Симистор тиристор: Отличие симистора от тиристора: функционал, устройство

Тиристор и симистор.Способы и схемы управления

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

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

Определение

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

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

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

Основные характеристики              

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

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

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

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

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

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

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

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

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

9. Ток управления (IGT).

10. Максимальный ток управления электрода IGM.

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

Принцип работы

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

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

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

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

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

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

После подачи управляющего импульса в первой полуволне (условно положительной) синусоидального напряжения ток через симистор будет протекать до начала второй полуволны, после чего он закроется, как и обычный тиристор.

После этого нужно подать еще один управляющий импульс для открытия симистора на отрицательной полуволне. Это наглядно проиллюстрировано на следующих осциллограммах.

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

Распространенные схемы управления тиристорами или симисторами

Самой распространенной схемой является симисторный или тиристорный регулятор.

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

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

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

Симисторный регулятор без диодного моста позволяет управлять двумя полуволнами.

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

Интересно:

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

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

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

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

Оптодрайверов для управления симисторами есть множество, типовые – это линейка MOC304x, MOC305x, MOC306X, произведенные компанией Motorola и другими.

Более того – эти драйверы обеспечивают гальваническую развязку, что убережет ваш микроконтроллер в случае пробоя полупроводникового ключа, что вполне возможно и вероятно. Также это повысит безопасность работы с цепями управления, полностью разделив цепь на «силовую» и «оперативную».

Заключение

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

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

По материалам electrik.info

Тиристоры и симисторы — RadioRadar

• Тиристор
• Симистор

Тиристор

---

   Тиристор — это переключающий полупроводниковый прибор, пропускающий ток в одном направлении. Этот радиоэлемент часто сравнивают с управляемым диодом и называют полупроводниковым управляемым вентилем (Silicon Controlled Rectifier, SCR).

Тиристор имеет три вывода, один из которых — управляющий электрод, можно сказать, «спусковой крючок» — используется для резкого перевода тиристора во включенное состояние.

   Тиристор совмещает в себе функции выпрямителя, выключателя и усилителя. Часто он используется как регулятор, главным образом, когда схема питается переменным напряжением. Нижеследующие пункты раскрывают четыре основных свойства тиристора:

• тиристор, как и диод, проводит в одном направлении, проявляя себя как выпрямитель;
• тиристор переводится из выключенного состояния во включенное при подаче сигнала на управляющий электрод и, следовательно, как выключатель имеет два устойчивых состояния. Тем не менее для возврата тиристора в выключенное (разомкнутое) состояние необходимо выполнить специальные условия;
• управляющий ток, необходимый для перевода тиристора из закрытого состояния в открытое, значительно меньше (несколько миллиампер) при рабочем токе в несколько ампер и даже в несколько десятков ампер. Следовательно, тиристор обладает свойствами усилителя тока;
• oсредний ток через нагрузку, включенную последовательно с тиристором, можно точно регулировать в зависимости от длительности сигнала на управляющем электроде. Тиристор при этом является регулятором мощности.

Структура тиристора

---

   Тиристором называется управляемый трехэлектродный полупроводниковый прибор, состоящий из чередующихся четырех кремниевых слоев типа р и n. Полупроводниковый прибор с четырехслойной структурой представлен на рис. 1.

   Крайнюю область р-структуры, к которой подключается положительный полюс источника питания, принято называть анодом, а крайнюю область n, к которой подключается отрицательный полюс этого источника, — катодом.

Рис.1. Структура и обозначение тиристора

Свойства тиристора в закрытом состоянии

---

   В соответствии со структурой тиристора можно выделить три электронно-дырочных перехода и заменить тиристор эквивалентной схемой, как показано на рис. 2.

   Эта эквивалентная схема позволяет понять поведение тиристора с отключенным управляющим электродом.

   Если анод положителен по отношению к катоду, то диод D2 закрыт, что приводит к закрытию тиристора, смещенного в этом случае в прямом направлении. При другой полярности диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении, и тиристор также закрыт.

