Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » Практическая электроника » Самодельные светорегуляторы. Часть первая. Разновидности тиристоров
Количество просмотров: 118891
Комментарии к статье: 7


Самодельные светорегуляторы. Часть первая. Разновидности тиристоров


Самодельные светорегуляторыВ статье рассказано об использовании тиристоров, приведены простые и наглядные опыты для изучения принципов их работы. Также даны практические указания по проверке и подбору тиристоров.

Самодельные светорегуляторы

В статьях «Диммеры: устройство, разновидности и способы подключения» и "Устройство и схема диммера" было рассказано о применении светорегуляторов промышленного изготовления. Но, несмотря на разнообразие и наличие в продаже таких устройств, иногда все же, приходится вспомнить забытое старое, и собрать светорегулятор по достаточно простой любительской схеме.

Может быть недостаточна мощность того устройства, что есть в продаже, или просто есть детали, чтобы бездарно их не растерять, так пусть будет хоть что-то. К тому же светорегулятор вовсе не обязательно должен регулировать свет, можно приспособить его, например, к паяльнику. В общем, применений предостаточно, готовое устройство может всегда пригодиться.

Практически все подобные устройства выполнены с применением тиристоров, о которых стоит рассказать отдельно, ну хотя бы вкратце, чтобы принцип действия тиристорных регуляторов был ясен и понятен.

Разновидности тиристоров

Название тиристор подразумевает под собой несколько разновидностей, или как принято говорить, семейство полупроводниковых приборов. Такие приборы представляют собой структуру из четырех p и n слоев, образующих три последовательных p-n (p-n буквы латинские: от positive и negative) перехода.

Тиристоры

Рис. 1. Тиристоры

Если от крайних областей p n сделать выводы, получившийся прибор называется диодным тиристором, по-другому динистор. Он и внешним видом похож на диод серии Д226 или Д7Ж, только диоды имеют всего лишь один p-n переход. Конструкция и схема динистора типа КН102 показана на рисунке 2.

Там же показана и схема его включения. Если сделать вывод еще от одного p-n перехода, то получится триодный тиристор, называемый тринистором. В одном корпусе может находиться сразу два тринистора, включенных встречно – параллельно. Такая конструкция называется симистором и предназначена для работы в цепях переменного тока, поскольку может пропускать как положительные, так и отрицательные полупериоды напряжения.

Внутреннее устройство и схема включения диодного тиристора КН102

Рисунок 2. Внутреннее устройство и схема включения диодного тиристора КН102

Вывод катода, область n, соединен с корпусом, а вывод анода через стеклянный изолятор соединен в областью p, как показано на рисунке 1. Там же показано включение динистора в цепи питания. В цепь питания последовательно с динистором обязательно должна быть включена нагрузка, так же как если бы это был обычный диод. На рисунке 3 показана вольт - амперная характеристика динистора.

Вольт - амперная характеристика динистора

Рисунок 3. Вольт - амперная характеристика динистора

Из этой характеристики видно, что напряжение к динистору может быть приложено как в обратном направлении (на рисунке в нижней левой четверти), так и в прямом, как показано в правой верхней четверти рисунка. В обратном направлении характеристика похожа на характеристику обычного диода: через прибор протекает незначительный обратный ток, практически можно считать что и нет никакого тока.

Больший интерес представляет прямая ветвь характеристики. Если на динистор подать напряжение в прямом направлении и постепенно его увеличивать, то ток через динистор будет невелик, и изменяться будет незначительно. Но лишь до тех пор, пока не достигнет определенного значения, называемого напряжением включения динистора. На рисунке это обозначено как Uвкл.

При этом напряжении во внутренней четырехслойной структуре происходит лавинообразное увеличение тока, динистор открывается, переходит в проводящее состояние, о чем свидетельствует участок с отрицательным сопротивлением на характеристике. Напряжение участка катод – анод резко уменьшается, а ток через динистор ограничивается только лишь внешней нагрузкой, в данном случае сопротивлением резистора R1. Главное, чтобы ток был ограничен на уровне не выше предельно допустимого, который оговаривается в справочных данных.

