Bt139 800e схема включения
Для управления теплым решил использовать симистор.
Раздобыл вот такую схему
В схеме есть 2 важных компонента
- Симистор BT139
- Оптотиристор MOC3041
К сожалению моих знание не хватает для того, чтобы определить подойдет ли эта схема под требования
- Управление с помощью 5V
- Допустимая нагрузка до 20A
Возможно что то следует изменить в схеме? Стоит ли делать и использовать подобное устройство самостоятельно, не имея опыта?
Существенный недостаток тиристоров заключается в том, что это однополупериодные элементы, соответственно, в цепях переменного тока они работают с половинной мощностью. Избавиться от этого недостатка можно используя схему встречно-параллельного включения двух однотипных устройств или установив симистор. Давайте разберемся, что представляет собой этот полупроводниковый элемент, принцип его функционирования, особенности, а также сферу применения и способы проверки.
Что такое симистор?
Это один из видов тиристоров, отличающийся от базового типа большим числом p-n переходов, и как следствие этого, принципом работы (он будет описан ниже). Характерно, что в элементной базе некоторых стран данный тип считается самостоятельным полупроводниковым устройством. Эта незначительная путаница возникла вследствие регистрации двух патентов, на одно и то же изобретение.
Описание принципа работы и устройства
Основное отличие этих элементов от тиристоров заключается в двунаправленной проводимости электротока. По сути это два тринистора с общим управлением, включенных встречно-параллельно (см. А на рис. 1) .
Рис. 1. Схема на двух тиристорах, как эквивалент симистора, и его условно графическое обозначение
Это и дало название полупроводниковому прибору, как производную от словосочетания «симметричные тиристоры» и отразилось на его УГО. Обратим внимание на обозначения выводов, поскольку ток может проводиться в оба направления, обозначение силовых выводов как Анод и Катод не имеет смысла, потому их принято обозначать, как «Т1» и «Т2» (возможны варианты ТЕ1 и ТЕ2 или А1 и А2).
Управляющий электрод, как правило, обозначается «G» (от английского gate).
Теперь рассмотрим структуру полупроводника (см. рис. 2.) Как видно из схемы, в устройстве имеется пять переходов, что позволяет организовать две структуры: р1-n2-p2-n3 и р2-n2-p1-n1, которые, по сути, являются двумя встречными тринисторами, подключенными параллельно.
Рис. 2. Структурная схема симистора
Когда на силовом выводе Т1 образуется отрицательная полярность, начинается проявление тринисторного эффекта в р2-n2-p1-n1, а при ее смене — р1-n2-p2-n3.
Заканчивая раздел о принципе работы приведем ВАХ и основные характеристики прибора.
ВАХ симистора
Обозначение:
- А – закрытое состояние.
- В – открытое состояние.
- UDRM (UПР) – максимально допустимый уровень напряжения при прямом включении.
- URRM (UОБ) – максимальный уровень обратного напряжения.
- IDRM (IПР) – допустимый уровень тока прямого включения
- IRRM (IОБ) — допустимый уровень тока обратного включения.
- IН (IУД) – значения тока удержания.
Особенности
Чтобы иметь полное представление о симметричных тринисторах, необходимо рассказать про их сильные и слабые стороны. К первым можно отнести следующие факторы:
- относительно невысокая стоимость приборов;
- длительный срок эксплуатации;
- отсутствие механики (то есть подвижных контактов, которые являются источниками помех).
В число недостатков приборов входят следующие особенности:
- Необходимость отвода тепла, примерно из расчета 1-1,5 Вт на 1 А, например, при токе 15 А величина мощности рассеивания будет около 10-22 Вт, что потребует соответствующего радиатора. Для удобства крепления к нему у мощных устройств один из выводов имеет резьбу под гайку.
Симистор с креплением под радиатор
- Устройства подвержены влиянию переходных процессов, шумов и помех;
- Не поддерживаются высокие частоты переключения.
По последним двум пунктам необходимо дать небольшое пояснение.
В случае высокой скорости коммутации велика вероятность самопроизвольной активации устройства. Помеха в виде броска напряжения также может привести к этому результату. В качестве защиты от помех рекомендуется шунтировать прибор RC цепью.
RC-цепочка для защиты симистора от помех
Помимо этого рекомендуется минимизировать длину проводов ведущих к управляемому выводу, или в качестве альтернативы использовать экранированные проводники. Также практикуется установка шунтирующего резистора между выводом T1 (TE1 или A1) и управляющим электродом.
Применение
Этот тип полупроводниковых элементов первоначально предназначался для применения в производственной сфере, например, для управления электродвигателями станков или других устройств, где требуется плавная регулировка тока. Впоследствии, когда техническая база позволила существенно уменьшить размеры полупроводников, сфера применения симметричных тринисторов существенно расширилась. Сегодня эти устройства используются не только в промышленном оборудовании, а и во многих бытовых приборах, например:
- зарядные устройства для автомобильных АКБ;
- бытовое компрессорное оборудования;
- различные виды электронагревательных устройств, начиная от электродуховок и заканчивая микроволновками;
- ручные электрические инструменты (шуроповерт, перфоратор и т.
д.).
И это далеко не полный перечень.
Одно время были популярны простые электронные устройства, позволяющие плавно регулировать уровень освещения. К сожалению, диммеры на симметричных тринисторах не могут управлять энергосберегающими и светодиодными лампами, поэтому эти приборы сейчас не актуальны.
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:
- Использовать стрелочный омметр или тестер (их силы тока будет достаточно для срабатывания).
- Собрать специальную схему.
Алгоритм проверки омметром:
- Подключаем щупы прибора к выводам T1 и T2 (A1 и A2).
- Устанавливаем кратность на омметре х1.
- Проводим измерение, положительным результатом будет бесконечное сопротивление, в противном случае деталь «пробита» и от нее можно избавиться.
- Продолжаем тестирование, для этого кратковременно соединяем выводы T2 и G (управляющий). Сопротивление должно упасть примерно до 20-80 Ом.
- 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:
- Устанавливаем переключатели в исходное положение (соответствующее схеме).
- Производим нажатие на SB1, тестируемое устройство открывается, о чем сигнализирует лампочка.
- Жмем SB2, лампа гаснет (устройство закрылось).
- Меняем режим переключателя SA1 и повторяем нажатие на SB1, лампа снова должна зажечься.
- 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:
- Переключатель S3, переводится в положении, как продемонстрировано на схеме (см. рис. 6).
- Кратковременно производим нажатие на кнопку S2, тестируемый элемент откроется, о чем просигнализирует светодиод VD
- Меняем полярность, устанавливая переключатель S3 в среднее положение (отключается питание и гаснет светодиод), потом в нижнее.
- 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).
Схема управления мощностью паяльника
В завершении приведем простую схему, позволяющую управлять мощностью паяльника.
Простой регулятор мощности для паяльника
Обозначения:
- Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – 3,3 кОм, R3 – 20 кОм, R4 – 1 Мом.
- Емкости: С1 – 0,1 мкФ х 400В, С2 и С3 — 0,05 мкФ.
- Симметричный тринистор BTA41-600.
Приведенная схема настолько простая, что не требует настройки.
Теперь рассмотрим более изящный вариант управления мощностью паяльника.
Схема управления мощностью на базе фазового регулятора
Обозначения:
- Резисторы: R1 – 680 Ом, R2 – 1,4 кОм, R3 — 1,2 кОм, R4 и R5 – 20 кОм (сдвоенное переменное сопротивление).
- Емкости: С1 и С2 – 1 мкФ х 16 В.
- Симметричный тринистор: VS1 – ВТ136.
- Микросхема фазового регулятора DA1 – KP1182 ПМ1.
Настройка схемы сводится к подбору следующих сопротивлений:
- R2 – с его помощью устанавливаем необходимую для работы минимальную температуру паяльника.
- R3 – номинал резистора позволяет задать температуру паяльника, когда он находится на подставке (срабатывает переключатель SA1),
В электронных схемах различных приборов довольно часто используются полупроводниковые устройства – симисторы. Их применяют, как правило, при сборке схем регуляторов. В случае неисправности электроприбора может возникнуть необходимость проверить симистор.
Как это сделать?
Зачем нужна проверка
В процессе ремонта или сборки новой схемы невозможно обойтись без электрических деталей. Одной из таких деталей является симистор. Его применяют в схемах устройств сигнализации, световых регуляторах, радиоприборах и многих отраслях техники. Иногда его применяют повторно после демонтажа неработающих схем, и нередко приходится встречать элемент с утраченной от длительного использования или хранения маркировкой. Случается, что и новые детали надо проверить.
Как же быть уверенным, что симистор, установленная в схему, действительно исправен, и в будущем не нужно будет затрачивать много времени на отладку работы собранной системы?
Для этого необходимо знать, как проверить симистор мультиметром или тестером. Но сначала надо понять, что собой представляет данная деталь, и как она работает в электрических схемах.
По сути, симистор является разновидностью тиристора.
Название составлено из этих двух слов – «симметричный» и «тиристор».
Разновидности тиристоров
Тиристорами принято называть группу полупроводниковых приборов (триодов), способных пропускать или не пропускать электрический ток в заданном режиме и в определенные промежутки времени. Так создают условия работоспособности схемы в соответствии с ее функциями.
Управление работой тиристоров осуществляется двумя способами:
- подачей напряжения определенной величины для открытия или закрытия прибора, как в динисторах (диодных тиристорах) – двухэлектродных приборах;
- подачей импульса тока определенной длительности или величины на управляющий электрод, как в тринисторах и симисторах (триодных тиристорах) – трехэлектродных приборах.
По принципу работы эти приборы различаются на три вида.
Динисторы открываются при достижении напряжения определенной величины между катодом и анодом и остаются открытыми до уменьшения напряжения опять же до установленного значения.
В открытом состоянии работают по принципу диода, пропуская ток в одном направлении.
Тринисторы открываются при подаче тока на контакт управляющего электрода и остаются открытыми при положительной разности потенциалов между катодом и анодом. То есть они открыты, пока в цепи существует напряжение. Это обеспечивается наличием тока, сила которого не ниже одного из параметров тринистора – тока удержания. В открытом состоянии также работают по принципу диода.
Симисторы – разновидность тринисторов, которые пропускают ток по двум направлениям, находясь в открытом состоянии. По сути, они представляют пятислойный тиристор.
Запираемые тиристоры – тринисторы и симисторы, которые закрываются при подаче на контакт управляющего электрода тока обратной полярности, нежели та, которая вызвала его открытие.
С помощью тестера
Проверка работоспособности симистора мультиметром или тестером основана на знании принципа работы этого устройства. Конечно же, она не даст полной картины состояния детали, так как невозможно определить рабочие характеристики симистора без сборки электрической схемы и проведения дополнительных измерений.
Но часто вполне достаточно будет подтвердить или опровергнуть работоспособность полупроводникового перехода и управления им.
Чтобы проверить деталь, необходимо использовать мультиметр в режиме измерения сопротивления, то есть как омметр. Контакты мультиметра присоединяются к рабочим контактам симистора, при этом значение сопротивления должно стремиться к бесконечности, то есть быть очень большим.
После этого соединяется анод с управляющим электродом. Симистор должен открыться и сопротивление должно упасть почти до нуля. Если все так и произошло, скорее всего, симистор работоспособен.
При разрыве контакта с управляющим электродом симистор должен остаться открытым, но параметров мультиметра может быть недостаточно, что бы обеспечить так называемый ток удержания, при котором прибор остается проводимым.
Устройство можно считать неисправным в двух случаях.
Если до появления напряжения на контакте управляющего электрода сопротивление симистора ничтожно мало. И второй случай, если при появлении напряжения на контакте управляющего электрода сопротивление прибора не уменьшается.
С помощью элемента питания и лампочки
Существует вариант прозвона симистора простейшим тестером, представляющим собой разорванную однолинейную цепь с источником питания и контрольной лампой. Еще для проверки понадобится дополнительный источник питания. В качестве его может быть использован любой элемент питания, например типа АА с напряжением 1,5 В.
Прозванивать деталь нужно в определенном порядке. В первую очередь необходимо соединить контакты тестера с рабочими контактами симистора. Контрольная лампа при этом гореть не должна.
Затем необходимо подать напряжение между управляющим и рабочим электродами с дополнительного источника питания. На рабочий электрод подается полярность, соответствующая полярности подключенного тестера. При подключении контрольная лампа должна загореться.
Если переход симистора настроен на соответствующий ток удержания, то лампа должна гореть и при отключении дополнительного источника питания от управляющего электрода до момента отключения тестера.
Так как прибор должен пропускать ток в обоих направлениях, для надежности можно повторить проверку, изменив полярность подключения тестера к симистору на противоположную. Надо проверить работоспособность прибора при обратном направлении тока через полупроводниковый переход.
Если до подачи напряжения на управляющий электрод контрольная лампа загорелась и продолжает гореть, то деталь неисправна. Если при подаче напряжения контрольная лампа не загорелась, симистор также считается неисправным, и использовать его в дальнейшем нецелесообразно.
Симистор, смонтированный на плате, можно проверить, не выпаивая его. Для проверки необходимо только отсоединить управляющий электрод и обесточить всю схему, отключив ее от рабочего источника питания.
Соблюдая эти простейшие правила, можно произвести отбраковку некачественных или отработавших свой ресурс деталей.
Управление приборами 220В
Самый простой вариант — Реле
Электромагнитное реле — самый простой вариант управления микроконтроллером нагрузкой 220В. По сути это обычный электромагнит. При подаче постоянного тока на катушку возникает магнитное поле, сердечник втягивается и замыкает выводы. Для управления самим реле применимы те же методы, описанные в статье «Как управлять мотором постоянного тока». Важно обращать внимание на ток удержания реле и максимальный ток и коммутируемое напряжение. Как правило, ток удержания довольно высокий, около 100 мА, а напряжение 5 или 12В. Поэтому управлять напрямую от микроконтроллера не получится. Нужен будет транзистор.
Примерная
схема подключения реле с использованием
MOSFET транзистора.
Как видно на схеме,
обязательно наличие диода. Дополнительно
можно ограничить потребляемый ток самим
реле, включив его последовательно через
резистор. Обычно ток удержания сильно
меньше стартового тока при включении
реле. Также можно добавить конденсатор,
чтобы он давал стартовый ток. Примерно
так можно будет выглядеть полная схема:
Основным
минусом схемы с реле является наличие
механической части в реле. Именно эта
часть ограничивает частоту переключений
реле и позволяет использовать реле с
частотой 0.5 Гц или меньше. Таким образом
управлять реле нагрузкой можно только
в режиме включил-выключил, без возможности
регулирования мощности подаваемой на
нагрузку.
