Способы, как проверить симистор

Устройство и принцип работы

Устройство тиристора выглядит следующим образом:

1. 4 полупроводниковых элемента имеют последовательное соединение друг с другом, они различаются по типу проводимости.
2. В конструкции имеется анод – контакт к внешнему слою полупроводника и катод, такой же контакт, но к внешнему n-слою.
3. Всего имеются не более 2 управляющих электродов, которые подсоединены к внутренним слоям полупроводника.
4. Если в устройстве полностью отсутствуют управляющие электроды, то такой прибор является особой разновидностью – динистором. При наличии 1 электрода, прибор относится к классу тринисторов. Управление может осуществляться через анод или катод, данный нюанс зависит от того, к какому слою был подключен управляющий электрод, но на сегодняшний день наиболее распространен второй вариант.
5. Данные приборы могут подразделяться на виды, в зависимости от того, пропускают они электрический ток от анода к катоду или сразу в обоих направлениях. Второй вариант устройства получил название симметричные тиристоры, обычно состоящие из 5 полупроводниковых слоев, по своей сути они являются симисторами.
6. При наличии в конструкции управляющего электрода, тиристоры могут быть разделены на запираемую и незапираемую разновидность. Отличие второго вида заключается в том, что такой прибор не может быть никаким способом переведен в закрытое состояние.

Принцип действия тиристора, подключенного к цепи постоянного тока, заключается в следующем:

1. Включение прибора происходит благодаря получению цепью импульсов электрического тока. Подача происходит на полярность, которая является положительной относительно катода.
2. На протяженность процесса перехода оказывает влияние целый ряд различных факторов: вид нагрузки; температура полупроводникового слоя; показатель напряжения; параметры тока нагрузки; скорость, с которой происходит нарастание управляющего тока и его амплитуда.
3. Несмотря на значительную крутизну управляющего сигнала, скорость нарастания напряжения не должна достигать недопустимых показателей, поскольку это может вызвать внезапное отключение прибора.
4. Принудительное отключение устройства может быть осуществлено разными способами, наиболее распространен вариант с подключением в схему коммутирующего конденсатора, обладающего обратной полярностью. Такое подключение может происходить благодаря наличию второго (вспомогательного) тиристора, который спровоцирует возникновение разряда на основной прибор. В таком случае, разрядный ток, прошедший через коммутирующий конденсатор, столкнется с прямым током основного прибора, что понизит его значение до нулевого показателя и вызовет отключение.

принцип работы

Немного отличается принцип действия тиристора, подключенного к цепи переменного тока:

1. В таком положении прибор может осуществлять включение или отключение цепей с разными типами нагрузки, а также изменять значения электрического тока через нагрузку. Это происходит благодаря возможности тиристорного прибора изменять момент, в который осуществляется подача управляющего сигнала.
2. При подключении тиристора в подобные цепи, применяется исключительно встречно-параллельное включение, поскольку он может проводить ток лишь в одном направлении.
3. Показатели электрического тока изменяются благодаря внесению изменений в момент, когда происходит передача открывающих сигналов на тиристоры. Этот параметр регулируется при помощи специальной системы управления, относящейся к фазовой либо широтно-импульсной разновидности.
4. При использовании фазового управления, кривая электрического тока будет обладать несинусоидальной формой, это также вызовет искажение формы и напряжения в электросети, от которой происходит питание внешних потребителей. Если они обладают высокой чувствительностью к высокочастотным помехам, то это может вызвать сбои в процессе функционирования.

Самодельный пробник

Простейший вариант исполнения представлен сочетанием только лампочки и батарейки, но он неудобен в применении. Более сложная схема позволяет протестировать устройство при подаче постоянного или переменного тока.