Предельно допустимый ток или напряжение, это та величина, при которой гарантируется нормальная работа прибора в течение длительного времени. Причем следует обратить внимание на то, чтобы предельно допустимого значения достигал лишь один из параметров: если прибор работает в режиме предельно допустимого тока, то рабочее напряжение должно быть ниже, чем предельно допустимое. В противном случае нормальная работа полупроводникового прибора не гарантируется. К достижению предельно допустимых параметров специально, конечно, стремиться не надо, но уж если так получилось…

Этот прямой ток через динистор будет протекать до тех пор, пока каким - либо образом динистор будет выключен. Для этого необходимо прекратить прохождение прямого тока. Это можно сделать тремя способами: разомкнуть цепь питания, замкнуть накоротко динистор при помощи перемычки (весь ток пройдет через перемычку, а ток через динистор будет равен нулю), или изменить на противоположную полярность питающего напряжения. Такое получается если питать динистор и нагрузку переменным током. Такие же методы выключения и у триодного тиристора – тринистора.

Маркировка динисторов

Она состоит из нескольких букв и цифр, наиболее распространены и доступны отечественные приборы серии КН102 (А,Б…И). первая буква К, говорит о том, что это кремниевый полупроводниковый прибор, Н что это динистор, цифры 102 номер разработки, а вот последняя буква определяет напряжение включения.

Весь справочник тут не поместится, однако следует отметить, что КН102А имеет напряжение включения 20В, КН102Б 28В, а КН102И уже целых 150В. При последовательном включении приборов напряжение включения складывается, например два КН102А дадут в сумме напряжение включения 40В. Динисторы выпускавшиеся для оборонной промышленности вместо первой буквы К имеют цифру 2. Это же правило используется и в маркировке транзисторов.

В настоящее время достаточно широко распространены симметричные динисторы. Чтобы себе это представить, достаточно соединить два обычных динистора встречно – параллельно. Такие динисторы включаются при подаче напряжения любой полярности или переменного напряжения. Используются в схемах формирователей запускающего импульса в электронных трансформаторах и энергосберегающих лампах, а также в качестве порогового элемента в тиристорных регуляторах, о чем будет рассказано дальше. Один из таких динисторов имеет маркировку DB3.

Такая логика работы динистора позволяет на его базе собирать достаточно простые генераторы импульсов. Схема одного из вариантов показана на рисунке 4.

Генератор на динисторе

Рисунок 4. Генератор на динисторе

Принцип работы такого генератора достаточно прост: выпрямленное диодом VD1 сетевое напряжение через резистор R1 заряжает конденсатор C1, и как только напряжение на нем достигнет напряжения включения динистора VS1, последний открывается, и конденсатор разряжается через лампочку EL1, которая дает кратковременную вспышку, после которой процесс повторяется сначала. В реальных схемах вместо лампочки может устанавливаться трансформатор, с выходной обмотки которого могут сниматься импульсы, используемые для каких-либо целей, например, в качестве открывающих импульсов.

Продолжение читайте в следующей статье.

Продолжение: Самодельные светорегуляторы. Часть вторая. Устройство тиристора

Боорис Аладышкин

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Практическая электроника

Подписывайтесь на канал в Telegram про электронику для профессионалов и любителей: Практическая электроника на каждый день



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Тиристорные регуляторы мощности. Схемы с двумя тиристорами
  • Самодельные светорегуляторы. Часть пятая. Еще несколько простых схем
  • Самодельные светорегуляторы. Часть вторая. Устройство тиристора
  • Самодельные светорегуляторы. Часть третья. Как управлять тиристором?
  • Самодельные светорегуляторы. Часть четвертая. Практические устройства на ти ...
  • Симисторы: от простого к сложному
  • Способы и схемы управления тиристором или симистором
  • Как проверить диод и тиристор. 3 простых способа
  • Тиристорные регуляторы мощности
  • Как сделать самый простой сумеречный выключатель (фотореле) - схема и описа ...
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » Практическая электроника

    Самоделки, Регулировка яркости, Тиристоры, Диммеры

      Комментарии:

    #1 написал: nicco |

    Поставил себе в закладки с пометкой:

    Адекватное определение тиристоров. Давать эту ссылку для прочтения долбо...  крупным специалистам от электроники, повсеместно употребляющих выражения типа “В этой схеме можно оставить и тиристор, но лучше поставить симистор...”

    Когда указываешь им на некорректность, упираются в своей неправоте: все так говорят, и мы прекрасно понимаем друг друга.

    Рад, что electrik.info сеет доброе и вечное.