Управляем нагрузкой 220В с регулировкой мощности
Хотелось бы иметь возможность
регулировать мощность, подаваемую на
управляемый прибор в диапазоне от 0 до
100%. Вот эту задачу и будем решать.
Как известно бытовая электросеть имеет переменное напряжение 220В с частотой 50 Гц. На осциллограмме это выглядит так:
Напряжение меняется по синусоиде, меняя полярность каждые 10 мс. Ограничить полную мощность синусоиды можно двумя методами:
В фазовом методе нагрузка отключается от сети на часть времени каждого полупериода, отключение производится обычно после перехода через 0. Напряжение подаваемое на нагрузку в этом случае выглядит так:
Во
втором методе, полных периодов или
полупериодов, нагрузка отключается на
целое количество периодов:
Например
это может выглядеть так, в случае с
полупериодами. При таком управлении
важно следить за тем, чтобы средний ток
был равен нулю.
Рассмотрим подробнее как управлять
нагрузкой методом полных периодов. Он
обеспечивает меньшие помехи на сеть
220В, так как ток и напряжение в нагрузке
нарастают синхронно и дают меньшие
выбросы в сеть.
Симистор — мощный ключ для сети 220 В
Самый простой способ управления нагрузкой 220В — использовать реле. Оно позволяет с помощью постоянного напряжения управлять мощной нагрузкой. В этой статье не будет рассматривать этот метод, он достаточно простой. Достаточно подать напряжение на магнит реле и он замкнёт контакты. К сожалению, реле не позволяет управлять нагрузкой достаточно быстро. При большом количестве включений\выключений оно быстро выходит из строя. Также, в момент переключения возникают большие импульсные помехи. Использовать реле лучше при частоте управления не больше одного раза в 2-3 секунды.
Как мы уже знаем по статье «Как управлять мотором постоянного тока» в цепях постоянного тока транзистор является электронным ключом, устройством, которое позволяет малым напряжением или током управлять более мощной нагрузкой.
Для переменного тока тоже существуют
такие электронные ключи — Симисторы.
Симистор проводит ток в обоих направлениях, поэтому используется в сетях переменного тока. Для управления нагрузкой основные электроды симистора включаются в цепь последовательно с нагрузкой. В закрытом состоянии проводимость симистора отсутствует, нагрузка выключена. При подаче на управляющий электрод отпирающего сигнала между основными электродами симистора возникает проводимость, нагрузка оказывается включённой.
Для удержания симистора в открытом
состоянии нет необходимости постоянно
подавать сигнал на управляющий электрод
(в отличие от транзистора). Он остаётся
открытым, пока протекающий через основные
выводы ток превышает некоторую величину,
называемую током удержания. Отсюда
следует, что выключение нагрузки в цепи
переменного тока происходит вблизи
моментов времени, когда ток через
основные электроды симистора меняет
направление (обычно это совпадает по
времени со сменой полярности напряжения
в сети переменного тока).
Эта точка на
синусоиде называется переходом через
ноль.
Симистором можно управлять напрямую от микроконтроллера, но для этого нужен довольно большой ток — 10-20 мА. Существуют также логические симисторы. У них ток управления составляет около 5 мА. В схемах лучше использовать обычные симисторы, они более защищены от самопроизвольного открытия. Что это такое и как можно управлять обычными симисторами? Читаем дальше.
Для начала посмотрим насколько мощной нагрузкой может управлять типичный симистор. Возьмём для примера симистор BT139-800. В datasheet обычно приводят графики выделяемой мощности на симисторе при управлении нагрузкой. Вот пример такого графика.
Зная
выделяемую мощность, используем параметры
рассеивания тепла корпусом, чтобы
получить температуру нагрева симистора
и оценить его работоспособность.
Из всех этих параметров следует, что
без радиатора данный симистор может
рассеять около 2Вт тепла.
При управлении
полными полупериодами нужно брать
график тока для a=180 градусам. График в
этой области практически линейный,
поэтому можно сказать, что средний ток
будет около 2А.
То есть без радиатора этот симистор сможет управлять нагрузкой в 2А * 220В = 440 Вт. В остальных случаях нужен будет радиатор.
Теперь разберёмся как микроконтроллер может управлять мощным симистором?
Оптосимистор — удобный метод управления мощным симистором микроконтроллером
Так как симистор проводит ток в обоих направлениях, то по отношению к его основным терминалам, управляющий ток может находится в четырёх квадратах.
Можно
это также представить в виде таблицы:
В datasheet приводят, в каких квадрантах
управляется конкретный симистор и какой
для этого нужен ток. Например, выбранный
симистор управляется во всех 4-х
квадрантах. Но при этом различается
управляющий ток и защитные свойства от
ложных срабатываний.
Видно, что 4-ый квадрант самый невыгодный. Управляющий ток резко возрастает. Также и защитные свойства при таком управлении падают.
Отсюда
следует вывод, что при управлении
микроконтроллером лучше управлять в
1-3 квадранте.
Если управление прямое, то МК необходимо уметь менять полярность вывода, что сложно, или иметь общее с терминалом A1 плюсовое питание (управление будет во втором и третьем квадранте). Второй вариант не сложно реализовать при конденсаторном источнике питания. В этом appnote AN2986 подробно рассматривается этот случай.
Второй вариант — управлять через
оптосимистор. Таких устройств довольно
много и они стоят недорого. Например —
MOC3041. Есть оптосимисторы со встроенной
схемой контроля перехода через ноль,
они могут выключаться только около
нуля.
Такой нам и нужен для схемы
управления полными периодами. А есть
без этой схемы. С их помощью можно
управлять фазовым методом.
Схема управления с использование оптосимистора получается такая:
само устройство внутри выглядит так:
Управление
в этом случае получается одной полярности
с терминалом A2, то есть в первом и третьем
квадранте.
Дополнительно оптосимистор изолирует схему работы микроконтроллера от сети, что уменьшает помехи, и повышает надёжность прибора. Если нет требований к компактности прибора, то рекомендуем использовать оптосимисторы для управления другими более мощными симисторами.
Цепь защиты симистора от помех в сети
В случае слишком быстрого изменения
напряжения на основных выводах симистора
или тока он может самопроизвольно
открыться и начать проводить ток. Это
очень неприятно. В основном это может
произойти при управлении индуктивной
нагрузкой (индуктивность сопротивляется
изменению тока).
Но также это может
происходить и при работе прибора с
индуктивностью рядом в сети (например,
когда через одну розетку работает мотор
и управляемый микроконтроллером паяльный
фен). В этом случае независимо от
микроконтроллера управляемая нагрузка
не будет отключаться от сети и ток будет
продолжать идти. Например, при управлении
паяльным феном эта ситуация может
привести даже к пожару.
Простой защитой от этого случая является снабберная цепь (резистор плюс конденсатор):
Но
она не гарантирует работу во всех
случаях. Параметры рассчитываются под
конкретную индуктивность. Appnote AN-3004
подробно рассматривает расчет снаббера.
Второй вариант — использование симисторов работающих в 1-3 квадранте. Например, T405. Производитель указывает, что они могут использоваться для управления даже индуктивной нагрузкой без снаббера.
Фазовый метод
Для решения задачи фазового управления
нагрузкой микроконтроллеру необходимо
знать когда был совершён переход через
ноль.
Тогда можно будет рассчитать время
задержки включения нагрузки.
Самый простой метод получения события перехода через ноль в сети переменного тока подробно описан в appnote AN521 от компании Microchip. Практически каждый микроконтроллер имеет высоковольтные защитные диоды на каждом цифровом входе. Это можно использовать, чтобы получить информацию о переходе через ноль. Достаточно на входе поставить высокоомный резистор, ограничивающий ток на выводе МК, до значений указанных в datasheet на МК. В этом случае вывод в обычном цифровом режиме будет принимать значение 0 в момент перехода через ноль. Временная задержка от реального состояния до реального будет минимальна и составляет около 50 мкс.
Минусом такой схемы является отсутствие гальванической развязки схемы управления от сети 220В. Если это необходимо, то можно использовать оптопару.
Ну а далее, уже можно управлять мощным
симистором как было описано ранее,
только если делать это через оптосимистр,
то без схемы перехода через ноль.
В этой статье разобраны основные методы управления мощной нагрузкой сети переменного тока 220В с помощью симисторов. После прочтения теоретической части перейдём к практике. Паяльная станция — прибор, в котором микроконтроллер управляет мощным паяльным феном работающим от сети 220В.
Симистор (триак) — описание, принцип работы, свойства и характеристики
Справочные данные популярных отечественные симисторов и зарубежных
триаков.
Простейшие схемы симисторных регуляторов мощности.
Симистор пришёл на смену рабочей лошадке-тиристору и практически полностью заменил его в электроцепях переменного тока.
История создания симистора также не нова и приходится на 1960-е годы, причём изобретён и запатентован он был в СССР группой товарищей из Мордовского радиотехнического института.
Итак:
Симистор, он же триак, он же симметричный триодный тиристор — это полупроводниковый прибор, являющийся разновидностью тиристора,
но, в отличие от него, способный пропускать ток в двух направлениях и используемый для коммутации нагрузки в цепях переменного тока.
Рис.1
На Рис.1 слева направо приведены: топологическая структура симистора, далее расхожая, но весьма условная, эквивалентная схема,
выполненная на двух тиристорах и, наконец, изображение симистора на принципиальных схемах.
МТ1 и МТ2 — это силовые выводы, которые могут обозначаться, как Т1&Т2; ТЕ1&ТЕ2; А1&А2; катод&анод. Управляющий электрод, как правило,
обозначается латинской G либо русской У.
Глядя на эквивалентную схему, может возникнуть иллюзия, что симистор относительно горизонтальной оси является элементом абсолютно
симметричным, что даёт возможность как угодно крутить его вокруг управляющего электрода.
Это не верно!!!
Точно так же, как у тиристора, напряжение на управляющий электрод симистора должно подаваться относительно условного катода
(МТ1, Т1, ТЕ1, А1).
Иногда производитель может обозначать цифрой 1 «анодный» вывод, цифрой 2 — «катодный», поэтому всегда важно придерживаться
обозначений, приведённых в паспортных характеристиках на прибор.
Полярность открывающего напряжения должна быть либо отрицательной для обеих полярностей напряжения на условном аноде, либо совпадать с полярностью «анодного» напряжения (т.е. быть плюсовой в момент прохождения положительной полуволны и минусовой — в момент прохождения отрицательной).
Приведём вольт-амперную характеристику тиристора и схему, реализующую самый простой способ управления симисторами — подачу на управляющий электрод прибора постоянного тока с величиной, необходимой для его включения (Рис.2).
Рис.2
Огромным плюсом симистора перед тиристором является возможность в штатном режиме работать с разнополярными полупериодами сетевого
напряжения.
Вольт-амперная характеристика является симметричной, надобности в выпрямительном мосте — никакой, схема получается
проще, но главное — исключается элемент (выпрямитель), на котором вхолостую рассеивается около 50% мощности.
Давайте рассмотрим работу симистора при подаче на его управляющий вход постоянного тока отрицательной полярности (Рис.2 справа),
ведь мы помним, что именно такая полярность открывающего напряжения является универсальной и для положительных, и для отрицательных
полупериодов напряжения сети. На самом деле, всё происходит абсолютно аналогично описанной на предыдущей странице работе тиристора.
Повторим пройденный материал.
1. Для начала рассмотрим случай, когда управляющий электрод симистора отключен (S1 на схеме разомкнут, Iу на ВАХ равен 0).
Тока через нагрузку нет (участки III на ВАХ), симистор закрыт, и для того, чтобы его открыть, необходимо поднять напряжение
на «аноде» симистора настолько, чтобы возник лавинный пробой p-n-переходов полупроводника.
Оговоримся — зафиксировать нам этот процесс не удастся, потому что величина этого напряжения составляет несколько сотен вольт и,
как правило, превышает амплитудное значение напряжения сети.
Тем не менее — при достижении этого уровня напряжения (точки II на ВАХ) симистор отпирается, падение напряжения между силовыми выводами
падает до единиц вольт, нагрузка подключается к сети — наступает рабочий режим открытого симистора (участки I на ВАХ).
Чтобы закрыть симистор, нужно снизить протекающий через нагрузку ток (или напряжение на «аноде») ниже тока удержания.
2. Для того чтобы снизить величину напряжения включения симистора, следует замкнуть S1 и, тем самым, подать на управляющий
электрод ток, задаваемый значением переменного резистора R1. Чем больше ток Iу, тем при меньшем анодном напряжении происходит
переключение симистора в проводящее состояние.
А при какой-то величине тока управляющего электрода, называемой током спрямления (на ВАХ не показано), горба на характеристике вообще
не будет, и напряжение открывания симистора составит незначительную величину, исчисляемую единицами вольт.
Абсолютно так же, как и в прошлом пункте, чтобы закрыть симистор, необходимо снизить протекающий через нагрузку ток (или напряжение
на «аноде») ниже значения тока удержания.
То бишь — всё полностью аналогично тиристору. Для открывания симистора следует подать на управляющий электрод прибора постоянный ток
с величиной, необходимой для его включения, для закрывания — снизить протекающий через нагрузку ток (или напряжение на «аноде») ниже
значения тока удержания.
Т.е. в нашем случае, представленном на Рис.2 — симистор будет открываться при замыкании S1 в каждый момент превышения «анодным»
напряжением некоторого значения, зависящего от номинала R1, а закрываться с каждым полупериодом сетевого напряжения
в момент приближения его уровня к нулевому значению.
Описанный выше способ управления симистором посредством подачи на управляющий электрод постоянного напряжения обладает существенным
недостатком — требуется довольно большой ток (а соответственно и мощность) управляющего сигнала (по паспорту — до 250мА для КУ208).
Поэтому в большинстве случаев для управления симисторами используется импульсный метод, либо метод, при котором открытый симистор
шунтирует цепь управления, не допуская бесполезного рассеивания мощности на её элементах.
В качестве примера рассмотрим простейшую, но вполне себе работоспособную схему симисторного регулятора мощности, позволяющего работать с нагрузками вплоть до 2000 Вт.