Рис.2. Представление тиристора тремя диодами

Принцип отпирания с помощью управляющего электрода

---

   Эквивалентное представление структуры р-n-p-n в виде двух транзисторов показано на рис. 3.

   Представление тиристора в виде двух транзисторов разного типа проводимости приводит к эквивалентной схеме, представленной на рис. 1.4. Она наглядно объясняет явление отпирания тиристора.

   Зададим ток I_GT через управляющий электрод тиристора, смещенного в прямом направлении (напряжение V_AK положительное), как показано на рис. 4.

   Так как ток I_GT становится базовым током транзистора n-p-n, то ток коллектора этого транзистора равен B₁xI_GT, где B₁ — коэффициент усиления по току транзистора Т1.

   Этот ток одновременно является базовым током транзистора р-n-р, что приводит к его отпиранию. Ток коллектора транзистора Т2 составляет величину B₁xB₂xI_GT и суммируется с током I_GT, что поддерживает транзистор Т1 в открытом состоянии. Поэтому, если управляющий ток I_GT достаточно велик, оба транзистора переходят в режим насыщения.

   Цепь внутренней обратной связи сохраняет проводимость тиристора даже в случае исчезновения первоначального тока управляющего электрода IGT, при этом ток анода (1А ) остается достаточно высоким.

   Типовая схема запуска тиристора приведена на рис. 5

.

Рис.3. Разбиение тиристора на два транзистора

Рис.4. Представление тиристора в виде двухтранзисторной схемы

Рис.5. Типичная схема запуска тиристора

Отключение тиристора

---

   Тиристор перейдет в закрытое состояние, если к управляющему электроду открытого тиристора не приложен никакой сигнал, а его рабочий ток спадет до некоторого значения, называемого током удержания (гипостатическим током).

   Отключение тиристора произойдет, в частности, если была разомкнута цепь нагрузки (рис. 6а) или напряжение, приложенное к внешней цепи, поменяло полярность (это случается в конце каждого полупериода переменного напряжения питания).

Рис.6. Способы отключения тиристора

   Когда тиристор работает при постоянном токе, отключение может быть произведено с помощью механического выключателя.

   Включенный последовательно с нагрузкой этот ключ используется для отключения рабочей цепи.

   Включенный параллельно основным электродам тиристора (рис. 6б) ключ шунтирует анодный ток, и тиристор при этом переходит в закрытое состояние. Некоторые тиристоры повторно включаются после размыкания ключа. Это объясняется тем, что при размыкании ключа заряжается паразитная емкость р-n перехода тиристора, вызывая помехи.

   Поэтому предпочитают размещать ключ между управляющим электродом и катодом тиристора (рис. 1.6в), что гарантирует правильное отключение посредством отсечения удерживающего тока. Одновременно смещается в обратном направлении переход р-n, соответствующий диоду D2 из схемы замещения тиристора тремя диодами (рис. 2).

   На рис. 6а-д представлены различные варианты схем отключения тиристора, среди них и ранее упоминавшиеся. Другие, как правило, применяются, когда требуется отключать тиристор с помощью дополнительной цепи. В этих случаях механический выключатель можно заменить вспомогательным тиристором или ключевым транзистором, как показано на рис. 7.

Рис.7. Классические схемы отключения тиристора с помощью дополнительной цепи

Симистор

---

   Симиcmop — полупроводниковый прибор, который широко используется в системах, питающихся переменным напряжением. Упрощенно он может рассматриваться как управляемый выключатель. В закрытом состоянии он ведет себя как разомкнутый выключатель. Напротив, подача управляющего тока на управляющий электрод симис-тора ведет к переходу его в проводящее состояние. В это время симистор подобен замкнутому выключателю.

   При отсутствии управляющего тока симистор во время любого полупериода переменного напряжения питания неизбежно переходит из состояния проводимости в закрытое состояние.