Схема самодельного пробника представлена сочетанием следующих элементов:

1. Лампочка небольшого размера с показателями 0,3 А и 6,3 В.
2. Трансформатор со вторичной обмоткой 6,3 В. Рекомендуется использовать вариант исполнения ТН2.
3. Диод выпрямительного типа с обратным напряжением около 10 Вольт и сопротивлением не менее 300 мА. Примером можно назвать вариант исполнения Д226.
4. В схему также включается конденсатор, емкость которого составляет 1000 мкФ. Устройство должно быть рассчитано на напряжение 16 В.
5. Создается сопротивление с номиналом 47 Ом.
6. Предохранитель на 0,5 А. При применении мощного силового трансформатора следует повысить номинал предохранителя.

Как проверить работоспособность симистора?

В сети можно найти несколько способ, где описан процесс проверки при помощи мультиметра, те, кто описывал их, судя по всему, сами не пробовали ни один из вариантов. Чтобы не вводить в заблуждение, следует сразу заметить, что выполнить тестирование мультиметром не удастся, поскольку не хватит тока для открытия симметричного тринистора. Поэтому, у нас остается два варианта:

1. Использовать стрелочный омметр или тестер (их силы тока будет достаточно для срабатывания).
2. Собрать специальную схему.

Алгоритм проверки омметром:

1. Подключаем щупы прибора к выводам T1 и T2 (A1 и A2).
2. Устанавливаем кратность на омметре х1.
3. Проводим измерение, положительным результатом будет бесконечное сопротивление, в противном случае деталь «пробита» и от нее можно избавиться.
4. Продолжаем тестирование, для этого кратковременно соединяем выводы T2 и G (управляющий). Сопротивление должно упасть примерно до 20-80 Ом.
5. Меняем полярность и повторяем тест с пункта 3 по 4.

Если в ходе проверки результат будет таким же, как описано в алгоритме, то с большой вероятностью можно констатировать, что устройство работоспособное.

Заметим, что проверяемую деталь не обязательно демонтировать, достаточно только отключить управляющий вывод (естественно, обесточив предварительно оборудование, где установлена деталь, вызывающая сомнение).

Необходимо заметить, что данным способом не всегда удается достоверно проверку, за исключением тестирования на «пробой», поэтому перейдем ко второму варианту и предложим две схемы для тестирования симметричных тринисторов.

Схему с лампочкой и батарейкой мы приводить не будем в виду того, что таких схем достаточно в сети, если вам интересен этот вариант, можете посмотреть его в публикации о тестировании тринисторов. Приведем пример более действенного устройства.

Схема простого тестера для симисторов

Обозначения:

• Резистор R1 – 51 Ом.
• Конденсаторы C1 и С2 – 1000 мкФ х 16 В.
• Диоды – 1N4007 или аналог, допускается установка диодного моста, например КЦ405.
• Лампочка HL – 12 В, 0,5А.

Можно использовать любой трансформатор с двумя независимыми вторичными обмотками на 12 Вольт.

Алгоритм проверки:

1. Устанавливаем переключатели в исходное положение (соответствующее схеме).
2. Производим нажатие на SB1, тестируемое устройство открывается, о чем сигнализирует лампочка.
3. Жмем SB2, лампа гаснет (устройство закрылось).
4. Меняем режим переключателя SA1 и повторяем нажатие на SB1, лампа снова должна зажечься.
5. Производим переключение SA2, нажимаем SB1, затем снова меня ем положение SA2 и повторно жмем SB1. Индикатор включится, когда на затвор попадет минус.

Теперь рассмотрим еще одну схему, только универсальную, но также не особо сложную.

Схема для проверки тиристоров и симисторов

Обозначения:

• Резисторы: R1, R2 и R4 – 470 Ом; R3 и R5 – 1 кОм.
• Емкости: С1 и С2 – 100 мкФ х 10 В.
• Диоды: VD1, VD2, VD5 и VD6 – 2N4148; VD2 и VD3 – АЛ307.

В качестве источника питания используется батарейка на 9V, по типу Кроны.

Тестирование тринисторов производится следующим образом:

1. Переключатель S3, переводится в положении, как продемонстрировано на схеме (см. рис. 6).
2. Кратковременно производим нажатие на кнопку S2, тестируемый элемент откроется, о чем просигнализирует светодиод VD
3. Меняем полярность, устанавливая переключатель S3 в среднее положение (отключается питание и гаснет светодиод), потом в нижнее.
4. Кратковременно жмем S2, светодиоды не должны загораться.

