Как из тиристора сделать симистор

Тиристор, симистор. Принцип работы.

У BT136 ток УЭ, ЕМНИП, 20 мА 9х20 = 180 В. Многовато будет. А конденсатора на схеме я вообще не вижу. Задавая вопрос, не надо утаивать информацию. Скорее всего, конечно, речь идёт о снаббере, но кто знает.

• Vladik84
• Сообщений: 105
• Зарегистрирован: Пн сен 01, 2014 10:57:51
• Откуда: Челябинск

Re: Тиристор, симистор. Принцип работы.

Пн окт 28, 2019 07:30:22

Извиняюсь. Там только обозначение С1 поместилось, его ёмкость была 0,1 мкФ.
Вот полная картинка:

Мои новые данные R1=9,1k; R2=47; C1=0,01. И между Т1 и УЭ поставил R3=820. Работает. Спасибо за помощь! Вложения Подключение симистора.png (32.92 KiB) Скачиваний: 409

• rehscm
• Сообщений: 3
• Зарегистрирован: Вт сен 24, 2013 14:29:06

Re: Тиристор, симистор. Принцип работы.

Ср ноя 13, 2019 20:55:07

здравствуйте. подскажите пожалуйста по следующему вопросу.
собрал схему — умножитель напряжения которая из 220 переменного преобразует в примерно 1100 В постоянного напряжения. заряд накапливается на МБГП-2 1600В 2мкФ. схема нужна для образования искры на низковольтной свече. схема работает, искра образуется.. НО коммутирую я 1100 В механическим выключателем. Начитавшись форума и статей в интернете пришел к выводу что правильно коммутировать такую нагрузку тиристором.

И тут вопрос..
1. Какое напряжение нужно подавать на управляющий вывод тиристора ? Как называется эта характеристика в даташитах ? (если конкретно, то выбрал тиристор 40TPS12)
2. Мне важно поставить тиристор перед нагрузкой. Т.е. плюс питания -> тиристор -> нагрузка(чтоб высокое напряжение появлялось на свече только по открытию тиристора). можно ли так сделать, и если да то как ? просто через ограничительный резистор подавать тот же плюс питания тех же 1100В на управляющий вывод тиристора ?

• Некто
• Сообщений: 31
• Зарегистрирован: Ср окт 14, 2009 14:33:19
• Откуда: Воронеж

Re: Тиристор, симистор. Принцип работы.

Чт ноя 14, 2019 12:34:43

Тиристор управляется все таки током, а не напряжением и надо вкачать в УЭ именно ток. Каким способом — не важно. Можно через резистор с плюса питания, но надо учесть напряжение на резисторе, которое будет пока тиристор не откроется. Обычную МЛТшку пробьет. Надо его собирать из цепочки штук в 10 последовательно. А вообще на высоких напряжениях отлично работает трансформаторная развязка. В этом случае источником отпирающего тока служит вторичная обмотка импульсного трансформатора, включаемая через диод между катодом и управляющим электродом тиристора. В этом случае вообще без разницы, на каком потенциале будет стоять тиристор. Все определяется прочностью изоляции трансформатора.

• rehscm
• Сообщений: 3
• Зарегистрирован: Вт сен 24, 2013 14:29:06

Re: Тиристор, симистор. Принцип работы.

Пт ноя 15, 2019 18:45:33

Тиристор управляется все таки током, а не напряжением и надо вкачать в УЭ именно ток

именно об этом и был вопрос. Точнее об этом:
Пусть тиристор стоит в цепи вот так:

Ток открытия тиристора через управляющий электрод 50мА
Сопротивление нагрузки 20 кОм
То даже если подать 5В на управляющий электрод то получится ток через УЭ 5В/20000Ом=0,000025А=0,25 мА и тиристор никогда не откроется ?

И еще вопрос. Если все включено также как на прошлом рисунке (и также источник питания 5В), но сопротивление нагрузки 100 Ом, а на УЭ я подам 3В.. то что будет.. откроется ли тиристор ? Вложения Снимок.JPG (17.08 KiB) Скачиваний: 1108

• waddds
• Сообщений: 163
• Зарегистрирован: Сб дек 27, 2008 15:46:26
• Откуда: Украина, Бердянск

Re: Тиристор, симистор. Принцип работы.

