроводника.

Стрелка резко отклоняется к началу шкалы в сторону меньшего сопротивления. Показание порядка 0,15 k свидетельствует об открытии n-p перехода.

Шаг №3. Проверка открытого состояния при снятии управляющего сигнала

Отвожу провод вывода от корпуса полупроводника и наблюдаю показание стрелки.

Оно не изменилось: переход сохранил свое открытое положение. Он исправен.

Проверка состояния КУ202Н цифровым мультиметром

Принципиальных отличий анализа тиристорных устройств здесь нет. Технология та же. Показываю ее фотографиями на примере моего карманного мультиметра Mestek MT-102.

Для первого шага перевожу его в режим проверки полупроводников и подключаю прибор крокодилами.

На дисплее видно, что переход закрыт: сопротивление большое.

Затем перемыкаю вывод управляющего электрода на анод. Полупроводник открылся.

При разрыве перемычки показания на дисплее не изменились.

Доступный для всех способ проверки током от батарейки и обычной лампочкой

Эта методика популярна, но она требует предварительно учитывать технические характеристики испытуемого прибора и выходные величины от нагрузки, создаваемые лампочкой.

Для силовых транзисторов это не критично, но у маломощных изделий можно нерасчетным током повредить структуру электронных компонентов.

Демонстрацию методики буду выполнять на примере конструкции самого доступного китайского фонарика на светодиодах и обычной лампочки. Принципиальных различий нет при использовании одной батарейки формата АА или ААА.

На всякий случай выполнил мультиметром замер тока лампочки.

Получил результат 183 миллиампера, что вполне нормально для нашего случая.

Теперь использую этот блок батареек для проверки. Подаю его плюс на анод, а минус на катод проверяемого полупроводника через лампочку.

Свечения нет. Это значит, что сопротивление проверяемой цепи большое, все переходы закрыты.

Замыкаю управляющий электрод на корпус прибора — анод.

Лампочка загорается: прибор открылся.

Запуск тиристора в работу можно выполнить подачей плюса напряжения от пальчиковой батарейки на его анод, а минус необходимо предварительно подключить к управляющему электроду.

Так рекомендуют справочники, но я предпочитаю первый способ. Он проще.

Теперь размыкаю созданное подключение. Лапочка не прекращает светиться: ток продолжает течь по цепи анод-катод.

Полупроводник остался в открытом положении, он исправен.

Как можно проверить тиристор на электронной плате без выпаивания со схемы: советы бывалых

Работу, как и всегда, необходимо выполнять при снятом напряжении. Это делается не только в целях безопасности, но и для достоверности результата.

Следующим шагом потребуется выцепить из схемы платы управляющий электрод. Разъединить его контакт можно паяльником или перерезать дорожку ножом.

Я же буду проводить эксперимент на том же самом КУ202Н без платы. Для проверки потребуется 2 отдельных прибора:

1. омметр;
2. милливольтметр постоянного тока.

Их можно заменить двумя мультиметрами или тестерами, что я и показываю следующими фотографиями. Свой тестер Ц4324 перевожу в режим измерения постоянного напряжения на пределе =1,2В. Подключаю его к аноду и катоду.

Mestek MT-102 устанавливаю в режим омметра и крокодилами сажу его на выводы полупроводника так, чтобы плюс попал на управляющий электрод, а минус — на анод.

Стрелка тестера отклонилась вправо, показывая значение меньшее вольта. По этому замеру можно судить об исправности полупроводникового перехода.

Любая из трех методик проверки основана на принципах работы тиристоров. Она учитывает протекание в них токов через полупроводниковые переходы. При их выполнении важно оценить четыре последовательных этапа: Обычное закрытое состояние до получения команды.Открытие по команде.Удержание в открытом состоянии при отключении управляющего сигнала.Закрытие при пропадании питания.

Для более наглядного представления этих процессов я специально записал видеоролик. Смотрите его здесь.

Однако я рассмотрел только КУ202Н, как довольно распространенную модель, хоть она уже и снята с производства. В одной статье сложно показать все остальные. А их очень много.

Какие существуют разновидности тиристоров: краткие сведения

Развитие науки и электронных технологий в частности способствовало созданию большого количества полупроводниковых приборов с различной структурой слоев и переходов. (Смотрите картинку в начале статьи.)

Я относительно подробно показал выше структуру и принцип работы КУ202 и аналогичных тиристоров с тремя выводами. Однако это не полный обзор, а только частный случай, характерный для большинства подобных приборов.

Они отличаются по:

• количеству выводов и способу управления;
• проводимости;
• режимам работы;
• быстродействию;
• другим эксплуатационным параметрам.

Количество выводов

У основной четырехслойной структуры может быть создано 2, 3 или 4 контактных отвода для подключения к внешней схеме.

Что такое динистор

Корпуса с двумя выводами называют динисторами. Для открытия этих полупроводников между анодом и катодом импульсом подают повышенное напряжение.

По принципу работы динисторы бывают:

1. симметричные;
2. несимметричные.

Второй тип при обратном напряжении (плюс на катоде, а минус на аноде) всегда закрыт. Он ведет себя как диод и при аварийном токе сгорает. Симметричные же динисторы работают при любой полярности.

Как работает тринистор

Такое название закрепилось за триодными тиристорами (с третьим выводом управляющего электрода). Частный случай этих приборов мы уже разобрали, но на практике следует учитывать, что подобные изделия могут выпускаться с:

1. Катодным управлением, когда командный сигнал поступает по цепи управляющий электрод — катод.
2. Анодным — тот случай, что показан на примере КУ202.

При проверке работоспособности полупроводникового перехода следует учесть его конструкцию, а не бездумно копировать мою методику или любую другую, взятую из интернета.

Тринисторы могут выполняться с различными способами закрытия:

1. запираемые;
2. незапираемые.

Первым для перехода в закрытое состояние достаточно снизить ток по цепи «анод-катод». Вторым необходимо подать напряжение запирания на управляющий электрод.

Еще раз хочу подчеркнуть, что изложенная методика проверки на примере КУ202 применима для незапираемых тиристоров с управлением по аноду.

Виды проводимостей

В самом начале я сравнивал работу полупроводников с течением реки и заострил внимание на том, что через них ток проходит в одну сторону. Только это утверждение характерно для большинства, а не всех поголовно случаев.

Однако учтите, что есть и иные конструкции, специально созданные:

1. с не высоким обратным напряжением, которые называют обратно-проводящими;
2. без нормировки обратной проводимости. Их применяют в схемах, исключающих появление обратного напряжения;
3. для пропускания тока в обе стороны по цепи анод-катод. Это симметричные тиристоры, называемые симисторами либо триаком (от англ — «triac»).

При их проверке следует в обязательном порядке учитывать конструктивные особенности электронных переходов.

Тринисторы чаще всего создаются для работы в схеме электронного ключа. Они управляют мощной силовой нагрузкой за счет подачи слабого сигнала команды через управляющий электрод.

Быстродействие

Этим параметром оценивают скорость перехода полупроводниковых изделий из закрытого состояния в открытое и наоборот. Он может быть критичен при работе сложных схем защит или управления технологическими процессами.

Импульсный режим работы

Созданы и такие приборы, способные мгновенно реагировать на быстро возникающие электротехнические ситуации на сложном производстве. Но в домашнем оборудовании их не применяют.

Особенности лавинных тиристоров

Такие конструкции имеют лавинную вольт-амперную характеристику. При подаче обратного напряжения развивается лавинный процесс. Такая ВАХ:

• устойчива к высоким перенапряжениям схемы;
• способна работать без дополнительных защит;
• равномерно перераспределяет энергию по последовательно подключенным полупроводниковым переходам.