Если результат будет соответствовать вышеописанному, значит с тестируемым элементом все в порядке.

Теперь рассмотрим, как проверить с помощью собранной схемы симметричные тринисторы:

• Выполняем пункты 1-4.
• Нажимаем кнопку S1- загорается светодиод VD

То есть, при нажатии кнопок S1 или S2 будут загораться светодиоды VD1 или VD4, в зависимости от установленной полярности (положения переключателя S3).

Проверка на исправность

Проверить тиристор ку202н на исправность можно мультиметром, начать ее следует с проверки n-p перехода между анодом и управляющим электродом. Он должен прозваниваться так же, как обычный диод,  то есть при прямом подключении (положительное напряжение на управляющий электрод, а отрицательное на катод) сопротивление перехода должно быть небольшим, а при обратном подключении большим.

Для более детальной проверки требуется выполнить такие действия:

• Переключаем мультиметр в положение для измерения сопротивления до 2 кОм. На щупы прибора должно подаваться напряжение от источника питания.
• Теперь нужно подключить щупы мультиметра к аноду и катоду тиристора. При этом прибор должен показывать большое сопротивление, близкое к бесконечности.
• При помощи перемычки соединяем анод и управляющий электрод. Сопротивление между анодом и катодом, показываемое мультиметром, должно упасть.
• Разъединяем анод и управляющий электрод. Сопротивление должно вырасти.

Можно также проверить тиристор при помощи лампочки и блока питания постоянного тока. Лампочка должна быть рассчитана на то напряжение, которое выдает блок питания. Подключаем положительный полюс блока питания на анод, а отрицательный на катод проверяемого тиристора.

При помощи батарейки, или щупов мультиметра включенного в режиме омметра, подаем отпирающее напряжение на управляющий электрод. Для этого подключаем положительное напряжение к аноду, а отрицательное к управляющему электроду. Если тиристор исправен, лампочка должна зажечься.

Если убрать напряжение между анодом и управляющим электродом лампочка должна продолжать гореть.

Существует способ проверить тиристор ку202н, не выпаивая его из схемы. Для этого нужно:

• Отключите плату, на которой находится тиристор, от питания.
• Отключаем от схемы управляющий электрод.
• Один тестер, настроенный на измерение постоянного напряжения, подключаем к аноду и катоду тиристора.
• Второй мультиметр включаем между анодом и управляющим электродом.
• Первый тестер должен показывать небольшое напряжение (десятки милливольт).

Хотя он уже снят с производства, его еще можно купить в некоторых местах. Кроме того он присутствует во многих старых электронных приборах, из которых его при желании можно выпаять. Его DataSheet можно скачать здесь.

Как проверить симистор мультиметром

• Проверять мультиметром и не только (первый метод проверки). Для проверки тиристора мультиметром нужно отсоединить управляющий электрод из электрической схемы. Омметр необходимо присоединить к анодному и катодному контакту. При бесконечном сопротивлении и кратковременном замыкании управляющего электрода к заземлению произойдёт отпирание симистора. Проверка тестером практически не отличается от измерения показателей, которые делаются вольтметром мультиметра. Принцип остаётся одним и тем же — проверка электропроводимости.
• Прозвонить мультиметром.(второй метод проверки). Следует заметить, что мультиметр не создаёт достаточную величину тока для срабатывания тиристора, поэтому следует проверить его чувствительность омметром. Если, отключая, управляющий ток чувствительный тиристор (симистор) сохраняет открытое сопротивление, то это фиксируется на приборе. Дальше, увеличивая предел измерения на 10, ток на щупах мультиметра или тестера должен уменьшаться.
• Проверять на исправность и работоспособность.(третий метод проверки). При полном отключении управляющего тока должен закрыться переход. Если этого не происходит, нужно продолжить увеличение предела измерения до сработки симистора (тиристора) по току удержания. Чувствительность тиристора или симистора определяется по соответствию тока удержания. Чем ток удержания меньше — тем симистор или тиристор более чувствителен.

