Тиристор – это полупроводниковый прибор p-n-p-n структуры, который играет роль ключа в цепях с большими токами, при этом управление им осуществляется слаботочным сигналом. Применяется для включения силовых электроприводов, систем возбуждения генераторов. Коммутируемые токи доходят до 10 кА.
Особенность тиристоров заключается в том, что при подаче управляющего сигнала, они открываются и остаются в этом состоянии, даже если сигнал в последующем будет снят. Единственное требование – протекающий через них ток должен превышать определенное значение, который называется током удержания.
Одни тиристоры пропускают ток только в одну сторону. Это динисторы, срабатывающие от превышения значимого напряжения. Есть также тринисторы, управляемые подачей тока на третий вывод прибора.
Тиристоры пропускающие ток в обе стороны называются симисторы или триаки. Кроме этого, бывают фототиристоры управляемые светом.
Основные характеристики
Для проверки тринистора необходимо знать и понимать, что скрывается за основными параметрами и для чего их нужно измерять.
Отпирающее напряжение управления Uy – это постоянный потенциал на управляющем электроде, вызывающий открывание тиристора.
Uобр max – это максимальное обратное напряжение, при котором тиристор еще находится в рабочем состоянии.
Iос ср – это среднее значение протекающего через тиристор тока в прямом направлении с сохранением его работоспособности.
Назначение и устройство
Симисторы – полупроводящий переключатель, который можно открыть сигналом тока через ведущий электорат.
С целью закрыть симисторы необходимо разорвать ток в цепочке либо применить противоположное напряжение.
Принцип его работы идентичен работе тиристора. Единственная разница в том, что симисторы состоят из двух тиристоров, которые соединенные и работают одновременно.
Определение на графике вы можете посмотреть ниже.
По обозначению их обычно применяют в радиорелейном режиме – если говорить проще на «подключение» и «выключении», такие реле считают полупроводящими.
В отличие от электро механизированного, он работает намного быстрее, отсутствуют связь и как результат большая устойчивость и надежность.
Главной необходимостью продолжительного использования является гарантированный температурный режим и насыщенность.
Определение управляющего напряжения
Теперь можно приступать к тестированию тринистора. Для этого возьмем КУ202Н с рабочим током 10 А и напряжением 400 В.
У большинства радиолюбителей имеется мультиметр и неизбежно возникает вопрос, как проверить тиристор мультиметром, возможно ли это и, что дополнительно может понадобиться. Последовательность действий такая:
для начала переключаем мультиметр в положение измерения сопротивления с диапазоном 2 кОм. В этом режиме на измерительных щупах будет присутствовать напряжение внутреннего источника питания тестера;- подключаем щупы к аноду и катоду тринистора. Мультиметр должен показывать сопротивление близкое к бесконечности;
- перемычкой замыкаем анод и управляющий электрод. Сопротивление должно упасть, тринистор открылся;
- убираем перемычку, прибор опять показывает бесконечность. Это произошло из-за того, что удерживающий ток слишком мал.
Так как тиристор управляется как отрицательными, так и положительными сигналами, то его можно открыть, подключая перемычкой управляющий электрод к катоду.
Мультиметр должен находиться в режиме омметра, и щупы подсоединены к аноду и катоду. Так можно определить, каким напряжением управляется тиристор.
Проверка тиристоров на разъеме мультиметра для транзисторов
Многих интересует, возможно ли прозвонить тиристор мультиметром, используя штатное гнездо проверки транзисторов передней панели, обозначенное pnp/npn. Ответ положительный. Нужно просто подать правильно напряжения. Коэффициент усиления, выданный на дисплей, наверняка будет неверным. Поэтому руководствоваться цифрами избегайте. Давайте посмотрим, как примерно делается. Если открывается тиристор положительным потенциалом, подключать нужно на пин B (base) полугнезда npn. Анод втыкается на пин C (коллектор), катод – E (emitter). Едва ли удастся проверить мощный тиристор мультиметром, для микроэлектроники методика сгодится.
Проверка исправности
Второй вариант тестирования заключается в следующем. К блоку питания постоянного тока через тринистор подключается лампа на это же напряжение.
К аноду и катоду подключается мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения. Диапазон измерения должен превышать напряжение источника.