Рис.3
Как можно увидеть, на схеме помимо симистора VS2 присутствует малопонятный элемент VS1 — динистор. Для интересующихся отмечу — на странице ссылка на страницу мы подробно обсудили принцип работы, свойства и характеристики приборов данного типа.
А теперь — как это всё работает?
В начале действия положительного полупериода симистор закрыт. По мере увеличения сетевого напряжения конденсатор С1 заряжается
через последовательно соединённые резисторы R1 и R2.
Причём увеличение напряжения на конденсаторе С1 отстаёт (сдвигается по фазе) от сетевого на величину, зависящую от суммарного
сопротивления резисторов и номинала ёмкости С1.
Чем выше значения резисторов и конденсатора — тем больше сдвиг по фазе.
Заряд конденсатора продолжается до тех пор, пока напряжение на нём не достигнет порога пробоя динистора (около 35 В).
Как только динистор откроется (следовательно, откроется и симистор), через нагрузку потечёт ток, определяемый суммарным
сопротивлением открытого симистора и нагрузки.
При этом симистор остаётся открытым до конца полупериода, т.е. момента, когда полуволна сетевого напряжения приблизится к нулевому
уровню.
Переменным резистором R2 устанавливают момент открывания динистора и симистора, производя тем самым регулировку мощности,
подводимой к нагрузке.
При действии отрицательной полуволны принцип работы устройства аналогичен.
Диаграммы напряжения на нагрузке при различных значениях переменного резистора приведены на Рис.3 справа.
Для предотвращения ложных срабатываний триаков, вызванных переходными процессами в индуктивных нагрузках (например, в электродвигателях),
симисторы должны иметь дополнительные компоненты защиты.
Это, как правило, демпферная RC-цепочка (снабберная цепь) между силовыми
электродами триака,
которая используется для ограничения скорости изменения напряжения (на схеме Рис.3 показана синим цветом).
В некоторых случаях, когда нагрузка имеет ярко выраженный ёмкостной характер, между силовыми электродами необходима индуктивность
для ограничения скорости изменения тока при коммутации.
А под занавес приведём основные характеристики отечественных симисторов и зарубежных триаков.
| Тип | U макс, В | I max, А | Iу отп, мА |
| КУ208Г | 400 | 5 | |
| BT 131-600 | 600 | 1 | |
| BT 134-500 | 500 | 4 | |
| BT 134-600 | 600 | 4 | |
| BT 134-600D | 600 | 4 | |
| BT 136-500Е | 500 | 4 | |
| BT 136-600Е | 600 | 4 | |
| BT 137-600Е | 600 | 8 | |
| BT 138-600 | 600 | 12 | |
| BT 138-800 | 800 | 12 | |
| BT 139-500 | 500 | 16 | |
| BT 139-600 | 600 | 16 | |
| BT 139-800 | 800 | 16 | |
| BTA 140-600 | 600 | 25 | |
| BTF 140-800 | 800 | 25 | |
| BT 151-650R | 650 | 12 | |
| BT 151-800R | 800 | 12 | |
| BT 169D | 400 | 12 | |
| BTA/BTB 04-600S | 600 | 4 | |
| BTA/BTB 06-600C | 600 | 6 | |
| BTA/BTB 08-600B | 600 | 8 | |
| BTA/BTB 08-600C | 600 | 8 | |
| BTA/BTB 10-600B | 600 | 10 | |
| BTA/BTB 12-600B | 600 | 12 | |
| BTA/BTB 12-600C | 600 | 12 | |
| BTA/BTB 12-800B | 800 | 12 | |
| BTA/BTB 12-800C | 800 | 12 | |
| BTA/BTB 16-600B | 600 | 16 | |
| BTA/BTB 16-600C | 600 | 16 | |
| BTA/BTB 16-600S | 600 | 16 | |
| BTA/BTB 16-800B | 800 | 16 | |
| BTA/BTB 16-800S | 800 | 16 | |
| BTA/BTB 24-600B | 600 | 25 | |
| BTA/BTB 24-600C | 600 | 25 | |
| BTA/BTB 24-800B | 800 | 25 | |
| BTA/BTB 25-600В | 600 | 25 | |
| BTA/BTB 26-600A | 600 | 25 | |
| BTA/BTB 26-600B | 600 | 25 | |
| BTA/BTB 26-700B | 700 | 25 | |
| BTA/BTB 26-800B | 800 | 25 | |
| BTA/BTB 40-600B | 600 | 40 | |
| BTA/BTB 40-800B | 800 | 40 | |
| BTA/BTB 41-600B | 600 | 41 | |
| BTA/BTB 41-800B | 800 | 41 | |
| MAC8M | 600 | 8 | |
| MAC8N | 800 | 8 | |
| MAC9M | 600 | 9 | |
| MAC9N | 800 | 9 | |
| MAC12M | 600 | 12 | |
| MAC12N | 800 | 12 | |
| MAC15M | 600 | 15 | |
| MAC12N | 800 | 15 |
Симисторы с обозначение BTA отличаются от других наличием изолированного корпуса.
Падение напряжения на открытом симисторе составляет примерно 1-2 В и мало зависит от протекающего тока.
Схема подключения нагрузки к приборам МикРА
ИЛТ Драйвер управления тиристором
ИЛТ Драйвер управления тиристором Схемы преобразователей на тиристорах требуют изолированного управления. Логические изоляторы потенциала типа ИЛТ совместно с диодным распределителем допускают простое
ПодробнееИЛТ1-1-12, ИЛТ модули управления тиристорами
ИЛТ, ИЛТ модули управления тиристорами Схемы преобразователей на тиристорах требуют управления мощным сигналом, изолированным от схемы управления.
Модули ИЛТ и ИЛТ с выходом на высоковольтном транзисторе
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
РЕГУЛЯТОРЫ МОЩНОСТИ ТИРИСТОРНЫЕ РМТ-40, РМТ-100 Руководство по эксплуатации v. 2016-03-10 VAK Регуляторы мощности тиристорные РМТ предназначены для регулирования напряжения в трехфазных сетях переменного
ПодробнееЭЛЕКТРОНЫЙ СЧЁТЧИК ИМПУЛЬСОВ CИМ
ЭЛЕКТРОНЫЙ СЧЁТЧИК ИМПУЛЬСОВ CИМ-05-1-17 Напряжение питания АС220 В 50Гц Прямой, обратный или реверсивный счет импульсов Реальные единицы измерения Отображение величины до тысячных долей Подсчет суммарной
ПодробнееБЛОК КОНТРОЛЯ ЭНЕРГОПАРАМЕТРОВ ЭПУ485
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО СВЯЗЬИНВЕСТ БЛОК КОНТРОЛЯ ЭНЕРГОПАРАМЕТРОВ ЭПУ485 Редакция 2 Руководство по эксплуатации СУИК.
414620.003 РЭ Республика Беларусь, 220068 г.минск, ул. Некрасова, 114 Тел./факс
БЛОК ЦАП-5И ПВС ТО
БЛОК ЦАП-5И ПВС5.422.005 ТО ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ 2 СОДЕРЖАНИЕ 1. НАЗНАЧЕНИЕ…3 2. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СОСТАВ БЛОКА…3 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ…3 4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АДРЕСОВ…5 5. ПРИНЦИП РАБОТЫ БЛОКА…5 6. ПОДКЛЮЧЕНИЕ
ПодробнееСчетчики импульсов СИМ , СИМ
105187, г. Москва, Измайловское шоссе, д. 73Б, офис 15 http:// E-mail: [email protected] (495) 921-22-62 Счетчики импульсов СИМ-05-1-09, СИМ-05-1-17 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Счётчик импульсов СИМ-05-1 (далее счётчик).
ПодробнееБиполярный транзистор
Биполярный транзистор Порядок работы. Определение hпараметров транзистора. (a) Подготовка к работе. Провести начальные установки: Выход I закорочен; Потенциометры постоянного смещения,, 8, 9 в крайнем
ПодробнееЭлектрум АВ.
Интеллектуальные модули
Электрум АВ Интеллектуальные модули СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛИ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ 3 МОДУЛИ КОНТРОЛЯ ТОКА 14 МОДУЛИ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ 19 МОДУЛИ И БЛОКИ РЕГУЛЯТОРОВ МОЩНОСТИ 24 КОНТАКТЫ 33 2 МОДУЛИ УПРАВЛЕНИЯ
ПодробнееШИМ контроллер. TL494. Особенности:
ШИМ контроллер. TL494 Особенности: Полный набор функций ШИМ-управления Выходной втекающий или вытекающий ток каждого выхода..200ма Возможна работа в двухтактном или однотактном режиме Встроенная схема
Подробнее1.1 Усилители мощности (выходные каскады)
Лекция 7 Тема: Специальные усилители 1.1 Усилители мощности (выходные каскады) Каскады усиления мощности обычно являются выходными (оконечными) каскадами, к которым подключается внешняя нагрузка, и предназначены
ПодробнееСчетчики S10xx и S11xx
продукция, Выбор Уставка Просмотр предназначены счета импульсов, поступающих от различных, бесконтактных выключателей, путевых выключателей и т.
д. Уставка счета задается с помощью кнопок на передней панели
1.1 Усилители мощности (выходные каскады)
Лекция 9 Тема 9 Выходные каскады 1.1 Усилители мощности (выходные каскады) Каскады усиления мощности обычно являются выходными (оконечными) каскадами, к которым подключается внешняя нагрузка, и предназначены
ПодробнееБЛОК УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ БУТ1-В01
БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ БУТ1-В01 Руководство по эксплуатации Приборостроительное предприятие «МЕРАДАТ» Россия, 614031, г. Пермь, ул. Докучаева, 31А Технические характеристики БУТ1-В01 Вход Входное
ПодробнееТехнические характеристики устройства
ООО «ПКФ «ОЛДИ» предлагает устройство защиты двигателя УЗД собственного производства, которое предназначено для защиты асинхронного электродвигателя путем отключения при возникновении следующей аварийной
Подробнее
|
|
RU 
11.2016
11.2016
Геннадий Бандура
11.2016
01.2015
11.2016
8В. 22А.
Давид Девдариани 4L1DA
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
Геннадий Бандура
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
2016
11.2016
Все своими руками Термостат для бойлера с защитой
Ранее на сайте была опубликована статья «Цифровой терморегулятор для бойлера», на основе схемы, рассмотренной в этой статье, по просьбе посетителей сайта была разработана новая схема с комплексной защитой от превышения температуры нагрева и понижения уровня воды в емкости.
Схема устройства представлена на рисунке 1.
Основой схемы является микроконтроллер PIC16F628A. Данные о температуре выводятся на двухразрядный индикатор с общим катодом. В качестве основного датчика температуры использован датчик DS18B20.
В качестве коммутирующего устройства нагревателя или нагревателей используется симистор BT139-600.
Можно применить и другие симисторы с максимальным напряжением не менее 600 вольт и током нагрузки, превышающим рабочий ток нагревателей в штатном режиме, хотя бы в полтора раза и не менее. Теплоотвод обязателен в любом случае. Можно применить симисторы отечественные серий ТС112, ТС122, ТС132.
Сетевой трансформатор для такой конструкции, которая большую часть времени своего функционирования будет без вашего участия, я бы посоветовал рассчитать и изготовить самостоятельно. Раньше было модным вообще рассчитывать первичную обмотку на 360 вольт, для БП ответственных узлов автоматики, учитывая всякие возможные ЧП в первичной сети. У такого трансформатора при входном напряжении 220 вольт очень маленький ток холостого хода, он не боится всплесков напряжения. Расчет ведется из следующих соображений. W1в – количество витков на один вольт = 45/Sж. Где Sж – сечение сердечника в см². W1 – количество витков первичной обмотки = W1в х U1 = W1в х 360В.
Максимальное входное напряжение микросхемы стабилизатора КР142ЕН5А равно 15 вольт.
Значит, выходное напряжение вторичной обмотки должно быть не более 15В/1,41 ≈ 10,6В. Количество витков вторичной обмотки в данном случае будет W2 = W1в х 10,6В. Это для напряжения на входе = 360В. При сетевом напряжении 220В напряжение на выходе трансформатора будет К = 360/220 ≈ 1,6, U2 = 10,6/1,6 ≈ 6,5В. После выпрямления и фильтрации мы получим 6,5В х 1,41 ≈ 9В. Такого напряжения нам вполне хватит.
Пишу это не для красного словца. Два года назад в соседней деревне сгорел двухэтажный дом построенный годом ранее москвичами. Сгорел, как говорят, из-за отопительного котла после броска напряжения. Что за автоматика там стояла я не знаю, утверждают, что все на современной основе и все в соответствии… Так, что лучше перестраховаться, иначе потери будут громадные.
Работа схемы
При подаче напряжения питания на схему управления на индикаторе, примерно на секунду, появятся две восьмерки, это притом, что цепь датчика и сам датчик исправны, если есть неисправность, то индикатор после высвечивания восьмерок просто погаснет. После этого появятся данные о температуре воды в емкости. Это при условии, что уровень воды в емкости в норме и контакты датчика уровня S1 замкнуты. Если уровень ниже необходимого, то вместо температуры на индикаторе будут мигающие восьмерки.
И так, у нас все работает. Теперь кнопками SB1- и SB2+ выставляем необходимую нам температуру включения нагревателей. Затем нажимаем и удерживаем кнопку SB3 для установки величины гистерезиса теми же кнопками SB1- и SB2+. Величина возможного гистерезиса от 1 до10. Если мы установим, например температуру включения нагревателей равной 50˚С и гистерезис = 10˚С, то это значит, что при 50˚С нагреватель будет включаться, а при 60˚С выключаться. Возможно, логичнее надо было бы сделать гистерезис в минус… Ну, уж не обессудьте.
Теперь о работе защиты. Если упадет уровень воды в емкости ниже необходимого, то контакты датчика разомкнутся. На базе транзистора VT1 появится открывающее напряжение, и открывшийся транзистор зашунтирует вход RA2 микроконтроллера DD1, т.е. на этом входе будет логический «0». При замкнутых контактах на коллекторе данного транзистора будет присутствовать напряжение близкое к напряжению питания 5В – логическая «1». Контроллер отследит эту ситуацию и даст команду на выключение нагревателей.
На транзисторе VT2 собрано термореле от превышения установленной температуры. При нагреве терморезистора RK1 его сопротивление падает, что приводит к увеличению тока база-эмиттер транзистора VT2. Транзистор начинает открываться, напряжение на его коллекторе начинает падать и при определенной температуре оно станет меньше напряжения срабатывания внутреннего триггера Шмитта микроконтроллера. Контроллер воспримет это за «0» на входе и так же даст команду на выключение нагревателя. Если по какой либо причине эта защита не сработает, и температура продолжит повышаться, то в этом случае за отключение нагревателей будут ответственны термоконтакты KSD 301. Внешний вид, которых показан ниже.