Необходимые знания для проверки, замены и последующего ремонта различных радиоэлектронных блоков с участием симисторов или тиристоров помогут любому радиолюбителю в повышении своих профессиональных и практических навыков.

Способы проверки

Существует целый ряд различный способов, позволяющих проверять тиристоры, наиболее простым является тестирование с помощью лампы накаливания и источника, дающего постоянное напряжение.

Реализовать данный процесс можно следующим образом:

1. Провода необходимо припаять к выводам тиристора таким образом, чтобы на анод подавался плюс от питающего элемента, а минус был подключен к лампочке, а уже через нее к катоду.
2. На управляющий электрод прибора потребуется подать напряжение, которое будет превышать аналогичный показатель для анода на 0,2В, благодаря этому действию тиристор перейдет в открытое состояние.
3. Если прибор исправен и находится в рабочем состоянии, то лампочка должна зажечься.
4. Для того, чтобы окончательно убедиться в исправном функционировании, необходимо перекрыть доступ источнику напряжения, открывшему тиристор, к управляющему электроду, после совершения этих действий лампочка не должна погаснуть.
5. Чтобы вернуть устройство в закрытое состояние, необходимо полностью устранить питание либо осуществить подачу отрицательного напряжения на электрод.

Ниже приводится пример проверки, которую можно осуществить в цепи переменного тока:

1. Необходимо заменить напряжение, которое подается от блока питания или иного постоянного источника, на переменное напряжение с показателем 12В, использовать для этих целей можно специальный трансформатор.
2. После осуществления данной процедуры, в исходном положении лампочка будет находиться в выключенном режиме.
3. Проверка происходит путем нажатия пусковой кнопки, во время чего лампочка должна включаться, а при отжимании снова гаснуть.
4. Во время тестирования, лампочка должна загораться только вполовину от своих возможностей накала, это обусловлено тем фактом, что тиристора достигает только положительная волна подаваемого от трансформатора переменного напряжения.
5. Если в схеме присутствует симистор, одна из основных разновидностей тиристора, то лампочка будет загораться в полную силу, поскольку он одинаково восприимчив к обеим полуволнам переменного напряжения.

тестер

Другим способом является осуществление проверки при помощи тестера, реализуется она следующим образом:

1. Для осуществления предлагаемого тестирования достаточно энергии, которая будет получена от питания мини-тестера на 1,5В, находящегося в рабочем режиме х1 кОм.
2. Требуется подключить щуп к аноду и затем произвести кратковременное прикосновение к управляющему электроду.
3. После совершения названных действий проследить за реакцией стрелки, которая должна была отклониться от исходных показателей.
4. Если после снятия щупа происходит возвращение стрелки на исходную позицию, то это свидетельствует о том, что тестируемый тиристор неспособен самостоятельно удерживаться в открытом состоянии.
5. Иногда процесс проверки не получаетсяс самого начала, в такой ситуации рекомендуется поменять щупы местами, поскольку у некоторых устройств переход в режим х1 кОм может вызвать изменение полярностей.

проверка мультиметром

Мультиметр представляет собой многофункциональное устройство, в которое входит, в том числе и омметр, с помощью него также можно осуществить соответствующую проверку:

1. Первоначально, мультиметр должен быть переведен в режим прозвона.
2. Щупы устанавливаются таким образом, чтобы плюс быть подключен на анод, а минус соответствовал катоду.
3. Дисплей мультиметра должен показывать высокое напряжение, поскольку тиристор на данный момент находится в закрытом положении.
4. На щупах имеется напряжение, поэтому можно подать плюс на управляющий электрод, для этого необходимо совершить кратковременное прикосновение соответствующим проводом от электрода к аноду.
5. После совершенных действий, дисплей мультиметра должен начать показывать низкое напряжение, поскольку тиристор переходит в открытое состояние.
6. Закрытие приборапроизойдет снова, если убрать провод от электрода, этот процесс происходит из-за недостаточного количества электрического тока, который находится в щупах мультиметра. Исключение составляют отдельные разновидности тиристоров, например, которые задействованы в некоторых импульсных источниках питания ряда старых телевизоров, для них содержание тока будет достаточным, чтобы сохранить открытое состояние.