Их используют в схемах защит полупроводниковых разрядников и преобразователях.

Тиристоры имеют очень много разновидностей внутренней схемы, корпусов и принципов работы. Проверка их технического состояния должна учитывать все эти особенности.

Довольно оригинально эта информация изложена в видеоролике владельца Радиолюбитель.

Поскольку тема про тиристоры, принципы их работы и проверки весьма обширная, то жду ваших дополнений или комментариев, которые будут полезны и понятны всем домашним электрикам, включая новичков.

принцип работы и способы управления

Тиристор — электронный компонент, изготовленный на основе полупроводниковых материалов, может состоять из трёх или более p-n-переходов и имеет два устойчивых состояния: закрытое (низкая проводимость), открытое (высокая проводимость).

Это сухая формулировка, которая для тех, кто только начинает осваивать электротехнику, абсолютно ни о чём не говорит. Давайте разберём принцип работы этого электронного компонента для обычных людей, так сказать, для чайников, и где его можно применить. По сути, это электронный аналог выключателей, которыми вы каждый день пользуетес

Есть много типов этих элементов, обладающие различными характеристиками и имеющие различные области применения. Рассмотрим обычный однооперационный тиристор.

Способ обозначения на схемах показан на рисунке 1.

Электронный элемент имеет следующие выводы:

• анод — положительный вывод;
• катод — отрицательный вывод;
• управляющий электрод G.

Принцип действия тиристора

Основное применение этого типа элементов — это создание на их основе силовых тиристорных ключей для коммутации больших токов и их регулирования. Включение выполняется сигналом, переданным на управляющий электрод. При этом элемент является не полностью управляемым, и для его закрытия необходимо применение дополнительных мер, которые обеспечат падение величины напряжения до нуля.

Если говорить, как работает тиристор простым языком, то он, по аналогии с диодом, может проводить ток только в одном направлении, поэтому при его подключении нужно соблюдать правильную полярность. При подаче напряжения к аноду и катоду этот элемент будет оставаться закрытым до момента, когда на управляющий электрод будет подан соответствующий электрический сигнал. Теперь, независимо от наличия или отсутствия управляющего сигнала, он не изменит своего состояния и останется открытым.

Условия закрытия тиристора:

1. Снять сигнал с управляющего электрода;
2. Снизить до нуля напряжение на катоде и аноде.

Для сетей переменного тока выполнение этих условий не вызывает особых трудностей. Синусоидальное напряжение, изменяясь от одного амплитудного значения до другого, снижается до нулевой величины, и если в этот момент управляющего сигнала нет, то тиристор закроется.

В случае использования тиристоров в схемах постоянного тока для принудительной коммутации (закрытия тиристора) используют ряд способов, наиболее распространённым является использование конденсатора, который был предварительно заряжен. Цепь с конденсатором подключается к схеме управления тиристором. При подключении конденсатора в цепь произойдёт разряд на тиристор, ток разряда конденсатора будет направлен встречно прямому току тиристора, что приведёт к уменьшению тока в цепи до нулевого значения и тиристор закроется.

Можно подумать, что применение тиристоров неоправданно, не проще ли использовать обычный ключ? Огромным плюсом тиристора является то, что он позволяет коммутировать огромные токи в цепи анода-катода при помощи ничтожно малого управляющего сигнала, поданного в цепь управления. При этом не возникает искрения, что немаловажно для надёжности и безопасности всей схемы.

Схема включения

Схема управления может выглядеть по-разному, но в простейшем случае схема включения тиристорного ключа имеет вид, показанный на рисунке 2.

К аноду присоединена лампочка L, а к ней выключателем К2 подключается плюсовая клемма источника питания G. B. Катод соединяется с минусом питания.

После подачи питания выключателем К2 к аноду и катоду будет приложено напряжение батареи, но тиристор остаётся закрытым, лампочка не светится. Для того чтобы включить лампу, необходимо нажать на кнопку К1, сигнал через сопротивление R будет подан на управляющий электрод, тиристорный ключ изменит своё состояние на открытое, и лампочка загорится. Сопротивление ограничивает ток, подаваемый на управляющий электрод. Повторное нажатие на кнопку К1 никакого влияния на состояние схемы не оказывает.

Для закрытия электронного ключа нужно отключить схему от источника питания выключателем К2. Этот тип электронных компонентов закроется, и в случае снижения напряжения питания на аноде до определённой величины, которая зависит от его характеристик. Вот так можно описать, как работает тиристор для чайников.

Характеристики

К основным характеристикам можно отнести следующие:

• Максимально допустимый прямой ток — наибольшая возможная величина тока открытого элемента;
• Максимально допустимый обратный ток — ток при максимальном обратном напряжении;
• Прямое напряжение — падение величины напряжения при максимальном токе;
• Обратное напряжение — наибольшая допустимая величина напряжения в закрытом состоянии;
• Напряжение включения — наименьшее напряжение при котором сохраняется работоспособность электронного устройства;
• Минимальный и максимальный ток управляющего электрода;
• Максимально допустимая рассеиваемая мощность.

Рассматриваемые элементы, кроме электронных ключей, часто применяются в регуляторах мощности, которые позволяют изменять подводимую к нагрузке мощность за счёт изменения среднего и действующего значений переменного тока. Величина тока регулируется изменением момента подачи на тиристор открывающего сигнала (за счёт варьирования угла открывания). Углом открытия (регулирования) называется время от начала полупериода до момента открытия тиристора.

Типы данных электронных компонентов

Существует немало различных типов тиристоров, но наиболее распространены, помимо тех что мы рассмотрели выше, следующие:

• динистор — элемент, коммутация которого происходит при достижении определённого значения величины напряжения, приложенного между анодом и катодом;
• симистор;
• оптотиристор, коммутация которого осуществляется световым сигналом.

Симисторы

Хотелось бы более подробно остановиться на симисторах. Как говорилось ранее, тиристоры могут проводить ток только в одном направлении, поэтому при установке их в цепи переменного тока, такая схема регулирует один полупериод сетевого напряжения. Для регулирования обоих полупериодов необходимо установить встречно-параллельно ещё один тиристор либо применить специальные схемы с использованием мощных диодов или диодных мостов. Все это усложняет схему, делает её громоздкой и ненадёжной.

Вот для таких случаев и был изобретён симистор. Поговорим о нем и о принципе работы для чайников. Главное отличие симисторов от рассмотренных выше элементов заключается в способности пропускать ток в обоих направлениях. По сути, это два тиристора с общим управлением, подключённые встречно-параллельно (рисунок. 3 А).

Условное графическое обозначение этого электронного компонента показано на Рис. 3 В. Следует заметить, что называть силовые выводы анодом и катодом будет не корректно, так как ток может проводиться в любом направлении, поэтому их обозначают Т1 и Т2. Управляющий электрод обозначается G. Для того чтобы открыть симистор, необходимо подать управляющий сигнал на соответствующий вывод. Условия для перехода симистора из одного состояния в другое и обратно в сетях переменного тока не отличаются от способов управления, рассмотренных выше.

Применяется этот тип электронных компонентов в производственной сфере, бытовых устройствах и электроинструментах для плавного регулирования тока. Это управление электродвигателями, нагревательными элементами, зарядными устройствами.