Термоконтакты имеют, как разные рабочие токи, температуры срабатывания, так и разное состояние контактов в нормальных условиях. Нам нужны нормально замкнутые контакты. На скриншоте подчеркнут перевод нормально замкнутых контактов. Нормально закрытый, т.е. прихлопнутый, т.е. — схлопнутый, т.е. — замкнутый. Некоторые путают в переводе с закрытым, например, транзистором, не пропускающим ток, т.е. — разомкнутым.
В качестве индикатора включения нагревателей применена неоновая лампочка, работает десятилетиями и у меня их много.
На этом все. Удачи и успехов.К.В.Ю.
Скачать “Термостат-для-бойлера-с-защитой” Термостат-для-бойлера-с-защитой.rar – Загружено 392 раза – 133 КБ
Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».
Просмотров:1 147
делаем самостоятельно симисторный вариант. Делаем своими руками
Если в жилье есть газоснабжение, готовить пищу на газовой плите удобнее, а отопление газовым котлом обычно дешевле электрического варианта. Но при отсутствии газа оптимизация потребления электроэнергии становится очень важной задачей. Для ее решения надо потреблять ровно столько электрической энергии, сколько необходимо. А для этого потребуется оптимальное управление бытовыми электроприборами и освещением. Многие электроплиты, электрообогреватели, вентиляторы и т.д. снабжены встроенными регуляторами.
Но технические возможности системы управления электрооборудованием стоят немалых денег. И по этой причине чаще всего покупаются недорогие электроприборы с простейшими регуляторами. Далее мы расскажем читателям об устройствах, использование которых даст не только экономию электроэнергии, но и сделает многие электроприборы более удобными. Эти устройства — регуляторы мощности. Их назначение — регулировка среднего значения напряжения на нагрузке.
Проще всего купить диммер
Они уменьшают его величину, а соответственно, и потребляемую мощность. По законам Джоуля-Ленца и Ома для электрической цепи. Эффективное регулирование мощности нагрузки обеспечивают специальные технические решения. А любая схема регулятора мощности содержит полупроводниковый коммутатор. Кто желает поскорее обрести возможность гибкого управления своими электроприборами, может легко купить простой регулятор мощности. Им является диммер. Разнообразные модели этого устройства продаются в торговых сетях.
Очень удобен такой регулятор на даче. Он будет замечательным дополнением к маленькому кипятильнику или одно-, двухконфорочной электроплитке. Теперь в ходе приготовления еды не будет подгорания и слишком сильного кипения. Покупая регулятор мощности, обязательно удостоверьтесь в его соответствии решаемым задачам. Он должен быть мощнее управляемого электрооборудования. Большинство моделей диммеров рассчитано на обслуживание квартирного освещения. По этой причине они в основном регулируют мощность до 300 Вт.
Не нашел в магазине — сделай сам
Чтобы приобрести более мощную модель, придется поискать ее в торговых сетях. Альтернативное решение — просмотр схем регуляторов мощности, изготовление своими руками выбранной модели. Чтобы помочь нашим читателям выбрать оптимальную схему, более подробно опишем главные особенности этих устройств. Регулятор на полупроводниковом ключе может быть выполнен на
Регулятор мощности, схема которого содержит любой из перечисленных полупроводниковых ключей, всегда пребывает в одном из двух состояний. Он либо максимально ограничивает ток (отключает нагрузку), либо почти не оказывает сопротивления (подключает нагрузку). При срабатывании сопротивление переходов полупроводниковых приборов быстро изменяется по величине. Каждому его значению соответствует определенная электрическая мощность. Она выделяется как тепло и носит название динамических потерь. Чем быстрее срабатывает прибор (отключает или подключает нагрузку), тем меньше динамические потери.
Наиболее быстродействующими ключами являются транзисторы. Но они и включаются и выключаются при любой ненулевой величине напряжения. Если эти процессы происходят вблизи его амплитудного значения, динамические потери будут максимально большими. Обычный тиристорный ключ отличается тем, что выключается без управляющего сигнала при переходе тока нагрузки через ноль. Хотя его включение происходит при той же амплитуде переменного напряжения, что и у транзисторов.
Выбери триак
По этой причине схема тиристора, а особенно симисторного регулятора мощности получается более простой, экономичной и надежной. Особенно если он быстро включается. У регулятора мощности на симисторе кроме него нет больше полупроводниковых приборов, по которым течет ток нагрузки. А у регуляторов с остальными ключами такими приборами обязательно будут выпрямительные диоды, в том числе встроенные. Поэтому рекомендуем остановиться на симисторах — схемы с ними есть во многих справочниках, популярных журналах а, следовательно, и в интернете. Их легко найти и выбрать что-либо приемлемое.
Первый регулятор мощности на симисторе КУ208Г используется уже много лет, начиная с 80-х годов прошлого века.
Современные симисторы в регуляторах
Устаревший дизайн КУ208Г не всегда удобен для размещения в корпусе регулятора. Новая модель BT136 600E, у которой параметры включения и регулировки примерно такие же, позволит собрать более компактный симисторный регулятор мощности. С этой моделью из-за ее компактности получается значительно больше вариантов конструкции, из которых можно выбирать.
Если самостоятельно изготавливается регулятор мощности, схема которого взята из какого-либо источника, обязательно сравните максимальные токи используемого ключа и нагрузки. В этих целях разделите паспортную мощность нагрузки на 220. Для надежной работы регулятора мощности на симисторе и не только полученное значение тока должно составлять 0,7 от номинального значения ключа, используемого в схеме. Поэтому для многих бытовых электроприборов КУ208Г окажется слабоват. Но его можно заменить более мощным, например ВТА 12.
Этот ключ со своими 12 амперами сможет надежно регулировать нагрузку до 1848 Вт с непродолжительным увеличением ее до 2000 Вт. Собранный регулятор мощности на симисторе этой модели, например, можно применить для управления электрическим чайником. Один из таких вариантов показан далее.
При выборе схемы регулятора мощности
- коллекторного мотора постоянного тока,
- универсальных (тоже коллекторных) двигателей,
- пригодного для управления электродвигателя в каком-либо электрооборудовании,
рекомендуем обратить внимание на безопасность управления. Она обеспечивается гальванической развязкой в схеме регулятора. Ключ надежно развязывается от управляющего элемента, к которому прикасается пользователь. Для этого применяются схемотехнические решения с трансформаторами, а также оптронные электронные приборы. Примеры подобных схем показаны далее. В этих схемах управляющий элемент является частью контроллера.
Эффективный, надежный и безопасный регулятор мощности добавит многим вашим электроприборам новые потребительские свойства. За вами остается правильный выбор устройства при покупке или изготовление их без ошибок своими руками по выбранной схеме.
Этот простой регулятор мощности может пригодиться для регулировки освещения ламп накаливания, регулировки температуры ТЭНов, фенов, тепловых пушек, но не годится для работы на индуктивную нагрузку (трансформатор, асинхронный двигатель) или емкостную. Симистор моментально вылетит.
Роль используемых деталей:
Т1 — это симистор , в моём случае я использовал импортный BTB (BTB 16 600bw) на 16А,
Что в пересчете на мощность P=I*U=16*220=3520Вт с большим теплоотводом симистор выше 50 градусов не греется, хотя возможно подключить и (КУ 208) или импортные симисторы так называемые «триаки» ВТА, ВТ.
Элемент схемы Т — это и есть вышеупомянутый симметричный динистор то есть «диак» импортного производства DB 3 (разрешается DB 4). По размеру он очень мал, что делает монтаж его очень удобным, я
например, в некоторых случаях припаивал его непосредственно к управляющему выводу симистора.
Выглядит это чудо так:
Резистор же 510.Оm — ограничивает максимальное напряжение на конденсатор 0,1 mkF, то есть если движок регулятора поставить в положение 0.Оm, то сопротивление цепи всё равно будет 510.Оm
Ну,и конечно конденсатор 0,1mkF:
Заряжается он через резисторы 510.Om и переменный резистор 420kOm, после того, как напряжение на конденсаторе достигнет напряжения открывания динистора DB 3, динистор формирует импульс, открывающий симистор, после чего, при проходе синусоиды, симистор закрывается. Частота открывания-закрывания симистора зависит от напряжения на конденсаторе 0.1 mkF, которое, в свою очередь, зависит от сопротивления переменного резистора. Таким образом, прерывая ток (с большой частотой) схема регулирует мощность в нагрузке. Допустим, если подключить электролампу через диод, мы заставим работать её «в полнакала» и продлим её жизнь, однако не получиться регулировать яркость, да и неприятного мерцания не избежать. Этого недостатка нет в симисторных схемах, так как частота переключения симистора слишком высока, и увидеть мерцание лампы человеческому глазу не под силу. При работе на индуктивную нагрузку, например электродвигатель, можно услышать чье то пение, это будет частота с которой симистор подключает нагрузку к цепи.
Из-за проблемы с электричеством люди все чаще покупают регуляторы мощности. Не секрет, что резкие перепады, а также чрезмерно пониженное или повышенное напряжение пагубно влияют на бытовые приборы. Для того чтобы не допустить порчи имущества, необходимо пользоваться регулятором напряжения, который защитит от короткого замыкания и различных негативных факторов электронные приборы.
Типы регуляторов
В наше время на рынке можно увидеть огромное количество различных регуляторов как для всего дома, так и маломощных отдельных бытовых приборов. Существуют транзисторные регуляторы напряжения, тиристорные, механические (регулировка напряжения осуществляется при помощи механического бегунка с графитовым стержнем на конце). Но самым распространенным является симисторный регулятор напряжения. Основой этого прибора являются симисторы, которые позволяют резко среагировать на скачки напряжения и сгладить их.
Симистор представляет собой элемент, который содержит пять p-n переходов. Этот радиоэлемент имеет возможность пропускать ток как в прямом направлении, так и в обратном.
Эти компоненты можно наблюдать в различной бытовой технике начиная от фенов и настольных ламп и заканчивая паяльниками, где необходима плавная регулировка.
Принцип работы симистора довольно прост. Это своего рода электронный ключ, который то закрывает двери, то открывает их с заданной частотой. При открытии P-N перехода симистора он пропускает небольшую часть полуволны и потребитель получает только часть номинальной мощности. То есть чем больше открывается P-N переход, тем больше мощности получает потребитель.
К достоинствам этого элемента можно отнести:
В связи с вышесказанными достоинствами симисторы и регуляторы на их основе используются довольно часто.
Эта схема довольно проста в сборке и не требует большого количества деталей. Такой регулятор можно применить для регулировки не только температуры паяльника, но и обычных ламп накаливания и светодиодных. К этой схеме можно подключать различные дрели, болгарки, пылесосы, шлифмашинки, которые изначально шли без плавной регулировки скорости.
Вот такой регулятор напряжения 220в своими руками можно собрать из следующих деталей:
- R1 — резистор 20 кОм, мощностью 0,25 Вт.
- R2 — переменный резистор 400−500 кОм.
- R3 — 3 кОм, 0,25 Вт.
- R4-300 Ом, 0,5 Вт.
- C1 C2 — конденсаторы неполярные 0,05 Мкф.
- C3 — 0,1 Мкф, 400 в.
- DB3 — динистор.
- BT139−600 — симистор необходимо подобрать в зависимости от нагрузки которая будет подключен. Прибор, собранный по этой схеме, может регулировать ток величиной 18А.
- К симистору желательно применить радиатор, так как элемент довольно сильно греется.
Схема проверена и работает довольно стабильно при разных видах нагрузки .
Существует еще одна схема универсального регулятора мощности.
На вход схемы подается переменное напряжение 220 В, а на выходе уже 220 В постоянного тока. Эта схема имеет в своем арсенале уже больше деталей, соответственно и сложность сборки повышается. На выход схемы возможно подключить любой потребитель (постоянного тока). В большинстве домов и квартир люди стараются поставить энергосберегающие лампы. Не каждый регулятор справится с плавной регулировкой такой лампы, например, тиристорный регулятор использовать нежелательно. Эта схема позволяет беспрепятственно подключать эти лампы и делать из них своего рода ночники.
Особенность схемы заключается в том, что при включении ламп на минимум все бытовые приборы должны быть отключены от сети. После этого в счетчике сработает компенсатор, и диск медленно остановится, а свет будет продолжать гореть. Это возможность собрать симисторный регулятор мощности своими руками. Номиналы деталей нужных для сборки, можно увидеть на схеме.
Еще одна занимательная схема, которая позволяет подключить нагрузку до 5А и мощностью до 1000Вт.
Регулятор собран на базе симистора BT06−600. Принцип работы этой схемы заключается в открытии перехода симистора. Чем больше элемент открыт, тем больше мощность поступает на нагрузку. А также в схеме присутствует светодиод, который даст знать, работает устройство или нет. Перечень деталей, которые понадобятся для сборки аппарата:
- R1 — резистор 3.9 кОм и R2 — 500 кОм своеобразный делитель напряжения, который служит для зарядки конденсатора С1.
- конденсатор С1- 0,22 мкФ.
- динистор D1 — 1N4148.
- светодиод D2, служит для индикации работы устройства.
- динисторы D3 — DB4 U1 — BT06−600.
- клемы для подключения нагрузки P1, P2.
- резистор R3 — 22кОм и мощностью 2 вт
- конденсатор C2 — 0.22мкФ рассчитан на напряжение не меньше 400 В.
Симисторы и тиристоры с успехом используются в качестве пускателей. Иногда необходимо запустить очень мощные тэны, управлять включением сварочного мощного оборудования, где сила тока достигает 300−400 А. Механическое включение и выключение с помощью контакторов уступает симисторному пускателю из-за быстрого износа контакторов, к тому же при механическом включении возникает дуга, которая также пагубно влияет на контакторы. Поэтому целесообразным будет использовать симисторы для этих целей. Вот одна из схем.
Все номиналы и перечень деталей указаны на Рис. 4. Достоинством этой схемы является полная гальваническая развязка от сети, что обеспечит безопасность в случае повреждения.