Тестирование высоковольтного тиристора

В случае проверки высоковольтного тиристора потребуется мультиметр с токовыми клещами. И проверка будет производиться при включенном оборудовании, так как сложно создать условия имитирующие рабочие параметры системы.

Все внешние воздействия необходимо делать в соответствии с инструкцией по эксплуатации на оборудование.

Измерения делаются с соблюдением техники безопасности, в остальном все, как и с обычными тиристорами.

Тиристоры принадлежат к классу диодов. Но помимо анода и катода, у тиристоров есть третий вывод – управляющий электрод.

Тиристор – это своего рода электронный выключатель, состоящий из четырех слоев, который может быть в двух состояниях:

1. Высокая проводимость (открытое).
2. Низкая проводимость (закрытое).

Тиристоры обладают высокой мощностью, благодаря чему они проводят коммутацию цепи при напряжении доходящей до 5 тысяч вольт и с силой тока равняющейся 5 тысячам ампер. Подобные выключатели способны проводить ток лишь в прямом направлении, а в состоянии низкой проводимости они способны выдержать даже обратное напряжение.

Есть разные тиристоры, которые отличаются друг от друга характеристиками, управлением и т.д.

Самые известные типы данных устройств:

• Диодный. Переходит в проводящий режим, когда уровень тока повышается.
• Инверторный. Он переходит в режим низкой проводимости быстрей подобных устройств.
• Симметричный. Устройство похоже на 2 устройства со встречно-параллельными диодами.
• Оптотиристор. Работает благодаря потоку света.
• Запираемые.

Разновидности

Транзистор бывает биполярным и полевым или униполярным. Биполярный транзистор имеет в своем составе оба типа проводимости, эмиттер и коллектор. Работа его происходит благодаря тому, что оба элемента взаимодействуют друг с другом. Управление осуществляется путем изменения тока с помощью база-эмиттерного перехода

Важно что на выводе эмиттер всегда общий

Полевой транзистор — своего рода полупроводник с одним типом проводимости. Управлять им можно, изменяя напряжение между затвором и частью истока. Управление полевого прибора осуществляется путем использования напряжения, а не электрического тока.

Дополнительная информация! Конечно, из-за полярности, большее распространение получили биполярные модели. Они более функциональны и удобны в проверке при помощи мультиметра.

Биполярный

Биполярным транзистором называется полупроводниковый прибор с тремя электродами. Перенос заряда на нем осуществляется путем двухполярных носителей, а именно, электрона с дырками. Такой транзистор имеет сразу четыре функции.

Биполярный агрегат

Его можно использовать на режиме транзисторной отсечки, на активном программе, функции насыщения и инверсном режиме. В первом режиме база-эмиттерный переход считается закрытым из-за отсутствия напряжения. Тока нет в базе, как и в коллекторе. Во втором, нормальном для работе режиме, база-эмиттерное напряжение достаточно для того, чтобы соответствующий переход был открыт. Тока достаточно как для базы, так и для коллектора. В третьей программе значение тока настолько большое, что мощности источника питания недостаточно, для того чтобы в дальнейшем увеличивался коллекторный ток. При последней функции коллектор с эмиттером меняются местами и коэффициент работы транзистора уменьшается.

Обратите внимание! Стоит отметить, что нормальная работа биполярного устройства может быть обеспечена только при полном соблюдении всей инструкции

Полевой прибор

Полевым транзистором является прибор, который полностью управляется при помощи электрического поля. Что касается биполярного устройства, там главное напряжение. Электрическое поле производится из напряжения, которое приложено к истоковому затвору. Полярность напряжения будет зависеть от того, какой тип у транзисторного канала. Тут можно проследить работу устройства по аналогии с вакуумной лампой.

