Симистор включение нагрузки: Схема управления симистором. Включение тиристора схема включения тиристора

        Рис.3         Таблица

Схема управления нагрузкой на симисторе. Как переключать симистор батарейкой для управления переменным током. Какие накладываются ограничения при использовании симисторов

Посмотрело: 7647

Все знают, насколько ардуинщики гордятся миганием лампочками

Так как мигать светодиодами не интересно, речь пойдет про управление лампой накаливания на 220 вольт, включая управление её яркостью. Впрочем, материал относится и к некоторым другим типам нагрузки. Эта тема достаточно избита, но информация об особенностях, которые необходимо учесть, разрозненна по статьям и темам на форумах. Я постарался собрать её воедино и описать различия между схемами и обосновать выбор нужных компонентов.

Выбор управляемой нагрузки

Выбор элементной базы

Фазовая модуляция

Гальваническая развязка

Устойчивость к помехам/возможность коммутации индуктивной нагрузки

Выбор симистора

Максимальный ток коммутации

Минимальный ток коммутации

Изоляция

Защита от перегрузки

Защита от короткого замыкания

Геркон/реле. Если удастся найти такое, чтобы выдерживало кратковременные большие токи.

Заключение

Оптосимисторы МОС301х, МОС302х, МОС303х, МОС304х, МОС306х, МОС308х
Оптосимисторы принадлежат к классу оптронов и обеспечивают очень хорошую гальваническую развязку (порядка 7500 В) между управляющей цепью и нагрузкой. Эти радиоэлементы состоят из инфракрасного светодиода, соединенного посредством оптического канала с двунаправленным кремниевым симистором. Последний может быть дополнен отпирающей схемой, срабатывающей при переходе через нуль питающего напряжения.
Эти радиоэлементы особенно незаменимы при управлении более мощными симисторами, например при реализации реле высокого напряжения или большой мощности. Подобные оптопары были задуманы для осуществления связи между логическими схемами с малыми уровнями напряжений и нагрузкой, питаемой сетевым напряжением 220 В. Оптосимистор может размещаться в малогабаритном DIP-корпусе с шестью выводами, его цоколевка и внутренняя структура показаны на рис.1.

В таблице приведена классификация оптосимисторов по величине прямого тока, через светодиод IFT, открывающего прибор, и максимального прямого повторяющегося напряжения, выдерживаемого симистором на выходе (VDRM). В таблице отмечено также и свойство симистора открываться при переходе через нуль напряжения питания. Для снижения помех предпочтительнее использовать симисторы, открывающиеся при переходе через нуль напряжения питания.

Что касается элементов с обнаружением нуля напряжения питания, то их выходной каскад срабатывает при превышении напряжением питания некоторого порога, обычно это 5 В (максимум 20 В). Серии МОС301х и МОС302х чаще используются с резистивной нагрузкой или в случаях, когда напряжение питания нагрузки должно отключаться.

Применение оптосимисторов

На рис.2 а-д представлены различные схемы типичных применений оптосимисторов, отличающиеся друг от друга характером нагрузки и способами подключения нагрузки и питания.
Сопротивление Rd
Расчет сопротивления этого резистора зависит от минимального прямого тока инфракрасного светодиода, гарантирующего отпирание симистора. Следовательно, Rd = (+V — 1,5) / IF.
Например, для схемы транзисторного управления оптосимистором c напряжением питания +5 В (рис.3) и напряжением на открытом транзисторе (Uкэ нас), равном 0.3 В, +V будет 4,7 В, и IF должен находиться в диапазоне между 15 и 50 ма для МОС3041. Следует принять IF — 20 мА с учетом снижения эффективности светодиода в тече¬ние срока службы (запас 5 мА), целиком обеспечивая работу оптопары с постепенным ослаблением силы тока. Таким образом, имеем:
Rв = (4,7 — 1,5) / 0,02 = 160 Ом.
Следует подобрать стандартное значение сопротивления, то есть 150 Ом для МОС3041 и сопротивление 100 Ом для МОС3020.
Сопротивление R
Резистор R необязательно включать, когда нагрузка чисто резистивная. Однако, если симистор защищен цепочкой RР — CР, чаще всего называемой искрогасящей, резистор R позволяет ограничить ток через управляющий электрод оптосимистора. Действительно, в случае индуктивной нагрузки проходящий через симистор ток и напряжение, приложенное к схеме, находятся в противофазе. Так как симистор перестает быть проводником, когда ток проходит через нуль, конденсатор защитной цепочки СР может разряжаться через оптосимистор. Тогда резистор R ограничивает этот ток разряда. Минимальное значение его сопротивления зависит от максимального напряжения конденсатора и максимально допустимого для оптосимистора тока, поэтому для напряжения питания 220 В:
Rmin = 220 В х 1,41 / 1А — 311 Ом.
С другой стороны, слишком большая величина R может привести к нарушению работы. Поэтому принимают R — 330 или 390 Ом.
Сопротивление RG
Резистор RG необходим только тогда, когда входное сопротивление управляющего электрода очень велико, то есть в случае чувствительного симистора. Значение резистора RG может быть в диапазоне от 100 до 500 Ом.
Резисторы RG и R вводят задержку отпирания симистора, которая будет тем значительнее, чем выше сопротивления этих резисторов. Цепочка Ra — Сa
Чтобы ограничить скорость изменения напряжения dV/dt на выходе оптосимистора, необходима snubber-цепочка (рис.2 г).
Выбор значения сопротивления резистора Ra зависит от чувствительности симистора и напряжения Va, начиная с которого симистор должен срабатывать. Таким образом, имеем:
R + Ra = Va / IG.
Для симистора с управляющим током IG = 25мА и напряжением отпирания Va = 20В получим: R + Ra = 20 / 0,025 — 800 Ом
или: Ra = 800 — 330 = 470 Ом.
Для того чтобы переключение симистора происходило быстро, должно быть выполнено следующее условие: dV / dt = 311 / Ra х Ca.
Для МОС3020 максимальное значение dV / dt — 10 В/мкс.
Таким образом: Сa = 311 / (470 х 107) = 66 нФ.
Выбираем: Сa = 68 нФ.
Замечание.
Что касается snubber-цепочки, то экспериментальные значения, как правило, предпочтительнее теоретических расчетов.
Защита
Настоятельно рекомендуется защищать симистор и оптосимистор при работе на индуктивную нагрузку или при часто воздействующих на сеть помехах.
Для симистора искрогасящая RC-цепочка просто необходима. Для оптосимистора с обнаружением нуля, такой как МОС3041, — желательна. Сопротивление резистора R следует увеличить с 27 Ом до 330 Ом (за исключением случая, когда управляемый симистор малочувствительный).
Если используется модель без обнаружения нуля, то snubber-цепочка Ra — Сa обязательна.

Симистор («триак» по терминологии, принятой в США) — это двунаправленный симметричный тиристор. Симисторы очень удобны для систем ключевого регулирования в цепях переменного тока. Как следствие, они практически вытеснили тиристоры из бытовой техники (стиральные машины, пылесосы и т. д.).

У симистора нет анода и катода. Его три вывода называются: УЭ (управляющий электрод), СЭУ (силовой электрод, расположенный ближе к УЭ), СЭ (силовой электрод у основания прибора) . Существуют также аналогичные зарубежные названия, принятые в триаках, соответственно, «G» (Gate — затвор), «Т1» (Main Terminal 1) и «Т2» (Main Terminal 2).

Симистор, в зависимости от конструкции, может открываться как положительными, так и отрицательными импульсами на выводе УЭ. Ветви ВАХ симметричные, поэтому ток через силовые электроды может быть и втекающим, и вытекающим. Итого, различают четыре режима работы в квадрантах 1…4 (Рис. 2.105).

Рис. 2.105. Режимы работы симисторов (триаков).

Первыми были разработаны четырёх квадрантные симисторы или, по-другому, 4Q-TpnaKM. Они требуют для нормальной работы введения в схему демпферных ЛС-цепочек (100 Ом, 0.1 МК Ф), которые устанавливаются параллельно силовым электродам СЭУ и СЭ. Таким нехитрым способом снижается скорость нарастания напряжения через симистор и устраняются ложные срабатывания при повышенной температуре и значительной индуктивной или ёмкостной нагрузке.

Технологические достижения последнего времени позволили создать трёхквадрантные симисторы или, по-другому, 3Q триаки. Они, в отличие от симисторов «4Q», работают в трёх из четырёх квадрантов и не требуют ЯС-цепочек. Типовые параметры 3Q-TpnaKOB Hi-Com BTA208…225 фирмы Philips: максимальное коммутируемое напряжение 600…800 В, ток силовой части 8…25 А, ток отпирания затвора (УЭ) 2…50 мА, малогабаритный SMD-корпус.

Схемы подключения симисторов к MK можно условно разделить на две группы: без развязки от сети 220 В (Рис. 2.106, a…r) и с гальванической изоляцией (Рис. 2.107, а…л).

Некоторые замечания. Типы указанных на схемах симисторов однообразны, в основном КУ208х, BTxxx, MACxxx. Это сделано специально, чтобы заострить внимание на схемотехнике низковольтной управляющей части, поскольку она ближе всего к MK. На практике можно использовать и другие типы симисторов, следя за их выходной мощностью и амплитудой управляющего тока.

Демпферные цепочки в силовой части на схемах, как правило, отсутствуют. Это упрощение, чтобы не загромождать рисунки, поскольку предполагается, что сопротивление нагрузки R H носит чисто активный характер. В реальной жизни демпфирование необходимо для 4Q-триаков, если нагрузка имеет значительную индуктивную или ёмкостную составляющую.

а) ВЫСОКИЙ уровень на выходе МК открывает транзистор VT1, через который включается симистор VS1. Варистор RU1 защищает симистор от всплесков напряжения, начиная с порога 470 В (разброс 423…517 В). Это актуально при индуктивном характере нагрузки jR H ;

б) аналогично Рис. 2.106, а, но с другой полярностью сигнала на выходе MK и с транзистором VT1 другой структуры, который выполняет функцию инвертора напряжения. Благодаря низкому сопротивлению резистора R2, повышается помехоусточивость. Сопротивление резистора R2 выбирается по тем же критериям, что и для схем на тиристорах;

Рис. 2.106. Схемы подключения симисторов к MK без гальванической изоляции.