Нередко в хозяйстве необходимо выполнить сварочные работы. Если есть готовый инверторный сварочного аппарата, то сварка не представляет особых трудностей, поскольку в аппарате присутствует регулировка тока. У большинства людей нет такого сварочного и приходится пользоваться обычным трансформаторным сварочным, в котором регулировка тока осуществляется путем смены сопротивления, что довольно неудобно.
Тех, кто пробовал использовать в качестве регулятора симистор, ждет разочарование. Он не будет регулировать мощность. Это связано с фазовым сдвигом, из-за чего за время короткого импульса полупроводниковый ключ не успевает перейти в «открытый» режим.
Но существует выход из этой ситуации. Следует подать на управляющий электрод однотипный импульс или подавать на УЭ (управляющий электрод) постоянный сигнал, пока не будет проход через ноль. Схема регулятора выглядит следующим образом:
Конечно, схема довольно сложная в сборке, но такой вариант решит все проблемы с регулировкой. Теперь не нужно будет пользоваться громоздким сопротивлением, к тому же очень плавной регулировки не получится. В случае с симистором возможна довольно плавная регулировка.
Если существуют постоянные перепады напряжения, а также пониженное или повышенное напряжение, рекомендуется приобрести симисторный регулятор или по возможности сделать регулятор своими руками. Регулятор защитит бытовую технику, а также предотвратит ее порчу.
Полупроводниковый прибор, имеющий 5 p-n переходов и способный пропускать ток в прямом и обратном направлениях, называется симистором. Из-за неспособности работы на высоких частотах переменного тока, высокой чувствительности к электромагнитным помехам и значительного тепловыделения при коммутации больших нагрузок, в настоящее время широкого применения в мощных промышленных установках они не имеют.
Там их с успехом заменяют схемы на тиристорах и IGBT-транзисторах. Но компактные размеры прибора и его долговечность в сочетании с невысокой стоимостью и простотой схемы управления позволили найти им применение в сферах, где указанные выше недостатки не имеют существенного значения.
Сегодня схемы на симисторах можно найти во многих бытовых приборах от фена до пылесоса, ручном электроинструменте и электронагревательных устройствах – там, где требуется плавная регулировка мощности.
Принцип работы
Регулятор мощности на симисторе работает подобно электронному ключу, периодически открываясь и закрываясь, с частотой, заданной схемой управления. При отпирании симистор пропускает часть полуволны сетевого напряжения, а значит потребитель получает только часть номинальной мощности.
Делаем своими руками
На сегодняшний день ассортимент симисторных регуляторов в продаже не слишком велик. И, хотя цены на такие устройства невелики, зачастую они не отвечают требованиям потребителя. По этой причине рассмотрим несколько основных схем регуляторов, их назначение и используемую элементную базу.
Схема прибора
Простейший вариант схемы, рассчитанный для работы на любую нагрузку. Используются традиционные электронные компоненты, принцип управления фазово-импульсный.
Основные компоненты:
- симистор VD4, 10 А, 400 В;
- динистор VD3, порог открывания 32 В;
- потенциометр R2.
Ток, протекающий через потенциометр R2 и сопротивление R3, каждой полуволной заряжает конденсатор С1. Когда на обкладках конденсатора напряжение достигнет 32 В, произойдёт открытие динистора VD3 и С1 начнёт разряжаться через R4 и VD3 на управляющий вывод симистора VD4, который откроется для прохождения тока на нагрузку.
Длительность открытия регулируется подбором порогового напряжения VD3 (величина постоянная) и сопротивлением R2. Мощность в нагрузке прямо пропорциональна величине сопротивления потенциометра R2.
Дополнительная цепь из диодов VD1 и VD2 и сопротивления R1 является необязательной и служит для обеспечения плавности и точности регулировки выходной мощности. Ограничение тока, протекающего через VD3, выполняет резистор R4. Этим достигается необходимая для открытия VD4 длительность импульса. Предохранитель Пр.1 защищает схему от токов короткого замыкания.
Отличительной особенностью схемы является то, что динистор открывается на одинаковый угол в каждой полуволне сетевого напряжения. Вследствие этого не происходит выпрямление тока, и становится возможным подключение индуктивной нагрузки, например, трансформатора.
Подбирать симисторы следует по величине нагрузке, исходя из расчёта 1 А = 200 Вт.
Используемые элементы:
- Динистор DB3;
- Симистор ТС106-10-4, ВТ136-600 или другие, требуемого номинала по току 4-12А.
- Диоды VD1, VD2 типа 1N4007;
- Сопротивления R1100 кОм, R3 1 кОм, R4 270 Ом, R5 1,6 кОм, потенциометр R2 100 кОм;
- С1 0,47 мкФ (рабочее напряжение от 250 В).
Отметим, что схема является наиболее распространённой, с небольшими вариациями. Например, динистор может быть заменён на диодный мост или может быть установлена помехоподавляющая RC цепочка параллельно симистору.
Более современной является схема с управлением симистора от микроконтроллера – PIC, AVR или другие. Такая схема обеспечивает более точную регулировку напряжения и тока в цепи нагрузки, но является и более сложной в реализации.
Схема симисторного регулятора мощности
Сборка
Сборку регулятора мощности необходимо производить в следующей последовательности:
- Определить параметры прибора, на который будет работать разрабатываемое устройство. К параметрам относятся: количество фаз (1 или 3), необходимость точной регулировки выходной мощности, входное напряжение в вольтах и номинальный ток в амперах.
- Выбрать тип устройства (аналоговый или цифровой), произвести подбор элементов по мощности нагрузки. Можно проверить своё решение в одной из программ для моделирования электрических цепей – Electronics Workbench, CircuitMaker или их онлайн аналогах EasyEDA, CircuitSims или любой другой на ваш выбор.
- Рассчитать тепловыделение по следующей формуле: падение напряжения на симисторе (около 2 В) умножить на номинальный ток в амперах. Точные значения падения напряжения в открытом состоянии и номинальный пропускаемый ток указаны в характеристиках симистора. Получаем рассеиваемую мощность в ваттах. Подобрать по рассчитанной мощности радиатор.
- Закупить необходимые электронные компоненты , радиатор и печатную плату.
- Произвести разводку контактных дорожек на плате и подготовить площадки для установки элементов. Предусмотреть крепление на плате для симистора и радиатора.
- Установить элементы на плату при помощи пайки. Если нет возможности подготовить печатную плату, то можно использовать для соединения компонентов навесной монтаж, используя короткие провода. При сборке особое внимание уделить полярности подключения диодов и симистора. Если на них нет маркировки выводов, то или «аркашки».
- Проверить собранную схему мультиметром в режиме сопротивления. Полученное изделие должно соответствовать изначальному проекту.
- Надёжно закрепить симистор на радиатор. Между симистором и радиатором не забыть проложить изолирующую теплопередающую прокладку. Скрепляющий винт надёжно заизолировать.
- Поместить собранную схему в пластиковый корпус.
- Вспомнить о том, что на выводах элементов присутствует опасное напряжение.
- Выкрутить потенциометр на минимум и произвести пробное включение. Измерить напряжение мультиметром на выходе регулятора. Плавно поворачивая ручку потенциометра следить за изменением напряжения на выходе.
- Если результат устраивает, то можно подключать нагрузку к выходу регулятора. В противном случае необходимо произвести регулировки мощности.
Симисторный радиатор мощности
Регулировка мощности
За регулировку мощности отвечает потенциометр, через который заряжается конденсатор и разрядная цепь конденсатора. При неудовлетворительных параметрах выходной мощности следует подбирать номинал сопротивления в разрядной цепи и, при малом диапазоне регулировки мощности, номинал потенциометра.
- продлить срок службы лампы, регулировать освещение или температуру паяльника поможет простой и недорогой регулятор на симисторах.
- выбирайте тип схемы и параметры компонентов по планируемой нагрузке.
- тщательно проработайте схемные решения.
- будьте внимательны при сборке схемы , соблюдайте полярность полупроводниковых компонентов.
- не забывайте, что электрический ток есть во всех элементах схемы и он смертельно опасен для человека.
Такой простой, но в то же время очень эффективный регулятор, сможет собрать практически каждый, кто может держать в руках паяльник и хоть слегка читает схемы. Ну а этот сайт поможет вам осуществить своё желание. Представленный регулятор регулирует мощность очень плавно без бросков и провалов.
Схема простого симисторного регулятора
Такой регулятор можно применить в регулировании освещения лампами накаливания, но и светодиодными тоже, если купить диммируемые. Температуру паяльника регулировать — легко. Можно бесступенчато регулировать обогрев, менять скорость вращения электродвигателей с фазным ротором и ещё много где найдётся место такой полезной вещице. Если у вас есть старая электродрель, у которой не регулируются обороты, то применив этот регулятор, вы усовершенствуете такую полезную вещь.В статье, с помощью фотографий, описания и прилагаемого видео, очень подробно описан весь процесс изготовления, от сбора деталей до испытания готового изделия.
Сразу говорю, что если вы не дружите с соседями, то цепочку C3 — R4 можете не собирать. (Шутка) Она служит для защиты от радиопомех.
Все детали можно купить в Китае на Алиэкспресс. Цены от двух до десяти раз меньше, чем в наших магазинах.
Для изготовления этого устройства понадобится:
- R1 – резистор примерно 20 Ком, мощностью 0,25вт;
- R2 – потенциометр примерно 500 Ком, можно от 300 Ком до 1 Мом, но лучше 470 Ком;
- R3 — резистор примерно 3 Ком, 0, 25 Вт;
- R4- резистор 200-300 Ом, 0, 5 Вт;
- C1 и C2 – конденсаторы 0, 05 МкФ, 400 В;
- C3 – 0, 1 МкФ, 400 В;
- DB3 – динистор, есть в каждой энергосберегающей лампе;
- BT139-600, регулирует ток 18 А или BT138-800, регулирует ток 12 А – симисторы, но можно взять и любые другие, в зависимости от того, какую нагрузку нужно регулировать. Динистор ещё называют диак, симистор – триак.
- Радиатор охлаждения выбирается от величины планируемой мощности регулирования, но чем больше, тем лучше. Без радиатора можно регулировать не более 300 ватт.
- Клеммные колодки можно поставить любые;
- Макетную плату применять по вашему желанию, лишь бы всё вошло.
- Ну и без прибора, как без рук. А вот припой применять лучше наш. Он хоть и дороже, но намного лучше. Хорошего припоя Китайского не видел.
Приступаем к сборке регулятора
Сначала нужно продумать расстановку деталей так, чтобы ставить как можно меньше перемычек и меньше паять, затем очень внимательно проверяем соответствие со схемой, а потом все соединения запаиваем.Убедившись, что ошибок нет и поместив изделие в пластиковый корпус, можно опробовать, подключив к сети.
2011 — BT139
Аннотация: схема применения bt139-600 от BT139 bt139600 bt139 Application bt139 600
|
Оригинал |
BT139-600 771-BT139-600127 BT139-600 BT139 схема применения BT139 bt139600 bt139 Приложение 139 600 бат | |
2013 — Нет в наличии
Аннотация: абстрактный текст недоступен
|
Оригинал |
BT139-600 О-220АБ) | |
2013 — bt139
Аннотация: BT139 ЦЕПИ BT139 (800E)
|
Оригинал |
BT139-800E Т0-220АБ) bt139 ЦЕПИ BT139 BT139 (800E) | |
2011 — Управление двигателем ЦЕПЕЙ BT139
Аннотация: Приложение BT139-600E BT139-600E
|
Оригинал |
BT139-600E О-220АБ) Управление двигателем BT139 CIRCUITS BT139-600E Приложение BT139-600E | |
BT139
Аннотация: BT139G BT139-500 M1632 BT139 симистор BT139 500 bt139 Применение Triac bt139 triac BT 140 30L40
|
OCR сканирование |
GD27242 BT139 BT139-500 220AB BT139G M1632 BT139 симистор BT139 500 bt139 Приложение Симистор BT139 симистор BT 140 30L40 | |
IT 715 симистор
Аннотация: BT139 715 симистор 1139G железо bh кривая TRIAC TAG e3
|
OCR сканирование |
BT139 220AB 711002b 00b231b BT139F 7110fiBb IT 715 симистор 715 симистор 1139 г железо bh кривая TRIAC TAG e3 | |
2003 — bt139
Аннотация: 800G
|
Оригинал |
BT139 O220AB BT139BT139BT139 Повторяющийся 800 г | |
2011 — БТ139-800 НХП
Аннотация: BT139-800
|
Оригинал |
BT139-800 bt139-800 nxp BT139-800 | |
2011 — Нет в наличии
Аннотация: абстрактный текст недоступен
|
Оригинал |
BT139-800E OT404 | |
Нет в наличии
Аннотация: абстрактный текст недоступен
|
OCR сканирование |
QD27242 BT139 off-sta10 D0272S1 BT139F bb53T31 0D272S2 | |
B1139
Аннотация: d8655 TAG 84 симистор TRIAC TAG 90 BT139 tag l2 симистор BT139 Series E TRIAC TAG 96 B1139G M1632
|
OCR сканирование |
7110021p BT139 BT139- 220AB B1139 d8655 TAG 84 симистор TRIAC TAG 90 тег l2 симистор BT139 серии E TRIAC TAG 96 B1139G M1632 | |
1997 — bt139
Аннотация: абстрактный текст недоступен
|
Оригинал |
BT139 O220AB BT139BT139BT139 Повторяющийся BT139. | |
BT136
Аннотация: симисторы BT139-800 эквивалентные bt139 симисторы эквивалентные BT134-500E bt138 BT136 эквивалентные BT136-500E BT134
|
Оригинал |
BR100 / 03 BR100 / LLD BT134-500 BT134-600 BT134-800 BT134-500F BT134-600F BT134-800F BT134-500G BT134-600G BT136 симисторы Эквивалент BT139-800 bt139 Эквивалент симистора BT134-500E bt138 Эквивалент BT136 BT136-500E BT134 | |
2011 — Нет в наличии
Аннотация: абстрактный текст недоступен
|
Оригинал |
BT139-800G | |
2011 — BT139-800E
Аннотация: Схема применения BT139 800E BT139 от BT139
|
Оригинал |
BT139-800E OT404 BT139-800E BT139 800E BT139 схема применения BT139 | |
2013 — BT139-800
Аннотация: абстрактный текст недоступен
|
Оригинал |
BT139-800 О-220АБ) BT139-800 | |
TAG 84 симистор
Аннотация: симистор BT 140 TRIAC BT 139 TRIAC TAG 90 bt139 BT139G TRIAC TAG 96 bt139 Применение симистора M1646 BT 147
|
OCR сканирование |
711002b BT139 220AB BT139- TAG 84 симистор симистор BT 140 TRIAC BT 139 TRIAC TAG 90 BT139G TRIAC TAG 96 bt139 Приложение M1646 симистор BT 147 | |
2013 — Нет в наличии
Аннотация: абстрактный текст недоступен
|
Оригинал |
BT139-600E О-220АБ) | |
BT136 Эквивалент 600
Резюме: BT136 BT137 BT139-800 эквивалент b * 137 BT139-600 эквивалент BT137F-600 BT139-600E BT134W-500E ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ BT139 800E BT138F-500F
|
Оригинал |
BR100 / 03 BR100 / LLD BT300-500 BT300-600 BT300-800 O220AB BT151F-500 BT151F-650 BT151F-800 OT186 BT136 600 эквивалент BT136 BT137 Эквивалент BT139-800 b * 137 Эквивалент BT139-600 BT137F-600 BT139-600E BT134W-500E ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ BT139 800E BT138F-500F | |
1996 — bt139
Аннотация: bt139 Конфигурация контактов приложения BT139 симистор BT139 BT139G прикладная схема BT139 TRIAC Технические характеристики BT139 BT139 симистор 800G 600G
|
Оригинал |
BT139 O220AB BT139BT139BT139 Повторяющийся bt139 Приложение конфигурация контактов BT139 симистор BT139 BT139G схема применения BT139 Характеристики TRIAC BT139 BT139 симистор 800 г 600 г | |
2011 — BT139-600
Абстракция: BT139 bt139600
|
Оригинал |
BT139-600 BT139-600 BT139 bt139600 | |
2011 — Приложение BT139-600E
Аннотация: ЦЕПИ BT139-600E Управление двигателем BT139 600E ЦЕПИ BT139 bt139-600e надежность bt139600e
|
Оригинал |
BT139-600E О-220АБ) 771-BT139-600E127 BT139-600E Приложение BT139-600E Управление двигателем BT139 CIRCUITS 600E ЦЕПИ BT139 bt139-600e надежность bt139600e | |
2013 — BT139-600
Аннотация: абстрактный текст недоступен
|
Оригинал |
BT139-600 О-220АБ) bt139-600 | |
2013 — Нет в наличии
Аннотация: абстрактный текст недоступен
|
Оригинал |
BT139-800G Т0-220АБ) | |
1997 — заявка bt139
Аннотация: bt139 Конфигурация контактов приложения BT136 BT139 симистор BT139 ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ BT139 800E BT139E BT139 Серия E прикладная схема BT139 Техническое описание Triac bt139
|
Оригинал |
O220AB BT139 Повторяющийся BT139 приложение bt139 Приложение BT136 конфигурация контактов BT139 симистор BT139 ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ BT139 800E BT139E BT139 серии E схема применения BT139 Технические данные Triac bt139 | |
Запуск симистора BT139 с микроконтроллера с использованием оптопары 4n35
Вот схема TRIAC с использованием оптрона.