В завершение хотелось бы сказать, что и тиристоры и симисторы, коммутируя значительные токи, обладают весьма скромными размерами, при этом на их корпусе выделяется значительная тепловая мощность. Проще говоря, они сильно греются, поэтому для защиты элементов от перегрева и теплового пробоя используют теплоотвод, который в простейшем случае представляет собой алюминиевый радиатор.

Тиристоры для чайников / Хабр

Добрый вечер хабр. Поговорим о таком приборе, как тиристор. Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или больше взаимодействующих выпрямляющих перехода. По функциональности их можно соотнести к электронным ключам. Но есть в тиристоре одна особенность, он не может перейти в закрытое состояние в отличие от обычного ключа. Поэтому обычно его можно найти под названием — не полностью управляемый ключ.

На рисунке представлен обычный вид тиристора. Состоит он из четырех чередующихся типов электро-проводимости областей полупроводника и имеет три вывода: анод, катод и управляющего электрод.

Анод — это контакт с внешним p-слоем, катод — с внешним n-слоем.
Освежить память о p-n переходе можно тут.

Классификация

В зависимости от количества выводов можно вывести классификацию тиристоров. По сути все очень просто: тиристор с двумя выводами называется динисторами (соответственно имеет только анод и катод). Тиристор с тремя и четырьмя выводами, называются триодными или тетродными. Также бывают тиристоры и с большим количеством чередующихся полупроводниковых областей. Одним из самых интересных является симметричный тиристор (симистор), который включается при любой полярности напряжения.

Принцип работы

Обычно тиристор представляют в виде двух транзисторов, связанных между собой, каждый из которых работает в активном режиме.

В связи с таким рисунком можно назвать крайние области — эмиттерными, а центральный переход — коллекторным.
Чтобы разобраться как работает тиристор стоит взглянуть на вольт-амперную характеристику.

К аноду тиристора подали небольшое положительное напряжение. Эмиттерные переходы включены в прямом направлении, а коллекторный в обратном. (по сути все напряжение будем на нем). Участок от нуля до единицы на вольт-амперной характеристике будет примерно аналогичен обратной ветви характеристики диода. Этот режим можно назвать — режимом закрытого состояния тиристора.
При увеличении анодного напряжения происходит происходит инжекция основных носителей в области баз, тем самым происходит накопление электронов и дырок, что равносильно разности потенциалов на коллекторном переходе. С увеличением тока через тиристор напряжение на коллекторном переходе начнет уменьшаться. И когда оно уменьшится до определенного значения, наш тиристор перейдет в состояние отрицательного дифференциального сопротивления (на рисунке участок 1-2).
После этого все три перехода сместятся в прямом направлении тем самым переведя тиристор в открытое состояние (на рисунке участок 2-3).

В открытом состоянии тиристор будет находится до тех пор, пока коллекторный переход будет смещен в прямом направлении. Если же ток тиристора уменьшить, то в результате рекомбинации уменьшится количество неравновесных носителей в базовых областях и коллекторный переход окажется смещен в обратном направлении и тиристор перейдет в закрытое состояние.
При обратном включении тиристора вольт-амперная характеристика будет аналогичной как и у двух последовательно включенных диодов. Обратное напряжение будет ограничиваться в этом случае напряжением пробоя.

Общие параметры тиристоров

1. Напряжение включения — это минимальное анодное напряжение, при котором тиристор переходит во включенное состояние.
2. Прямое напряжение — это прямое падение напряжения при максимальном токе анода.
3. Обратное напряжение — это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии.
4. Максимально допустимый прямой ток — это максимальный ток в открытом состоянии.
5. Обратный ток — ток при максимальной обратном напряжении.
6. Максимальный ток управления электрода
7. Время задержки включения/выключения
8. Максимально допустимая рассеиваемая мощность

Заключение

Таким образом, в тиристоре существует положительная обратная связь по току — увеличение тока через один эмиттерный переход приводит к увеличению тока через другой эмиттерный переход.
Тиристор — не полностью управляющий ключ. То есть перейдя в открытое состояние, он остается в нем даже если прекращать подавать сигнал на управляющий переход, если подается ток выше некоторой величины, то есть ток удержания.

Источники:
ru.wikipedia.org
electricalschool.info

Динисторы – принцип работы, как проверить, технические характеристики

Динистор – неуправляемая разновидность тиристоров, иначе он называется триггер-диодом. Изготавливается из полупроводникового монокристалла, имеющего несколько p-n переходов. Обладает двумя устойчивыми состояниями: открытым и закрытым. Подходят для применения в цепях непрерывного действия, в которых наибольшее значение тока составляет 2 А, а также в импульсных режимах, при условии, что максимальный ток – 10А, а напряжения находятся в диапазоне 10-200 В. Этот элемент обычно выполняет функции электронного ключа. Его открытое положение соответствует высокой проводимости, закрытое – низкой. Переход из открытого в закрытое состояние происходит практически мгновенно. Содержание статьи Как графически обозначается динистор на схеме Четкого стандарта, регламентирующего изображение этого элемента на схеме, не существует. Самый распространенный вариант – изображение диода + дополнительная перпендикулярная черта. На зарубежных описаниях этот элемент может обозначаться словами trigger diode, буквами VD, VS, V, D. Условное графическое изображение симметричных динисторов имеет несколько вариантов. Маркировка, наносимая на корпус динистора, состоит из букв и цифр. Наиболее популярны устройства российского производства КН102 (А…И). Первая буква в обозначении характеризует материал, из которого изготовлено устройство. К – кремний. Число из трех цифр обозначает номер разработки. Буквы, стоящие в конце маркировки, являются буквенными кодами напряжения включения. Таблица наиболее популярных марок динисторов Особенности устройства полупроводникового неуправляемого тиристора Структура динистора четырехслойная с тремя p-n-переходами. Эмиттерные переходы прямого направления – p-n1 и p-n3, переход p-n2 – коллекторный, обратной направленности, обладает высоким сопротивлением. Выводы: анод – выводится из p-области; катод – выводится из n-области. Отличие динистора от диода – количество p-n-переходов (у диода один p-n-переход), от обычного тиристора – отсутствие третьего, управляющего, входа. Основные плюсы trigger diode: обеспечение несущественной потери мощности; возможность эксплуатации в широком температурном интервале – -40…+125°C; возможность получения высокого выходного напряжения. Минус – отсутствие возможности управлять работой этого устройства. Виды динисторов В зависимости от конструктивных особенностей различают следующие виды этих устройств: Однополярные. Функционируют только при положительном смещении. Если уровень максимально допустимого обратного напряжения будет превышен, элемент сгорит. Симметричные. Имеют равнозначные выводы, могут работать при прямом и обратном смещениях. В современной электронике широко применяются реверсивно-включаемые мощные динисторы (РВД). Эти элементы с реверсивно-импульсивными свойствами способны осуществить коммутацию токов до 500 кА в микросекундном или субмиллисекундном диапазонах. Они используются для коммутации импульсных токов в твердотельных ключах в схемах электропитания силовых агрегатов. Основные характеристики динисторов При выборе подходящего динистора учитывают следующие параметры: Разность потенциалов в открытом состоянии, измеряется в вольтах. Указывается применительно к величине тока открытия. Наименьшая величина тока в открытом состоянии, единица измерения – миллиамперы. Эта характеристика зависит от температуры устройства. С ее повышением значение минимального тока уменьшается. Время переключения – временной промежуток, составляющий микросекунды, в течение которого триггер-диод переходит из одного устойчивого состояния в другое. Ток запертого состояния. Зависит от значения обратного напряжения. В общем случае его величина не превышает 500 мкА. Емкость. Измеряется в пикофарадах, характеризует общую паразитную емкость устройства. Если этот показатель высокий, то элемент в высокочастотных цепях не используется. Схема работы динистора Основной принцип работы динистора: пропускание тока начинается при достижении определенного значения напряжения, которое является постоянным и не может быть изменено, поскольку триггер-диоды является неуправляемым. Наглядное представление о том, как работает динистор, дает вольтамперная характеристика (ВАХ). На ВАХ симметричного элемента видно, что он будет функционировать при любом направлении прикладываемого напряжении. Верхняя и нижняя ветви центрально симметричны. Такую деталь можно включать в схему без учета полярности. На графике изображены 3 возможных рабочих режима: Красный участок – закрытое состояние, при котором значение текущего напряжения ниже напряжения включения. Ток через триггер-диод не проходит. Синий – характеризует момент включения, когда напряжение на выводах достигает напряжения включения и элемент включается. Зеленый – открытое состояние, при котором характеристики элемента стабилизированы. В характеристиках на триггер-диод указывается наибольшее значение тока, который может через него протекать. Несимметричные dinistor можно включать в схему только с соблюдением полярности. При обратном подсоединении элемент будет закрыт при напряжениях, не превышающих допустимое значение, при их превышении деталь сгорит. По схеме функционирования триггер-диод похож на классический диод, но есть существенное отличие. Если напряжение открытия для диода очень мало и составляет десятки и сотни милливольт, то для динистора напряжение включения составляет несколько десятков вольт. Для закрытия устройства ток, проходящий через него, необходимо понизить до значения, которое меньше величины тока удержания, или разомкнуть цепь электропитания. Области применения динисторов Рабочие характеристики этого элемента позволяют его использовать в следующих в следующих схемах: Тиристорный регулятор мощности и импульсного генератора. Динистор в схеме нужен для генерации импульса, открывающего тиристор. Высокочастотный преобразователь, применяемый для питания люминесцентных ламп. Для этой цели используются симметричные устройства. Монтаж может быть обычным или поверхностным. Схемы управления плавного пуска двигателей. Как проверить работоспособность динистора Этот элемент выходит строя очень редко. С использованием мультиметра динистор из-за его технических особенностей проверить невозможно, поэтому для проведения детальной проверки собирают несложную тестовую схему. В проверочную схему входят: Для сборки этой схемы понадобятся: резистор сопротивлением 10 кОм, светодиод для светоиндикации, проверяемый элемент, лабораторный источник питания с возможностью регулировать постоянное напряжение в интервале 30-40 В. Если имеются только маломощные ИП c регулировкой, то их включают в цепь последовательным соединением. Этапы проверки: Задают исходное напряжение 30 В, которое медленно повышают до загорания светодиода, означающего открытие элемента. Отмечают напряжение, при котором загорелся светодиодный индикатор, и вычитают разность потенциалов, расходуемую на светодиод. По справочнику проверяют нормативный интервал напряжений включений для проверяемого динистора. Если полученное в результате тестирования значение входит в этот диапазон, значит, устройство полностью исправно. При включении однонаправленного динистора в тестовую схему необходимо соблюдать полярность. Была ли статья полезна? Да Нет Оцените статью Что вам не понравилось? Анатолий Мельник Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Проверка тиристора на работоспособность — Как прозвонить мультиметром?