Пт ноя 15, 2019 22:15:14

Вопрос, возможно не совсем в тему. Имеется дома встраиваемая электродуховка. По родному температура задавалась и поддерживалась посредством капиллярного термостата. Затем, проведя некоторые исследования, было установлено, что при работе от термостата температура гуляет от установленной плюс минус градусов 15-20. Соответственно точности поддержания никакой. А для некоторых процессов желательно поточнее. Я установил туда пид регулятор с датчиком рт100. Ну и через симисторную оптопару пид регулятор управляет симистором, который включает нагрузку. Так пару раз проявлялась другая болезнь. Режимы нагрева (разные ТЭНы) коммутируются галлетным переключателем. Контакты у него так себе. А если учесть, что переключение режима бывает под нагрузкой, то ничего хорошего ожидать не приходится. Контакт подгорает, тэн не греет, и как раз в ответственный момент. Теперь вопрос . Можно ли вместо переключателя использовать симисторные ключи? Будет это все работать? Учитывая симистор управления общей нагрузкой, будут последовательно включеные симисторы. Такое допускается??

• HochReiter
• Сообщений: 2724
• Зарегистрирован: Пт ноя 02, 2018 16:14:36

Re: Тиристор, симистор. Принцип работы.

Сб ноя 16, 2019 06:49:18

Симисторы работать будут. Если вы управляете ими через оптосимисторы с контролем перехода через ноль, этот контроль может не заработать. Устраняется шунтированием симисторов резисторами 50-100 кОм.

• Ivanoff-iv
• Сообщений: 6581
• Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2016 05:48:09
• Откуда: Сердце Пармы

Re: Тиристор, симистор. Принцип работы.

Сб ноя 16, 2019 18:35:07

Как из тиристора сделать симистор

Тиристор — это переключающий полупроводниковый прибор, пропускающий ток в одном направлении. Симиcтop — полупроводниковый прибор, который широко используется в системах, питающихся переменным напряжением. Упрощенно он может рассматриваться как управляемый выключатель.

Тиристоры нашли широкое применение в полупроводниковых устройствах и преобразователях. Различные источники питания, частотные преобразователи, регуляторы, возбудительные устройства для синхронных двигателей и много других устройств строились на тиристорах, а в последнее время их вытесняют преобразователи на транзисторах. Основной задачей для тиристора является включение нагрузки в момент подачи управляющего сигнала. В этой статье мы рассмотрим, как управлять тиристорами и симисторами.

Определение

Тиристор (тринистор) — это полупроводниковый полууправляемый ключ. Полууправляемый — значит, что вы можете только включать тиристор, отключается он только при прерывании тока в цепи или если приложить к нему обратное напряжение.

Он, подобно диоду, проводит ток только в одном направлении. То есть для включения в цепь переменного тока для управления двумя полуволнами нужно два тиристора, для каждой по одному, хотя не всегда. Тиристор состоит из 4 областей полупроводника (p-n-p-n).

Другой подобный прибор называется симистор — двунаправленный тиристор. Его основным отличием является то, что ток он может проводить в обе стороны. Фактически он представляет собой два тиристора соединённых параллельно навстречу друг другу.

Основные характеристики

Как и любых других электронных компонентов у тиристоров есть ряд характеристик:

1. Падение напряжения при максимальном токе анода (VT или Uос).

2. Прямое напряжение в закрытом состоянии (VD(RM) или Uзс).

3. Обратное напряжение (VR(PM) или Uобр).

4. Прямой ток (IT или Iпр) – это максимальный ток в открытом состоянии.

5. Максимально допустимый прямой ток (ITSM) — это максимальный пиковый ток в открытом состоянии.

6. Обратный ток (IR) — ток при определенном обратном напряжении.

7. Постоянный ток в закрытом состоянии при определенном прямом напряжении (ID или Iзс).

8. Постоянное отпирающее напряжение управления (VGT или UУ).

9. Ток управления (IGT).