Форма волны переменного тока разбита на четыре квадранта. У симистора разные эксплуатационные потребности в каждом квадранте.
Симистор на самом деле представляет собой два тиристора, расположенные вплотную друг к другу. SCR работает как диод, если у него есть триггерный вывод. Когда SCR смещен в прямом направлении, он ведет себя так же, как диод. Когда SCR смещен в обратном направлении, он не будет проводить, пока активируется триггерный штифт. Когда триггерный вывод активирован, SCR будет проводить, пока ток и напряжение на нем не упадут до нуля.При разговоре AC «переход через нуль» происходит от Q4 к Q1 и от Q2 к Q3.
Потому что, по сути, вы должны запускать два разных SCR в зависимости от того, в каком квадранте запуска требуются изменения. Для запуска в начале Q1 вам необходимо положительное напряжение на контакте. После запуска Trica будет продолжать работу до следующего перехода через ноль между Q2 и Q3. Во время перехода через ноль симистор перестанет проводить и потребует повторного срабатывания в начале Q3, но теперь с отрицательным напряжением.Именно этот положительный отрицательный переключатель вперед и назад требует наличия опто-симистора.
Две банкноты. Во-первых, эта схема позволяет только включать и выключать нагрузку. Если вы хотите уменьшить мощность нагрузки, как диммер, вам нужно обрезать форму волны переменного тока. Для этого вам понадобится схема обнаружения пересечения нуля. Определив, когда происходит переход через нуль, вы можете рассчитать время и включить симистор частично в Q1 и Q3 или даже частично в Q2 и Q4. Для последнего требуется четырехквадрантный симистор.
Во-вторых, если эта схема используется для управления чем-либо, кроме резистивной нагрузки, тогда необходим демпфер.При возбуждении индуктивной нагрузки, такой как двигатель, форма волны тока и напряжения смещается по сравнению друг с другом. Это означает, что ток и напряжение не могут одновременно достигать нуля, в результате чего симистор продолжает проводить ток даже без срабатывания. Демпфер помогает регулировать ток и напряжение, позволяя Trica отключаться при переходах через ноль.
Конструкция, работа, режимы запуска и их применение
Мы знаем, что однонаправленное устройство, такое как тиристор, включает в себя характеристики обратного тока блокировки, потому что оно останавливает поток тока в состоянии обратного смещения, однако для некоторых приложений этот вид контроль тока необходим, особенно в цепях переменного тока.Таким образом, это может быть достигнуто с помощью SCR, где соединение двух SCR должно выполняться антипараллельно для управления как положительными, так и отрицательными полупериодами входа. Но это расположение можно изменить с помощью специального полупроводникового устройства, называемого TRIAC, которое используется для достижения двунаправленного управления. Это устройство точно контролирует переменный ток и часто используется для управления скоростью двигателя, устройств управления переменного тока, цепей переменного тока, регуляторов света, систем управления давлением и т. Д.
Что такое TRIAC?
TRIAC (Триод для переменного тока) — это полупроводниковое устройство, широко используемое в системах управления питанием и коммутации.Он находит применение в коммутации, фазовом управлении, конструкциях прерывателей, регулировании яркости в лампах, регулировании скорости в вентиляторах, двигателях и т. Д. Система управления мощностью предназначена для управления уровнем распределения переменного или постоянного тока. Такие системы управления мощностью можно использовать для переключения питания на приборы вручную или когда температура или уровень освещенности выходят за пределы заданного уровня.
TRIAC или Triode для переменного токаЭто эквивалентно двум SCR, соединенным в обратной параллели с вентилями, соединенными вместе.В результате он функционирует как двунаправленный переключатель, пропускающий ток в обоих направлениях после срабатывания затвора. Это трехконтактное устройство с главным терминалом 1 (MT1), основным терминалом 2 (MT2) и воротами. Клеммы MT1 и MT2 используются для подключения фазовой и нейтральной линий, а затвор используется для подачи запускающего импульса. Ворота могут срабатывать как положительным, так и отрицательным напряжением.
Когда клемма MT2 получает положительное напряжение по отношению к клемме MT1, а затвор получает положительный триггер, тогда срабатывает левый SCR триггера TRIAC и цепь завершается.Но если полярность напряжения на клеммах MT2 и MT1 поменяна местами и на затвор подается отрицательный импульс, то правый тиристор симистора становится проводящим. Когда ток затвора снимается, TRIAC выключается. Таким образом, на затворе должен поддерживаться минимальный ток удержания, чтобы TRIAC оставался проводящим.
Конструкция
Конструкция TRIAC показана ниже. Он включает четыре слоя, а также шесть областей легирования. Конструкция его вывода затвора может быть выполнена с помощью омического контакта с использованием двух областей, а именно области P и области N, так что это устройство может активироваться через обе полярности.Несмотря на то, что это двунаправленное устройство, в котором ток и напряжение могут быть указаны с помощью MT1, как ссылка для уменьшения путаницы.
В случае SCR, выводы TRIAC могут быть обозначены MT1 и MT2, как анод и катод, а вывод затвора может быть представлен через «G», как тиристор. Клемма затвора «G» подключена к обеим областям P2 и N4 через металлический контакт и находится близко к клемме MT1.
Подключение MT1 может быть выполнено к обеим областям P2 и N2, тогда как MT2 может быть подключено к областям как P1, так и N3.Следовательно, два терминала, такие как MT1 и MT2, подключены к обеим областям P и N устройства. Таким образом, поток тока между этими двумя выводами может определяться через слои в устройстве.
MT2 подключается к плюсу открытием затвора по сравнению с MT1 для TRIAC, который подключен в прямом смещении. Таким образом, TRIAC работает в режиме прямой блокировки до тех пор, пока напряжение на TRIAC не станет низким по сравнению с перенапряжением при прямом прерывании. Аналогично, вывод MT2 становится отрицательным, когда TRIAC подключен с обратным смещением относительно вывода MT1 через открытый затвор, тогда это устройство работает в режиме обратной блокировки.TRIAC можно сделать проводящим либо через + ve, либо через отрицательное напряжение на клемме затвора.
Работа TRIAC
Когда приложенное напряжение в TRIAC эквивалентно напряжению пробоя, TRIAC переходит в состояние проводимости. Однако наиболее предпочтительный метод включения TRIAC — это подача либо положительного сигнала затвора, либо отрицательного сигнала затвора.
Если ток на выводе затвора высокий, то для включения симистора требуется меньшее напряжение, и он может переключаться через обе полярности по направлению к сигналу затвора.Работа TRIAC может осуществляться в четырех режимах, таких как следующие.
- Вывод MT2 является положительным по отношению к выводу MT1 через положительную полярность затвора относительно вывода MT1.
- Вывод MT2 является положительным по отношению к выводу MT1 через отрицательную полярность затвора относительно MT1.
- Вывод MT2 отрицательный по отношению к выводу MT1 из-за отрицательной полярности затвора относительно вывода MT1.
- Вывод MT2 отрицательный по отношению к выводу MT1 через положительную полярность затвора относительно вывода MT1.
Mode-1
В этом режиме, как только терминал MT2 находится в положении + ve по отношению к терминалу MT1, текущий поток будет в направлении P1-N1-P2-N2. На протяжении всего этого процесса соединение между слоями, такими как P1-N1 и P2-N2, подключается с прямым смещением, в то время как переход между N1-P2 подключается с обратным смещением. Как только положительный сигнал подается на клемму затвора, соединение между P2-N2 подключается с прямым смещением и происходит пробой.
Mode-2
Когда на терминале MT2 установлено + ve, а стробирующий сигнал — -ve, ток будет аналогичен первому режиму P1-N1-P2-N2, однако здесь соединение между P2-N2 может быть подключено с прямым смещением, а несущие тока добавляются в слой P2.
Mode-3
После того, как терминал MT2 будет иметь положительный и отрицательный сигнал, может быть подан на терминал затвора, тогда ток будет в направлении P2-N1-P2-N2.На протяжении всего этого процесса соединение между двумя слоями, такими как P2-N1 и P1-N4, подключается с прямым смещением, в то время как переход между слоями N1-P1 подключается с обратным смещением. Таким образом, этот ТРИАК будет действовать в области отрицательных предубеждений.
Mode-4
Как только терминал MT2 становится отрицательным и терминал затвора активируется через положительный сигнал, соединение между P2-N2 подключается с переадресацией смещения и носители тока добавляются, поэтому TRIAC включен.Обычно TRIAC не работает в этом режиме из-за того недостатка, что его нельзя использовать для цепей с высоким di / dt.
Чувствительность срабатывания TRIAC в режимах 2 и 3 высокая. Отрицательный сигнал затвора может использоваться в случае незначительной активирующей способности. Активация режима 1 чувствительна по сравнению с другими режимами, такими как 2 и 3, однако для его активации используется сигнал затвора + ve. Наиболее часто используются режимы 2 и 3.
Работа TRIAC
Показана простая схема применения TRIAC.Как правило, TRIAC имеет три клеммы M1, M2 и затвор. Триак, ламповая нагрузка и напряжение питания подключены последовательно. Когда питание включено в положительном цикле, ток протекает через лампу, резисторы и DIAC (при условии, что на выводе 1 оптопары подаются запускающие импульсы, что приводит к тому, что выводы 4 и 6 начинают проводить) затвор и достигает источника питания, и тогда только лампа светится для этого. полупериод напрямую через клеммы M2 и M1 TRIAC.
В отрицательном полупериоде повторяется то же самое.Таким образом, лампа светится в обоих циклах управляемым образом в зависимости от запускающих импульсов на оптоизоляторе, как показано на графике ниже. Если это подается на двигатель вместо лампы, мощность регулируется, что приводит к регулированию скорости.
TRIAC CircuitTRIAC Wave FormsЗапуск TRIAC
Обычно в TRIAC возможны 4 режима запуска:
TRIAC-SYMBOL- Положительное напряжение на MT2 и положительный импульс на затворе
- Положительное напряжение на MT2 и отрицательное импульс на затворе
- Отрицательное напряжение на MT2 и положительный импульс на затворе
- Отрицательное напряжение на MT2 и отрицательный импульс на затворе
Различные типы пакетов TRIAC
Для удобства использования и различных приложений , TRIAC разработаны в различных корпусах, таких как тип штифт / стандартный, тип капсулы / диска и тип шпильки.
Pin или стандартный тип
Этот вид TRIAC выглядит как крошечная интегральная схема через три клеммы, такие как MT1, MT2 и Gate, и радиатор на вершине. Эти TRIACS в основном используются в бытовых электронных приборах. Общие пакеты TRIAC стандартного типа включают TMA36S-L, TMA54S-L, TMA124S-L, TMA84S-L, TMA126S-L, TMA106S-L, TMA206S-L и т. Д.
Тип капсулы / диска
В противном случае тип капсулы TRIAC дискового типа будет иметь форму диска через протяженные провода к клеммам.Эти типы TRIAC обладают высокой допустимой нагрузкой по току и имеют керамическое уплотнение.
Применения капсульного или дискового типа включают быстрое управление двигателем, а также переключение переменного тока. Распространенными корпусами капсульного типа являются KS200A, KS100A, KS500A, KS300A, KS600A, KS1000A, а также KS800A.
Тип шпильки
Тип шпильки TRIAC в основном используется в приложениях с высокой мощностью, потому что они имеют резьбовое дно, которое работает как основные клеммы, и включает в себя две клеммы на своей вершине, которые являются другой основной клеммой, а также клеммой затвора.
Они в основном используются в приложениях управления фазой, таких как цепи освещения, преобразователь, RPS, регулирование скорости и температуры цепей и т. Д. Пакеты шпилек типа TRIAC включают TO-93, TO-118, TO-94, TO-48 , ТО-48, РСД7 и ТО-65.
Действующие факторы
В отличие от SCR, TRIACS требует надлежащей оптимизации для своего надлежащего функционирования. Симисторам присущи недостатки, такие как эффект скорости, эффект люфта и т. Д. Поэтому проектирование схем на основе симистора требует должного внимания.
Влияние скорости сильно влияет на работу симистора
Между выводами MT1 и MT2 симистора существует внутренняя емкость. Если на вывод МТ1 подается резко возрастающее напряжение, то это приводит к прорыву напряжения затвора. Это без надобности запускает симистор. Это явление называется эффектом скорости. Эффект скорости обычно возникает из-за переходных процессов в сети, а также из-за высокого пускового тока при включении тяжелых индуктивных нагрузок.Это можно уменьшить, подключив R-C сеть между терминалами MT1 и MT2.
RATE EFFECTСильный люфт в схемах диммера лампы:
Эффект люфта — это серьезный гистерезис управления, который возникает в цепях управления лампой или скорости с использованием потенциометра для управления током затвора. Когда сопротивление потенциометра увеличивается до максимума, яркость лампы снижается до минимума. Когда горшок перевернут, лампа никогда не включается, пока сопротивление горшка не упадет до минимума.
Причина этого — разряд конденсатора в симисторе. В схемах диммера лампы используется диодный импульсный датчик, чтобы подать импульс запуска на затвор. Поэтому, когда конденсатор внутри симистора разряжается через Diac, возникает эффект люфта. Это можно исправить, используя резистор последовательно с Diac или добавив конденсатор между затвором и выводом MT1 симистора.
Эффект люфтаВлияние радиочастотных помех на TRIAC
Радиочастотные помехи серьезно влияют на работу симисторов.Когда симистор включает нагрузку, ток нагрузки резко возрастает от нуля до высокого значения в зависимости от напряжения питания и сопротивления нагрузки. Это приводит к генерации импульсов RFI. Сила RFI пропорциональна проводу, соединяющему нагрузку с симистором. Подавитель LC-RFI устранит этот дефект.
VI-характеристики
VI-характеристика TRIAC обсуждается ниже. Эти характеристики относятся к SCR, однако он подходит как для положительного, так и для отрицательного напряжения TRIAC.Его работу можно рассмотреть в четырех квадрантах, которые обсуждаются ниже.
В первом квадранте напряжение на выводе MT2 положительно по сравнению с выводом MT1, а также напряжение на выводе затвора также положительно, чем на первом выводе
Во втором квадранте напряжение на втором выводе как MT2 положительный, чем MT1, и напряжение на выводе затвора отрицательно, чем на выводе 1, как MT1.
В третьем квадранте напряжение на выводе 1, таком как MT1, положительно, чем на выводе 2, например, MT2, а напряжение на выводе затвора отрицательное.
В четвертом квадранте напряжение на выводе 2, таком как MT2, отрицательно, чем на выводе 1 MT1, и напряжение на выводе затвора положительно.
Что такое TRIAC Dimming?
Во многих системах освещения диммеры TRIAC играют важную роль. Диммеры в основном используются для регулировки уровня освещения с целью экономии энергии. Когда диммер подключен через светодиодный источник света, экономия энергии может быть довольно значительной.
Самыми распространенными контроллерами диммирования являются диммеры с отсечкой фазы, известные как диммеры TRIAC.Изготовление светодиодных ламп с использованием диммера TRIAC было довольно сложным в прошлом, но теперь драйверы светодиодов, использующие диммер TRIAC, довольно просто.
Диммирование TRIAC в основном работает как переключатель с высокой скоростью, используемый для управления количеством электроэнергии, протекающей через лампочку. Триггер указывает, с какого конца устройство начинает подавать электричество, в основном прерывая сигнал напряжения, прекращая подачу напряжения из источника при полной нагрузке.
После того, как диммер TRIAC используется через светодиодную лампу, необходимо получить драйвер светодиода с регулировкой яркости TRIAC, чтобы убедиться, что устройство является полупроводниковым устройством TRIAC.Эти диммеры в основном предназначены для резистивных нагрузок, поэтому важно получить правильное значение. Если драйвер светодиода ложного затемнения TRIAC может быть получен, свет не будет работать так, как ожидалось, сокращая срок службы светодиода.
TRIAC — однонаправленный или двунаправленный?
TRIAC — однонаправленное устройство, поскольку оно может переключать обе половины сигнала переменного тока. Можно проанализировать работу TRIAC, разместив тиристоры вплотную друг к другу. Символ тиристора указывает на то, как работает TRIAC.Снаружи похоже, что тиристоры соединены спина к спине.
TRIAC — идеальное устройство для коммутации переменного тока, поскольку он может регулировать протекание тока через обе пополам переменного тока. Тиристор просто управляет ими над половиной ряда. На протяжении оставшейся половины проводимости не происходит, и, следовательно, можно использовать просто половину сигнала.
TRIAC BT136
TRIAC BT136 — это семейство TRIAC, у него текущий ток 6 ампер.Мы уже видели применение TRIAC с использованием BT136 выше.
Характеристики BT136
- Прямой запуск от маломощных драйверов и логических ИС
- Возможность высокого напряжения блокировки
- Низкий ток удержания для слаботочных нагрузок и наименьшего уровня электромагнитных помех при коммутации
- Планарно пассивирован для обеспечения устойчивости к напряжению и надежности
- Чувствительный затвор
- Срабатывание во всех четырех квадрантах
Применение BT136:
- Универсальное применение в управлении двигателем
- Переключение общего назначения
TRIAC BT139
TRIAC BT139 также входит в семейство TRIAC BT139. текущая ставка 9AMPs.Основное различие между BT139 и BT136 заключается в скорости тока, а TRIACS BT139 используются для приложений с высокой мощностью.
Характеристики BT139 включают следующее.
- Прямой запуск от маломощных драйверов и логики ICS
- Возможность высокого напряжения блокировки
- Планарный пассивированный для устойчивости и надежности по напряжению
- Чувствительный вентиль
- Запуск во всех четырех квадрантах
Применение BT139 включает следующее.
- Управление двигателем
- Промышленное и домашнее освещение
- Отопление и статическое переключение
В чем разница между тиристором и триаком?
Различия между SCR и TRIAC заключаются в следующем.
| SCR | TRIAC |
| Тиристор также известен как SCR или кремниевый выпрямитель | Он обозначает триод для устройства переменного тока | 8
| Это двунаправленное устройство | |
| Тиристор или тиристор включает четыре клеммы | Включает три клеммы |
| Надежен | Менее надежен |
| Тиристор использует радиаторы с носком | Это просто один радиатор |
| Рейтинг тиристора большой | Рейтинг TRIAC маленький |
| SCR может запускаться через UJT | Он может запускаться через DIAC |
| Тиристор используется для управления Питание постоянного тока | Управляет питанием как переменного, так и постоянного тока |
| I n тиристор, возможен один режим работы | Он включает четыре различных режима работы |
| Тиристор работает только в одном квадранте Характеристики VI | Он работает просто в двух квадрантах Характеристики VI |
| Тиристор может быть активирован через положительное напряжение затвора просто. | Его можно активировать через положительное или отрицательное напряжение затвора. |
| Он имеет возможности высокого тока | Он имеет возможности низкого тока |
Преимущества
Преимущества TRIAC включают следующее.
- В нем используется радиатор немного большего или немного большего размера, тогда как для SCR необходимо использовать два радиатора небольшого размера.
- Возможен гарантированный пробой в любом направлении, однако для защиты SCR необходимо использовать параллельный диод.
- В приложениях постоянного тока тиристор должен подключаться через параллельный диод для защиты от обратного напряжения, в то время как тиристор может работать без диода, поскольку возможен безопасный пробой в любом направлении.
- Как только напряжение упадет до нуля, TRIAC будет выключен.
- Его можно активировать через положительную или отрицательную полярность сигналов затвора.
- Он может быть защищен одним предохранителем.
Недостатки
К недостаткам TRIAC можно отнести следующее.
- По сравнению с SCR они ненадежны
- По сравнению с SCR надежность невысока.
- Он будет активироваться в любом направлении, поэтому следует проявлять осторожность при включении цепи.
- Задержка переключения велика
- Рейтинг dv / dt чрезвычайно меньше, чем у SCR
- TRIAC будет иметь меньшие характеристики по сравнению с выпрямителями с кремниевым управлением.
- Не применяется в приложениях постоянного тока.
Применения TRIAC
TRIAC используются во многих приложениях, таких как светорегуляторы, регуляторы скорости для электрических вентиляторов и других электродвигателей, а также в современных компьютеризированных схемах управления многих домашних малых и крупная бытовая техника.Их можно использовать как в цепях переменного, так и в цепях постоянного тока, однако первоначальная конструкция должна была заменить использование двух тиристоров в цепях переменного тока. Существует два семейства TRIAC, которые в основном используются для прикладных целей, это BT136, BT139.
Таким образом, это все об обзоре TRIAC, который известен как триод для переменного тока, конструкции, работы, корпусов, отличий от SCR, преимуществ, недостатков и приложений. Вот вам вопрос, в чем функция SCR?
Авторы фотографий
Переключение нагрузки переменного тока с помощью симистора
ТРИАК (триод для переменного тока) — идеальный переключатель силовой электроники для использования в приложениях , переключающих , поскольку он может контролировать протекание тока как по положительному, так и по положительному току. отрицательный полупериод переменного сигнала .Он также имеет преимущество в более низкой стоимости по сравнению с тиристорной схемой с задними контактами. Для управления током до 4 А, напряжением до 600 В и низким пусковым током я рекомендовал симистор, кроме того, тиристоры с задними контактами могут работать нормально.
Управление высоковольтными устройствами с помощью оптически изолированного устройства силовой электроники дает преимущества управления напряжением. Эта простая схема TRAIC BT136 и оптопара MOC3021 могут управлять высоковольтными устройствами с микроконтроллера. Например, Arduino для управления лампочкой 230/220 В или любым устройством, работающим от высокого напряжения.Эта схема также может работать для приложений регулирования яркости и скорости с использованием сигнала ШИМ от Arduino.
Поскольку TRIAC имеет двунаправленный клапан, эта схема используется для приложений переменного и постоянного тока.
Работа TRIAC CIRCUIT
Во время включения:
Когда 5 В / 3,3 В подается от микроконтроллера на оптопару, устройства MOC3021 содержат инфракрасные излучающие диоды на основе арсенида галлия на выводах 1 и 2. Этот диод излучает инфракрасное излучение. зажигать и запускать оптически связанный светом активированный кремниевый двусторонний переключатель на контактах 6 и 4, который позволяет току течь между ними.Этот источник питания обеспечивает ток GATE для затвора TRIAC (вывод 3 TRIAC), а TRIAC проводит основной ток между контактами MT1 и MT2.
В состоянии ВЫКЛЮЧЕНО:
Когда 0 В подается между контактами 1 и 2 оптопары, контакты 6 и 4 действуют как разомкнутые, переключаемые и не допускают протекания тока между ними, поскольку нет тока GATE на TRIAC, он перестает проводить.
Работа TRIAC CIRCUIT
Во время включения:
Когда 5 В / 3,3 В подается от микроконтроллера на оптопару, устройства MOC3021 содержат инфракрасные излучающие диоды на основе арсенида галлия на контактах 1 и 2.Этот диод излучает инфракрасный свет и запускает кремниевый двусторонний переключатель, активируемый оптически связанным светом, на контактах 6 и 4, который позволяет току течь между ними. Этот источник питания обеспечивает ток GATE для затвора TRIAC (вывод 3 TRIAC), а TRIAC проводит основной ток между контактами MT1 и MT2.
В состоянии ВЫКЛЮЧЕНО:
Когда 0 В подается между контактами 1 и 2 оптопары, контакты 6 и 4 действуют как разомкнутые, переключаемые и не допускают протекания тока между ними, поскольку нет тока GATE на TRIAC, он перестает проводить.
Недостатки TRIAC
В нормальном режиме отказа электромеханическое реле действует как разомкнутый переключатель, в то время как все SSR (переключатели силовой электроники) действуют как короткое замыкание. Что может привести к непрерывному питанию нагрузки в случае отказа.
% PDF-1.3 % 1 0 объект > поток конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 11 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / XObject> / ColorSpace> / Font >>> эндобдж 7 0 объект > поток HtWIWpzoe9J) WEfqá! {XJT; ‘c5ibJdgkB07] 1asaDMVĩ ִ MrfEt] c7 @ Ħ $; # @ & wlI-CRӅ & Brk̞1m MQ`LV; / c ^ v1J6] xh + 6% N8 ڈط мм гмз Fv! + ChG
Модели SPICE — Littelfuse
Тиристоры SPICE модели
Использование моделей SPICE — это стандартный в отрасли способ моделирования характеристик схемы до стадии прототипа в качестве дополнительного этапа тестирования, чтобы убедиться, что ваша схема работает должным образом, прежде чем вкладывать средства в разработку прототипа.
Представленные здесь модели были разработаны (или пересмотрены) с использованием WinSpice, порта Berkeley Spice3F4 для Win32, и должны быть совместимы с большинством симуляторов схем на основе SPICE2 или SPICE3 (например, PSPICE).
SCR EC103xx-SxSx_A Файл модели SPICE
SPICE_Littelfuse_SCR-EC103xx-SxSx_A.lib
Thyristor_SCR_041708vF1.2 Файл модели SPICE
Тиристор_SCR_041708vF1.2-SPICE.XLS
Thyristor_Triac_040908vF1.1 Файл модели SPICE
Тиристор_Triac_040908vF1.1-SPICE.XLS
QUADRAC SPICE Модель Q4004LT
SPICEcodeQUADRAC_Q4004LT.txt
QUADRAC SPICE Модель Q4006LT
SPICEcodeQUADRAC_Q4006LT.txt
QUADRAC SPICE Модель Q4006LTH
SPICEcodeQUADRAC_Q4006LTH.txt
QUADRAC SPICE Модель Q4008LT
SPICEcodeQUADRAC_Q4008LT.txt
QUADRAC SPICE Модель Q4010LT
SPICEcodeQUADRAC_Q4010LT.txt
QUADRAC SPICE Модель Q6010LT
QUADRAC_Q6010LT.txt
TRIAC SPICE Модель L01-EV
SPICE_Littelfuse_TRIAC-L01-EV_A_lib.htm.html
TRIAC SPICE Модель Lx01Ex-LxNx-Qx01Ex-QxNx
SPICE_Littelfuse_TRIAC-Lx01Ex-LxNx-Qx01Ex-QxNx_A_lib.htm.html
TRIAC SPICE Модель LX8-EV
SPICE_Littelfuse_TRIAC-LX8-EV_A_lib.htm.html
TRIAC SPICE Модель Lxx04xx-Qxx04xx
SPICE_Littelfuse_TRIAC-Lxx04xx-Qxx04xx_A_lib.htm.html
TRIAC SPICE Модель Lxx06xx-Qxx06xx-Qxx06xHx
SPICE_Littelfuse_TRIAC-Lxx06xx-Qxx06xx-Qxx06xHx_A_lib.htm.html
TRIAC SPICE Модель Lxx08xx-Qxx08xx-Qxx08xHx
SPICE_Littelfuse_TRIAC-Lxx08xx-Qxx08xx-Qxx08xHx_A_lib.htm.html
TRIAC SPICE Модель Qxx10xx-Qxx10xHx
SPICE_Littelfuse_TRIAC-Qxx10xx-Qxx10xHx_A_lib.htm.html
TRIAC SPICE Модель Qxx12xHx
SPICE_Littelfuse_TRIAC-Qxx12xHx_A_lib.htm.html
TRIAC SPICE Модель Qxx15xx-Qxx16xHx
SPICE_Littelfuse_TRIAC-Qxx15xx-Qxx16xHx_A_lib.htm.html
TRIAC SPICE Модель Qxx25xx-Qxx25xHx
SPICE_Littelfuse_TRIAC-Qxx25xx-Qxx25xHx_A_lib.htm.html
TRIAC SPICE Модель Qxx40xx
SPICE_Littelfuse_TRIAC-Qxx40xx_A_lib.htm.html
Модели TRIAC SPICE Qxx30xHx-Qxx35xx-Qxx35xHx
SPICE_Littelfuse_TRIAC-Qxx30xHx-Qxx35xx-Qxx35xHx_A_lib.htm.html
SCR SPICE Модель Sx01E-SxN1
SPICE_Littelfuse_SCR-Sx01E-SxN1_A_lib2.htm
SCR SPICE Модель Sx02xS
SPICE_Littelfuse_SCR-Sx02xS_A_lib.htm
SCR SPICE Модель Sxx04xSx
SPICE_Littelfuse_SCR-Sxx04xSx_A_lib.htm.html
SCR SPICE Модель Sxx06xSx-Sxx06x
SPICE_Littelfuse_SCR-Sxx06xSx-Sxx06x_A_lib.htm
SCR SPICE Модель Sxx08xSx-Sxx08x
SPICE_Littelfuse_SCR-Sxx08xSx-Sxx08x_A_lib.htm
SCR SPICE Модель Sxx10xSx-Sxx10x
SPICE_Littelfuse_SCR-Sxx10xSx-Sxx10x_A_lib.htm
SCR SPICE Модель Sxx12x
SPICE_Littelfuse_SCR-Sxx12x_A_lib.htm
SCR SPICE Модель Sxx15x-Sxx16x
SPICE_Littelfuse_SCR-Sxx15x-Sxx16x_A_lib.htm
SCR SPICE Модель Sxx20x-Sxx25x
SPICE_Littelfuse_SCR-Sxx20x-Sxx25x_A_lib.htm
SCR SPICE Модель Sxx35x
SPICE_Littelfuse_SCR-Sxx35x_A_lib.htm
SCR SPICE Модель Sxx40x
SPICE_Littelfuse_SCR-Sxx40x_A_lib.htm
SCR SPICE Модель Sxx55x
SPICE_Littelfuse_SCR-Sxx55x_A_lib.htm
SCR SPICE Модель Sxx65x-Sxx70x
SPICE_Littelfuse_SCR-Sxx65x-Sxx70x_A_lib.htm
SCR SPICE Модель SxX8xSx
SCR SPICE Модель SxX8xSx
SCR SPICE Модель TCR22-x
SPICE_Littelfuse_SCR-TCR22-x_A_lib.htm
Что такое TRIAC: схема переключения и приложения
Силовые электронные переключатели, такие как BJT, SCR, IGBT, MOSFET и TRIAC, являются очень важными компонентами, когда речь идет о схемах переключения, таких как преобразователи постоянного тока , контроллеры скорости двигателя , Драйверы двигателей и контроллеры частоты , и т. Д. Каждое устройство имеет свои уникальные свойства и, следовательно, они имеют свои собственные специфические области применения. В этом руководстве мы узнаем о TRIAC , которое является двунаправленным устройством, что означает, что оно может работать в обоих направлениях.Благодаря этому свойству TRIAC используется исключительно там, где задействован источник синусоидального переменного тока.
Введение в TRIAC
Термин TRIAC означает TRI ode для A lternating C urrent. Это трехконтактное переключающее устройство, подобное тиристору (тиристору), но оно может работать в обоих направлениях, поскольку оно создается путем объединения двух тиристоров в антипараллельном состоянии. Символ и вывод TRIAC показаны ниже.
Поскольку TRIAC является двунаправленным устройством, ток может течь либо от MT1 к MT2, либо от MT2 к MT1, когда терминал затвора срабатывает. Для TRIAC это напряжение запуска, которое должно быть приложено к клемме затвора, может быть положительным или отрицательным по отношению к клемме MT2. Таким образом, это переводит TRIAC в четыре рабочих режима , как указано ниже
- Положительное напряжение на MT2 и положительный импульс на затвор (Квадрант 1)
- Положительное напряжение на MT2 и отрицательный импульс на затвор (квадрант 2)
- Отрицательное напряжение на MT2 и положительный импульс на затворе (квадрант 3)
- Отрицательное напряжение на MT2 и отрицательный импульс на затворе (квадрант 4)
Характеристики V-I TRIAC
На рисунке ниже показано состояние TRIAC в каждом квадранте.
Характеристики включения и выключения TRIAC можно понять, посмотрев на график характеристик VI для TRIAC, который также показан на рисунке выше. Поскольку TRIAC представляет собой просто комбинацию двух SCR в антипараллельном направлении, график характеристик V-I похож на график SCR. Как вы можете видеть, TRIAC в основном работает в 1-м квадранте и 3-м -м квадранте .
Характеристики включения
Для включения симистора необходимо подать положительное или отрицательное напряжение затвора / импульс на вывод затвора симистора.Когда срабатывает один из двух SCR внутри, TRIAC начинает проводить в зависимости от полярности выводов MT1 и MT2. Если MT2 положительный, а MT1 отрицательный, первый SCR проводит, а если вывод MT2 отрицательный, а MT1 положительный, то второй SCR проводит. Таким образом, любой из SCR всегда остается включенным, что делает TRIAC идеальным для приложений переменного тока.
Минимальное напряжение, которое должно быть приложено к выводу затвора для включения симистора, называется пороговым напряжением затвора (V GT ) , а результирующий ток через вывод затвора называется пороговым током затвора (I GT ). Как только это напряжение подается на вывод затвора, TRIAC смещается в прямом направлении и начинает проводить, время, необходимое для перехода TRIAC из выключенного состояния в состояние включения, называется временем включения (t на ).
Точно так же, как и SCR, один раз включенный TRIAC останется включенным до тех пор, пока не будет переключен. Но для этого условия ток нагрузки через TRIAC должен быть больше или равен току фиксации (I L ) TRIAC. Таким образом, можно заключить, что TRIAC будет оставаться включенным даже после удаления стробирующего импульса, пока ток нагрузки больше, чем значение тока фиксации.
Подобно току фиксации, существует еще одно важное значение тока, называемое током удержания. Минимальное значение тока для удержания TRIAC в режиме прямой проводимости называется удерживающим током (I H ). TRIAC войдет в режим непрерывной проводимости только после прохождения через ток удержания и ток фиксации, как показано на графике выше. Также значение тока фиксации любого TRIAC всегда будет больше, чем значение тока удержания.
Отключающие характеристики
Процесс выключения TRIAC или любого другого устройства питания называется коммутацией , а схема, связанная с ним для выполнения задачи, называется коммутационной схемой. Наиболее распространенный метод, используемый для отключения TRIAC, — это уменьшение тока нагрузки через TRIAC до тех пор, пока он не станет ниже значения тока удержания (I H ). Этот тип коммутации называется принудительной коммутацией в цепях постоянного тока.Мы узнаем больше о том, как TRIAC включается и выключается через его прикладные схемы.
Приложения TRIAC
TRIAC очень часто используется в местах, где необходимо контролировать мощность переменного тока, например, он используется в регуляторах скорости потолочных вентиляторов, схемах диммера ламп переменного тока и т. Д. Давайте рассмотрим простую схему переключения TRIAC, чтобы понять, как она работает на практике. .
Здесь мы использовали TRIAC для включения и выключения нагрузки переменного тока с помощью кнопки .Затем сетевой источник питания подключается к маленькой лампочке через TRIAC, как показано выше. Когда переключатель замкнут, фазное напряжение подается на вывод затвора TRIAC через резистор R1. Если это напряжение затвора выше порогового напряжения затвора, то через вывод затвора протекает ток, который будет больше, чем пороговый ток затвора.
В этом состоянии TRIAC входит в прямое смещение, и ток нагрузки будет проходить через лампу. Если нагрузка потребляет достаточно тока, TRIAC переходит в состояние фиксации.Но поскольку это источник питания переменного тока, напряжение будет достигать нуля в течение каждого полупериода, и, следовательно, ток также мгновенно достигнет нуля. Следовательно, фиксация в этой схеме невозможна, и TRIAC выключится, как только выключатель откроется, и здесь не требуется схема коммутации. Этот тип коммутации TRIAC называется естественной коммутацией . Теперь давайте соберем эту схему на макетной плате, используя BT136 TRIAC , и проверим, как она работает.
При работе с источниками питания переменного тока необходимо соблюдать особую осторожность. В целях безопасности снижается рабочее напряжение. Стандартное напряжение переменного тока 230 В 50 Гц (в Индии) понижается до 12 В 50 Гц с помощью трансформатора.Маленькая лампочка подключена как нагрузка. После завершения экспериментальная установка выглядит так, как показано ниже.
Когда кнопка нажата, контакт затвора получает напряжение затвора и, таким образом, TRIAC включается. Лампа будет светиться, пока кнопка удерживается нажатой. Как только кнопка будет отпущена, TRIAC будет в фиксированном состоянии, но поскольку входное напряжение переменного тока, ток, хотя TRIAC будет ниже удерживающего тока, и, таким образом, TRIAC выключится, полную работу также можно найти в видео приведено под номером в конце этого руководства.
Управление TRIAC с помощью микроконтроллеров
Когда TRIAC используются в качестве регуляторов освещенности или для управления фазой, импульс затвора, который подается на вывод затвора, должен управляться с помощью микроконтроллера. В этом случае штифт затвора также будет изолирован с помощью оптрона. Принципиальная схема для этого же показана ниже.
Для управления TRIAC с помощью сигнала 5V / 3.3V мы будем использовать оптрон , такой как MOC3021 , внутри которого есть TRIAC.Этот TRIAC может быть активирован 5 В / 3,3 В через светоизлучающий диод. Обычно сигнал PWM подается на вывод 1 st MOC3021, а частота и рабочий цикл сигнала PWM будут изменяться для получения желаемого выходного сигнала. Этот тип цепи обычно используется для регулировки яркости лампы или управления скоростью двигателя.
Rate Effect — демпфирующие цепи
Все TRIAC страдают от проблемы, называемой эффектом скорости. То есть, когда клемма MT1 подвергается резкому увеличению напряжения из-за шума переключения, переходных процессов или скачков, TRIAC прерывает его в качестве сигнала переключения и автоматически включается.Это связано с наличием внутренней емкости между клеммами MT1 и MT2.
Самый простой способ решить эту проблему — использовать демпферную цепь. В приведенной выше схеме резистор R2 (50R) и конденсатор C1 (10 нФ) вместе образуют RC-цепь, которая действует как демпфирующая цепь. Любые пиковые напряжения, подаваемые на MT1, будут наблюдаться этой RC-цепью.
Эффект люфта
Другой распространенной проблемой, с которой столкнутся дизайнеры при использовании TRIAC, является эффект люфта.Эта проблема возникает, когда потенциометр используется для управления напряжением затвора TRIAC. Когда POT установлен на минимальное значение, на вывод затвора не будет подаваться напряжение, и, таким образом, нагрузка будет отключена. Но когда POT установлен на максимальное значение, TRIAC не включится из-за эффекта емкости между выводами MT1 и MT2, этот конденсатор должен найти путь для разряда, иначе он не позволит TRIAC включиться. Этот эффект называется эффектом люфта. Эту проблему можно решить, просто включив резистор последовательно со схемой переключения, чтобы обеспечить путь для разряда конденсатора.
Радиочастотные помехи (RFI) и TRIAC Цепи переключения
TRIAC более подвержены радиочастотным помехам (EFI), потому что при включении нагрузки ток внезапно повышается с 0А до максимального значения, создавая, таким образом, всплеск электрических импульсов, который вызывает радиочастотный интерфейс. Чем больше ток нагрузки, тем хуже будут помехи. Использование цепей подавления, таких как LC-подавитель, решит эту проблему.
TRIAC — Ограничения
Когда требуется переключать формы сигнала переменного тока в обоих направлениях, очевидно, что TRIAC будет первым выбором, поскольку это единственный двунаправленный силовой электронный переключатель.Он действует так же, как два SCR, подключенных вплотную друг к другу, и также имеют одни и те же свойства. Хотя при проектировании схем с использованием TRIAC необходимо учитывать следующие ограничения.
- TRIAC имеет внутри две структуры SCR, одна проводит во время положительной половины, а другая — во время отрицательной. Но они не срабатывают симметрично, вызывая разницу в положительном и отрицательном полупериоде выхода .
- Кроме того, поскольку переключение не является симметричным, оно приводит к высокоуровневым гармоникам, которые вызывают шум в цепи.
- Эта проблема гармоник также приведет к электромагнитным помехам (EMI)
- При использовании индуктивных нагрузок существует огромный риск протекания пускового тока к источнику, поэтому необходимо убедиться, что TRIAC полностью отключен, а индуктивная нагрузка безопасно разряжается по альтернативному пути
.