Любой электронщик должен знать, как проверить тиристор своими силами. Для этого потребуется тестер. Он может быть как аналоговым, так и цифровым. Чаще используется мультиметр, так как у него намного больше режимов работы, широкий выбор настроек, огромный функционал, значительно превосходящий обычный цифровой тестер. Перед началом проверки, нужно вспомнить принцип работы тиристора, его устройство.

Тиристор является управляемым диодом, что означает, что его тестирование имеет много схожих черт с проверкой обычного диода. Эти две радиодетали основываются на полупроводниковом принципе работы. В статье будет описан весь порядок проверки, а также показано наглядно в двух видеороликах.

Проверка тиристора мультиметром.

Как проверить диод и тиристор. 3 простых способа

Среди домашних мастеров и умельцев периодически возникает необходимость определения работоспособности тиристора или симистора, которые широко используются в бытовых приборах для изменения скорости роторов электродвигателей, в регуляторах мощности осветительных приборов и в других устройствах.

Как работает диод и тиристор

Перед описанием способов проверки вспомним устройство тиристора, который не зря называют управляемым диодом. Это обозначает, что оба полупроводниковых элемента имеют почти одинаковое устройство и работают совершенно аналогично, за исключением того, что у тиристора введено ограничение — управление через дополнительный электрод посредством пропускания электрического тока сквозь него.

Тиристор и диод пропускают ток в одну сторону, которая во многих конструкциях советских диодов обозначена направлением угла треугольника на мнемоническом символе, расположенном прямо на корпусе. У современных диодов в керамическом корпусе катод обычно помечают нанесением кольцевой полоски около катода.

Перед тем как проверить тиристор или симистор мультиметром необходимо немного знать о работе этих элементов, чтобы правильно представлять сам процесс проверки. Если диод имеет только один p-n переход и два вывода, то тиристор имеет три p-n перехода и три вывода. Принцип работы тиристора схож с работой электромеханического реле.

Проверить работоспособность диода и тиристора можно пропусканием тока нагрузки через них. Для этого допускается использовать лампочку накаливания от старых карманных фонариков, нить которой светится от тока порядка 100 mА или меньше. При прохождении тока через полупроводник лампочка будет гореть, а в случае отсутствия — нет.

Как проверить исправность диода

Обычно для оценки исправности диода пользуются омметром или другими приборами, обладающими функцией измерения активных сопротивлений. Прикладывая к электродам диода напряжение в прямом и обратном направлении, судят о величине сопротивления. При открытом p-n переходе омметр покажет значение равное нулю, а при закрытом — бесконечности.

Если омметр отсутствует, то исправность диода можно проверить, используя батарейку и лампочку. Перед проверкой диода таким способом необходимо учитывать его мощность. Иначе ток нагрузки может разрушить внутреннюю структуру кристалла. Для оценки маломощных полупроводников рекомендуется вместо лампочки использовать светодиод и ток нагрузки снижать до 10-15 mA. Основные характеристики тиристоров представлены в таблице ниже.

Как проверить исправность тиристора

Оценить работоспособность тиристора можно несколькими методами. Рассмотрим три, самых распространенных и доступных в домашних условиях.

Метод батарейки и лампочки

При использовании этого метода тоже следует оценивать токовую нагрузку 100 mA, создаваемую лампочкой на внутренние цепи полупроводника и применять ее кратковременно, особенно для цепей управляющего электрода. При сборке схемы по первому варианту полупроводниковый переход прибора не пропускает ток, и лампочка не горит.

Это его основное отличие в работе от обычного диода. Для открытия тиристора достаточно подать положительный потенциал источника на управляющий электрод. Этот вариант показан на второй схеме. У исправного прибора откроется внутренняя цепь и через него потечет ток. Об этом будет свидетельствовать свечение нити накала лампочки.

Проверка тиристора батарейкой

В третьей схеме показано отключение питания с управляющего электрода и прохождение тока через анод и катод. Это происходит за счет превышения тока удержания внутреннего перехода. Эффект удержания используется в схемах регулирования мощности, когда для открытия тиристора, управляющего величиной переменного тока, подается кратковременный импульс тока от фазосдвигающего устройства на управляющий электрод.

Загорание лампочки в первом случае или отсутствие ее свечения во втором свидетельствуют о неисправности тиристора. А вот потеря свечения при снятом напряжении с контакта управляющего электрода может быть вызвана величиной тока, протекающей через цепь анод-катод меньшей, чем предельное значение удержания. Разрыв цепи через анод или катод приводит тиристор в закрытое состояние.

