Файл: Конденсаторы. Стабилитроны. Симистр. Электроннолучевые приборы.docx
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 93
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
При подаче на базу отпирающего тока управляемый диод откроется и останется в этом состоянии, пока величина тока не будет снижена до нулевого значения. При большом значении тока базы тиристор является обыкновенным полупроводниковым диодом, проводящим ток в одном направлении.
Он может функционировать в цепях переменного тока, но только на половину мощности. Для этих целей необходимо применять симистор.
Принцип работы симистора
Основным отличием симистора от тиристора является проводимость сразу в двух направлениях. Симистор можно заменить 2 тиристорами, которые имеют встречно-параллельное подключение на рисунке 1. На нем представлено условное графическое обозначение триака на электрических принципиальных схемах. В некоторой литературе можно встретить и другие названия: триак и симметричный управляемый диод.
Рисунок 1. Симистор (схема включения 2 тиристоров) и его графическое обозначение
Существует простой пример, который позволит понять даже «чайникам», как работает симистор. Дверь в гостинице можно открывать в двух направлениях, причем в нее могут войти и выйти сразу 2 человека. Этот простой пример показывает, что триак может пропускать ток сразу в двух направлениях (прямом и обратном), поскольку он состоит из 5 p-n-переходов. Управление его работой осуществляется при помощи базы.
Слои симисторного ключа, изготовленные из полупроводника, похожи на переход транзистора, но имеют еще 3 дополнительных области n-типа. Четвертый слой находится возле катода и является разделенным, поскольку анод и катод при движении тока выполняют некоторые функции, а при обратном направлении движения — меняются местами. Пятый слой находится возле базы.
При подаче сигнала на управляющий вывод произойдет отпирание симметричного управляющегося диода, поскольку его анод будет иметь положительный потенциал. В этом случае по верхнему тиристору потечет ток. При изменении полярности ток будет течь по нижнему тиристору (рисунок 1). Об этом свидетельствует его вольт-амперная характеристика (ВАХ) на рисунке 2. Она состоит из двух кривых, повернутых на 180 градусов.
Рисунок 2. ВАХ триака
Литерой «А» обозначено его закрытое состояние, а «В» — открытое. Urrm и Udrm — допустимые значения прямого и обратного напряжений. Idrm и Irrm — прямой и обратный токи.
Виды и сферы применения
Поскольку симистор является видом тиристора, то основным их отличием является параметры управляющего электрода (базы). Кроме того, они классифицируются по другим признакам:
-
-
Конструкция. -
Величина тока, при которой наступает перегрузка. -
Характеристики базы. -
Значения прямых и обратных токов. -
Величина прямого и обратного напряжений. -
Тип электрической нагрузки. Бывают силовыми и обычными. -
Параметр силы тока, необходимой для открытия затвора. -
Коэффициент dv/dt или скорость, с которой происходит переключение. -
Производитель. -
Мощность.
Благодаря особенности пропускания тока в двух направлениях, их используют в цепях переменного тока, поскольку тиристор не может работать на полную мощность. Симметричные тиристоры получили широкое применение в таких устройствах:
-
Приборах для регулировки яркости света или диммерах. -
Регуляторах оборотов для различного инструмента (лобзики, шуруповерты и т. д.). -
Электронной регулировке температур для индукционных плит. -
Холодильной аппаратуре для плавного запуска двигателя. -
Бытовой технике. -
Промышленности для освещения, плавного пуска приводов машин и механизмов.
Среди достоинств симисторов можно выделить незначительную стоимость, надежность и они не генерируют помехи (не используются контакты механического типа), а также длительный срок эксплуатации. К основным недостаткам следует отнести следующие: необходимость в дополнительном теплоотводе, невозможность использования на высоких частотах, а также влияние помех и шумов различного рода.
Для подавления помех следует подсоединить параллельно триаку, между катодом и анодом, цепочку из конденсатора и резистора с номиналами от 0,02 до 0,3 мкФ и от 45 до 500 Ом соответственно. Для применения в какой-либо схеме или устройстве следует знать основные технические характеристики, поскольку владение этой информацией поможет избежать множества трудностей перед начинающим радиолюбителем.
Технические характеристики
У триаков существуют характеристики, позволяющие применять их в какой-либо схеме. Кроме того, они отличаются также и производителем — бывают отечественные и импортные. Основное отличие импортных состоит в том, что нет необходимости подстраивать их работу при помощи дополнительных радиоэлементов, т. е. собирать дополнительную схему управления симистором. У симисторов существуют следующие характеристики:
-
Величина максимального обратного и импульсного значений напряжений, на которые он рассчитан. -
Минимальное и максимальное значения тока, при котором происходит открытие его перехода, а также значение максимального импульсного тока, необходимого для его открытия. -
Период включения и выключения. -
Коэффициент dv/dt.
Характеристики в основном определяются по маркировке триаков с использованием справочника. В справочной информации имеется информация о том, как он выглядит, и дается его распиновка. При использовании триака следует учитывать такую характеристику, как dv/dt. Она показывает значения коэффициента, при котором не происходит самопроизвольное включение из-за скачков напряжения. Причинами такого включения могут служить помехи импульсного происхождения и падение напряжения при коммутации ключа. Кроме того, чтобы избежать последствий, следует применять RC-цепочку, а также ограничивающие диоды или варистор. Эта цепочка подсоединяется к эмиттеру и коллектору симистора.