10. Максимальный ток управления электрода IGM.

11. Максимально допустимая рассеиваемая мощность на управляющем электроде (PG или Pу)

Принцип работы

Когда на тиристор подают напряжение он не проводит ток. Есть два способа включит его – подать напряжение между анодом и катодом достаточное для открытия, тогда его работа ничем не будет отличаться от динистора.

Другой способ – это подать кратковременный импульс на управляющий электрод. Ток открытия тиристора лежит в пределах 70-160 мА, хотя на практике эта величина, как и напряжение которое нужно приложить к тиристору зависит от конкретной модели и экземпляра полупроводникового прибора и даже от условий, в которых он работает, таких, например, как температура окружающей среды.

Кроме управляющего тока, есть такой параметр как ток удержания — это минимальный ток анода для удержания тиристора в открытом состоянии.

После открытия тиристора управляющий сигнал можно отключать, тиристор будет открыт до тех пор, пока через него протекает прямой ток и подано напряжение. То есть в цепи переменного тиристор будет открыт в течении той полуволны напряжение которой смещает тиристор в прямом направлении. Когда напряжение устремится к нулю, снизится и ток. Когда ток в цепи упадет ниже величины тока удержания тиристора — он закроется (выключится).

Полярность управляющего напряжения должна совпадать с полярностью напряжения между анодом и катодом, что вы наблюдаете на осциллограммах выше.

Управление симистором аналогично хоть и имеет некоторые особенности. Для управления симистором в цепи переменного тока нужно два импульса управляющего напряжения — на каждую полуволну синусоиды соответственно.

После подачи управляющего импульса в первой полуволне (условно положительной) синусоидального напряжения ток через симистор будет протекать до начала второй полуволны, после чего он закроется, как и обычный тиристор. После этого нужно подать еще один управляющий импульс для открытия симистора на отрицательной полуволне. Это наглядно проиллюстрировано на следующих осциллограммах.

Полярность управляющего напряжения должна соответствовать полярности приложенного напряжения между анодом и катодом. Из-за этого возникают проблемы при управлении симисторами с помощью цифровых логических схем или от выходов микроконтроллера. Но это легко решается путем установки симисторного драйвера, о чем мы поговорим позже.

Распространенные схемы управления тиристорами или симисторами

Самой распространенной схемой является симисторный или тиристорный регулятор.

Здесь тиристор открывается после того как на конденсаторе будет достаточная величина для его открытия. Момент открытия регулируется с помощью потенциометра или переменного резистора. Чем больше его сопротивление — тем медленнее заряжается конденсатор. Резистор R2 ограничивает ток через управляющий электрод.

Эта схема регулирует оба полупериода, то есть вы получаете полную регулировку мощности почти от 0% и почти до 100%. Это удалось достичь, установив регулятор в диодном мосте, таким образом регулируется одна из полуволн.

Упрощенная схема изображена ниже, здесь регулируется лишь половина периода, вторая полуволна проходит без изменения через диод VD1. Принцип работы аналогичен.

Симисторный регулятор без диодного моста позволяет управлять двумя полуволнами.

По принципу действия почти аналогична предыдущим, но построена на симисторе с её помощью регулируются уже обе полуволны. Отличия заключаются в том, что здесь импульс управления подаётся с помощью двунаправленного динистора DB3, после того как конденсатор зарядится до нужного напряжения, обычно это 28-36 Вольт. Скорость зарядки также регулируется переменным резистором или потенциометром. Такая схема реализована в большинстве бытовых диммеров.

Интересно:

Такие схемы регулировки напряжения называется СИФУ — система импульсного фазового управления.

На рисунке выше изображен вариант управления симистором с помощью микроконтроллера, на примере популярной платформы Arduino. Симисторный драйвер состоит из оптосимистора и светодиода. Так как в выходной цепи драйвера установлен оптосимистор на управляющий электрод всегда подаётся напряжение нужной полярности, но здесь есть некоторые нюансы.

