Как проверять симисторы и тиристоры универсальным мультиметром

Что такое симистор, и чем он отличается от классических тиристоров?

Симистор (или «триак») – особая разновидности триодного симметричного тиристора. Главное преимущество – способность проводить ток на рабочих p-n переходах в обоих направлениях. Это позволяет использовать радиоэлемент в системах с переменным напряжением.

Принцип работы и конструктивное исполнение такое же, как у остальных тиристоров. При подаче управляющего тока p-n переход отпирается, и остается открытым до снижения величины рабочего тока.

Популярное применение симисторов – регуляторы напряжения для систем освещения и бытового электроинструмента.

Работа этих радиокомпонентов напоминает принцип действия транзисторов, однако детали не являются взаимозаменяемыми.

Рассмотрев, что такое тиристор и симистор, мы с вами научимся, как проверять эти детали на работоспособность.

Назначение и устройство

Симисторы – это полупроводниковые полууправляемые ключи, которые открываются импульсом тока через управляющий электрод. Чтобы его закрыть нужно прервать ток в цепи или приложить обратное напряжение.

По принципу действия они подобны аналогичны тиристорам. Отличаются лишь тем, что симистор представляет собой два тиристора, соединённых встречно-параллельно. Обозначение на схеме вы видите ниже.

Простые способы проверки симисторов и тиристоров

По определению они часто используются в релейном режиме – простыми словами работают на «включение» и «отключение», кстати такие реле называются полупроводниковыми.

Отличия от электромеханического следующие — быстродействие на порядки выше, нет контактов, в связи с чем большая долговечность. Главное условие долгой эксплуатации – обеспечить номинальный тепловой режим и нагрузку.

Сливной насос, помпа

Примерное сопротивление 170-200 Om. Направление вращения и полярность контактов не имеет значение. В основном механические поломки. Можно оттестить, подав 220 и прижав пальцем середину, но полностью это не проверит, так как иногда она клинит при температуре от 60 градусов. Обычно просто все забито грязью: патрубок из бака до помпы и далее до канализации – полностью все проверяем и чистим. Если будет в обрыве, то впускные клапана не откроются. В лючке аварийного слива есть так назыаемый концетратор – без него помпа работать не будет.
Самослив

Иногда возникает даже тогда, когда вроде правильно установлена машина. Просто герметичность канализации засасывает воду из стиралки. Решение – воткуть трубку, корпус от ручки шариковой.

Схема управления симистора

Схема управления на тиристоре проста и надёжна. Они намного упрощают принципиальную схему своим присутствием, освобождая её от лишних электродеталей и дорожек. Тем самым облегчая и дальнейший ремонт (проверка и прозвонка) в случае необходимости или выхода из строя радиоэлектронных блоков с их участием.

Электромеханические ключи

Для коммутации в электрических схемах используются ключи различного типа:

  • механические;
  • электромеханические;
  • электронные.

К электромеханической группе относятся реле или контакторы. Замыканием и размыканием контактов управляет электромагнит. На катушку электромагнита подается управляющее напряжение, которое может быть как постоянным, так и переменным. Механические контакты реле могут коммутировать практически любые токи. Сопротивление контактной пары ничтожно, падение напряжения на контактах практически отсутствует. Нет потерь мощности при коммутации нагрузок, хотя есть потери на питание управляющей катушки.

Огромным преимуществом контакторов является то, что цепи нагрузки и управления электрически изолированы.

Недостатков тоже немало:

  • Ограниченно число переключений. Контакты изнашиваются;
  • Возникновение электрической дуги при размыкании — искрение контактов. Приводит к электроэрозии и недопустимо во взрывоопасных средах;
  • Низкое быстродействие.

Там, где применение контакторов невозможно или нецелесообразно, применяют электронные ключи.

Скорее всего, Вам пригодится информация о том, как выбрать стабилизатор напряжения 220 вольт.

Тестирование

У каждого радиолюбителя есть свои способы проверить симистор. Для этого можно использовать специальные приборы или подручные материалы. Главное – знать, как проверить правильно прибор на основе принципа его работы.

Способ №1

Самый простой способ – это протестировать симистор омметром. Для этого необходимо катод детали соединить с отрицательным контактом омметра, анод с положительным контактом. А затем закоротить анод с управляющим электродом. На самом омметре необходимо выставить единицу (х1). Если при этом стрелка покажет сопротивление прибора в пределах 15-50 Ом, можно считать, что симистор цел и пригоден для установки в любой радиоприбор.

Но тут есть один важный момент. Если в таком положении с анода убрать все контакты, и показания сопротивления при этом не изменятся, то это подтверждает целостность детали. Если стрелка начнет отклоняться к нулю, то выбросите симистор в мусор.

Способ №2

Конечно, можно придумать большое количество различных приборов, с помощью которых провести проверку симистра будет несложно. Но для этого придется прикладывать усилия и тратить свое время на сборку, хотя для многих это будет в удовольствие. Для примера приводим одну из схем такого тестового устройства, вот она на рисунке снизу.

Схема подключения данного прибора к симистру точно такая же, как и в случае с тестированием при помощи омметра. Но в этом устройстве установлен светодиод (HL1). Так вот при подаче напряжения на симистор через кнопку (ключ) световой источник должен загореться. А это говорит об исправности детали.

Обратите внимание на резисторы. Их сопротивления рассчитывается под номинальное напряжение. Практика показала, что сопротивление в диапазоне 9-12 Ом достаточная величина.

Сигналы управления

Управляется симистор не напряжением, а током. Для открытия на затвор надо подать ток определенного уровня. В характеристиках указан минимальный ток открывания — вот это и есть нужная величина. Обычно ток открывания совсем небольшой. Например, для коммутации нагрузки на 25 А, подается управляющий сигнал порядка 2,5 мА. При этом, чем выше напряжение, подаваемое на затвор, тем быстрее открывается переход.

Схема подачи напряжения для управления симистором

Схема подачи напряжения для управления симистором

Чтобы перевести симистор в открытое состояние, напряжение должно подаваться между затвором и условным катодом. Условным, потому что в разные моменты времени, катодом является то один силовой выход, то другой.

Полярность управляющего напряжения, как правило, должна быть либо отрицательной, либо должна совпадать с полярностью напряжения на условном аноде. Поэтому часто используется такой метод управления симистором, при котором сигнал на управляющий электрод подаётся с условного анода через токоограничительный резистор и выключатель. Управлять симистором часто удобно, задавая определённую силу тока управляющего электрода, достаточную для отпирания. Некоторые типы симисторов (так называемые четырёхквадрантные симисторы) могут отпираться сигналом любой полярности, хотя при этом может потребоваться больший управляющий ток (а именно, больший управляющий ток требуется в четвёртом квадранте, то есть когда напряжение на условном аноде имеет  отрицательную полярность, а на управляющем электроде —  положительную).

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.

Тест на пробой

Проверка тиристора начинается с определения пробоя. Рекомендуется начинать с предварительного тестирования, которое связано с измерением сопротивления между двумя выходами «А» и «К», «К» и «УЭ». Алгоритм действий имеет следующие особенности:

  1. Для тестирования применяется мультиметр. Его включают в режим «прозвонки», и снимаются показатели между двумя выводами «УЭ» и «К». Если устройство находится в хорошем техническом состоянии, то снятые показатели будут в диапазоне от 40 Ом до 0,55 кОм. Низкое значение может указывать на некоторые проблемы с устройством.
  2. Далее рекомендуется сменить положение щупов, и процесс повторяется. Снятые показатели должны соответствовать тем, которые были получены в первом случае.
  3. Следующий шаг заключается в измерении сопротивления между выводами «К» и «А». В этом случае показатель сопротивления должен стремиться к бесконечности. Значение может варьироваться в зависимости от полярности измерительного устройства. Низкий показатель указывает на то, что есть пробой в переходе. Для более точного результата рекомендуют выпаивать устройство, которое тестируется.

Проверка симистора мультиметром подобным образом не позволяет получить точный показатель. Немного усложнив процесс тестирования, можно существенно повысить точность полученных результатов.

Способы проверки

Для диагностики неисправностей электронной схемы нужно последовательно проверять её элементы. В первую очередь уделяют внимание силовым цепям, а именно всем полупроводниковым ключам. Для их проверки можно воспользоваться одним из способов:

  • мультиметром (омметром или прозвонкой);
  • батарейкой со светодиодом или лампочкой;
  • на стенде.

Для диагностики следует выпаять элемент, потому что при проверке любых компонентов электронных схем на исправность, не выпаивая с платы, есть вероятность неправильных измерений. Например, вы обнаружите короткое замыкание не проверяемого элемента, а соединённых с ним в цепи параллельно.

В любом случае вы можете проверить симистор и тиристор на исправность не выпаивая, а если найдете возможную неисправность – выпаять и провести измерения повторно.

С помощью мультиметра

Для проверки симистора на пробой с помощью тестера нужно перевести прибор в режим звуковой прозвонки.

В большинстве случаев прозвонка совмещена с проверкой диодов.

Типовое расположение выводов или как еще это называют — цоколевка, изображена на рисунке ниже. А1 и А2 (иногда T1, T2) – это силовые выводы, через них протекает больший ток в нагрузку, а G (gate) – это управляющий электрод. Цоколевка может отличаться, поэтому проверяйте её в даташите вашего симистора

В режиме проверки диодов на экран выводится падение напряжения между щупами в миливольтах. При этом на щупах тестера есть напряжение, которое обеспечивает протекание тока в измеряемой цепи (как и в режиме Омметра).

Для проверки элемента на пробой коснитесь щупами выводов А1 и А2, если элемент исправен, то на экране появится «1» или 0L, а если пробит – значение близкое к 0. Если между выводами А1 и А2 нет КЗ – проверьте управляющий электрод. Для этого нужно прикоснуться щупами к одному из силовых выводов и управляющему электроду, на экране должно быть низкое значение 80-200.

Чтобы проверить, открывается симистор или нет, можно кратковременно замкнуть его управляющий электрод с одним из выводов мультиметра, так вы подадите на него управляющее напряжение (ток). Алгоритм проверки на примере тиристора вы видите ниже.

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.

Советы для работы

Перед извлечением симистора или платы, на которой он установлен, убедитесь, что устройство обесточено и физически отключено от электросети.

Для диагностики симисторов, припаянных к печатной плате, достаточно отсоединить управляющий контакт. Для этого потребуется паяльник. И также не станут лишними для установки нового элемента пинцет и припой.

Проверка симистора мультиметром

Схема подключения для проверки аналогичная. Можно использовать лампу накаливания или мультиметр с широким диапазоном измерений в режиме омметра. После прохождения тестов при одной полярности, переключаем щупы тестера на полярность обратную.

Исправный симистор должен показать весьма похожие результаты проверки. Необходимо проверить открытие и удержание p-n перехода в обоих направлениях по всей шкале пределов измерения мультиметра.

Если радиодеталь, нуждающаяся в проверке, находится на монтажной плате – нет необходимости ее выпаивать для теста. Достаточно освободить управляющий вывод. Важно! Не забудьте предварительно обесточить проверяемый электроприбор.

В заключении смотрите видео: Как проверить тиристор мультиметром.

Не пытайтесь самостоятельно менять симистор в стиральной машинке , так как ремонт электроники в бытовой технике, выполненный не профессионалами редко заканчивается хорошо. Предоставьте это специалистам по ремонту стиральных машин в вашем городе. Стоимость ремонта варьируется от 600 рублей.

Стиральная машина – это довольно сложный бытовой прибор, который состоит из множества деталей. Как и другая домашняя техника, она может запросто выйти из строя. Если возникает поломка стиральной машины, определить причину ее неработоспособности бывает весьма непросто. При этом лишь часть деталей подлежит ремонту. Остальные гораздо проще заменить новыми.

Читать также: Точеные изделия из древесины фото

Например, если окажется, что сгорел симистор в стиральной машине, велика вероятность, что его придется поменять. Симистор управляет напряжением электропитания мотора, а также принимает и обрабатывает импульсы, исходящие от тахогенератора. Без этого электронного компонента нормальная работа стиральной машины становится невозможна. Симистор может располагаться в разных местах, в зависимости от модели техники, но его точное местоположение обычно указано в инструкции к стиральной машине.

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) .

shema-na-dvuh-tiristorah-kak-ekvivalent-simistora-i-ego-uslovno-graficheskoe-oboznachenie.jpgРис. 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.

strukturnaya-shema-simistora.jpgРис. 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.

vax-simistora.jpgВАХ 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.

ТЭН

Внутри корпуса ТЭНа могут находиться плавкие предохранители. Если обозначена маркировка на корпусе самого ТЭНа. На корпус более 2 MOm (мегометром) Нагрев ТЭНа происходит почти во всех машинах где-то через 10 минут. Лишь только на некоторых нагрев идет сразу, даже до вращения бака. Профилактика чистки бесполезна, если выполняется только 1 раз в год. После чистки от накипи часто перегорает, так как он уже с микротрещинами которые покрыты защищающим слоем накипи. Если ТЭН без NTC датчика, то затягиваем туда копейку. Не силиконить, иначе вывалится. Смотреть за длиной ТЭНа – чтобы зафиксировался на крепеже в баке. Мощность ТЭНа – да хоть вместо 2000Вт 1600Вт Пойдет. Только SAMSUNG не прокатит. U образный ТЭН на 800Вт Зеленый ТЭН – супер покрытие – горит даже чаще. ТЭН может быть пробит в середине на корпус Тогда буде постоянно включен в сеть при наличии воды в баке. NTC датчик – при увеличении температуры уменьшается сопротивление. Этот датчик может находиться и в самом баке.

Разновидности тиристоров

Тиристор отличается от биполярного транзистора наличием большего количества p-n переходов:

  1. Типичный тиристор p-n переходов содержит три. Структуры с дырочной, электронной проводимостью чередуются на манер зебры. Можно встретить понятие n-p-n-p тиристор. Присутствует или отсутствует управляющий электрод. В последнем случае получаем динистор. Работает по приложенному меж катодом и анодом напряжением: при некотором пороговом значении открывается, начинается спад, ход электронам отсекается. Что касается тиристоров с электродами, управление производится в любом из двух срединных p-n переходов – стороны коллектора, либо эмиттера. Коренное отличие изделий от транзистора в неизменности режим после пропадания управляющего импульса. Тиристор остается открытым, пока ток не упадет ниже фиксированного уровня. Обычно называют током удержания. Позволяет строить экономичные схемы. Объясняет популярность тиристоров.
  2. Симисторы отличаются количеством p-n переходов, становится больше минимум на один. Способны пропускать ток в обоих направлениях.

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 радиаторСимистор 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 помехRC-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.

Так же как и тиристоры, симисторы при работе греются, поэтому при сборке необходимо обеспечивать отвод тепла. Если нагрузка маломощная или питание импульсное (кратковременное подключение на промежуток менее 1 сек) допускается монтаж без радиатора. В остальных случаях необходимо обеспечить качественный контакт с охлаждающим устройством.

Есть три способа фиксации симистора на радиаторе: клепка, на винте и на зажиме. Первый вариант при самостоятельном монтаже не рекомендуется, так как существует высокая вероятность повреждения корпуса. Наиболее простой способ монтажа в домашних условиях — винтовой.

Диагностика симистора

Порядок монтажа симистора

Перед тем, как начинают монтаж, осматривают корпус прибора и радиатора (охладителя) на предмет царапин и сколов. Их быть не должно. Затем поверхность протирают от загрязнений чистой ветошью, обезжиривают, накладывают термопасту. После чего вставляют в отверстие с резьбой в радиаторе и зажимают шайбу.

Схема регулятора мощности для индуктивной нагрузки на симисторе

Обратите внимание, что монтаж симистора производится до пайки. Это снижает механическую нагрузку на отводы прибора. И еще: при установке следите за тем, чтобы корпус плотно прижимался к охладителю.

Какими свойствами обладает тиристор

Если провести полный анализ структуры тиристора, то можно найти в ней три перехода (электронно-дырочных). Следовательно, можно составить эквивалентную схему на полупроводниковых транзисторах (полярных, биполярных, полевых) и диодах, которая позволит понять, как ведет себя тиристор при отключении питания электрода управления.

В том случае, когда относительно катода анод положительный, диод закрывается, и, следовательно, тиристор тоже ведет себя аналогично. В случае смены полярности оба диода смещаются, тиристор также запирается. Аналогичным образом функционирует и симистор.

Принцип работы на пальцах, конечно, объяснить не очень просто, но мы попробуем сделать это далее.

Предварительная подготовка

Подобный измерительный прибор получил широкое распространение: применяется для определения различной информации. Предварительная подготовка предусматривает расшифровку спецификации, для чего достаточно рассмотреть маркировку на полупроводниковом изделии.

Метод измерения показателей

После определения типа изделия и цоколевки можно приступить к тесту пробоя при помощи мультиметра. В большинстве случаев проводится проверка на пробой, для чего изделие можно оставить на плате, поэтому на этом этапе не требуется паяльник.

Блиц-советы

Рекомендации:

  1. Перед тем как проверять тиристор, следует внимательно ознакомиться с техническими характеристиками данного устройства. Эти знание помогут быстрей и эффективней проверить тиристор.
  2. Обычные, стандартные устройства для измерения (омметр, тестер, мультиметр) хорошо зарекомендовали себя для проверки тиристора, но современные приборы, дадут информацию намного точней. К тому же их гораздо легче использовать.
  3. Во избежание неприятных ситуаций все схемы должны собираться в точности.
  4. В работе с любыми диодными устройствами, включая тиристоры, нужно соблюдать технику безопасности.

Защита тиристора:

Тиристоры действуют на скорость увеличение прямого тока. В тиристорах обратный ток восстановления. Если этот ток упадет до низшего значения, может возникнуть перенапряжение. Чтобы предотвратить перенапряжения используются схемы ЦФТП. Также для защиты используют варисторы, их подключают к местам, где выводы индуктивной нагрузки.

Самодельный пробник

Простейший вариант исполнения представлен сочетанием только лампочки и батарейки, но он неудобен в применении. Более сложная схема позволяет протестировать устройство при подаче постоянного или переменного тока.

Схема самодельного пробника представлена сочетанием следующих элементов:

  1. Лампочка небольшого размера с показателями 0,3 А и 6,3 В.
  2. Трансформатор со вторичной обмоткой 6,3 В. Рекомендуется использовать вариант исполнения ТН2.
  3. Диод выпрямительного типа с обратным напряжением около 10 Вольт и сопротивлением не менее 300 мА. Примером можно назвать вариант исполнения Д226.
  4. В схему также включается конденсатор, емкость которого составляет 1000 мкФ. Устройство должно быть рассчитано на напряжение 16 В.
  5. Создается сопротивление с номиналом 47 Ом.
  6. Предохранитель на 0,5 А. При применении мощного силового трансформатора следует повысить номинал предохранителя.

Самодельная конструкция может иметь компактные размеры. При необходимости все элементы можно собрать в защитном корпусе, за счет чего прибор можно будет использовать постоянно и транспортировать к месту проверки.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...