Затем на управляющий электрод с помощью батарейки любого номинала и пары проводов подается управляющее напряжение. Тринистор должен открыться, лампочка загореться.
Тестер сначала показывает напряжение источника питания, после воздействия маленького значения, которое соответствует падению потенциалов на тиристоре в открытом состоянии.
После этого можно снять управляющее воздействие, лампа продолжит гореть, так как протекающий через прибор ток больше тока удержания.
Инструменты и материалы для проверки
Для осуществления проверки прибора, могут потребоваться следующие инструменты и материалы, в зависимости от выбранного метода тестирования:
- блок питания или батарея, которые будут выступать в роли источника постоянного напряжения;
- лампа накаливания;
- провода;
- омметр;
- мультиметр;
- тестер;
- паяльный аппарат;
- тиристор;
- паяльный аппарат;
Также, для тестирования правильности работы тиристора может потребоваться наличие пробника, который можно изготовить своими руками.
Для него потребуется наличие следующих материалов и элементов:
- плата;
- резисторы, количество 8 штук;
- конденсаторы, количество 10 штук;
- диоды, количество 3 штуки;
- положительный и отрицательный стабилизатор;
- лампа накаливания;
- трансформатор;
- предохранитель;
- тумблер, количество 2 штуки;
Существует целый ряд возможных схем для изготовления пробника, выбрать можно любую, но необходимо следовать следующим рекомендациям:
- Соединение всех элементов производится при помощи специальных проводов с зажимами.
- Необходимо последовательно контролировать напряжение между различными контактами. Для осуществления проверки допускается подключение переключателей к разным контактным группам.
- После сбора схемы необходимо осуществить подключение тиристора, если он находится в исправном состоянии, то лампа накаливания не будет включаться.
- Если лампочка не зажигается даже после нажатия пусковой кнопки, то необходимо при помощи установленного переключателя повысить величину управляющего электрического тока.При разрыве соответствующей цепи, лампочка гаснет.
Проверка динистора
Для определения работоспособности динистора может потребоваться источник питания с напряжением, превышающим напряжение включения динистора.
Для ограничения тока потребуется резистор на 100-1000 Ом. Теперь можно подключать плюс источника к аноду, а катод к одному из выводов ограничивающего резистора.
Второй конец сопротивления подключается к минусу источника питания. До этого необходимо мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения подключить к аноду и катоду.
Значения тестера должны лежать в пределах милливольт. Динистор открылся.
С помощью мультиметра
Если вы хотите проверить симисторы на пробивание при помощи тестера необходимо изменить систему устройства на акустический режим.
Стандартное местоположение приёмопередатчика, вы можете увидеть на изображении снизу. А1 и А2 – это электросиловые выводы, благодаря которым ток проходит в нагрузку, а G – это главный электрод.
Так как приёмопередатчик имеет свойство разниться, необходимо его изучить в описании симистора.
Для того чтобы проверить деталь на пробитие, необходимо дотронуться щупами выводов А1 и А2, в случаи исправности детали на экране обозначится «1» или 0L, в случаи наличия пробития – величина приближенная к 0.
В случаи отсутствия КЗ между выводами А1 и А2 необходимо просмотреть главный электрод.
Сперва необходимо дотронуться щупами до какого-нибудь силового выводка и главного электрода, значения должны быть невысокими 80-200.
Если вы хотите проверить, могут ли размыкаться симисторы, необходимо замкнуть на короткое время его главный электрод с одним из выводов мультиметра, таким образом, вы приложите к нему ток.
Инструкцию для проверки на примере тиристора и симистора вы можете посмотреть далее.
После убирания напряжения с главного электрода – симисторы можно замкнуть. В связи с тем, что хоть самый малый ток обязан протекать, для того чтобы поддерживать проводящие условия.
Подобные свойства могут быть и в способах, которые мы рассмотрим дальше.
Необычный способ
Есть еще один вариант проверки тиристора мультиметром, без прозвона. Но в этом случае прибор должен быть маломощным, с малым током удержания.
Для проверки используется разъем проверки транзисторов. Обычно он располагается ниже переключателя и представляет собой круглый разъем в диаметре примерно 1 см.
На нем должны быть следующие обозначения: В – означает база транзистора, С – коллектор, Е – эмиттер.