Дело в том, что для регулировки напряжения с помощью симистора или тиристора нужно подавать управляющий сигнал в определенный момент времени, так чтобы срез фазы происходил до нужной величины. Если наугад стрелять управляющими импульсами — схема работать конечно будет, но регулировок добиться не выйдет, поэтому нужно определять момент перехода полуволны через ноль.

Так как для нас не имеет значения полярность полуволны в настоящий момент времени — достаточно просто отслеживать момент перехода через ноль. Такой узел в схеме называют детектор нуля или нуль-детектор, а в англоязычных источниках «zero crossing detector circuit» или ZCD. Вариант такой схемы с детектором перехода через ноль на транзисторной оптопаре выглядит следующим образом:

Оптодрайверов для управления симисторами есть множество, типовые – это линейка MOC304x, MOC305x, MOC306X, произведенные компанией Motorola и другими. Более того – эти драйверы обеспечивают гальваническую развязку, что убережет ваш микроконтроллер в случае пробоя полупроводникового ключа, что вполне возможно и вероятно. Также это повысит безопасность работы с цепями управления, полностью разделив цепь на «силовую» и «оперативную».

Заключение

Мы рассказали базовые сведения о тиристорах и симисторах, а также управлении ими в цепях с «переменкой». Стоит отметить, что мы не затрагивали тему запираемых тиристоров, если вас интересует этот вопрос – пишите комментарии и мы рассмотрим их подробнее. Также не были рассмотрены нюансы использования и управления тиристорами в силовых индуктивных цепях. Для управления «постоянкой» лучше использовать транзисторы, поскольку в этом случае вы решаете, когда ключ откроется, а когда он закроется, повинуясь управляющему сигналу…

Ранее ЭлектроВести писали, п очему в современных инверторах используют транзисторы, а не тиристоры.

Схема транзисторного эквивалента тиристора

Тиристор – это полупроводниковый силовой электронный ключ.
Тиристор имеет три вывода, один из которых управляющий, а два других образуют путь для протекания тока. Под воздействием управляющего сигнала он скачкообразно переводится в проводящее состояние (открывается), замыкая нагрузочную цепь, после чего остаётся открытым и после снятия управляющего сигнала.
Для того чтобы тиристор выключился, необходимо создать специальные условия, а именно — обеспечить падение прямого тока в цепи нагрузки до нулевого значения. Переход в закрытое состояние происходит и тогда, когда напряжение питания на аноде уменьшается до определённого минимума (примерно 0,7 вольта).
В области коммутации мегаваттных мощностей тиристор по-прежнему не имеет конкурентов — ему там самое оно. А вот маломощные тиристоры практически ушли со сцены, уступив место полевым и биполярным транзисторам.

Простейший эквивалент тиристора состоит из двух транзисторов с разными типами проводимостей Рис.1(а) и представляет собой защёлку, переходящую в проводящее состояние при подаче на затвор управляющего тока.
Казалось бы всё хорошо и просто, однако подобным устройствам (да и самим тиристорам, кстати, тоже) присущ весьма неприятный недостаток — включение тиристора (или эквивалента) при возникновении импульсной помехи в цепи нагрузки даже при нулевом токе затвора.

Хорошая статья, посвящённая мерам повышения устойчивости транзисторных эквивалентов к подобным импульсным помехам, была опубликована Словенским инженером Marian-ом Stofka, а с её полным переводом можно ознакомиться на страницах журнала РАДИОЛОЦМАН, декабрь 2013, или на странице https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=152269.

Не в обиду авторам, приведу основные выдержки из данного материала.

«Тиристор представляет собой четырехслойное полупроводниковое устройство, транзисторный эквивалент которого можно представить схемой, изображенной на Рисунке 1а.

Рис. 1 Упрощенный транзисторный эквивалент тиристора (а).
Схема с хорошо контролируемыми и вычисляемыми токами затвора и удержания (б).
Усовершенствованная схема надежно защищает от нежелательного включения при
скачке анодного напряжения (в).

Устройство остается в выключенном состоянии до тех пор, пока через управляющий электрод 1 (далее называемый «затвор») не будет пропущен положительный импульс тока. После этого четырехслойная структура между анодом и катодом включается, и ток управляющего электрода становится больше не нужным. Для включения тиристора здесь может с равным успехом использоваться и база Q2, однако в монолитных тиристорах обычно используется только один управляющий электрод возле катодной области.