      Комментарии:

    #2 написал: Sergey |

    Хорошая статья. Все понятно. Узнал про динисторы. Раньше про них ничего не слышал. Век живи - век учись! Автору спасибо! Буду читать дальше.

      Комментарии:

    #3 написал: Владимир |

    Очень полезная статья, особенно для начинающих. 

      Комментарии:

    #4 написал: Владимир |

    Да, забыл добавить, что не плохо было бы добавить справочные данные по наиболее распространённым диодам и тиристорам, особенно импортным.

      Комментарии:

    #5 написал: Дмитрий |

    Хорошая статья. Дает представление об обозначенной теме. Только по тексту есть пара незначительных ошибок: здесь

    Вывод катода, область n, соединен с корпусом, а вывод анода через стеклянный изолятор соединен в областью p, как показано на рисунке 1.

    - все-таки рисунок 2, человек не искушенный будет долго искать подключение на рисунке 1, и здесь

    Этот прямой ток через динистор будет протекать до тех пор, пока каким - либо образом динистор будет выключен

    - отсутствует не перед словом будет. 

    И еще хотелось бы добавления если не самих таблиц характеристик, то их буквенного обозначения как для наших так и для зарубежных аналогов.

    Спасибо за Ваш труд.

      Комментарии:

    #6 написал: Vlad |

    Сейчас, с энергосберегающими и светодиодными лампами, неактуально!!!

      Комментарии:

    #7 написал: Олег |

    Тиристоры используются в цепях с большими токами и высокими напряжениями. Они широко используются в электроэнергетике, электроприводах, системах управления, работающих на больших мощностях. В этом типе применения особенно важны предельные значения напряжений, токов и мощности, которые нельзя превышать во время работы. Они зависят от условий, в которых работает тиристор, т. е. От условий охлаждения, температуры окружающей среды, формы и продолжительности сигналов как тока, так и напряжения.

    Тиристор - это электронный компонент, который обычно используется в преобразователях с фазовым управлением. Примерами таких устройств являются контроллеры переменного напряжения, управляемые выпрямители напряжения и инверторы с коммутацией напряжения приемника. Несмотря на то, что они теряют свое значение, в связи с все более популярным использованием систем с широтно-импульсной модуляцией, из-за их низких частот переключения (максимальная около 1000 Гц), с которыми они могут работать, тиристоры являются незаменимыми устройствами в системах большой мощности. Их стойкость к напряжению достигает 10 000 В. Ток, который они могут проводить, может иметь среднее значение даже в пределах нескольких килоампер.

    Тиристоры также используются в электротермических системах, особенно для регулирования мощности нагрева. Поэтому они принимают участие в стабилизации температуры нагретых предметов. Они устраняют необходимость в контакторах, реле и магнитных усилителях, которые до недавнего времени использовались в системах управления большой мощностью. Они позволяют повысить надежность выпускаемых устройств, а также значительно уменьшить их габариты и вес.

    Еще одна область промышленности, где нашли применение тиристоры, - автомобили. Тиристоры очень широко используются в системах зарядки аккумуляторов, для отключения указателей поворота и в системах, регулирующих частоту работы дворников. Тиристоры, используемые в этих системах, по сравнению с обычными релейными системами, обеспечивают большую надежность и долговечность.

    Относительно недавно было разработано много различных типов систем зажигания с использованием тиристоров. Благодаря им можно улучшить работу и запустить двигатель, исключив пропуски зажигания, возникающие в экстремальных условиях эксплуатации, то есть при очень высоких и очень низких оборотах, а также при низких температурах окружающей среды. Благодаря более высокой энергии искры возможно правильное зажигание, даже если свечи зажигания сильно загрязнены. Таким образом, они могут использоваться дольше без необходимости периодической очистки.

    Еще одно применение тиристоров - системы, которые используются для управления освещением. Они используются в качестве систем регулирования света в кинотеатрах, театрах и телестудиях. Благодаря использованию тиристоров можно плавно изменять интенсивность света в очень широком диапазоне, от нуля до максимального значения.

    Светорегуляторы на основе тиристоров практически полностью заменили используемые до сих пор методы управления мощностью освещения, такие как трансформаторные регуляторы, резистивные регуляторы и магнитные усилители. Тиристоры нашли широкое применение в системах регулирования освещения квартир с использованием ламп накаливания (в диммерах).

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.