Если тринистор открывается положительным напряжением, то управляющий вывод надо подключить к базе, анод с катодом к коллектору и эмиттеру соответственно.
Так как тестер при проверке транзистора измеряет коэффициент усиления, то и в этом случае он выдаст какие-то значения, которые будут неверные. Но это не важно, главное убедиться в исправности тринистора.
Принцип работы тиристора
Принцип работы тиристора основан на принципе работы электромагнитного реле. Реле — это электромеханическое изделие, а тиристор — чисто электрическое. Давайте же рассмотрим принцип работы тиристора, а иначе как мы его тогда сможем проверить? Думаю, все катались на лифте ;-). Нажимая кнопку на какой-нибудь этаж, электродвигатель лифта начинает свое движение, тянет трос с кабиной с вами и соседкой тетей Валей килограммов под двести и вы перемещаетесь с этажа на этаж. Как же так с помощью малюсенькой кнопочки мы подняли кабину с тетей Валей на борту?
В этом примере и основан принцип работы тиристора. Управляя маленьким напряжением кнопочки мы управляем большим напряжением… разве это не чудо? Да еще и в тиристоре нет никаких клацающих контактов, как в реле. Значит, там нечему выгорать и при нормальном режиме работы такой тиристор прослужит вам, можно сказать, бесконечно.
Тиристоры выглядят как-то вот так:
А вот и схемотехническое обозначение тиристора
В настоящее время мощные тиристоры используются для переключения (коммутации) больших напряжений в электроприводах, в установках плавки металла с помощью электрической дуги ( короче говоря с помощью короткого замыкания, в результате чего происходит такой мощный нагрев, что даже начинает плавиться металл)
Тиристоры, которые слева, устанавливают на алюминиевые радиаторы, а тиристоры-таблетки даже на радиаторы с водяным охлаждением, потому что через них проходит бешеная сила тока и коммутируют они очень большую мощность.
Маломощные тиристоры используются в радиопромышленности и, конечно же, в радиолюбительстве.
Проверка в схеме
Иногда требуется проверка тиристора, без выпаивания его из схемы. Для этого необходимо отключить управляющий электрод. После этого к аноду и катоду подключается мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения.
Вторым тестером подключаются к аноду и управляющему электроду тиристора. Второй прибор должен находиться в режиме омметра.
Если измерительные щупы подсоединены правильно, то показания первого тестера будут лежать в пределах нескольких десятков милливольт.
Если нет, то щупы нужно поменять местами и все повторить. Перед измерениями нужно убедиться, что плата и весь прибор обесточен.
Блиц-советы
Рекомендации:
- Перед тем как проверять тиристор, следует внимательно ознакомиться с техническими характеристиками данного устройства. Эти знание помогут быстрей и эффективней проверить тиристор.
- Обычные, стандартные устройства для измерения (омметр, тестер, мультиметр) хорошо зарекомендовали себя для проверки тиристора, но современные приборы, дадут информацию намного точней. К тому же их гораздо легче использовать.
- Во избежание неприятных ситуаций все схемы должны собираться в точности.
- В работе с любыми диодными устройствами, включая тиристоры, нужно соблюдать технику безопасности.
Защита тиристора:
Тиристоры действуют на скорость увеличение прямого тока. В тиристорах обратный ток восстановления. Если этот ток упадет до низшего значения, может возникнуть перенапряжение. Чтобы предотвратить перенапряжения используются схемы ЦФТП. Также для защиты используют варисторы, их подключают к местам, где выводы индуктивной нагрузки.
С помощью батарейки с лампочкой
Данным способом вы можете проверить симисторы в случаи отсутствия мультиметра, всего лишь с помощью лампочки. Модель проверки данного способа вы можете увидеть далее.
В случаи проверки симистора батарейкой с лампочкой необходимо извлечь резистор R1 из цепочки. Для этого необходимо применить 3 подключённые поочерёдно пальчиковые батарейки или крону.
В случаи сборки портативного тестера по данной схеме, вы имеете возможность вмонтировать кнопку без фокусировки с контактами, приведенными на модели.
При условии, что вы не собираетесь изготовить данное устройство, необходимо непродолжительно дотрагиваться до главного электрода проводом, как вы уже видели в методе с мультиметром.