Более реалистичная транзисторная модель, показанная на Рисунке 1б, содержит резисторы между переходами база-эмиттер обоих транзисторов. В результате исключается возможность нежелательного включения токами утечек Q1 и Q2, и ток затвора имеет определенное значение, равное:

Одним из общих ограничений тиристоров является скорость нарастания анодного напряжения, которая, в случае превышения определенного порога, становится причиной включения тиристора даже при нулевом токе затвора. Такое напряжение возникает на стороне коммутируемой индуктивной нагрузки в то время, когда ток анода, стремясь к нулю, падает ниже уровня удержания. При этом накопленная в индуктивности энергия стремится резко поднять напряжение на аноде. Напряжение с большой крутизной нарастания возникает также при коммутации резистивных нагрузок комбинацией из двух (как минимум) тиристоров, соединенных подобно аналоговому мультиплексору, когда включение одного из тиристоров вызывает резкое повышение анодного напряжения на другом тиристоре.

Для схемы на Рисунке 1б критическим значением скорости нарастания коммутируемого напряжения будет:
(1)

где V_BE0 ≈ 0.7 В – типичное напряжение, при котором открывается кремниевый транзистор,
C_CB01 и C_CB02 – емкости коллектор-база транзисторов Q1 и Q2.

В связи с тем, что емкости этих конденсаторов уменьшаются с ростом напряжения коллектор-эмиттер, в уравнении (1) следует использовать максимальные значения емкостей. Для транзисторов, использованных в схеме на Рисунке 2, емкости можно оценить величиной C_CB01 + C_CB02

Схема транзисторного эквивалента тиристора

без ложных срабатываний и повышенной устойчивостью к импульс- ным помехам

Тиристор – это полупроводниковый силовой электронный ключ.
Тиристор имеет три вывода, один из которых управляющий, а два других образуют путь для протекания тока. Под воздействием управляющего сигнала он скачкообразно переводится в проводящее состояние (открывается), замыкая нагрузочную цепь, после чего остаётся открытым и после снятия управляющего сигнала.
Для того чтобы тиристор выключился, необходимо создать специальные условия, а именно — обеспечить падение прямого тока в цепи нагрузки до нулевого значения. Переход в закрытое состояние происходит и тогда, когда напряжение питания на аноде уменьшается до определённого минимума (примерно 0,7 вольта).
В области коммутации мегаваттных мощностей тиристор по-прежнему не имеет конкурентов — ему там самое оно. А вот маломощные тиристоры практически ушли со сцены, уступив место полевым и биполярным транзисторам.

Простейший эквивалент тиристора состоит из двух транзисторов с разными типами проводимостей Рис.1(а) и представляет собой защёлку, переходящую в проводящее состояние при подаче на затвор управляющего тока.
Казалось бы всё хорошо и просто, однако подобным устройствам (да и самим тиристорам, кстати, тоже) присущ весьма неприятный недостаток — включение тиристора (или эквивалента) при возникновении импульсной помехи в цепи нагрузки даже при нулевом токе затвора.

Хорошая статья, посвящённая мерам повышения устойчивости транзисторных эквивалентов к подобным импульсным помехам, была опубликована Словенским инженером Marian-ом Stofka, а с её полным переводом можно ознакомиться на страницах журнала РАДИОЛОЦМАН, декабрь 2013, или на странице https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=152269.

Не в обиду авторам, приведу основные выдержки из данного материала.

«Тиристор представляет собой четырехслойное полупроводниковое устройство, транзисторный эквивалент которого можно представить схемой, изображенной на Рисунке 1а.

Рис. 1 Упрощенный транзисторный эквивалент тиристора (а).
Схема с хорошо контролируемыми и вычисляемыми токами затвора и удержания (б).
Усовершенствованная схема надежно защищает от нежелательного включения при
скачке анодного напряжения (в).