   Кроме работы в релейном режиме в термостате или светочувствительном выключателе, разработаны и широко используются системы регулирования, функционирующие по принципу фазового управления напряжением нагрузки, или, другими словами, плавные регуляторы.

Структура симистора

---

   Симистор можно представить двумя тиристорами, включенными встречно-параллельно. Он пропускает ток в обоих направлениях. Структура этого полупроводникового прибора показана на рис. 8. Симистор имеет три электрода: один управляющий и два основных для пропускания рабочего тока.

Рис.8. Структура симистора

Функционирование симистора

---

   Симистор открывается, если через управляющий электрод проходит отпирающий ток или если напряжение между его электродами А1 и А2 превышает некоторую максимальную величину (на самом деле это часто приводит к несанкционированным срабатываниям симистора, происходящим при максимуме амплитуды напряжения питания).

   Симистор переходит в закрытое состояние после изменения полярности между его выводами А1 и А2 или если значение рабочего тока меньше тока удержания I_у.

Отпирание симистора

---

   В режиме переменного питания смена состояний симистора вызывается изменением полярности напряжения на рабочих электродах А1 и А2. Поэтому в зависимости от полярности управляющего тока можно определить четыре варианта управления симистором, как показано на рис. 9.

   Каждый квадрант соответствует одному способу открывания симистора. Все способы кратко описаны в табл. 1.

Рис.9. Четыре возможных варианта управления симистором

Таблица 1. Упрощенное представление способов открывания симистора

Квадрант	VA2-A1	VG-A1	IGT	Обозначение
I	>0	>0	Слабый	+ +
II	>0		Средний	+ —
III			Средний	— —
IV		>0	Высокий	— +

   Например, если между рабочими электродами симистора прикладывают напряжение V_A1-A2>0 и напряжение на управляющем электроде отрицательно по отношению к аноду А1, то смещение симистора соответствует квадранту II и упрощенному обозначению + -.

   Для каждого квадранта определены отпирающий ток I от (I_GT), удерживающий ток I_уд(I_н) и ток включения I_выкл(I_L).

   Отпирающий ток должен сохраняться до тех пор, пока рабочий ток не превысит в два-три раза величину удерживающего тока I_н. Этот минимальный отпирающий ток и является током включения симистора I_L.

   Затем, если убрать ток через управляющий электрод, симистор останется в проводящем состоянии до тех пор, пока анодный ток будет превышать ток удержания I_н.

Ограничения при использовании

---

   Симистор накладывает ряд ограничений при использовании, в частности при индуктивной нагрузке. Ограничения касаются скорости изменения напряжения (dV/dt) между анодами симистора и скорости изменения рабочего тока di/dt.

   Действительно, во время перехода симистора из закрытого состояния в проводящее внешней цепью может быть вызван значительный ток. В то же время мгновенного падения напряжения на выводах симистора не происходит. Следовательно, одновременно будут присутствовать напряжение и ток, развивающие мгновенную мощность, которая может достигнуть значительных величин. Энергия, рассеянная в малом пространстве, вызовет резкое повышение температуры р-п переходов. Если критическая температура будет превышена, то произойдет разрушение симистора, вызванное чрезмерной скоростью нарастания тока di/dt.

   Ограничения также распространяются на изменение напряжения двух категорий: на dV/dt применительно к закрытому симистору и на dV/dt при открытом симисторе (последнее также называется скоростью переключения).

   Чрезмерная скорость нарастания напряжения, приложенного между выводами А1 и А2 зарытого симистора, может вызвать его открытие при отсутствии сигнала на управляющем электроде. Это явление вызывается внутренней емкостью симистора. Ток заряда этой емкости может быть достаточным для отпирания симистора.

   Однако не это является основной причиной несвоевременного открытия. Максимальная величина dV/dt при переключении симистора, как правило, очень мала, и слишком быстрое изменение напряжения на выводах симистора в момент его запирания может тотчас же повлечь за собой новое включение. Таким образом, симистор заново отпирается, в то время как должен закрыться.