Работает полевой транзистор от того, как изменяется каналовое сопротивление, через которое идет электрический ток с помощью соответствующего поля. Несмотря на то, что существует множество полевых устройств, все они имеют сходный принцип работы с техническими характеристиками.

По принципу работы есть две разновидности униполярных транзисторов. Есть те, которые работают на принципе, чем меньше сечение, тем меньше электрический ток. Есть те, которые функционируют благодаря изолированному затвору структуры. Имеют с в структуру в виде металла, диэлектрика и полупроводника.

Однополярный агрегат

С изолированным затвором

Одна из часто встречающихся разновидностей транзистора — устройство с изолированным затвором биполярного типа. Это прибор, имеющий три электрода. Он является квинтэссенцией биполярного и полевого прибора. Благодаря первому элементу образуется силовой канал, а второму — канал управления. Этот вид транзистора используется в мощных устройствах, к примеру, в качестве электронного ключа в инверторах и электроприводных системах управления.

Обратите внимание! Благодаря тому, что есть смешение транзисторов двух типов, есть отличные выходные и входные характеристики. Так, создается с одной стороны, хорошее рабочее напряжение, а с другой стороны, на управление берутся минимальные затраты

Конструкция этого прибора выглядит следующим образом: затвор, эмиттер и коллектор. Деталь затвора используется как у полярной разновидности прибора, а коллектор — как у двух полярной. Выпускается как в самостоятельном виде, так и в форме модуля, чтобы управлять трехфазным током в электрических цепях.

С изолированным затвором

Назначение и устройство

Тиристор — это электронный прибор, построенный на монокристалле полупроводника с несколькими p-n переходами. Характеризуется такое устройство двумя устойчивыми режимами работы: закрытым, когда проводимость отсутствует, и открытым — прибор находится в состоянии высокой проводимости. Тиристор можно рассматривать как электронный ключ. В зависимости от его состояния электрический сигнал может как поступать далее на схему, так и нет.

В семейство тиристоров входит несколько видов приборов, различающихся по виду проводимости, например, симистор, динистор, тринистор. Для работы в цепи переменного тока используется симистор, поскольку он может проводить ток в любом направлении. Такой прибор в своей конструкции имеет три вывода, поэтому в английской литературе он называется TRIAC (triode for alternating current), что переводится как триод переменного тока.

Два вывода устройства называются управляемыми, а один — управляющим. Симистор не имеет анода и катода. В электрических схемах электронный ключ подключается последовательно с нагрузкой. Для его перехода из закрытого состояния в открытое на управляющий вывод устройства должен поступить сигнал определённой амплитуды, при этом ток сможет беспрепятственно протекать в обоих направлениях.

Особенностью симистора является то, что для поддержания того или иного его состояния не требуется постоянное присутствие напряжения на переключающем электроде, а для изменения проводимости хватит лишь короткого импульса. Но при этом существует условие, заключающееся в том, что через управляемые выводы должен протекать ток некой величины, называемый током удержания.

На схемах и в технической литературе симистор подписывается буквами VS с цифрой, указывающей на его порядковый номер. Изображается он в виде параллельно стоящих относительно друг друга треугольников с противоположно направленными вершинами. С основания одной из геометрических фигур выводится площадка, обозначаемая латинской буквой G (затвор). Два других вывода подписываются T1 и T2, обозначая силовые выводы. В некоторых схемах управляемые электроды могут обозначаться буквой A.

Признаки неисправности транзистора

Как уже отмечалось выше если замеры прямого сопротивления (черный минус на базе, а плюс поочередно на коллекторе и эмиттере) и обратного (красный плюс на базе, а черный минус поочередно на коллекторе и эмиттере) не соответствуют указанным выше показателям, то транзистор вышел из строя.

Другой признак неисправности, это когда сопротивление p-n переходов хотя бы в одном замере равно или приближено к нулю.

Это указывает на то, что диод пробит, а сам транзистор вышел из строя. Используя данные выше рекомендации, вы легко сможете проверить транзистор мультиметром на исправность.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Как узнать уровень освещенности в помещениях