Устройство остается в выключенном состоянии до тех пор, пока через управляющий электрод 1 (далее называемый «затвор») не будет пропущен положительный импульс тока. После этого четырехслойная структура между анодом и катодом включается, и ток управляющего электрода становится больше не нужным. Для включения тиристора здесь может с равным успехом использоваться и база Q2, однако в монолитных тиристорах обычно используется только один управляющий электрод возле катодной области.

Более реалистичная транзисторная модель, показанная на Рисунке 1б, содержит резисторы между переходами база-эмиттер обоих транзисторов. В результате исключается возможность нежелательного включения токами утечек Q1 и Q2, и ток затвора имеет определенное значение, равное:

Одним из общих ограничений тиристоров является скорость нарастания анодного напряжения, которая, в случае превышения определенного порога, становится причиной включения тиристора даже при нулевом токе затвора. Такое напряжение возникает на стороне коммутируемой индуктивной нагрузки в то время, когда ток анода, стремясь к нулю, падает ниже уровня удержания. При этом накопленная в индуктивности энергия стремится резко поднять напряжение на аноде. Напряжение с большой крутизной нарастания возникает также при коммутации резистивных нагрузок комбинацией из двух (как минимум) тиристоров, соединенных подобно аналоговому мультиплексору, когда включение одного из тиристоров вызывает резкое повышение анодного напряжения на другом тиристоре.

Для схемы на Рисунке 1б критическим значением скорости нарастания коммутируемого напряжения будет:
(1)

где V_BE0 ≈ 0.7 В – типичное напряжение, при котором открывается кремниевый транзистор,
C_CB01 и C_CB02 – емкости коллектор-база транзисторов Q1 и Q2.

В связи с тем, что емкости этих конденсаторов уменьшаются с ростом напряжения коллектор-эмиттер, в уравнении (1) следует использовать максимальные значения емкостей. Для транзисторов, использованных в схеме на Рисунке 2, емкости можно оценить величиной C_CB01 + C_CB02 < 20 пФ. При R_B1 = R_B2 = 6.8 кОм это дает S_Vcrit ≈ 5 В/мкс, что значительно меньше типичной для монолитных тиристоров скорости, достигающей S_Vcrit ≈ 100 В/мкс. Ситуацию могло бы исправить снижение сопротивлений резисторов R_B1 и R_B2, однако за это пришлось бы заплатить потерей чувствительности затвора. (Изображенная на Рисунке 1б схема может быть сделана настолько чувствительной, что для ее включения будет достаточно тока порядка 100 мкА – одной десятой от тока управления, типичного для маломощных монолитных тиристоров).

Рис.2 После добавления двух керамических конденсаторов емкостью 1 нФ схема перестает
реагировать на скачки ∆V анодного напряжения с уровнями до 10 В.

Однако есть способ, показанный на Рисунке 1в, который позволяет увеличить критическую скорость нарастания напряжения, сохранив низкий отпирающий ток затвора. Если параллельно переходам база-эмиттер NPN и PNP транзисторов включить по конденсатору C, критическую скорость нарастания, теоретически, можно сделать бесконечной. Величина емкости C равна:
(2)

Для простоты здесь принято, что нарастание анодного напряжения во время скачка на величину ∆V происходит по линейному закону. Практический предел определяется максимально допустимым током базы используемых транзисторов:
(3)

Допустив, что IBmax = 200 мА, из уравнения (3) мы получим вполне правдоподобное значение S_Vcrit ≈ 100 кВ/мкс.

В результате экспериментов для схемы на Рисунке 2 был выбран PNP транзистор 2N4036, отличающийся самым уверенным и надежным переключением. Его максимальный базовый ток равен 500 мА, а максимальный ток коллектора – 1 А. При скачкообразных изменениях напряжения на аноде изображенного на Рисунке 2 дискретного тиристора (∆V = 9 В за 30 нс, или 300 В/мкс) не произошло ни одного включения.»

Внимательно посмотрев на схему легко заметить, что во включённом состоянии приведённого эквивалента тиристора, ток нагрузки протекает не только через коллекторно-эмиттерную цепь верхнего полупроводника, но и через переход база-эмиттер нижнего, поэтому при выборе транзистора Q1 следует послеживать за таким его параметром, как максимально допустимый ток базы.
И поскольку не каждый производитель нас радует публикацией данного параметра, исходить следует из того, что максимальный ток базы, как правило, находится в диапазоне 0,2-0,5 от значения величины предельного тока коллектора.