Метод проверки с помощью самодельного прибора

Снизить риски повреждения внутренних схем полупроводниковых переходов при проверках маломощных тиристоров можно подбором величин токов через каждую цепочку. Для этого достаточно собрать простую электрическую схему. На рисунке показано устройство, предназначенное для работы от 9-12 вольт. При использовании других напряжений питаний следует сделать перерасчет величин сопротивлений R1-R3.

Через светодиод HL1 достаточно прохождения тока около 10 mA. При частом использовании прибора для подключений электродов тиристора VS желательно сделать контактные гнезда. Кнопка SA позволяет быстро коммутировать цепь управляющего электрода. Загорание светодиода до нажатия кнопки SA или отсутствие его свечения — явный признак повреждения тиристора.

Полезный материал: что такое полупроводниковый диод.

Метод с использованием тестера, мультиметра или омметра

Наличие омметра упрощает процесс проверки тиристора и напоминает предыдущую схему. В ней источником тока служат батареи прибора, а вместо свечения светодиода используется отклонение стрелки у аналоговых моделей или цифровые показания на табло у цифровых устройств. При показаниях большого сопротивления тиристор закрыт, а при малых величинах открыт. Здесь оценивается все те же три этапа проверки с отключенной кнопкой SA, нажатой на короткое время и снова отключенной. В третьем случае тиристор, скорее всего, изменит свое поведение из-за малой величины проверяемого тока: ее не хватит для удержания.

Низкое сопротивление в первом случае и высокое во втором свидетельствуют о нарушениях полупроводникового перехода. Метод омметра позволяет проверять исправность полупроводниковых переходов без выпаивания тиристора из большинства монтажных плат.

Конструкцию симистора можно условно представить состоящей из двух тиристоров, включенных встречно по отношению друг к другу. У него анод и катод не имеют строгой полярности как у тиристора. Они работают с переменным электрическим током. Качество состояния симистора можно оценить описанными выше методами проверки.

Начало тестирования тиристора мультиметром

Сначала потрудитесь расположение электродов определить:

• катод;
• анод;
• управляющий электрод (база).

Для открытия тиристорного ключа катод прибора снабжается минусом (черный щуп мультиметра), на анод присоединяется плюс (красный щуп мультиметра). Тестер выставляется в режим омметра. Сопротивление открытого тиристора невелико. Хватит поставить предел 2000 Ом.

Пришло время напомнить: тиристор способен управляться (открываться) положительными или отрицательными импульсами. В первом случае перемычкой из тонкой булавки замыкаем на базу анод, втором – катод. Тут и там должен тиристор открыться, в результате сопротивление станет меньше бесконечности.

Процесс тестирования сводится к пониманию, каким напряжением управляется тиристор. Минусовым или плюсовым. Попробуйте так и сяк (если отсутствует маркировка). Одна попытка точно сработает, если тиристор исправен.

Дальше процесс расходится с проверкой транзистора. При пропадании управляющего сигнала тиристор останется открытым, если ток превышает порог удержания. Ключ может закрыться. Если ток не дотягивает порога удержания.

1. Ток удержания прописан техническими характеристиками тиристора. Потрудитесь скачать из интернета полную документацию, быть в курсе вещей.
2. Многое определяет мультиметр. Какое напряжение подает на щупы (традиционно 5 вольт), сколько мощности обеспечит. Проверить можно, заручившись помощью конденсатора большой емкости. Нужно правильно подключить щупы на выводы прибора в режиме измерения сопротивления, подождать, пока цифры на дисплее вырастут от нуля до бесконечности. Конденсатор процесс зарядки прошел.
3. Теперь перейдем в режим измерения постоянного напряжения посмотреть величину разницы потенциалов на ножках конденсатор (мультиметр подает в режиме измерения сопротивления). По вольт-амперным характеристикам тиристора несложно определить, хватит ли значения создать ток удержания.

Силовой тиристор.

Динисторы звонятся проще. Попытайтесь открыть ключ. Зависит от того, хватит ли мощности мультиметра преодолеть барьер. Для гарантированной проверки тиристора лучше собрать отдельную схему. Наподобие представленной рисунком. Схеме сформирована следующими элементами:

1. Три резистора послужат заданию режима тиристора. Один номиналом 300 Ом ограничивает ток. Если параметр нужно изменить, перестараться при наличии питания +5 вольт чрезвычайно сложно. Ничего страшного, если резистор убрать. Старайтесь руководствоваться вольт-амперными характеристиками тиристора. Идеально поставить переменный резистор диапазоном 100 – 1000 Ом. Два резистора правой ветки задают рабочую точку. В схеме на управляющий электрод подано 2,5 вольта. Если не согласуется с вольт-амперными характеристиками тиристора (см. документацию), измените номиналы. Образуют резистивный делитель. Напряжение 5 вольт делится пропорционально номиналам. Поскольку сопротивления равны друг другу, на управляющий электрод приходит ровно половина напряжения питания.
2. Светодиод послужит нагрузкой. Стоит в «силовой» ветке, рядом находятся эмиттер, коллектор. Здесь после открытия ключа должен течь ток. Светодиод загорится, увидим, работает ли тиристор. Светодиод не инфракрасный. Возьмите видимый диапазон.
3. Тиристор образует центр схемы. Лучше спаять гнезда, куда можно быстро воткнуть новый испытуемый образец. Иначе пропадает смысл городить огород. Обратите внимание, схема собрана для случая, когда тиристор управляется напряжением положительной полярности. Лучше найти отдельно источник питания. Например, батарейка, системный блок ПК, аккумулятор. Положительным полюсом стыкуются с землей схемы, отрицательный подается на базу. Причем придется убрать резистора из левой ветви.
4. Кнопка поможет узнать гарантированно: эксперимент начался. Без нее управляющего напряжения не подается. Стоит нажать кнопку, отпустить – пронаблюдаете результат. Светодиод загорится и погаснет – ток удержания не выдержан, тиристор исправен. Иногда светодиод будет продолжать гореть, зависит от его характеристик.

Почему выбрали питание +5 вольт. Напряжение несложно найти на адаптере телефона (зарядное устройство). Присмотритесь: присутствует надпись наподобие 5V– /420 mA. Выходные значения напряжения, тока (сразу посмотрите, хватит ли удержать тиристор). Каждый знаток в курсе: +5 вольт доступно взять на шине USB. Портом снабжается теперь (в разном формате) практически любой гаджет, компьютер. С питанием проблем избегните. На всякий случай рассмотрим момент подробнее.

Тестовая схема проверка тиристора.

Проверка тиристоров на разъеме мультиметра для транзисторов

Многих интересует, возможно ли прозвонить тиристор мультиметром, используя штатное гнездо проверки транзисторов передней панели, обозначенное pnp/npn. Ответ положительный. Нужно просто подать правильно напряжения. Коэффициент усиления, выданный на дисплей, наверняка будет неверным.

Поэтому руководствоваться цифрами избегайте. Давайте посмотрим, как примерно делается. Если открывается тиристор положительным потенциалом, подключать нужно на пин B (base) полугнезда npn. Анод втыкается на пин C (коллектор), катод – E (emitter). Едва ли удастся проверить мощный тиристор мультиметром, для микроэлектроники методика сгодится.

Интересно по теме: Как проверить стабилитрон.

Где взять питание тестировщику

Адаптер телефона дает ток 100 – 500 мА. Часто бывает мало (если понадобится проверить тиристор КУ202Н мультиметром, отпирающий ток 100 мА). Где взять больше? Посмотрим шину USB: третья версия выдаст 5 А. Чрезвычайно большой ток для микроэлектроники, бросьте сомневаться в мощностных характеристиках интерфейса. Распиновку посмотрим в сети. Приводим рисунок, указывающий раскладку типичных портов USB. Показаны два типа интерфейсов:

1. Первый USB тип А характерен компьютерам. Максимально распространенный. Найдете на адаптерах (зарядных устройствах) портативных плееров, iPad. Можно использовать в качестве источников питания схемы тестирования тиристора.
2. Второй тип В характерен больше как концевой. Подключаются периферийные устройства наподобие принтеров, прочей оргтехники. Найти в качестве исходного источника питания сложно, игнорируя факт недоступности, авторы проверили раскладку.

Если кабель USB разрезать – уверены, многие ринутся курочить старую технику, обрывать хвосты мышкам – внутри провод питания +5 вольт традиционно красный, оранжевый. Информация поможет правильно прозвонить схему, добыть нужное напряжение. Присутствует на выключенном системном блоке (к розетке подсоединено). Вот почему огонек мышки продолжает гореть. На время теста компьютер достаточно будет ввести в режим гибернации. Кстати, напрямую не имеется в Windows 10 (полазить по настройкам, найдете в управлении энергопотреблением).

Заручившись помощью схемы, проверим тиристор, не выпаивая. Рабочая точка задана относительно земли порта, поэтому внешние устройства будут играть малую роль.

Традиционно заземление персонального компьютера завязано на корпус, куда выходит провод входного фильтра гармоник. Схемные +5 вольт, земля развязаны с шиной. Достаточно тестируемую схему отключить от питания. Для проверки тиристора понадобится напаять усики на каждый вывод. Чтобы подвести питание, управляющий сигнал.

Многие, елозят на стуле, не понимая одной вещи: тут рассказываем, как прозвонить тиристор мультиметром, причем здесь светодиод плюс все навороты? Место светодиода можно – даже лучше – включить щупы тестера, регистрировать ток. Удается использовать малое напряжение питания, всегда безопаснее одновременно. Что касается персонального компьютера, дает широкие возможности тестирования любых элементов, включая тиристоры. Блок питания системника дает набор напряжений:

1. +5 В идет кулерам, многим другим системам. Фактически стандартное напряжение питания. Провода вольтажа красного цвета.
2. Напряжение +12 вольт используется для питания многих потребителей. Провод желтого цвета (не путать с оранжевым).
3. – 12 вольт оставлено обеспечить совместимость с RS. Старый добрый COM-порт, через который сегодня программируются адаптеры промышленных систем. Некоторые источники бесперебойного питания. Провод обычно синий.
4. Оранжевый провод обычно несет напряжение +3,3 В.

Видите, разброс великий, главное – ток. Мощность блоков питания компьютеров колеблется в области 1 кВт. Откроет любой тиристор! Пора пришла заканчивать. Надеемся, теперь читатели знают, как проводится прозвонка тиристора мультиметром. Иногда придется повозиться.

Упомянутый выше тиристор КУ202Н снабжен структурой pnpn, незапираемый. После пропадания управляющего напряжения ключ не закрывается. Нужно убрать питание, чтобы погас светодиод. Отпирающее напряжение положительное. Подходит схеме. Единственно, ток удержания составляет 300 мА.

Заключение

Рейтинг автора

Автор статьи

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

Написано статей

Более подробно алгоритм проверки тиристора описан в статье Испытание тиристоров и симисторов. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов.

Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки статьи:

www.electrik.info

www.vashtehnik.ru

www.electricavdome.ru

www.hardelectronics.ru

Предыдущая

ПрактикаКак проверить полевой транзистор

Следующая

ПрактикаКак сделать регулятор мощности на симисторе своими руками

Как работают тиристоры? | Сравнение тиристоров и транзисторов

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 11 апреля 2020 г.

Транзисторы — крошечные электронные компоненты которые изменили мир: вы найдете их в все от калькуляторов и компьютеры для телефоны, радио и слуховые аппараты. Они удивительно универсальны, но это не значит, что они могут все. Хотя мы можем использовать их для включения крошечных электрических токов и выключен (это основной принцип компьютерной памяти), и преобразовать небольшие токи в несколько большие (вот как усилитель работает), они не особо полезны в обращении гораздо большие токи.Еще один недостаток — они отключаются все вместе, как только ток переключения снят, что означает они не так полезны в устройствах, таких как будильники, где вы хотите цепь для срабатывания и остается включенной неопределенно долго. Для такого рода работ мы можем обратиться к похожему электронному компоненту, называемому тиристор, имеющий общие черты с диоды, резисторы, и транзисторы. Триристоры довольно легко понять, хотя большинство объяснений, которые вы найдете в Интернете, излишне сложный и часто невероятно запутанный.Итак, это наш старт точка: давайте посмотрим, сможем ли мы ясно и просто взглянуть на то, что бывают тиристоры, как они работают и какие вещи, для которых мы можем их использовать!

Изображение: Типичный тиристор немного похож на транзистор — и работает в близкородственный способ.

Что такое тиристоры?

Во-первых, давайте разберемся с терминологией. Некоторые люди используйте термин кремниевый выпрямитель (SCR) взаимозаменяемо с «тиристором». Фактически, кремниевый выпрямитель — это торговая марка, которую компания General Electric представила опишите один конкретный тип тиристора, который он сделал.Есть различные другие типы тиристоров (в том числе называемые диаки и симисторы, которые предназначены для работы с переменным током), поэтому условия не полностью синоним. Тем не менее, эта статья о хранении вещей просто, поэтому поговорим о тиристорах в самом общем виде термины и предполагают, что SCR — это одно и то же. Мы будем называть их тиристорами.

Фото: Тиристоры широко используются в электронных схемах управления мощностью, подобных этому.

Три соединения

Так что же такое тиристор? Это электронный компонент с тремя выводами, называемый анодом (положительный вывод), катод (отрицательный вывод) и затвор. Это несколько аналогичные к трем выводам транзистора, которые, как вы помните, называются эмиттер, коллектор и база (для обычного транзистора) или исток, сток и затвор (в полевом транзисторе или FET). В обычном транзисторе один из трех выводов (база) действует как элемент управления, который регулирует, сколько тока течет между другими два отведения.То же самое и с тиристором: затвор управляет ток, протекающий между анодом и катодом. (Стоит отметить, что можно получить триисторы с двумя или четырьмя выводами, а также с тремя выводами. Но мы сохраняем здесь все просто, поэтому мы просто поговорим о наиболее распространенной разновидности.)

Сравнение транзисторов и тиристоров

Если транзистор и тиристор выполняют одну и ту же работу, какая между ними разница? С транзистором, когда маленький ток течет в базу, это делает больший ток между эмиттер и коллектор.Другими словами, он действует как переключатель и усилитель одновременно:

Как работает транзистор: небольшой ток, протекающий в базу, вызывает больший ток между эмиттером и коллектором. Это транзистор n-p-n, красный — кремний n-типа, синий — p-тип, черные точки — электроны, белые — дырки.

То же самое происходит внутри полевого транзистора, за исключением того, что мы прикладываем небольшое напряжение к затвору, чтобы произвести электрическое поле, которое помогает току течь от источника к слив.Если мы удалим малый ток в базе (или затворе), большой ток немедленно перестает течь от эмиттера к коллектору (или от истока к стоку в полевом транзисторе).

Сейчас часто это не то, чего мы хотим. В что-то вроде цепи охранной сигнализации (где, возможно, злоумышленник наступает на нажимную подушечку, и колокольчики начинают звенеть), мы хотим, чтобы небольшой ток (активируется нажимной подушкой) для отключения большего ток (звон колокольчиков) и чтобы больший ток продолжал течь даже когда меньший ток прекращается (так что колокола все еще звонят, даже если наш незадачливый злоумышленник осознает свою ошибку и отходит от площадки).В тиристоре это именно то, что происходит. Небольшой ток на затворе вызывает много больший ток между анодом и катодом. Но даже если мы тогда удалите ток затвора, больший ток продолжает течь из анод к катоду. Другими словами, тиристор остается («защелкивается») включенным. и остается в этом состоянии до сброса схемы.

Там, где транзистор обычно имеет дело с крошечными электронными токи (миллиампер) тиристор выдерживает настоящие (электрические) силовые токи (обычно несколько сотен вольт и 5–10 ампер).Вот почему мы можем использовать их в таких вещах, как заводские выключатели питания, регуляторы скорости электродвигателей, бытовые диммеры, выключатели зажигания автомобилей, сетевые фильтры и термостаты. Время переключения практически мгновенно (измеряется в микросекундах), и эта полезная функция, в сочетании с отсутствием движущихся частей и высокой надежностью, поэтому часто используются тиристоры. как электронные (твердотельные) версии реле (переключатели электромагнитные).

Как работает тиристор?

Тиристоры являются логическим продолжением диодов и транзисторы, поэтому давайте кратко рассмотрим эти компоненты.Если вы не знакомы с твердотельной электроникой, у нас больше и более четкие объяснения того, как работают диоды и и как работают транзисторы, которую вы, возможно, захотите прочитать в первую очередь.

А тиристор как два диода

Напомним, что диод — это два слоя полупроводника. (p-тип и n-тип) зажаты вместе, чтобы создать соединение где происходят интересные вещи. В зависимости от того, как вы подключаете диод, ток либо будет течь через него, либо нет, что делает его электронный эквивалент улицы с односторонним движением.С положительной связью к p-типу (синий) и отрицательному соединению к n-типу (красный) диод смещение вперед, поэтому электроны (черные точки) и дыры (белые точки) перемещаются благополучно через переход и нормальный ток течет:

Диод с прямым смещением: через переход между p-типом (синий) и n-типом (красный) протекает ток, переносимый электронами (черные точки) и дырками (белые точки).

В противоположной конфигурации, с плюсовым подключением к n-типу и отрицательный к p-типу, диод имеет обратное смещение: соединение становится огромной пропастью, которую электроны и дырки не могут пересечь и нет тока:

Диод с обратным смещением: при обратном подключении батареи «зона истощения» на стыке становится шире, поэтому ток не течет.

В транзисторе мы имеем три слоя полупроводника, расположенных поочередно (p-n-p или n-p-n), что дает два перекрестка, где могут происходить интересные вещи. (Полевой транзистор немного разные, с дополнительными слоями металла и оксида, но все же по сути, бутерброд n-p-n или p-n-p.). Тиристор — это просто следующий шаг в последовательность: четыре слоя полупроводника, снова расположенные попеременно дайте нам p-n-p-n (или n-p-n-p, если вы поменяете местами) с тремя переходы между ними. Анод соединяется с внешним слоем p, катод к внешнему n слою, а затвор к внутреннему p слой, например:

Тиристор похож на два соединенных диода, соединенных вместе, но с дополнительным подключением к одному из внутренних слоев — «затвору».«

Вы можете видеть, что это похоже на два соединительных диода, соединенных последовательно, но с дополнительным соединением затвора внизу. Тиристор, как и диод, является выпрямителем: он проводит только в одном направлении. Вы не можете сделать тиристор, просто подключив два диода последовательно: дополнительное соединение затвора означает, что это еще не все. Если вы хорошо знакомы с электроникой, вы заметите сходство между тиристором и диодом Шокли (своего рода двойной диод с четыре чередующихся полупроводниковых слоя, изобретенные пионером транзисторов Уильямом Шокли в 1956 г.).Тиристоры произошли от работы транзисторов и диодов Шокли, который был разработан Джуэллом Джеймсом Эберсом, кто разработал двухтранзисторную модель, о которой мы расскажем дальше.

Тиристор как два транзистора

Менее очевидно то, что четыре слоя работают как два транзисторы (n-p-n и p-n-p), которые соединены вместе, так что выход из одного формирует вход в другой. Ворота служат как своего рода «стартер» для их активации.

Тиристор также похож на два транзистора, соединенных вместе, поэтому выход каждого из них служит входом для другого.

Три состояния тиристора

Так как же это работает? Мы можем перевести его в три возможных состояния, во всех трех из которых он либо полностью выключен, либо полностью включен, что означает, что по сути это двоичное цифровое устройство. Чтобы понять, как работают эти состояния, полезно помнить о диодах и транзисторах:

Прямая блокировка

Обычно, когда ток не течет в затвор, тиристор выключен: ток не может течь из анод к катоду.Почему? Представьте тиристор как два соединенных диода. все вместе. Верхний и нижний диоды смещены в прямом направлении. Однако это означает, что соединение в центре имеет обратное смещение, поэтому ток не может пройти весь путь сверху вниз. Это состояние называется вперед блокировка. Хотя это похоже на прямое смещение в обычном диоде, ток не течет.

Блокировка обратного хода

Предположим, мы поменяем местами соединения анод / катод. Теперь вы, вероятно, видите, что оба верхний и нижний диоды имеют обратное смещение, поэтому ток через тиристор по-прежнему не течет.Это называется обратной блокировкой (аналогично обратному смещению в простом диоде).

Форвардное ведение

Третье состояние действительно интересно. Нам нужно, чтобы анод был положительный и отрицательный катод. Затем, когда ток течет в затвор, он включает нижний транзистор, который включает верхний, который включает нижний и так далее. Каждый транзистор активирует другой. Мы можем рассматривать это как своего рода внутреннюю положительную обратную связь, в которой два транзистора продолжают подавать ток друг другу. пока они оба не будут полностью активированы, после чего через них может течь ток. как от анода к катоду.Это состояние называется прямой проводимостью, и именно так тиристор «защелкивается» (остается постоянно) включенным. После фиксации тиристора на таком, его нельзя выключить, просто сняв ток с вентиль: в этот момент ток затвора не имеет значения — и вы должны прервать основной ток, протекающий от анода к катод, часто отключая питание всей цепи. Не следите за этим? Посмотрите на анимацию в поле ниже, я надеюсь, вам будет понятно.

Типы тиристоров

Несколько упрощено, вот в чем суть того, как тиристор работает.Есть множество вариантов, в том числе устройства отключения ворот (GTO) (который может быть включен или выключен действием затвора), AGT (тиристор с анодным затвором) устройства, которые имеют затвор, идущий во внутренний слой n-типа около анода (вместо слоя p-типа около катода), фотоэлектрические тиристоры, в которых база активируется светом, и все другие виды. Но все они работают примерно одинаково, с затвором, отключающим один транзистор, который затем отключает другой.

Узнать больше

На этом сайте

Вам могут понравиться эти другие статьи на нашем сайте на похожие темы:

Книги

Блоки тиристоров

Не беспокойтесь, что эти книги «старые»: вообще говоря, физика полупроводников никогда не устаревает.

• Данные по тиристорному устройству: Motorola, 1988. Подробный сборник технических данных и многое другое.
• Физика тиристоров Адольф Блихер, Springer, 1976. Подробный взгляд на физику твердого тела тиристоров. Вы можете прочитать весь текст в Интернете, если «позаимствуете» книгу виртуально из Интернет-архива.
• 110 Проекты тиристоров автор R.M. Marston, Newnes, 1972. Огромная коллекция практичных тиристорных схем, включая проекты переключения мощности, сигнализации, схемы с выдержкой времени, контроллеры ламп, контроллеры нагревателей и контроллеры двигателей.
• Руководство по выпрямителю с кремниевым управлением от General Electric, 1964 г. Это исчерпывающее (400 страниц) руководство по тиристорам собственной марки GE.

Учебники общеобразовательные

Статьи

• Как Б. Джаянт Балига преобразовал силовые полупроводники Дэвида Шнайдера. IEEE Spectrum, 27 апреля 2014 г. Празднование работы Б. Джаянта Балиги, лауреата Почетной медали IEEE 2014 г., в разработке тиристоров и других силовых полупроводников.
• Попробуйте симистор Чарльза Платта.Make, 10 января 2014 г. Узнайте о симисторах из этого практического светодиодного проекта.
• Кремниевый переключатель p-n-p-n и управляемый выпрямитель (тиристор). Автор Ник Холоняк-младший. IEEE Transactions on Power Electronics, январь 2001 г., том 16, выпуск 1, стр. 8–16. В этой интересной статье (изобретателя светодиода) описывается историческое развитие тиристоров Уильямом Шокли, Джимом Эберсом и другими.
• Ранняя история силовых полупроводников в GE: Музей полупроводников представляет раннюю историю кремниевого управляемого выпрямителя, рассказанную в устной истории одним из его пионеров, Ф.В. «Билл» Гуцвиллер.

Патенты

Тиристор и выпрямитель с кремниевым управлением (SCR)

Последние новости

• Скидка до 93% — открытие официального магазина электротехники — Купить сейчас!
• Скидка 25% на рубашки для электротехники. Ограниченная серия … Забронируйте сейчас
• Получите бесплатное приложение для Android | Загрузите приложение «Электрические технологии» прямо сейчас!

• ОФИЦИАЛЬНЫЙ МАГАЗИН
• НАПИСАТЬ ДЛЯ ET
• РЕКЛАМА
• ПОЛИТИКА КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ
• СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ
• Электропроводка и установка панели солнечных батарей
Схемы подключения батарей
• 1-фазная и 3-фазная проводка
• Электропроводка и управление Trending

EE ESSENTIALS

• EE How To Exclusive
Trending
• EE Projects
• EE Q & A Hot
• EE MCQs Новый
• EE Примечания и статьи
• Анализ электрических цепей
• Символы EE Новый

Basic
BASIC Электрооборудование Основы
• Базовая электроника
• Электрические формулы и уравнения
• Монтаж электропроводки
• Основы переменного тока
• Переменный ток
• MCQs с пояснительными ответами
• Вопросы / ответы EE
• МАШИНЫ
  • Батареи
  Все Моторы
  • Трансформатор
• POWER
  • Энергосистема
  • Коэффициент мощности
  • Воздушные линии
  • Защита
  • Возобновляемая и экологически чистая энергия
  • Солнечная панель
• УПРАВЛЕНИЕ 9010 Каким образом
  • Защита
  • Устранение неисправностей
    • Ремонт
    • Электропитание и управление двигателем
    • EE-Tools, Instruments, Devices, Components & Measurements
  • ELECTRONICS
    • All
    • Basic Electronics
    • Boolean Algebra & Logic Families
    • Combinational Di gital Circuits
    • Цифровая электроника
    • Логические ворота
    • Цепи последовательной логики
    • Сигналы
  • Еще
    • АНАЛИЗ ЦЕПЕЙ
      • Цепи постоянного тока
      Цепи переменного тока
      • Однофазные
      Цепи переменного тока Программное обеспечение
      • Электрические / электронные символы
      • Калькуляторы EE
    • Резисторы
      • Конденсаторы
      • Индуктивность и магнетизм
      • Электрические / электронные символы
      • Электрическое проектирование
    • Светодиоды с возможностью замены
      Светодиоды
      • Green Energy
      • Электроэнергия
      • Освещение
  • Искать
  • Кожа переключателя
  • Меню

  ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

  • 103 Искать
  Switch skin
  Home > Electronics > Basic Electronics > Thyristor & Silicon Controlled Rectifier (SCR) — Thyristors Applications Basic electronics 6 5 минут на чтение

  Thyrist

  Как изменить тип NAT, чтобы открыть

  Простые действия по изменению настроек маршрутизатора и открытию типа NAT. NAT (преобразование сетевых адресов) — это сетевая концепция, используемая маршрутизатором для разделения одного общедоступного IP-адреса на несколько частных адресов.

  Существует 3 типа проблем с NAT, с которыми вы можете столкнуться при игре в онлайн-игры.

  Тип Открытый — Это означает, что настройки на маршрутизаторе правильные, и вы можете играть в онлайн-игры. Тип NAT для открытия — это то, что мы все ищем.

  Тип Умеренный — В этом случае вы можете общаться с другими игроками в сети, у которых есть открытый или умеренный NAT.

  Type Strict — В этом случае вы не можете разговаривать с игроками, у которых есть умеренный или строгий NAT.

  Как влияет тип NAT на открытие?

  Иногда вы не слышите игрока во время игры или другой человек не слышит вас. Но вы видите, что он там.

  Вы не можете присоединиться к игре, или другой игрок не может присоединиться к вашей группе.

  Но проблема типа NAT не влияет на скорость игры, она влияет только на способность связи с другими игроками.

  Если ваш компьютер подключен напрямую к проводному модему, вы не должны столкнуться с проблемой NAT.

  Если у вас есть брандмауэр в сети, это может вызвать проблему типа NAT.

  Щелкните здесь для простых шагов по изменению настроек на маршрутизаторе

  Как я сказал ранее, вы не столкнетесь с проблемой NAT, если ваш компьютер подключен к проводному модему.

  Обычно люди используют маршрутизатор дома или в офисе для работы в сети. Итак, теперь представьте, что у вас есть несколько компьютеров и X-box в сети.

  , вы играете в игру, но столкнулись с ошибкой NAT .

  Какие изменения вы можете внести в маршрутизатор, чтобы изменить тип NAT на ?

  Уменьшите размер MTU на маршрутизаторе до 1365.

  Как изменить тип NAT открыть

  Если у вас старый роутер, то лучше обновить прошивку роутера. Многие проблемы решаются простым обновлением прошивки.

  Вам необходимо открыть несколько портов на маршрутизаторе.

  Для x-box номера портов будут — 53, 80-88, 3074. Вы можете создать 3 приложения и перенаправить эти 3 номера порта на свой маршрутизатор для IP-адреса вашего Xbox. Я предлагаю вам назначить статический IP-адрес на Xbox.

  См. Видео ==>

  Точно так же для playstation вы также можете перенаправить некоторые порты на вашем маршрутизаторе. Номера портов для Play Station: 80, 443-447, 5223, 3478-3479, 3658, 10000-20000. Попробуйте открыть эти порты.Также могут быть разные номера портов.

  Чтобы изменить настройки маршрутизатора, вам необходимо перейти на страницу настройки маршрутизатора.

  Щелкните здесь, чтобы получить доступ к руководству по простой установке

  Внесите несколько изменений в маршрутизатор и откройте тип NAT . В основном работает со всеми маршрутизаторами.