в) высоковольтный транзистор ГУ2замыкаетдиагональдиодного моста VD1 при НИЗКОМ уровне на линии MK. Транзистор VT1 в момент рестарта MK находится в открытом состоянии из-за резистора R1, при этом симистор VS1 закрывается и ток через нагрузку R H не протекает;

г) прямое управление симистором VS1 с одного или нескольких выходов MK. Запараллеливание линий применяется при недостаточном токе управления (показано пунктиром). Ток через нагрузку R H не более 150 мА. Возможные замены: VS1 — MAC97A8, VD2— KC147A.

а) симистор VS1 включается/выключается при наличии/отсутствии импульсов 50…100 кГц, генерируемых с выхода MK. Изолирующий трансформатор T1 наматывается на кольце из феррита N30 и содержит в обмотке I — 15 витков, в обмотке II — 45 витков провода ПЭВ-0.2;

б) простая схема трансформаторной развязки. Симистор VS1 включается короткими импульсами с выхода MK. Ток управления зависит от коэффициента трансформации 77;

Рис. 2.107. Схемы гальванической изоляции МК от симисторов.

в) разделительный трансформатор T1 наматывается на ферритовом кольце M1000HM размерами K20xl2x6 и содержит в обмотке I — 60 витков, в обмотке II — 120 витков провода ПЭВ-0. 2. Цепочка R3, C1 накапливает энергию для импульсной коммутации транзистора K77;

г) если не требуется частое включение/выключение нагрузки, то для гальванической развязки можно использовать реле K1. Его контакты должны выдерживать без пробоя переменное напряжение 220 В. В некоторых схемах токоограничивающий резистор R3 закорачивают;

д) контакты геркона SF1 замыкаются при протекании тока через катушку индуктивности L1, которая намотана на его корпус. Достоинство — сверхбольшое сопротивление изоляции;

е) гальваническая развязка на транзисторной оптопаре VU1. Резистор R3 повышает помехоустойчивость, но может отсутствовать. Резистор Я2определяет порог открывания транзистора VT1. При использовании симисторов КУ208, TC106-10 сопротивление резистора Я2уменьшают до 30…75 кОм;

ж) симистором VS1 управляет драйвер DA1 (по-старому, КР1182ПМ1), который обеспечивает плавное изменение тока в нагрузке R H в зависимости от напряжения на конденсаторе C1. Если транзистор оптопары W/закрыт, то конденсатор С1 заряжается от внутреннего ИОН микросхемы DA1 и в нагрузке устанавливается максимальное напряжение. Резистор R4 может отсутствовать при наличии резистора R3. Резистор R3 можно закоротить при наличии резистора R4\

з) гальваническая развязка на опторезисторе VU1. Резистором R1 подбирается ток через своизлучатель VU1 и, соответственно, ток управления симистором VS1;

и) применение двух оптотиристоров VU1, УУ2щ\я коммутации симистора VS1 в любой пупериод сетевого напряжения. Резистор Л2ограничивает ток управления симистора;

к) питание входа УЭ симистора VS1 осуществляется от отдельной низковольтной обмотки промышленного трансформатора T1ТПП235-220/110-50;

л) применение оптотиристора VU1 для управления симистором VS1 (замена КУ208Д1). Из двух токоограничивающих резисторов R2, R3 обычно оставляют один, второй замыкают перемычкой. Замена VD1 — мост КЦ407А или четыре отдельных диода КД226.

Источник :
Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2, :ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

В следующих статьях будут устройства, которые должны управлять внешней нагрузкой. Под внешней нагрузкой я понимаю все, что прицеплено к ножкам микроконтроллера – светодиоды, лампочки, реле, двигатели, исполнительные устройства … ну Вы поняли. И как бы не была заезжена данная тема, но, чтобы избежать повторений в следующих статьях, я все-же рискну быть не оригинальным — Вы уж меня простите:). Я кратенько, в рекомендательной форме, покажу наиболее распространенные способы подключения нагрузки (если Вы что-то захотите добавить – буду только рад).
Сразу договоримся, что речь идет о цифровом сигнале (микроконтроллер все-таки цифровое устройство) и не будем отходить от общей логики: 1 -включено, 0 -выключено. Начнем.

Нагрузкой постоянного тока являются: светодиоды, лампы, реле, двигатели постоянного тока, сервоприводы, различные исполнительные устройства и т.д. Такая нагрузка наиболее просто (и наиболее часто) подключается к микроконтроллеру.

1.1 Подключение нагрузки через резистор.
Самый простой и, наверно, чаще всего используемый способ, если речь идет о светодиодах.

Резистор нужен для того, чтобы ограничить ток протекающий, через ножку микроконтроллера до допустимых 20мА . Его называют балластным или гасящим. Примерно рассчитать величину резистора можно зная сопротивление нагрузки Rн.

Rгасящий = (5v / 0.02A) – Rн = 250 – Rн

Как видно, даже в самом худшем случае, когда сопротивление нагрузки равно нулю достаточно 250 Ом для того, что бы ток не превысил 20мА. А значит, если неохота чего-то там считать — ставьте 300 Ом и Вы защитите порт от перегрузки. Достоинство способа очевидно – простота.

1.2 Подключение нагрузки при помощи биполярного транзистора.
Если так случилась, что Ваша нагрузка потребляет более 20мА, то, ясное дело, резистор тут не поможет. Нужно как-то увеличить (читай усилить) ток. Что применяют для усиления сигнала? Правильно. Транзистор!

Для усиления удобней применять n-p-n транзистор, включенный по схеме ОЭ . При таком способе можно подключать нагрузку с большим напряжением питания, чем питание микроконтроллера. Резистор на базе – ограничительный. Может варьироваться в широких пределах (1-10 кОм), в любом случае транзистор будет работать в режиме насыщения. Транзистор может быть любой n-p-n транзистор. Коэффициент усиления, практически не имеет значения. Выбирается транзистор по току коллектора (нужный нам ток) и напряжению коллектор-эмиттер (напряжение которым запитывается нагрузка). Еще имеет значение рассеиваемая мощность — чтоб не перегрелся.

Из распространенных и легко доступных можно заюзать BC546, BC547, BC548, BC549 с любыми буквами (100мА), да и тот-же КТ315 сойдет (это у кого со старых запасов остались).
— Даташит на биполярный транзистор BC547

1.3 Подключение нагрузки при помощи полевого транзистора.
Ну а если ток нашей нагрузки лежит в пределах десятка ампер? Биполярный транзистор применить не получиться, так как токи управления таким транзистором велики и скорей всего превысят 20мА. Выходом может служить или составной транзистор (читать ниже) или полевой транзистор (он же МОП, он же MOSFET). Полевой транзистор просто замечательная штука, так как он управляется не током, а потенциалом на затворе. Это делает возможным микроскопическим током на затворе управлять большими токами нагрузки.

Для нас подойдет любой n-канальный полевой транзистор. Выбираем, как и биполярный, по току, напряжению и рассеиваемой мощности.

При включении полевого транзистора нужно учесть ряд моментов:
— так как затвор, фактически, является конденсатором, то в моменты переключения транзистора через него текут большие токи (кратковременно). Для того чтобы ограничить эти токи в затвор ставиться ограничивающий резистор.
— транзистор управляется малыми токами и если выход микроконтроллера, к которому подключен затвор, окажется в высокоимпедансном Z-состоянии полевик начнет открываться-закрываться непредсказуемо, вылавливая помехи. Для устранения такого поведения ножку микроконтроллера нужно «прижать» к земле резистором порядка 10кОм.
У полевого транзистора на фоне всех его положительных качеств есть недостаток. Платой за управление малым током является медлительность транзистора. ШИМ, конечно, он потянет, но на превышение допустимой частоты он Вам ответит перегревом.

1.4 Подключение нагрузки при помощи составного транзистора Дарлингтона.
Альтернативой применения полевого транзистора при сильноточной нагрузке является применение составного транзистора Дарлингтона. Внешне это такой-же транзистор, как скажем, биполярный, но внутри для управления мощным выходным транзистором используется предварительная усилительная схема. Это позволяет малыми токами управлять мощной нагрузкой. Применение транзистора Дарлингтона не так интересно, как применение сборки таких транзисторов. Есть такая замечательная микросхема как ULN2003. В ее составе аж 7 транзисторов Дарлингтона, причем каждый можно нагрузить током до 500мА, причем их можно включать параллельно для увеличения тока.

Микросхема очень легко подключается к микроконтроллеру (просто ножка к ножке) имеет удобную разводку (вход напротив выхода) и не требует дополнительной обвязки. В результате такой удачной конструкции ULN2003 широко используется в радиолюбительской практике. Соответственно достать ее не составит труда.
— Даташит на сборку Дарлингтонов ULN2003

Если Вам нужно управлять устройствами переменного тока (чаще всего 220v), то тут все сложней, но не на много.

2.1 Подключение нагрузки при помощи реле.
Самым простым и, наверное, самым надежным есть подключение при помощи реле. Катушка реле, сама собой, является сильноточной нагрузкой, поэтому напрямую к микроконтроллеру ее не включишь. Реле можно подключить через транзистор полевой или биполярный или через туже ULN2003, если нужно несколько каналов.

Достоинства такого способа большой коммутируемый ток (зависит от выбранного реле), гальваническая развязка. Недостатки: ограниченная скорость/частота включения и механический износ деталей.
Что-то рекомендовать для применения не имеет смысла — реле много, выбирайте по нужным параметрам и цене.