Чем симистор отличается от тиристора

Тиристором называется управляемый полупроводниковый переключатель, обладающий односторонней проводимостью. В открытом состоянии он ведет себя подобно диоду, а принцип управления тиристором отличается от транзистора, хотя и тот и другой имеют по три вывода и обладают способностью усиливать ток.

Выводы тиристора — это анод, катод и управляющий электрод.

Анод и катод — это электроды электронной лампы или полупроводникового диода. Их лучше запомнить по изображению диода на принципиальных электрических схемах. Представьте, что электроны выходят из катода расходящимся пучком в виде треугольника и приходят на анод, тогда вывод от вершины треугольника — катод с отрицательным зарядом, а противоположный вывод — анод с положительным зарядом.

Подав на управляющий электрод определенное напряжение относительно катода, можно перевести тиристор в проводящее состояние. А для того чтобы тиристор вновь запереть, необходимо сделать его рабочий ток меньшим, чем ток удержания данного тиристора.

Тиристор, как полупроводниковый электронный компонент, состоит из четырех слоев полупроводника (кремния) p и n-типа. На рисунке верхний вывод — это анод — область p-типа, снизу — катод — область n-типа, сбоку выведен управляющий электрод — область p-типа. К катоду присоединяется минусовая клемма источника питания, а в цепь анода включается нагрузка, питанием которой следует управлять.

Воздействуя на управляющий электрод сигналом определенной длительности, можно очень легко управлять нагрузкой в цепи переменного тока, отпирая тиристор на определенной фазе периода сетевой синусоиды, тогда закрытие тиристора будет происходить автоматически при переходе синусоидального тока через ноль. Это несложный и весьма популярный способ регулирования мощности активной нагрузки.

В соответствии с внутренним устройством тиристора, в запертом состоянии его можно представить цепочкой из трех диодов, соединенных последовательно, как показано на рисунке. Видно, что в запертом состоянии данная схема не пропустит ток ни в одном, ни в другом направлении. Теперь представим тиристор схемой замещения на транзисторах.

Видно, что достаточный базовый ток нижнего n-p-n-транзистора приведет к возрастанию его коллекторного тока, который тут же явится базовым током верхнего p-n-p-транзистора.

Верхний p-n-p-транзистор теперь отпирается, и его коллекторный ток складывается с базовым током нижнего транзистора, и тот поддерживается в открытом состоянии благодаря наличию в данной схеме положительной обратной связи. И если сейчас перестать подавать напряжение на управляющий электрод, открытое состояние все равно останется таковым.

Чтобы запереть эту цепочку, придется как-то прервать общий коллекторный ток данных транзисторов. Разные способы отключения (механические и электронные) показаны на рисунке.

Симистор, в отличие от тиристора, имеет шесть слоев кремния, и в проводящем состоянии он проводит ток не в одном, а в обоих направлениях, словно замкнутый выключатель. По схеме замещения его можно представить как два тиристора, включенных встречно-параллельно, только управляющий электрод остается один общий на двоих. А после открытия симистора, чтобы ему закрыться, полярность напряжения на рабочих выводах должна измениться на противоположную или рабочий ток должен стать меньше чем ток удержания симистора.

Если симистор установлен для управления питанием нагрузки в цепи переменного или постоянного тока, то в зависимости от текущей полярности и направления тока управляющего электрода, более предпочтительными окажутся определенные способы управления для каждой ситуации. Все возможные сочетания полярностей (на управляющем электроде и в рабочей цепи) можно представить в виде четырех квадрантов.

Стоит отметить, что квадранты 1 и 3 соответствуют обычным схемам управления мощностью активной нагрузки в цепях переменного тока, когда полярности на управляющем электроде и на электроде А2 в каждом полупериоде совпадают, в таких ситуациях управляющий электрод симистора достаточно чувствителен.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика