В одній з попередніх новин були згадані «старі знайомі» - тиристори . Основною особливістю їх застосування, можна сказати недоліком, є одностороння провідність у відкритому стані. Іншими словами, включаючи тиристори в ланцюг змінного струму, ми отримуємо на навантаженні напруга з постійної складової. Не завжди навантаження «її переносить», особливо якщо це первинна обмотка трансформатора. Подібного явища можна уникнути, якщо тиристор включити в діагональ випрямні мосту, а через іншу діагональ моста підключити навантаження, як показано на малюнку.
Несинусоїдальність напруги на навантаженні все одно залишиться, а постійної складової не буде. Позбутися від громіздкість схеми дозволить застосування симетричного тиристора.
симетричний тиристор
Симетричний тиристор, симистор (або «Тріак» - від англ. Triac) - напівпровідниковий прилад, призначений для комутації навантаження в мережі змінного струму. Він являє собою "двонаправлений тиристор" і має також три електрода: один керуючий і два основних (силових) для пропускання робочого струму.
Основною особливістю симистора є здатність проводити струм в обох напрямках між силовими електродами. Це очевидно з його вольт-амперної характеристики (ВАХ).
Як видно з малюнка, негативна (зворотна) гілка ВАХ симистора, на відміну від ВАХ тиристора повторює пряму гілку. Також, на відміну від тиристорів, прилад може управлятися як позитивним, так і негативним струмом між керуючим і силовим електродом. Для управління використовується низьковольтний сигнал. При подачі напруги симистор переходить з закритого стану у відкрите і пропускає через себе струм. При харчуванні від мережі змінного струму зміна станів симистора викликається зміною полярності напруги між основними електродами. Симистор перейде в закритий стан після зміни полярності або коли значення робочого струму стане менше струму утримання (IG на ВАХ).
Режими роботи сімістора відображені на малюнку.
Тут показані G - керуючий висновок (затвор) і Т2 - силовий висновок.
У стандартних ланцюгах управління змінним струмом, таких як регулятори яскравості і регулятори швидкості обертання, полярність затвора і T2 завжди однакові. Це означає, що управління симистором проводиться завжди в 1+ і 3 квадрантах, в яких комутуючі параметри симистора однакові, а затвор найбільш чутливий. Дані про режими роботи отримані на підставі ВАХ приладу. Позитивному напрузі на T2 відповідає пряма гілка ВАХ, негативного - зворотна. У практиці застосування побутують трёхквадрантние (3Q) і четирёхквадрантние (4Q) сімістори. Діаграми напруги на навантаженні наведені на малюнку:
Тут Iупр - струм управління симистором, Ԏ - тривалість імпульсу управління. Видно, що для 3Q - сімісторов тривалість імпульсу управління не впливає на закривання приладу.
Відмінність між 3Q - і 4Q - симисторами показано на малюнку:
Для запобігання помилкових спрацьовувань сімісторов, викликаних шумами і вібраціями, створюваними двигунами, ланцюги, що використовують 4Q - сімістори, повинні мати додаткові компоненти захисту. Це демпферна RC-ланцюжок між силовими електродами, яка використовується для обмеження швидкості зміни наростання напруги і струму, таким чином пригнічуючи перешкоди (снабберная ланцюг). Існують прилади з вбудованою снабберной ланцюгом, однак вони збільшують габарити пристрою і його вартість.
В результаті застосування симистора схема буде мати вигляд:
В даному випадку в якості навантаження можливе включення мережевого трансформатора.
Основні параметри сімісторов:- VDRM - пікове пряме напруга вимикання (V BO на ВАХ)
- IDRM - піковий прямий струм вимикання (I L на ВАХ)
- VRRM - пікове зворотне напруга відключення (-V BO на ВАХ)
- IRRM - піковий зворотний струм вимикання (-I L на ВАХ)
- VTM - максимальна вхідна напруга
- IH - струм утримання
- Діапазон робочих температур
- час включення і виключення
Іншим найбільш відомим виробником сімісторов є фірма WeEn . Діяльність цього виробника освітлена в попередній новині.
У сімействі випускаються сімісторов широкого застосування є прилади на комутовані струми до 40 А і напруги до 1200 В, що в кілька разів перевищує величини параметрів у їх «побратимів» - тиристорів. При цьому напруги управління починаються від 900 мВ, а струми управління - від 3 мА. Існує клас приладів, призначений для застосування в цифровій техніці, керований сигналами логічного рівня - «Logic sensitive gate». Окремої згадки заслуговують сімістори, які виробляються з вбудованою снабберной захистом від перенапруг при комутації ( BTA06-600BRG , BTA16-600BRG ). Крім того, у нас в продажу є і бесснаберние (Snubberless, Alternistor - Snubberless) сімістори, без вбудованого захисту ( BTA10-800BWRG , BTA12-800CWRG ).
Сімістори також, як і тиристори, виготовляються в корпусах для монтажу в отвори і для поверхневого монтажу.
Приклади позначення серій сімісторов
В даний час сімістори застосовуються:
- Управління потужними ланцюгами змінного струму (зварювальні апарати, електродвигуни локомотивів рухомого залізничного складу, і т. Д.)
- Комутація ланцюгів змінного струму
- Потужні регульовані джерела первинного електроживлення