При выборе триака следует обратить внимание на все характеристики, поскольку не имеет смысла использовать высоковольтный тип в схемах с низким напряжением. Например, если устройство работает от напряжения 36 В, то зарубежный симистор Zo607 с напряжением 600 В (его аналог — вта41600в) не следует применять.
Кроме того, в некоторых источниках можно встретить понятие бесснабберного симистора. Это тип, который применяется при индуктивных нагрузках. Примером такой модели являются m10lz47, mac12n и tg35c60.
Диагностика в схемах
В некоторых случаях радиолюбитель сталкивается с проверкой симистора, однако не всегда может ее корректно произвести. В случае выхода триака из строя его желательно выпаять из платы и произвести его проверку. Обычный цифровой мультиметр для этой цели не подойдет, поскольку его ток слишком мал, чтобы открыть переход детали. Для этого подойдет обыкновенный стрелочный омметр. Вариантов проверки всего два: использовать стрелочный прибор или собрать спецсхему для этой операции. Для осуществления проверки по первому варианту необходимо руководствоваться следующим алгоритмом:
-
Включить прибор в режим измерения величины сопротивления. -
Подключить щупы тестера к эмиттеру и коллектору. Если прибор показывает бесконечное сопротивление, то деталь исправна. Остальные случаи указывают на ее неисправность. -
Соединить базу и вывод Т2. В этом случае сопротивление будет в пределах от 40 до 250 Ом. Если поменять местами щупы, то прибор снова покажет бесконечность. Это свидетельствует об исправности симистора.
Однако первый метод диагностики в некоторых случаях дает не совсем нужные и верные результаты. Очень часто проверенная таким способом деталь в схеме не работает. Это связано с тем, что герметичность ее корпуса нарушена. Недостаток метода — неточная диагностика. Для более точной диагностики следует проверить триак в работе (схема 1). Для этого необходимо использовать лампу накаливания и аккумулятор.
Схема 1. Проверка симметричного тиристора при помощи лампы накаливания и источника питания
В этой схеме симистор будет проверен под нагрузкой. При касании управляющего электрода, лампочка загорится и будет гореть некоторое время, пока не пропадет питание на аноде или ток на базе не будет малой величины. Недостаток метода — простая конструкция, при которой неудобно осуществлять проверку, поскольку следует напаивать провода на выводы триака. После проверки при неисправной детали следует произвести замену.
Таким образом, симисторы используются в управляемых устройствах в качестве электронных ключей, способных пропускать ток в двух направлениях. Их несложно проверить и желательно использовать специальную схему для этой операции.
Электронно-лучевые приборы.
Описание работы
Электронно-лучевые приборы являются преобразователями информации (сигналов) и по виду преобразования разделяются на следующие группы: преобразующие электрический сигнал в видимое изображение - приёмные ЭЛТ (осциллографы, телевизионные кинескопы) и индикаторные, используемые в радиолокационных системах и в устройствах вывода информации из ЭВМ; преобразующие видимое изображение в электрический сигнал-передающие ЭЛТ, используемые для передачи телевизионного изображения, запоминающие ЭЛТ, предназначенные для записи сигналов и последующего воспроизведения записанной информации в виде электрических сигналов, оптического изображения или того и другого. К электронно-лучевым приборам относят также электронно-оптические преобразователи, предназначенные для смещения изображения из одной спектральной области в другую с помощью электронного пучка.
Электронно-лучевые приборы - электровакуумные приборы, в которых для индикации, коммутации и др. целей используется поток электронов, сконцентрированный в форме луча или пучка лучей. Электронно-лучевые приборы, имеющие форму трубки, вытянутой в направлении луча, наз. электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ).
Электронно-лучевые приборы являются преобразователями информации (сигналов) и по виду преобразования разделяются на следующие группы: преобразующие электрический сигнал в видимое изображение - приёмные ЭЛТ (осциллографы, телевизионные кинескопы) и индикаторные, используемые в радиолокационных системах и в устройствах вывода информации из ЭВМ; преобразующие видимое изображение в электрический сигнал-передающие ЭЛТ, используемые для передачи телевизионного изображения, запоминающие ЭЛТ, предназначенные для записи сигналов и последующего воспроизведения записанной информации в виде электрических сигналов, оптического изображения или того и другого. К электронно-лучевым приборам относят также электронно-оптические преобразователи, предназначенные для смещения изображения из одной спектральной области в другую с помощью электронного пучка.
Широкое распространение электронно-лучевые приборы имеют благодаря ряду свойств, присущих электронному пучку. Наиболее важным является его практическая безынерционность, позволяющая использовать электронно-лучевые приборы для исследования быстропротекающих процессов: с помощью электронного осциллографа можно зарегистрировать раздельно два импульса с интервалом 0,1 мкс. Это свойство объясняется очень малой массой электрона, что позволяет небольшим изменением электрического поля сообщать электронам очень большие ускорения. Воздействием поперечных электрических и магнитных полей можно практически мгновенно изменять направление движения электронов, отклонять или поворачивать электронный луч - управлять им.
Одним из основных показателей качества электронно-лучевых приборов является объём информации, преобразуемой без существенных искажений. Максимальный объём информации, воспроизводимой на экране приёмной трубки или воспринимаемой мишенью передающей и запоминающей трубки, определяется разрешающей способностью прибора. Например, разрешающая способность кинескопа оценивается кол-вом отдельно различимых светящихся строк, укладывающихся на рабочей поверхности экрана. Разрешающая способность, при прочих равных условиях, будет тем выше, чем меньше сечение электронного луча в плоскости приёмника.