2.2 Подключение нагрузки при помощи симистора (триака).
Если нужно управлять мощной нагрузкой переменного тока а особенно если нужно управлять мощностью выдаваемой на нагрузку (димеры), то Вам просто не обойтись без применения симистора (или триака). Симистор открывается коротким импульсом тока через управляющий электрод (причем как для отрицательной, так и для положительной полуволны напряжения). Закрывается симистор сам, в момент отсутствия напряжения на нем (при переходе напряжения через ноль). Вот тут начинаются сложности. Микроконтроллер должен контролировать момент перехода через ноль напряжения и в точно определенный момент подавать импульс для открытия симистора — это постоянная занятость контроллера. Еще одна сложность это отсутствие гальванической развязки у симистора. Приходится ее делать на отдельных элементах усложняя схему.

Хотя современные симисторы управляются довольно малым током и их можно подключить напрямую (через ограничительный резистор) к микроконтроллеру, из соображений безопасности приходится их включать через оптические развязывающие приборы. Причем это касается не только цепей управления симистором, но и цепей контроля нуля.

Довольно неоднозначный способ подключения нагрузки. Так как с одной стороны требует активного участия микроконтроллера и относительно сложного схемотехнического решения. С другой стороны позволяет очень гибко манипулировать нагрузкой. Еще один недостаток применения симисторов — большое количество цифрового шума, создаваемого при их работе — нужны цепи подавления.

Симисторы довольно широко используются, а в некоторых областях просто незаменимы, поэтому достать их не составляет каких либо проблем. Очень часто в радиолюбительстве применяют симисторы типа BT138.

Это схема, в которой есть неизолированные металлические части под напряжением! Будьте осторожны и примите все меры предосторожности, чтобы избежать поражения электрическим током. Кроме того, обязательно используйте предохранитель с низким значением отсечки (мА) , поставив его на провод от аккумуляторной батареи до управляющего электрода. Вы имеете дело с 220В! Металлический лепесток на симисторе (T2) всегда ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ. Тем из вас, кто имел мало опыта работы с электроникой, не стоит заниматься этим проектом. Как я говорю и в видео, вам необходимо удостоверится, где в розетке «фазовый» и где «нейтральный» контакт с помощью индикатора на 220 В! Маленькие контакты могут быть фазными, а большое лезвие всегда НЕЙТРАЛЬНО. Ничего не берите на веру. Всегда проверяйте отсутствие напряжения до прикосновения к контакту.
Итак, это руководство для переключения симистора постоянным током. Большинство людей не понимают, что вы можете отдельным источником постоянного тока переключать симистор, как на этой схеме. Для простоты я использую BT136/600 и его распиновка такая: Т1, Т2 … Т2 пойдет к нагрузке, T1 пойдет на нейтраль и G это управление. Итак, что мы делаем, по цепи 220 В, провод идет в нагрузку, которой может быть все что угодно: свет, электронное устройство, а затем попадает на контакт T2 симистора. Контакт T2 переходит на T1 подключенный к нейтральному проводу, завершая цепь. Включить и выключить симистор вы можете с помощью отдельной батареи. При желании вы могли бы использовать понижающий трансформатор с электропитанием от той же линии, что у вас есть, чтобы получить постоянное напряжение для тока управления. Или вы можете использовать внешнюю сеть переменного тока, есть много вариантов получения постоянного тока для управления. Скажем, вы придумали схему, которая работает на постоянном токе, и вы хотите что то включить на переменном, так что это прекрасно подходит для этого. Хорошо, у меня есть 6-вольтовая батарея, я покажу вам ее через минуту. Берем минус и проверяем, что он присоединен к нейтральной шине. Это очень важно. Не надо делать этого в обратном направлении, проверьте, что эта отрицательная клемма на нейтрали. При помощи индикатора или тестера убедитесь, что провода к электрической розетке присоединены правильно. Итак минус на нейтраль, и хорошей идеей будет поставить предохранитель между минусом и нейтралью. В случае, если что либо замкнет в симисторе, и один из контактов замкнет на управляющий электрод, то вы можете получить 220 вольт, проходящие через батарейку. Так что ставьте предохранитель прямо здесь, на очень низкую сила тока. Лучше всего поставить на 50 миллиампер. Так что, если произойдет короткое замыкание, оно будет кратковременно и не катастрофично. Теперь берем наш плюс, он проходит через цепи коммутации и управления и на управляющий электрод симистора плюс поступает через токоограничивающий резистор. Этот симистор — BT136, с током управления максимум 35 мА, а напряжение, я думаю, максимум 12. Но я использую 6. Таким образом, вычислить сопротивление резистора очень просто, вы берете свое напряжение и делите его на ток который необходим, и вы получите сопротивление в Омвх. Я взял резистор 330 Ом, и эта батарея как я уже сказал, на 6.2 вольта. Я покажу прямо сейчас. У меня есть удлинитель подключенный к ночнику на 7 Вт, мощность этого симистора достаточно высока, вероятно, в 1000 или 1500 Вт. Убедитесь, что он стоит на радиаторе с термопастой, и все будет нормально. Нагрузка… я знаю, что это зеленая жила кабеля, но это не имеет значения. Вы проводите линию, идущую к нагрузке, в данном случае это 7 ваттная лампа. С другой стороны нагрузки подключен красный провод, хорошо. Это контакт T2, корпус это его часть, лепесток корпуса и средний контакт на этом симисторе это T2. T1 это первый контакт, он присоединен к нейтральной шине. Эта нейтральная шина соединена с нейтралью домовой проводки.Теперь берем 6 вольтовую батарею. Вы берете общий провод от нейтрали, и присоединяете его к минусу. У меня есть небольшой предохранитель он на 100 миллиампер, но лучше было бы поставить на 50, если ты собираешься это сделать. Поэтому убедитесь, что ставите на 50 с нейтральной стороны. Положительный полюс батарейки присоединяем к резистору, ведущему к управляющему электроду. Я поморгаю светом, просто прикасаясь к нейтральной шине, подключив ее к отрицательному полюсу на батарейке. Все готово к включению. Я все покажу. Мы замкнем цепь от батареи к управляющему электроду, и вы можете увидеть, что свет включается. И я проверил это… Все работает прекрасно, и я проверю разъем на лампе, и я получаю полное напряжение, что означает, что управление полностью открыло симистор. Так что это действительно хорошая схема для понимания работы симистора. Теперь вы можете включать устройства переменного тока. Как я уже говорил… Я оставлю это подключенным. Хорошо, что в итоге. В том случае, если в симисторе будет короткое замыкание, у нас фазовое напряжение будет пытаться идти в эту батарею. Поэтому поставьте предохранитель как можно меньше. Как только высокое напряжение попытается войти, если случится короткое замыкание, предохранитель перегорит, и батарея будет в порядке. Хорошо, я покажу вам еще работу с дрелью, и вы увидите, что питание это не проблема. Я присоединю штекер на секунду. Я отодвину камеру подальше, чтобы вы рассмотрели. Замечательно. Я прикоснусь… Выключено. Включено. Переключается от батарейки.
_

Russian HamRadio — Управление нагрузкой на переменном токе.

В настоящей статье рассматривается несколько простых вариантов управления нагрузкой, включенной в цепь переменного тока, и описываются их достоинства и недостатки.

При создании современных устройств автоматики часто возникает задача коммутации нагрузки, включенной в цепь переменного тока. Такой нагрузкой могут быть различные нагревательные и осветительные элементы, силовые пускатели, трансформаторы, двигатели и т. п.

Рис.1.

Существует много относительно простых схем узлов, позволяющих выполнить эту задачу.

Все варианты можно разделить на ряд групп:

• использование электромагнитных реле;

• коммутация диагонали диодного моста;

• использование твердотельных реле;

• использование оптотиристоров и оптосимисторов;

• использование оптронов;

• использование драйверов тиристоров и симисторов.

Рис.2.

Узлы с использованием электромагнитных реле являются наиболее простыми, однако они имеют множество недостатков.

Рис.3.

Наиболее серьезными из них являются значительное время срабатывания, что не позволяет использовать их в импульсных устройствах управления, дребезг контактов, их искрение и обгорание, относительно малый ресурс, малая распространенность малогабаритных реле, способных коммутировать большие токи, большое содержание драгоценных металлов и высокая стоимость мощных реле.

В настоящее время узлы с электромагнитными реле считаются морально устаревшими и используются редко, в основном в устройствах, в которых переключение происходит достаточно редко.

Узлы с коммутацией диагонали диодного моста находят достаточно широкое применение в радиолюбительской практике.

Рис.4.

Для коммутации используются мощные высоковольтные транзисторы или тиристоры.

На рис. 1 показана типовая схема с коммутацией диодного моста с помощью транзистора, описанная, например, в [1, 2], а на рис. 2— с помощью тиристора [3, 4].

К недостаткам приведенных вариантов следует, в первую очередь, отнести гальваническую связь цепей управления с сетью.

При этом необходим изолированный источник питания и повышенные меры безопасности при наладке и эксплуатации.

Узел имеет большое число элементов, в том числе — пять мощных (четыре диода и транзистор или тиристор), которые при больших токах нагрузки имеют повышенную температуру и нуждаются в теплоотводе.

В последнее время за рубежом получили широкое распространение так называемые “твердотельные реле”, представляющие собой специализированный оптрон, светодиод которого открывает двунаправленный ключ, выполненный на полевых транзисторах.

Рис.5.

Примером может служить серия приборов HSR312/412 фирмы Fairchild Semiconductors [5] (рис. 3).

Твердотельные реле, рассчитанные на малые токи (до 1 А), иногда применяются для коммутации диагонали диодного моста,

Сильноточные твердотельные реле могут использоваться для коммутации нагрузки непосредственно (рис. 5), но имеют очень высокую стоимость (несколько десятков долларов) и достаточно дефицитны, поэтому в отечественной практике применяются редко.

Довольно часто и в промышленной, и в радиолюбительской отечественной аппаратуре встречаются узлы с использованием оптотиристоров (например, Т0125-10) и оптосимисторов (например, ТСО142-40).

Рис.6.

Это довольно удобные в эксплуатации сильноточные приборы.

На рис. 6 показана типовая схема включения оптосимистора, а на рис. 7 — двух включенных встречно-параллельно оптотиристоров.

Описанные варианты имеют три серьезных недостатка.

Во-первых, эти полупроводниковые приборы имеют мощные светодиоды с большим током открывания (220…300 мА).

Это заставляет разработчиков использовать мощные транзисторные ключи, между коллектором и плюсом источника питания (+

Во-вторых, стоимость оптосимисторов довольно велика и составляет примерно $2,7…3, стоимость всего узла на оптосимисторе может достигать $4…5, а на двух оптотиристорах и того более.

В третьих, описываемые приборы недостаточно устойчиво открываются постоянным током при малых коммутируемых напряжениях или токах, что заставляет разработчиков для их включения использовать серию импульсов, усложняет схему и еще больше повышает стоимость.

Некоторые разработчики используют обычные симисторы, управляемые через динисторные или другие оптроны. Один из таких вариантов включения описан в [6] и показан на рис. 8.

Недостатками таких узлов являются необходимость тщательного подбора оптронов для обеспечения близких значений углов открывания симистора при разных полуволнах, а также значительное число элементов и относительно высокая стоимость.

Рис.8.

Учитывая актуальность проблемы управления нагрузкой, включенной в сеть переменного тока, а также недостатки описанных выше методов, некоторые фирмы освоили выпуск малогабаритных и низкостоимостных микросхем драйверов симисторов и тиристоров.

Наиболее известным производителем таких микросхем является фирма Fairchild Semiconductors [5].

Она производит микросхемы драйверов двух типов: с произвольным моментом включения и с привязанным к прохождению напряжения через нуль.

Первый тип микросхем содержит светодиод и оптосимистор, второй — те же элементы и специальную цепь определения перехода переменного напряжения через нуль (ZCC — Zero-Cross Circuit).

Рис.9.

Именно эта цепь и включает симистор в соответствующий момент.

Схема микросхемы драйвера с включением в произвольный момент показана на рис. 9, а микросхемы драйвера с включением в момент прохождения через нуль — на рис. 10.

Первый вариант микросхем предназначен для управления нагрузкой в устройствах с широтно-импульсной модуляцией.

При его использовании в момент включения мощных симисторов (тиристоров) возникают большие импульсные помехи

Рис.10.

Второй вариант предназначен для использования в медленнодействующих малошумящих коммутаторах, в которых мощные симисторы (тиристоры) включаются при малых напряжениях, близких к нулю, и не создают больших помех.

Стоимость таких микросхем достаточно низкая, примерно $0,5.

Микросхемы драйверов, имеющие индивидуальные номера, оканчивающиеся на 1, 2 и 3, обеспечивают включение нагрузки при подаче на светодиод тока, соответственно равного 15, 10 и 5 мА.

Рис.11.

Типовая схема включения драйвера для случая управления мощным симистором приведена на рис. 11, а для случая управления двумя встречно-параллельно включенными тиристорами — на рис. 12 [7].

Показанные на рисунках RC-цепочки, включенные параллельно симистору (тиристорам), рекомендуется использовать для улучшения их динамических характеристик.

Меньшее из диапазона сопротивление резистора соответствует резистивной нагрузке, а большее — индуктивной.

Стоимость такого узла обычно не превышает $2.

Хорошие динамические характеристики, низкие токи управления и малые габаритные размеры позволяют считать их наиболее целесообразными как для профессионального, так и для любительского применения.

Рис.12.

Приведенные в данной статье схемы управления нагрузкой, включенной в цепь переменного тока, а также отмеченные достоинства и недостатки позволят читателю легче ориентироваться в всех возможных вариантах решения этой задачи и выбрать вариант, наиболее удовлетворяющий конкретным техническим требованиям с учетом доступности и стоимости элементов.

Основные параметры микросхем драйверов фирмы Fairchild Semiconductors приведены в табл. 1.

О. Николайчук [email protected]

Литература:

1. В. Янцев. Регулятор сетевого напряжения.— Моделист-конструктор, 1990, №4, с. 21.

2. С. Алексеев. Триггеры Шмитта без источника питания. — Схемотехника, 2002, № 12, с. 24.

3. Л. Бжевский. Светорегулятор с выдержкой времени.— Радио, 1989, № 10, с. 76.

4. С. Христофоров. Управление тринисторами и симисторами.— Схемотехника, 2001, № 12, с. 21—25.

5. https://www.onsemi.com

6. С. Карелин. Модификация тринисторного регулятора мощности.— Радио, 1990, № 11, с. 47.

Управление мощной нагрузкой переменного тока — Конструкции для дома — Конструкции для дома и дачи

В самом деле, реле это же сплошной гемор. Во первых они дорогие, во вторых, чтобы запитать обмотку реле нужен усиливающий транзистор, так как слабая ножка микроконтроллера не способна на такой подвиг. Ну, а в третьих, любое реле это весьма громоздкая конструкция, особенно если это силовое реле, расчитанное на большой ток.

Если речь идет о переменном токе, то лучше использовать симисторы или тиристоры. Что это такое? А сейчас расскажу.

Если на пальцах, то тиристор похож на диод, даже обозначение сходное. Пропускает ток в одну сторону и не пускает в другую. Но есть у него одна особенность, отличающая его от диода кардинально —управляющий вход.
Если на управляющий вход не подать ток открытия, то тиристор не пропустит ток даже в прямом направлении. Но стоит подать хоть краткий импульс, как он тотчас открывается и остается открытым до тех пор, пока есть прямое напряжение. Если напряжение снять или поменять полярность, то тиристор закроется. Полярность управляющего напряжения предпочтительно должна совпадать с полярностью напряжения на аноде.

Если соединить встречно параллельно два тиристора, то получится симистор — отличная штука для коммутации нагрузки на переменном токе.

На положительной полуволне синусоиды пропускает один, на отрицательной другой. Причем пропускают только при наличии управляющего сигнала. Если сигнал управления снять, то на следующем же периоде оба тиристора заткнутся и цепь оборвется. Крастота да и только. Вот ее и надо использовать для управления бытовой нагрузкой.

Но тут есть одна тонкость — коммутируем мы силовую высоковольтную цепь, 220 вольт. А контроллер у нас низковольтный, работает на пять вольт. Поэтому во избежание эксцессов нужно произвестипотенциальную развязку. То есть сделать так, чтобы между высоковольтной и низковольтной частью не было прямого электрического соединения. Например, сделать оптическое разделение. Для этого существует специальная сборка — симисторный оптодрайвер MOC3041. Замечательная вещь!
Смотри на схему подключения — всего несколько дополнительных деталек и у тебя силовая и управляющая часть разделены между собой. Главное, чтобы напряжение на которое расчитан конденсатор было раза в полтора два выше напряжения в розетке. Можно не боятся помех по питанию при включении и выключении симистора. В самом оптодрайвере сигнал подается светодиодом, а значит можно смело зажигать его от ножки микроконтроллера без всяких дополнительных ухищрений.

Вообще, можно и без развязки и тоже будет работать, но за хороший тон считается всегда делать потенциальную развязку между силовой и управляющей частью. Это и надежность и безопасность всей системы. Промышленные решения так просто набиты оптопарами или всякими изолирующими усилителями.

Ну, а в качестве симистора рекомендую BT139 — с хорошим радиатором данная фиговина легко протащит через себя ток в 16А

Выходные устройства — Терморегуляторы Термодат — промышленные приборы нового поколения для измерения и регулирования температуры

В регуляторах Термодат для управления нагревателями и другими исполнительными устройствами используются следующие выходные устройства:

• электромагнитные реле;
• транзисторный выход для управления внешними силовыми устройствами;
• выходы для непосредственного включения симисторов;
• аналоговые выходы (стандартный аналоговый выход).

Электромагнитные реле — выходы Р

В приборах Термодат применяются реле двух типов. Реле РЭК-51 — одно из лучших отечественных реле, имеет высокую надежность, способно коммутировать ток до 5А на активной нагрузке при переменном напряжении 220 В. Реле BS115 фирмы Bestar имеет прекрасные характеристики, малые размеры, коммутирует до 10А при переменном напряжении до 220 В.

В большинстве приборов Термодат используется только один нормально разомкнутый контакт реле — то есть контакт реле разомкнут если прибор выключен. Однако, режим работы реле можно задать программно, изменяя параметры в третьем уровне режима настройки. В одном режиме контакты реле буду замкнуты при температурах ниже уставки и разомкнуты при температуре выше уставки, в другом режиме контакты реле будут разомкнуты при температурах ниже уставки и замкнуты при температуре выше уставки.

Следует помнить, что ресурс работы контактов реле зависит от коммутируемого тока, напряжения и индуктивности нагрузки. Чем выше ток коммутации, тем сильнее эрозия контактов из-за искрообразования. Поэтому при токах выше 3А желательно использовать вторичные силовые реле или пускатели, или тиристорные устройства. Запрещается использовать выходные реле приборов Термодат для коммутации токов более 5А.

Индуктивность нагрузки значительно уменьшает надежность и износостойкость реле. При использовании индуктивной нагрузки обязательно следует применять искрогасящие цепочки. Поскольку двигатели, вентиляторы, пускатели, электроклапаны, звонки являются индуктивной нагрузкой, остановимся на этом вопросе подробнее. При коммутации индуктивных нагрузок наиболее тяжелыми для контактов является процесс размыкания цепи, так как во время размыкания контактов происходит основной износ их из-за образования искрового разряда и дуги. При размыкании индуктивной нагрузки возникают перенапряжения, усиливается дуга и увеличивается ее длительность. Эрозия контактов реле при коммутации индуктивной нагрузки возрастает с увеличением коммутируемых токов и напряжений, а также постоянной времени коммутируемой цепи.

Индуктивная нагрузка при коммутации токов от 0,5 до 1,0 А снижает износостойкость реле по сравнению с активной нагрузкой в 2-2,5 раза. Кроме того, коммутация индуктивных нагрузок вследствие значительного искрения и дугообразования может привести к снижению сопротивления изоляции и пробою электрической изоляции между контактами из-за осаждения на поверхности цоколя продукта износа контактов. Поэтому для увеличения износостойкости контактов, коммутирующих индуктивную нагрузку, необходимо в аппаратуре применять искрогасительные контуры, которые следует включать параллельно контактам или нагрузке. Простейшая и достаточно эффективная искрогасительная цепь — RC цепочка, включенная параллельно контактам реле. Номиналы резистора и конденсатора следует подбирать опытным или расчетным путем. Для большинства пускателей и других обычных нагрузок цепей переменного тока напряжением 220 В наиболее приемлемыми являются значения R от 10 до 30 Ом, С от 0,1 до 1 мкФ. Расчетный путь не дает более точных результатов. Процесс искрообразования зависит, оказывается, не только от индуктивности нагрузки, но даже от типа и конструкции магнитопровода. Если речь идет о серийной продукции, то обязательно следует провести испытания. Снять с реле кожух и опытным путем по величине искры подобрать RC или иную, более сложную цепочку. Затем необходимо провести ресурсные испытания.

При коммутации нагрузок, имеющих емкостной характер наиболее тяжелым для контактов является момент замыкания цепи, когда бросок тока может вызвать сваривание контактов. Поэтому для ограничения тока заряда емкости следует последовательно с ней включать добавочное сопротивление. В цепь реле для его защиты обязательно следует установить плавкие предохранители. Номинал предохранителя должен быть выбран исходя из мощности используемой нагрузки в диапазоне от 1 до 5 А.

Транзисторный цифровой управляющий выход Т

Транзисторный выход предназначен для управления мощностью нагрева с помощью внешних блоков. Выходное напряжение 5В, ток до 30мА. Выход Т может работать в двух режимах — в режиме передачи цифрового кода и в режиме прямой реализации метода равномерного распределения рабочих полупериодов.

Режим равномерного распределения рабочих полупериодов

В этом режиме к выходу Т подключается один симисторный блок СБ (для однофазной нагрузки), либо три блока СБ (для трехфазной нагрузки). В блоках СБ используются элементы МОС3082, обеспечивающие гальваническую (оптоэлектронную) развязку управляющих цепей от силовых. Кроме того, элементы МОС3082 открывают симистор в момент, когда напряжение на нем равно нулю (точнее, близко к нулю). При включении симисторов в нуле прибор создает минимальные помехи в сети, даже при коммутации большой мощности. Кроме того, сами симисторы работают в мягком режиме и их надежность резко увеличивается.

Управляющий сигнал на выходе Т реализует метод равномерного распределения рабочих сетевых полупериодов. Нагрузка включается каждые 10мсек, то есть каждый сетевой полупериод. Выводимая мощность распределяется равномерно по 1024 полупериодам. Если наблюдать форму выходного сигнала осциллографом то при малых выводимых мощностях будут видны отдельные прямоугольные импульсы амплитудой 5В и длительностью 10мсек. В течение этого времени происходи однократное включение симистора. Симистор включается в момент прохождения фазы через ноль и момент включения может не совпадать с началом импульса. Но в любом случае каждому импульсу длиной 10 мсек будет соответствовать одно включение симистора на один полупериод. По мере увеличения выводимой мощности интервал между импульсами будет уменьшаться. При 50% мощности выходной сигнал будет собой представлять меандр — расстояние между импульсами равно длине импульсов (10 мсек). Далее отдельные импульсы начнут сливаться и при мощностях, близких к 100% на выходе почти все время будет уровень сигнала 5В с редкими прямоугольными провалами до 0В длительностью 10мсек, в течение которых симисторы будут выключаться.

Режим передачи цифрового кода

В этом режиме по выходу Т в цифровом виде передается требуемая мощность нагревателя в виде цифрового последовательного кода. При этом к выходу могут быть подключены силовые устройства с микропроцессорным управлением. Блок ФИУ реализует фазоимпульсное управление симистором. Суть фазоимпульсного управления заключается в том, что симистор каждый полупериод открывается не вблизи нуля, а с регулируемой фазовой задержкой от 0 до 180 градусов. При этом эффективное напряжение на нагревателе изменяется от 0 до максимального. Цифровой выход D может быть использован для подключения цифро-аналогового преобразователя и формирования стандартного токового или потенциального сигнала.

Выходы для непосредственного управления симисторами C

Приборы Термодат имеют выходные оптоэлектронные устройства для непосредственного управления симисторами. К этому выходу могут быть непосредственно подключены симисторы или тиристоры. В приборах Термодат используются элементы МОС3082, обеспечивающие гальваническую (оптоэлектронную) развязку управляющих цепей от силовых. Кроме того, элементы МОС3082 имеют встроенный детектор фазы и открывают симистор в момент, когда напряжение на нем равно нулю (точнее, близко к нулю). При включении симисторов в нуле прибор создает минимальные помехи в сети, даже при коммутации большой мощности. Кроме того, сами симисторы работают в мягком режиме и их надежность резко увеличивается. При использовании выходов типа C управление мощностью производится по методу равномерного распределения рабочих полупериодов. При подключении симисторов к регулятору следует знать следующие основные положения.

Выходной ток МОС3082 может достигать 1А, но только в момент поджига симисторов, поэтому нельзя использовать этот выход как релейный, нагружая постоянной нагрузкой.

Не все симисторы поджигаются МОС3082. Например, устаревшие симисторы типа ТС161 требуют однополярного сигнала поджига и не могут быть использованы с МОС 3082. Кроме того, при подключении симисторов следует учитывать ограничение по выходному управляющему току МОС3082. Нельзя непосредственно к элементам МОС3082 подключать мощные симисторы, рассчитанные на токи выше 100А (например, ТС162). Ниже в таблице мы приводим список рекомендуемых нами симисторов для непосредственного подключения к приборам Термодат. Следует подчеркнуть, что рабочие токи, коммутируемые симисторами, зависят от температуры симисторов. Все симисторы должны устанавливаться на радиаторы (охладители). Радиаторы можно использовать покупные, поставляемые с симисторами, или изготовленные своими силами.

К одному выходу может быть подключен только один симистор.

Каждый выходной симистор может быть подключен к любой фазе, то есть, например, в десятиканальном приборе, три выхода могут быть подключены к фазе А, три к фазе В, остальные четыре — к фазе С.

Более мощные симисторы, например типа ТС261 могут быть подключены к прибору через промежуточный усиливающий симистор.

В качестве силовых элементов могут быть использованы тиристоры, включенные встречно. Нельзя включать мощные тиристоры без промежуточных усиливающих симисторов.

Аналоговый выход А (стандартный аналоговый сигнал)

Этот выход используется для управления пневматическими исполняющими устройствами, пневмоклапанами, задвижками. Выходной сигнал может быть стандартным аналоговым (4-20 мА или 0-5мА) или потенциальным (0-5В). В приборах предусмотрена возможность инверсии сигнала (максимальной мощности регулятора в этом случае соответствует минимальный аналоговый выходной сигнал) и возможность ограничения максимального уровня сигнала.

Способы подавления помех от терморегулятора

При всех процессах замыкания и размыкания цепи электрическими контактами и электронными ключами наблюдаются радиопомехи, обусловленные резким изменением тока в коммутируемой цепи. Уровень радиопомех определяется крутизной фронтов образующих импульсов, их амплитудой, длительностью. Поскольку регуляторы температур, как правило, коммутируют мощные нагрузки, следует принимать специальные меры для уменьшения помех.

При коммутации индуктивной нагрузки контактами реле уровень создаваемых радиопомех резко уменьшается искрогасительными цепями. Искрогасители эффективно работают только в цепях с индуктивной нагрузкой там где имеется необходимость в снятии перенапряжения при размыкании контактов. Поэтому в электронагревательных приборах, при прямом управлении ТЭНами и спиралями их применять не следует. В качестве помехоподавляющего устройства в этом случае достаточно применение симметричного конденсатора (например К73-21) емкостью 0,1 — 0,22 мкФ, подключаемого к сетевым зажимам питания нагрузки.

Интенсивным источником индустриальных помех принято считать коммутационные устройства на симисторах и тиристорах. Мощные высокочастотные помехи возникают в сети переменного тока в момент включения, если зажигание тиристоров происходит при максимальной амплитуде напряжения — угол отсечки около 90. По этой причине схемы с фазоимпульсным управлением являются очень шумящими в диапазоне частот от 0,1 до 15 МГц, и следует применять специальные меры для подавления помех. По нашим представлениям, фазоимпульсное управление следует использовать только в случае особой необходимости.

Напротив, при включении симисторов в нуле (угол отсечки около 0, напряжение не более 15В) создаются минимальные помехи, уровень которых ниже, чем при включении нагрузки с помощью реле и пускателей. В приборах Термодат поджиг в нуле осуществляется специальными оптоэлектронными устройствами МОС3082, имеющими в своем составе определитель момента прохождения напряжения через ноль.

Продолжение саги о тиристорах

Несинусоидальность напряжения на нагрузке всё равно останется, а постоянной составляющей не будет. Избавиться от громоздкости схемы позволит применение симметричного тиристора.

Симметричный тиристор

Симметричный тиристор, симистор (или «триак» — от англ. triac) – полупроводниковый прибор, предназначенный для коммутации нагрузки в сети переменного тока. Он представляет собой «двунаправленный тиристор» и имеет также три электрода: один управляющий и два основных (силовых) для пропускания рабочего тока.

Основной особенностью симистора является способность проводить ток в обоих направлениях между силовыми электродами. Это очевидно по его вольт-амперной характеристике (ВАХ).

Как видно из рисунка, отрицательная (обратная) ветвь ВАХ симистора, в отличие от ВАХ тиристора повторяет прямую ветвь. Также, в отличие от тиристоров, прибор может управляться как положительным, так и отрицательным током между управляющим и силовым электродом. Для управления используется низковольтный сигнал. При подаче управляющего напряжения симистор переходит из закрытого состояния в открытое и пропускает через себя ток. При питании от сети переменного тока смена состояний симистора вызывается изменением полярности напряжения между основными электродами. Симистор перейдёт в закрытое состояние после изменения полярности или когда значение рабочего тока станет меньше тока удержания (I_G на ВАХ).

Режимы работы симистора отображены на рисунке.

Здесь показаны G — управляющий вывод (затвор) и Т2 – силовой вывод.

В стандартных цепях управления переменным током, таких как регуляторы яркости и регуляторы скорости вращения, полярность затвора и T2 всегда одинаковы. Это означает, что управление симистором производится всегда в 1+ и 3- квадрантах, в которых коммутирующие параметры симистора одинаковы, а затвор наиболее чувствителен. Данные о режимах работы получены на основании ВАХ прибора. Положительному напряжению на T2 соответствует прямая ветвь ВАХ, отрицательному – обратная. В практике применения бытуют трёхквадрантные (3Q) и четырёхквадрантные (4Q) симисторы. Диаграммы напряжения на нагрузке приведены на рисунке:

Здесь Iупр – ток управления симистором, Ԏ — длительность импульса управления. Видно, что для 3Q — симисторов длительность импульса управления не влияет на закрывание прибора.

Отличие между 3Q — и 4Q – симисторами показано на рисунке:

Для предотвращения ложных срабатываний симисторов, вызванных шумами и пульсациями, создаваемыми двигателями, цепи, использующие 4Q — симисторы, должны иметь дополнительные компоненты защиты. Это демпферная RC-цепочка между силовыми электродами, которая используется для ограничения скорости изменения нарастания напряжения и тока, таким образом подавляя помехи (снабберная цепь). Существуют приборы со встроенной снабберной цепью, однако они увеличивают габариты устройства и его стоимость.

В результате применения симистора схема будет иметь вид: 

В данном случае в качестве нагрузки возможно включение сетевого трансформатора.

• VDRM — пиковое прямое напряжение выключения (VBO на ВАХ)
• IDRM — пиковый прямой ток выключения (IL на ВАХ)
• VRRM — пиковое обратное напряжение отключения (-VBO на ВАХ)
• IRRM — пиковый обратный ток выключения (-IL на ВАХ)
• VTM — максимальное входное напряжение
• IH – ток удержания
• диапазон рабочих температур
• время включения и выключения

Симисторы также, как и тиристоры, изготавливаются в корпусах для монтажа в отверстия и для поверхностного монтажа.

Примеры обозначения серий симисторов

В настоящее время симисторы применяются:

• Управление мощными цепями переменного тока (сварочные аппараты, электродвигатели локомотивов подвижного железнодорожного состава, и т. д.)
• Коммутация цепей переменного тока
• Мощные регулируемые источники первичного электропитания

Computer — 220V AC

Использование симисторов для управления индуктивными нагрузками

Здесь мы пытаемся исследовать несколько усовершенствованных схем фазового регулятора на основе симистора, которые можно рекомендовать для управления или эксплуатации индуктивных нагрузок, таких как трансформаторы и двигатели переменного тока, гораздо безопаснее, чем более ранние традиционные схемы диммерных схем на основе симисторов.

Использование симисторов для управления нагрузками переменного тока

Симистор — это полупроводниковое устройство, используемое для переключения нагрузок переменного тока. Обычно рекомендуется, чтобы нагрузки, которые должны управляться через симисторы, были резистивными по своей природе, то есть следует избегать нагрузок, в которых используются обмотки или конденсаторы.

Следовательно, обычно нагрузки, которые преобразуют энергию в тепло, такие как лампы накаливания, нагреватели и т. Д., Подходят только с симисторами, поскольку переключатели и устройства, такие как трансформаторы, двигатели переменного тока и электронные схемы, являются большим НЕТ!

Однако недавние разработки и исследования значительно улучшили ситуацию, и сегодня новые симисторы и соответствующие улучшенные схемы схем сделали абсолютно безопасным даже использование симисторов для переключения чисто индуктивных нагрузок.

Я не буду обсуждать технические аспекты конфигураций, имея в виду новых любителей электроники и ради простоты.

Давайте проанализируем несколько из исследованных конструкций, которые могут поддерживать симисторы с индуктивной нагрузкой.

Цепь управления симистором, подходящая только для резистивных нагрузок

Первая схема показывает общий способ использования симистора и диакритической комбинации для реализации требуемого управления конкретной нагрузкой, однако эта конструкция просто не подходит для индуктивных нагрузок.

Схема включает принцип запуска с синхронизацией через симистор.Конфигурация является самой простой по форме и имеет следующие преимущества:

Дизайн очень простой и дешевый.

Использование только двух оконечных клеммных проводов и отсутствие внешнего источника питания.

Но одним большим недостатком этой конструкции является ее неспособность работать с высокоиндуктивными нагрузками.

Схема управления симистором, подходящая для работы с индуктивными нагрузками

Однако небольшое размышление показывает, что приведенную выше схему можно просто модифицировать в конструкцию, показанную на следующей схеме.

Принцип здесь теперь трансформируется в срабатывание симистора с синхронизацией по сетевому напряжению.

Идея в значительной степени нейтрализует вышеуказанную проблему и очень хорошо согласуется даже с индуктивным типом нагрузок.

Обратите внимание, что в приведенной выше конструкции очень интересно то, что положение нагрузки и подключения резистора было изменено для получения желаемых результатов.

Преимущества можно оценить следующим образом:

Опять простая конструкция и очень низкая стоимость.

Лучшее управление равномерными нагрузками, которые по своей природе являются индуктивными.

Как правило, для работы не требуется внешний источник питания.

К недостаткам можно отнести использование трех оконечных концов проводов для предполагаемых подключений.

Операции становятся очень асимметричными, и поэтому схему нельзя использовать для управления высокоиндуктивными нагрузками, такими как трансформаторы.

Схема управления симистором идеально подходит для высокоиндуктивных нагрузок, таких как трансформаторы и двигатели переменного тока.

Интеллектуальная настройка вышеуказанной схемы делает ее очень желательной даже при самых табуированных индуктивных нагрузках, таких как трансформаторы и двигатели переменного тока.

Здесь хитроумно введен еще один небольшой чувствительный симистор для устранения основной проблемы, которая в первую очередь ответственна за то, что симисторы не подходят для индуктивных нагрузок.

Второй малый симистор гарантирует, что симистор никогда не выключится и не заблокируется полностью, генерируя последовательность импульсов, поддерживая симистор в рабочем состоянии и постоянно «толкаясь».

Преимущества вышеуказанной окончательной конструкции можно отметить следующими пунктами:

Очень простая конструкция,

Превосходная точность при управлении высокоиндуктивными нагрузками,

Отсутствие использования внешнего источника питания.

Вышеупомянутая схема была эксклюзивно разработана лабораторией приложений SGS-THOMSON Microelectronics и успешно использовалась в широком спектре оборудования.

ПРЕДОСТАВЛЕНО:

Узнать | OpenEnergyMonitor

Управление фазой: Максимальная мощность передается на нагрузку, когда симистор работает в течение всего каждого полупериода. Мощность непрерывно (но не линейно) снижается до нуля, когда симистор вообще не проводит. *

Burst Fire: Максимальная мощность передается на нагрузку, когда симистор работает в каждом цикле.По мере того, как проводится меньшее количество циклов, средняя мощность падает ступенчато (в данном случае на 20%). *

Срабатывание (срабатывание) симистора

Для этой задачи существует ряд ИС, которые не только генерируют соответствующий сигнал, но также обеспечивают изоляцию между сетью и управляющей электроникой. Двумя примерами являются MOC3021 для управления фазой и MOC3041 для серийной стрельбы, как от Fairchild, так и от других производителей.

Драйвер случайной фазы MOC3021 I.C.

Как всегда, технический паспорт дает полную информацию, принципиальную схему приложения, и рекомендуется точно следовать ей.Что касается процессора Arduino, то драйвер очень похож на обычный светодиод. Для ограничения тока требуется последовательный резистор, и его значение можно рассчитать обычным способом, зная мощность привода цифрового выходного вывода Arduino, напряжение, падающее на светодиод, и требуемый ток. Эскиз программного обеспечения должен обеспечивать достаточно длинный импульс в нужный момент в каждом полупериоде, чтобы симистор включался в нужное время.

Драйвер оптоизолятора с нулевым крестом MOC3041 I.С.

Опять же, технический паспорт дает полную информацию, принципиальную схему приложения, и рекомендуется точно следовать ей. Опять же, Arduino видит устройство как светодиод, и резистор рассчитывается таким же образом. Однако он отличается от MOC3021 тем, что содержит схему детектора перехода через ноль. Во время работы триггер «заряжается», посылая ему сигнал «включения» в течение предыдущего полупериода, особенно после того, как напряжение поднимается выше 20 В («Запрещающее напряжение» в таблице данных).Теперь программное обеспечение должно смотреть вперед и запускать триггер перехода через ноль через некоторое время после начала предыдущего полупериода. Чтобы исправление не происходило, сигнал «включения» остается включенным до соответствующей точки на один цикл позже, после чего он либо выключается, либо остается включенным, если необходимо.

Падение или мерцание

Любое электроснабжение имеет конечный импеданс, свойство кабелей, трансформаторов, распределительного устройства и, в конечном итоге, даже генераторов, составляющих систему.И, как любое полное сопротивление, когда вы потребляете ток, на нем появляется напряжение, которое вызывает падение напряжения питания. Величина провалов напряжения обычно выражается в процентах от нормального напряжения.

Если у вас есть собственное электроснабжение, оно находится под вашим контролем, но в целом это не так, и вы разделяете электроснабжение с кем угодно, от горстки до многих десятков, возможно, сотен соседей. Поэтому каждый раз, когда вы включаете нагрузку, напряжение у всех будет падать и восстанавливаться при выключении нагрузки.Если это происходит неоднократно и часто, это называется мерцанием. Лампы накаливания очень чувствительны к изменению напряжения, световой поток примерно пропорционален V ^3,4 , поэтому существуют строгие ограничения, которые определяют максимально допустимое изменение напряжения, которое связано с частотой изменений. [См. Справку] Мерцание — проблема для контроллеров огня очередями.

Гармоники и RFI

Каждый раз, когда симистор включает электрическую цепь, и если предположить, что на симисторе есть напряжение, ток нагрузки возрастает от нуля до некоторого значения за очень короткое время.Величина и скорость изменения определяются нагрузкой, и в случае чистого (или почти такого) сопротивления скорость изменения может быть очень высокой. Результирующий «край» генерирует широкий спектр шума, который может легко распространяться в радиодиапазоны и мешать работе расположенного поблизости электронного оборудования, если не используется надлежащая фильтрация.

В то же время процесс прерывания синусоидальной волны также генерирует гармоники линейной частоты. Если волна прерывается симметрично, будут присутствовать только нечетные гармоники.(Вы можете легко проиллюстрировать обратное в электронной таблице: построите синусоидальную волну, затем добавьте третью гармонику с амплитудой ¹ / ₃ -ю, пятую гармонику с ¹ / ₅ -ю амплитуду и и т. д. В итоге получается прямоугольная волна.)

Опять же, из-за конечного сопротивления источника питания нагрузка, потребляющая гармонические токи, вызовет искажение волны напряжения, а это, в свою очередь, вызовет токи на этих гармониках во всех других нагрузках, подключенных к системе.Это может вызвать нежелательный нагрев, и, опять же, существуют строгие ограничения на величину тока, который может потребляться при любой данной гармонике. В общем, должен быть включен фильтр, который уменьшит как радиочастотные помехи, так и гармоники, которые вводятся в источник питания. [См. Ссылку]

Гармоники представляют собой серьезную проблему для контроллеров фазового угла и для контроллеров с импульсным возбуждением, если точка переключения значительно смещается от точки перехода через ноль.

Справочные документы и спецификации

Драйвер MOC3021 http: // www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-3003.pdf

Драйвер MOC3041 http://www.fairchildsemi.com/ds/MO/MOC3041M.pdf

Гармоники и мерцание — низкочастотная часть спектра электромагнитной совместимости Д-р Филип Д. Слейд, Университет Эксетера

http://www.compliance-club.com/archive/old_archive/9

.html

SSR не работает нормально при малом токе нагрузки

В этой статье мы ответим на вопросы клиентов о токе нагрузки в твердотельном реле (SSR), которое является бесконтактным реле.А также упомяните некоторые моменты, на которые следует обратить внимание при проектировании схем. Если вы планируете использовать или уже используете SSR, эта статья поможет устранить ваши опасения и найти решения ваших проблем.

Вопрос:

У нас есть цепь SSR, в которой нагрузка пропускает небольшой ток и подключена к SSR. В этой схеме нагрузка не отключается при отключении первичного бокового элемента. Почему это происходит?

Ответ:

Для нормальной работы SSR ток, протекающий через нагрузку, должен быть равен или превышать «минимальный ток нагрузки».«Проверьте характеристики реле и подключите имитатор резистора параллельно нагрузке, чтобы ток нагрузки был равен или превышал« минимальный ток нагрузки ».

SSR имеет фототриак и симистор, которые служат выходными элементами. Это вызывает эффект в SSR, который в некоторых случаях приводит к тому, что выходной элемент не отключается, когда ток нагрузки слишком мал. Чтобы справиться с этой проблемой, резистор (фиктивный резистор подключается параллельно нагрузке, чтобы позволить нагрузке пропускать ток, равный или превышающий минимальный ток нагрузки, указанный для SSR.Таким образом, ток нагрузки в SSR поддерживается равным или большим, чем минимальный ток нагрузки (см. Рис. 1).

Вопрос:

У нас есть цепь SSR со встроенным демпфирующим контуром. В этой схеме нагрузка в некоторых случаях включается, несмотря на отключение входного бокового элемента. В чем причина такого поведения?

Ответ:

Это происходит потому, что номинальный ток нагрузки меньше тока утечки холостого хода, протекающего через демпферную цепь.Вам необходимо убедиться, что ток нагрузки равен или больше тока утечки холостого хода. Подключив имитирующий резистор параллельно нагрузке, подойдет.

Однако следует отметить, что такой случай не обязательно означает, что ваш SSR неисправен. Иногда SSR ведет себя так, как если бы у него возникла проблема со сбросом из-за разницы в импедансе и типов нагрузки. Вы можете решить эту проблему, подключив имитатор резистора параллельно нагрузке. Это снижает напряжение, остающееся на нагрузке, что позволяет избежать сбоя сброса (см. Рис. 1).

SSR, который мы обсуждали в этой статье, представляет собой бесконтактное реле, которое отличается по структуре от реле PhotoMOS, которое также классифицируется как бесконтактное реле.Мы надеемся, что описанное здесь будет полезно при использовании SSR.

Ключевые слова

• SSR: SSR означает твердотельное реле. SSR — одно из различных бесконтактных полупроводниковых реле. Он имеет светоизлучающий полупроводниковый элемент, такой как светодиод, на входной стороне и полупроводниковый элемент управления, такой как транзистор и симистор, на выходной стороне. Эти элементы позволяют SSR иметь высокоскоростные ответы.
• Симистор: Симистор, который также называют двунаправленным тиристором, получается путем обратного параллельного соединения двух тиристоров. Созданный таким образом симистор позволяет току течь как в прямом, так и в обратном направлении.
• Демпферная цепь: Демпферная цепь встроена в электронную схему для подавления резкого повышения напряжения. Он предотвращает разрушение транзистора, устройства управления и т. Д., Вызванное таким скачком напряжения.

Коммутация симисторов с безопасным использованием нулевого напряжения (ZVS)

Переключение при нулевом напряжении (ZVS) для симисторов реализуется путем подачи контролируемой мощности на нагрузку посредством включения / выключения линейного напряжения, которое, в частности, находится при пересечении нуля пороги синусоиды. Частота переключения определяет мощность управления нагрузкой.

Этот метод снимает ограничения радиочастотных помех (RFI), которые связаны с фазовым регулированием больших резистивных нагрузок.

Разница между переключением симистора при нулевом напряжении и управлением фазой

На рисунке ниже описана разница между управлением фазой и переключением при нулевом напряжении, при этом более высокая форма сигнала отображает управление фазой, а нижняя форма сигнала отображает переключение при нулевом напряжении.

Для переключения при нулевом напряжении используются только отдельные приложения, которые позволяют управляемой нагрузке усреднять всплески целых полупериодов.

Следовательно, время реакции нагрузки должно быть больше, чем интервал цикла переключения.

Это связано с тем, что в конфигурациях с низким энергопотреблением короткие всплески от 20 до 30 полупериодов могут быть практичными с паузами в 10 секунд.

Следовательно, подход подходит для регулирования нагрузок, таких как нагревательные элементы, но не для затемнения света.

Полупериодное фазовое управление

На следующем рисунке ниже показан эффективный, но простой пример переключения при нулевом напряжении. Эта схема обеспечивает только полуволновое управление, но она очень подходит для коммерческого использования, в котором конструкция нагревательных элементов является гибкой.

Несмотря на то, что напряжение в сети и температура окружающей среды сильно различаются, целостность цепи остается стабильной и надежной. Время реакции зависит от свойств термистора, которое обычно составляет 1 или 2 секунды.

Расхождение чувствительности составляет около 0,25 ° F при типичной температуре окружающей среды.

Стабилитрон Z1 развивает номинальное базовое значение напряжения 5,6 В за счет сокращения входящего положительного полупериода сетевого напряжения.

Это основание или основание разделено резисторами R2, C2 и соответствующими резисторами, чтобы создать пьедестал с укороченной амплитудой с наложенным импульсом поверх основания.

Форма волны принудительно передается на затвор SCR1. Прямое изменение фазы на базу подается конденсатором C1, который также параллельно подключен к R1.

Это позволяет проводить SCR1 по вершине положительного затухающего импульса, который перекрывается на пьедестале. Весь процесс выполняется в начале прямого полупериода линейного напряжения, которое формируется на анодах пары тиристоров.

Термистор регулирует амплитуду базы и обеспечивает полупропорциональное регулирование с минимальным отклонением температуры.

Содержащая установка SCR1 и SCR2 уменьшает влияние неопределенностей окружающей температуры. С точки зрения стоимости, эта схема относительно дешевле по сравнению со схемой управления фазой с аналогичной способностью обработки мощности, поскольку не требуются компоненты RFI.

Двухполупериодное регулирование фазы

На рисунке ниже описана схема, которая обеспечивает двухполупериодное регулирование тепловых нагрузок различных размеров.

Цепь активации запитывает симисторы разного номинала от 1А до 125А.Кроме того, вы можете подключить любое количество симисторов в качестве ведомых к основной цепи активации. Ниже изображена активирующая цепь ниже.

Температурное изменение этой схемы составляет почти ± 0,167 ° C. Кроме того, в этой схеме присутствует полупропорциональная функция, и она подходит для условий, в которых необходимо регулировать относительно большие объемы мощности и при невысокой стоимости.

Контроль перехода через ноль

Несколько организаций изготовили интегральные схемы, особенно для процедур переключения симисторов при нулевом напряжении.

Эти ИС позволяют более эффективно управлять рабочими процедурами без включения большого количества электронных компонентов.

Примером стандартной коммутирующей интегральной схемы при нулевом напряжении является микросхема µ742, изготовленная Fairchild Semiconductor.

При использовании с несколькими другими компонентами и термистором эта ИС распознает дисбаланс датчика, определяет линию прохождения нулевого напряжения и генерирует необходимый импульс, активирующий симистор.

Такой тип интегральных схем переключения при нулевом напряжении может быть применен в невероятно сложных приложениях на основе симисторов, таких как «отказоустойчивое» регулирование нагревательных и холодильных нагрузок.

Поломка термистора или термометра сопротивления может привести к аварии для многих систем управления.

Например, регулятор нагрева с отрицательным температурным коэффициентом будет рассматривать закороченные выводы термистора как чрезмерно высокую температуру и, как следствие, отключит подаваемую мощность.

В неудачном случае, если термистор имел обрыв цепи из-за неясных причин, система управления распознала бы низкую температуру и подала бы полную мощность на нагрузку.

Для защиты системы от подобных катастроф чрезвычайно важно наличие датчика «разомкнутой цепи».

Такая схема защиты изображена на рисунке ниже. С минимальными настройками ту же схему можно использовать для защиты от рисков «короткого замыкания», вызванных выходом из строя термисторов с положительным температурным коэффициентом.

Для однофазных и трехфазных нагрузок переключение при нулевом напряжении может безопасно применяться в соответствии с относительной схемой управления, хотя эти системы довольно сложны по своей природе и подпадают под новую тему обсуждения.

Дополнительную информацию о схемах этого типа можно получить у производителей коммутирующих ИС при нулевом напряжении.

Симисторы — Поиск неисправностей

С точки зрения электрика симисторы представляют собой простые электронные компоненты. Их состояние всегда бинарное — функциональное или дисфункциональное.

Самая большая причина выхода из строя симистора — перегрузка. Как и в случае с большинством полупроводников, важно знать, что короткое замыкание на его выходе почти мгновенно выводит из строя устройство.

Один из убедительных способов обнаружить перегрузку симистора — это потеря управления затвором, которая переводит компонент в состояние «всегда включен».

Это состояние можно легко проверить, отпаяв все провода, подключенные к затвору симистора, и если устройство все еще находится под напряжением, это означает, что управление затвором потеряно.

Просто убедитесь, что нагрузка не имеет короткого замыкания, проверив это с помощью омметра, и только после этого попытайтесь заменить симистор.

Когда работа будет возобновлена, понаблюдайте за линейным током в цепи, чтобы убедиться, что он соответствует номинальным характеристикам симистора, указанным в таблице данных.

Будьте бдительны, чтобы гигантские излучающие шары имели невероятно высокий пусковой ток, который может превысить временный предел перегрузки симистора, который обычно в 5-10 раз превышает номинальную нагрузку для полупериодной входной формы волны.

Еще одна значительная поломка — это когда цепь симистора не активируется полностью. Обычно это вызвано проблемой во время активации, а не самим симистором.

Первым очевидным шагом является проверка наличия сетевого напряжения на симисторе.

Допустим, напряжение есть, самый быстрый способ его проверить — поместить резистор 150 или 1 кОм между затвором и корпусом. Это должно активировать симистор в режиме проводимости.

Когда симистор активирован и проводит ток, это означает, что проблема связана с активирующими цепями. Если симистор не активирован, это означает, что компонент неисправен.

Самое главное, не проверяйте симистор с мегомметром.

Принцип, структура, работа с прикладными схемами

10

Ссылки

[1] Теория тиристоров и соображения проектирования », ON Semiconductor, доступно

на www.onsemi.com/pub/Collateral/HBD855-D.PDF.

[2] M.D. Singh, K.B. Khanchandani, Power Electronics, Second Edition, Tata

McGraw-Hill, New Delhi, 2007, страницы 148-152

[3] Примечание по применению AN-3008, RC демпферные сети для тиристорных источников питания

Управление и подавление переходных процессов, Fairchild Semiconductor , доступно

на http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-3008.pdf, страницы 1-5.

[4] «Чувствительные вентильные симисторы серии 2N6071A / B» (PDF). Полупроводник

Components Industries, LLC.Проверено 28 июня 2012 г.

[5] симисторов и микроконтроллеров — простое подключение.

http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/application_note/CD0

0003868.pdf

[6] «Технические характеристики продукции Philips Semiconductors Triacs BT138

series» (PDF). http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BT138_SER_D_E.

pdf

[7] «STMicroelectronics T3035H, T3050H Snubberless high temperature 30 A

Triacs» (PDF).st.com 100922.

http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_

LITERATURE / DATASHEET / CD00263568.pdf.

[8] Саиф Алдин Саад Обайес Аль-Кадхим, Прототип системы беспроводного контроллера

на базе Raspberry Pi и Arduino для гравировального станка, UKSim-AMSS

19-я Международная конференция по моделированию и моделированию, DOI:

10.1109 / UKSim. 2017.20.

[9] Саиф Алдин Саад Обайес Аль-Кадхим, Промышленная мастерская на основе

Интернет вещей: технология автоматизированных производственных систем, Noor

Publishing (1 августа 2017 г.), ISBN-10: 3330965754, ISBN-13: 978 —

3330965751.

[10] Саиф Алдин Саад Обайес Аль-Кадхим, Станок с ЧПУ на основе

Embedded Wireless and Internet of Things for Workshop Development

Статья в журнале IJCDS, том 6 (выпуск 4): 205 · июль 2017, DOI:

10.12785 / ijcds / 060406.

[11] Аль-Кадхим, Саиф Алдин Саад Обайес. «Станок с ЧПУ

на базе

встраиваемой беспроводной связи и Интернета вещей для разработки мастерской

».

Международный журнал вычислительных и цифровых систем 6.4 (2017): 205-

213.

[12] Obayes, Saif Aldeen Saad,

«Решетка микрополосковых антенн для мобильных устройств 5G

», Journal of Communications, vol. 13, вып. 5, pp. 225-229,

2018. Doi:

10.12720 / jcm.13.5.225-229.

[13] Обайес, Саиф Алдин Саад. Скремблирование аналоговой речи с использованием

Wavelet

Transform. Дисс. Университет Вавилона, 2006.

TRIAC

TRIACs похожи на 2 параллельных тиристора

Таким образом, они могут переключать обе стороны синусоидального сигнала переменного тока

Они часто переключаются с использованием DIACS

Их можно использовать для управления нагрузками переменного тока с помощью переключателя
или постепенной подстройки синусоидальной волны

За счет использования оптической связи они могут быть безопасно связаны с компьютерными цепями управления

ТРИАКИ похожи на 2 параллельных SCR и могут обрабатывать обе стороны синусоидальной волны.

Вот внутренняя полупроводниковая структура из TRIAC

Кнопочный переключатель контролирует протекание тока в нагрузке

Ток, введенный в ВОРОТА, управляет TRIAC

Переключатель TRIAC контролирует ток через нагрузку

Потому что им можно управлять с помощью триггера при различные точки напряжения на синусоиде, которые можно использовать для эффективно управлять мощностью RMS, выдаваемой к нагрузке скорее просто сырой вкл / выкл.

Это как выключатель, который может включаться и выключаться в разное время по синусу волна.

TRIAC — это выключатель, управляемый воротами.

Логические схемы низкого напряжения хрупкие и дорогие, они должны быть электрически изолированы от высоковольтного симистора Схема с использованием микросхемы модуля оптопары

СКЗ мощность и напряжение на нагрузку контролируются обрезка синусоидальной волны AC .

Ан осциллограф подключен к нагрузке управляемой TRIAC нагрузки показывает прогрессивное обрезка синусоидальной волны, которая эффективно управляет среднеквадратичной мощностью нагрузка.

Переменный резистор устанавливает точку на синусоида, при которой происходит обрезка, эффективно затемняя или освещая свет

Конденсатор и индуктор попытка минимизировать помехи, создаваемые эффектом привязки ТРИАК на синусоиде ……
как колокольный звон, гармоники (даже некоторые РФ) создаются в цепи, которая может создавать помехи другим устройствам

Типичный домашний светорегулятор использует TRIAC
Симисторы не могут контролировать высокий ток значения
, которые могут быть SCR

Вот реальный вид схема выше.

Обратите внимание на индуктивность и конденсатор используются для фазового сдвига и фильтрация шума.

Вы когда-нибудь замечали, что 60 Гц звонит звук, исходящий от диммеров, а иногда и от нити накала лампы накаливания с регулировкой яркости?
Это результат прерывания синуса волна, питающая свет.

Вентилятор пытается сохранить прохладу в окружающей среде (ЦП, производственный процесс, двигателя)

В цепи управления скоростью вентилятора используется 2 термисторы как делитель напряжения для управления триггером TRIAC схема.

Таким образом, скорость вентилятора пропорциональна температуре.

Здесь низкое напряжение Логическая схема используется для управления нагрузкой переменного тока более высокого напряжения (электродвигатель отопителя).
Оптопара используется для защиты цепи низкого напряжения от более высокое напряжение.

Одной стороной твердотельного переключателя
является регулятор низкого напряжения

Другая сторона для высоковольтный AC контроль нагрузки

Вот типичный Пакет драйвера TRIAC , используемый для интерфейса управления с низким уровнем логики цепи к управляемым нагрузкам переменного тока высокого напряжения.\

Оптопара Схема и TRIAC содержатся в одном корпусе.

Актуальный модуль для Управление нагрузкой TRIAC с помощью Fairchild MOC3062 6-контактный DIP 600 В выходная оптопара драйвера симистора с нулевым переходом

Программируемый Контроллер мультиварки TRIAC.

Fairchild MOC3041 Оптрон сопрягая компьютер и нагрузку переменного тока

Пешаварский университет

Автор (ы): Латиф-ур-Рахман, Анвар-уль-Хак Али Шах, Афзал Шах, Сайед Мухаммад Салман, Абдул Халик Янв
Год: 2022
Журнал: Biointerface Res. Прил. Chem.
Объем: 12
Выпуск: 1
Страниц: 377-390

Автор (ы): Парвин, С., Л. Бадшах, А. Уллах, С.Г. Али, С.М. Шах, А. Заман и С. Х. Сиддики
Год: 2021
Журнал: Этноботанические исследования и приложения
Том: 22
Выпуск: 30
Страниц: 1-16
Ссылка: Скачать

Автор (ы): Аббас, К., С. Батул, С. В. Хан, А. Хуссейн, Су Дин, М. А. Нафис, С. Али, М. А. Файзи и А. Уллах
Год: 2021
Журнал: Пакистанский журнал научных и промышленных исследований серии «Биологические науки»,
Том: 64
Выпуск: 3
Страниц: 251-255
Ссылка: Скачать

Автор (ы): Раис Хан, Башир Хан, Абдур Рашид, Асад Уллах и Шейх Заин Ул Абидин
Год: 2021
Журнал: Microscopy Research & Technique
Том: 84
Выпуск: 12
Страниц: 1-7
Ссылка: Скачать

Автор (ы): Муджиб Ур Рахман, З.