Рис.10. Симистор с защитной RC-цепочкой

   При индуктивной нагрузке симистора или при защите от внешних перенапряжений для ограничения влияния dV/dt и тока перегрузки желательно использовать защитную RC-цепочку (рис. 10).

   Расчет значений R и С зависит от нескольких параметров, среди которых — величина тока в нагрузке, значения индуктивности и номинального сопротивления нагрузки, рабочего напряжения, характеристик симистора.

   Совокупность этих параметров с трудом поддается точному описанию, поэтому часто принимают во внимание эмпирические значения. Включение сопротивления 100-150 Ом и конденсатора 100 нФ дает удовлетворительные результаты. Однако отметим, что значение сопротивления должно быть гораздо меньше (или одного порядка), чем величина полной нагрузки, являясь достаточно высоким для того, чтобы ограничить ток разряда конденсатора с целью соблюдения максимального значения di/dt в момент отпирания.

   RC-цепочка дополнительно улучшает включение в проводящее состояние симистора, управляющего индуктивной нагрузкой. Действительно, ток разряда конденсатора устраняет влияние задержки индуктивного тока, поддерживая рабочий ток выше минимального значения удерживающего тока I_уд(I_н).

Рис.11. Защита симистора с помощью варистора

   Дополнительная защита, заслуживающая внимания, может быть обеспечена с помощью варистора, подключенного к выводам индуктивной нагрузки. Другой варистор, включенный параллельно питающему напряжению, задержит помехи, распространяющиеся по сети питания. Защита симистора также обеспечивается при подключении варистора параллельно его выводам А1 и А2 (рис. 11).

Источник

1. Кадино Э. Цветомузыкальные установки.-М.: ДМК Пресс, 2000.

Обозначения тиристоров, диак и симисторов

Тиристорный SCR

SCR означает кремниевый управляемый выпрямитель, представляющий собой 4-слойное полупроводниковое устройство PNPN.

Он имеет три вывода: анод, катод и затвор. Как и диод, это однонаправленное устройство, но с входом управления затвором для запуска SCR. Он начинает проводить, когда линейное напряжение превышает прямое напряжение пробоя или при подаче тока на затвор.

Тиристор SCS

SCS расшифровывается как кремниевый управляемый переключатель. Как и SCR, это устройство с 4 уровнями PNPN. Это также однонаправленное устройство, но, в отличие от SCR, оно имеет дополнительный затвор, называемый анодным затвором. Анодный затвор используется для остановки проводимости при приложении к нему положительного напряжения, а катодный затвор используется для запуска проводимости.

Тиристор с обратной проводимостью, с катодным затвором

Обозначает тиристор с обратной проводимостью. это простой SCR с диодом, включенным встречно-параллельно для проводимости при обратном смещении. RCT также проводят в обратном направлении и используются в компактных конструкциях, где необходим обратный диод или если есть индуктивные нагрузки. Катодный затвор используется для запуска тока в прямом направлении.

Тиристор с обратной проводимостью, с анодным затвором

Этот символ обозначает тиристор с обратной проводимостью (RCT) с анодным затвором. Анодный затвор используется для остановки проводимости тока при подаче достаточного тока. RCT используется для проведения в обратном направлении, когда есть индуктивная нагрузка или есть необходимость в обратных диодах.

Тиристор отключения затвора GTO с катодным затвором

Тиристор отключения затвора — тип тиристора, обладающий способностью отключаться при подаче импульса отрицательного напряжения через тот же затвор. В противном случае условия включения такие же, как и для обычного тиристора, но из-за его нефиксирующей природы вы должны поддерживать 1% его импульса включения, чтобы он оставался в состоянии проводимости. Катодный затвор GTO начинает проводить с положительным импульсом и выключается с отрицательным импульсом

Запорный тиристор GTO с анодным затвором

Это запирающий тиристор, но с анодным затвором. Он также включается и выключается с помощью того же терминала ворот. Анодный затвор позволяет затвору останавливать проводимость при подаче положительного входа затвора и запускать проводимость с использованием отрицательного входа затвора.

Фототиристор LASCR

Фототиристор или LASCR (светоактивируемый кремниевый управляемый выпрямитель) представляет собой тип тиристора, который переходит в режим проводимости при воздействии на него света. Однако затвор работает как обычный SCR, но остается отключенным при использовании в фотоприложениях.

BCT – двунаправленный тиристор с фазовым управлением

BCT или двунаправленный тиристор с фазовым управлением состоит из двух тиристоров, соединенных встречно-параллельно и интегрированных в единый корпус. Он имеет две отдельные клеммы затвора, по одной на каждый тиристор. Нет клемм анода или катода, а есть только основные клеммы. Затвор управляет током, протекающим через отдельный SCR.

FET-CTH (тиристор с полевым транзистором)

Тиристор, управляемый полевым транзистором, состоит из тринистора и полевого МОП-транзистора в одном корпусе. МОП-транзистор используется для запуска SCR, но нет возможности отключения. МОП-транзистор обеспечивает гальваническую развязку между цепью запуска и линией переключения.

MTO (отключающий МОП-тиристор)

MTO или MOSFET Отключающий тиристор представляет собой модифицированную форму GTO и состоит из SCR и MOSFET. МОП-транзистор используется для остановки проводимости тока. MTO имеет две отдельные клеммы ворот, то есть ворота включения и ворота выключения. GTO имеет ограничение, он требует сильного импульса тока для функции выключения, в то время как MTO может выключаться, используя только уровень напряжения.

ETO (тиристор отключения эмиттера)

ETO или тиристор отключения эмиттера представляет собой быстродействующий тиристор, изготовленный из N & P-MOSFET и SCR. МОП-транзистор подключается последовательно и между затвором и катодом тринисторного тиристора. МОП-транзистор позволяет быстрее выключаться за счет удаления остаточных носителей из тринистора.

IGCT Тиристор со встроенным затвором

IGCT или тиристор со встроенным затвором — это особый тип тиристора, который используется для коммутации высокого напряжения в промышленности. Он состоит из тиристора с коммутацией затвора (GCT) с многослойной печатной платой для схемы управления затвором. IGCT имеет возможность очень быстрого выключения, потому что он использует очень быстро нарастающий импульс тока для слива всего заряда с его катода.

DIAC

Название DIAC состоит из диодного переключателя переменного тока. это двунаправленный полупроводниковый прибор по аналогии с двумя диодами, соединенными встречно-параллельно. Он может проводить ток в обоих направлениях, когда напряжение превышает определенный предел напряжения пробоя. Они в основном используются для запуска симистора путем последовательного подключения его к клемме затвора.

TRIAC

Название TRIAC состоит из триода для переменного тока. это модифицированная версия SCR, которая может проводить, а также контролировать поток тока в обоих направлениях. Вход затвора используется для запуска проводимости в каждом направлении. Он может переключать высокий переменный ток и напряжение. Они используются в диммерах, регуляторах скорости двигателя и т. д.

SIDAC

SIDAC расшифровывается как кремниевый диод для переменного тока и представляет собой устройство, аналогичное DIAC, но имеющее относительно высокое напряжение отключения и возможности управления током. Это двунаправленное полупроводниковое устройство, состоящее из 5 слоев, способное выдерживать высокие напряжения и токи. по сути, это TRIAC без клеммы затвора.

Кремниевый двусторонний переключатель SBS

SBS или кремниевый двусторонний переключатель представляет собой пусковое устройство, используемое в качестве пускового элемента для TRIAC. Он имеет те же электрические свойства, что и DIAC, но имеет более низкое напряжение пробоя. Он может проводить в обоих направлениях

Кремниевый односторонний переключатель из нержавеющей стали

SUS или односторонний кремниевый переключатель представляют собой полупроводниковые устройства, которые используются в качестве пускового элемента. Они используются для запуска SCR. Он состоит из тринистора со стабилитроном, определяющим напряжение срабатывания.

Quadrac

Quadrac состоит из DIAC и TRIAC, встроенных в один корпус. В этом корпусе DIAC используется в качестве пускового элемента для TRIAC. Quadrac используются в компактных электрических цепях, где они могут сэкономить место и время за счет использования одного блока вместо использования отдельных частей.

Darlistor

Darlistor — быстродействующий тиристор большой мощности с очень высокими коммутационными возможностями по сравнению с обычным тиристором. он может блокировать высокое напряжение и проводить сильный ток с очень высокой частотой в диапазоне от 50 Гц до 10 кГц.

Родственные электрические и электронные символы:

• Основные электрические и электронные символы
• Символы трансформатора
• Символы двигателей
• Символы генератора и генератора переменного тока
• Обозначения резисторов 
• Обозначения конденсаторов
• Символы индуктора
• Символы предохранителей и автоматических выключателей
• Символы переключателей и кнопок
• Символы реле
• Символы диодов 
• Транзистор, MOSFET и IGFET Обозначения
• Электронные логические схемы и символы программирования
• Символы цифровых логических вентилей
• Символы цифровых триггеров и защелок
• Символы электронных фильтров

Показать полную статью

Связанные статьи

Кнопка «Вернуться к началу»

Что такое TRIAC? Символ, конструкция, работа и применение

Тиристоры – широко используемые полупроводниковые устройства для регулирования мощности. Однако они могут проводить ток только в одном направлении, как диод, что делает их пригодными для регулирования мощности постоянного тока. Принимая во внимание, что TRIAC, принадлежащий к семейству тиристоров, может работать в обоих направлениях, а также обеспечивает полный контроль над подаваемой мощностью. Поэтому они используются для регулирования мощности переменного тока.

• Связанная запись: DIAC — конструкция, работа и применение

Содержание

Что такое TRIAC?

TRIAC — это аббревиатура, которая расшифровывается как от « Tri ode for A чередующийся C текущий». Триод означает трехполюсное устройство, а переменный ток означает, что он используется для коммутации переменного тока. Это трехконтактный двунаправленный переключатель, который работает в обоих направлениях. Он состоит из комбинации двух тиристоров, расположенных встречно-параллельно, с их затворами, соединенными вместе.

Три терминала: Gate, A1 или MT1 и A2 или MT2. У него нет анода и катода, как у тиристора, потому что он может проводить в обоих направлениях, и не имеет значения, поменяны ли клеммы местами.

Симистор можно активировать в проводимость положительным или отрицательным током затвора в обоих направлениях. В то время как он отключается, когда основной ток падает ниже предела удерживающего тока.

Обозначение симистора

Обозначение симистора представляет собой два тиристора, включенных встречно-параллельно, имеющих общий затвор. Его эквивалентная двухтиристорная структура также приведена для лучшего понимания.

Как и у тиристора, у него три вывода, но названия у них разные, кроме Gate. Это связано с тем, что каждая клемма выполнена путем соединения анода и катода тринистора вместе. Поэтому оба терминала называются либо анодным, либо основным терминалом MT.

Конструкция TRIAC

TRAIC представляет собой четырехслойное устройство, состоящее из комбинации двух антипараллельных SCR с тремя выводами Gate, MT1 и MT2.

Электроды обоих основных выводов (MT1 и MT2) соединены с областями P и N обоих SCR. Так что он может проводить ток в обоих направлениях. Металлический электрод затвора также соединен как с P-, так и с N-областями. Это позволяет запускать симистор как положительным, так и отрицательным током затвора.

TRIAC — это двунаправленный переключатель, он может работать в обоих направлениях, но не является симметричным. Его асимметричная структура является причиной того, что TRAIC имеет асимметричное переключение.

• Сообщение по теме: В чем разница между DIAC и TRIAC?

Работа TRAIC

Работа TRAIC напоминает тиристор. При подаче напряжения оно не будет проводить, пока напряжение не превысит предельное напряжение пробоя V _BO или не будет подан стробирующий импульс.

Поскольку мы знаем, что TRAIC может работать для обеих полярностей приложенного напряжения и может запускаться обеими полярностями напряжения затвора для любого направления. Таким образом, TRAIC может работать в 4 режимах.

Следующие напряжения берутся относительно терминала MT2, такие как напряжение MT1 относительно MT2 и напряжение затвора относительно MT2.

Режим 1: MT1=  +ve, Gate= +ve

В этом режиме приложенное напряжение на MT1 положительно по отношению к MT2. При подаче положительного импульса затвора TRAIC запустится в прямой проводимости , и ток будет течь от MT1 к MT2.

Режим 2: MT1= +ve, Gate= -ve

В этом режиме приложенное напряжение одинаковое, т.е. MT1 положителен по отношению к MT2. Но импульс затвора отрицательный. Поскольку вентиль связан с областью N симистора, он активирует его в прямой проводимости , в то время как направление тока останется прежним.

Режим 3: MT1=-ve, Gate=  +ve

В этом режиме полярность приложенного напряжения меняется местами, т. е. MT1 отрицателен по отношению к MT2. Но импульс затвора положительный. Импульс стробирования запустит TRAIC в обратная проводка с МТ2 на МТ1.

Режим 4: MT1= -ve, Gate= -ve

В этом режиме как приложенное напряжение, так и напряжение затвора отрицательны. Отрицательный стробирующий импульс запускает TRAIC в режим обратной проводимости

Режим 1 и режим 2 представляют работу в квадранте 1 ^st , где ток и напряжение положительны, а режим 3 и режим 4 представляют работу в квадрантах 3 ^rd квадрант, в котором напряжение и ток отрицательны.

Хотя стробирующий импульс может запускать TRAIC в любом направлении, лучше всего использовать положительный стробирующий импульс для работы в квадранте 1 ^st и отрицательный стробирующий импульс для работы в квадранте 3 ^rd из-за их повышенной чувствительности. Режимы 2 и 3 требуют большего тока затвора, чем режимы 1 и 4, для срабатывания TRIAC.

V-I Характеристика TRIAC

Следующая кривая показывает зависимость между приложенным напряжением и током, протекающим через TRIAC. Работает только в 1 ^st и 3 ^rd квадрантов. Его работа такая же, как у SCR, но он также может работать в квадранте 3 ^rd .

Ток I увеличивается, когда напряжение V превышает напряжение отключения V _BO или при подаче стробирующего импульса. Как только устройство переходит в состояние ВКЛ, напряжение снижается до напряжения ВКЛ, а ток превышается. Он останется во включенном состоянии, пока ток не упадет ниже тока удержания I _H .

TRAIC представляет собой комбинацию двух тиристоров в одном корпусе, поэтому он также имеет те же электрические характеристики, что и отдельные тиристоры в каждом направлении, такие как напряжение пробоя, напряжение срабатывания, ток удержания.

Преимущества и недостатки TRIAC

Преимущества

Преимущества TRIAC приведены ниже:

• Он может проводить и регулировать обе половины сигнала переменного тока.
• Он компактен и требует радиатора меньшего размера, чем два SCR.
• Для защиты требуется только один предохранитель.
• Для запуска TRAIC можно использовать как положительный, так и отрицательный стробирующий импульс.
• Не требуется параллельный диод для защиты от обратного хода, как в SCR.

Недостатки

• Его коммутация несимметрична для обеих половин переменного тока.
• Асимметричное переключение создает в системе гармоники, вызывающие многочисленные проблемы.
• Его номинальная мощность ниже, чем у SCR.
• Менее надежен, чем SCR.
• Имеет более низкую скорость переключения.
• Требует осторожности при срабатывании, так как может срабатывать в любом направлении.
• Его рейтинг dv/dt ниже, чем SCR.

Применение TRIAC

TRIAC используется для регулирования мощности переменного тока от низкой до средней. Из-за их асимметричного переключения DIAC используется последовательно с выводом затвора для обеспечения симметричного запуска.