Тиристорное импульсное зарядное устройство 10а на ку202

Содержание

Необычный способ

Есть еще один вариант проверки тиристора мультиметром, без прозвона. Но в этом случае прибор должен быть маломощным, с малым током удержания.

Для проверки используется разъем проверки транзисторов. Обычно он располагается ниже переключателя и представляет собой круглый разъем в диаметре примерно 1 см.

На нем должны быть следующие обозначения: В – означает база транзистора, С – коллектор, Е – эмиттер.

Если тринистор открывается положительным напряжением, то управляющий вывод надо подключить к базе, анод с катодом к коллектору и эмиттеру соответственно.

Так как тестер при проверке транзистора измеряет коэффициент усиления, то и в этом случае он выдаст какие-то значения, которые будут неверные

Но это не важно, главное убедиться в исправности тринистора

Технические параметры тиристора

Тиристор КУ202Н относится к группе высоковольтных устройств, предназначенных для работы при напряжении до 400 В с максимально допустимым прямым током в открытом состоянии не более 10 А. Всего в линейке имеется 12 моделей тиристоров с различными напряжениями в закрытом состоянии. Поэтому при выборе основным параметром является именно оно.

Для использования в цепях с напряжением от 300 и выше вольт предназначены тиристоры с буквенными обозначениями от К до Н. Что касается остальных параметров, то они остаются теми же. Довольно часто новички радиолюбители сталкиваются с такими проблемами, что приводит к дополнительным растратам.

Эти тиристоры довольно часто применяются в построении регуляторов мощности нагрузкой не более 2 кВт. Но крайне не рекомендуется его эксплуатировать в критических режимах. Следует пропускать через устройство ток не более 7-8 А, что будет обеспечивать наиболее эффективные и щадящие режимы.

Определение управляющего напряжения

Теперь можно приступать к тестированию тринистора. Для этого возьмем КУ202Н с рабочим током 10 А и напряжением 400 В.

У большинства радиолюбителей имеется мультиметр и неизбежно возникает вопрос, как проверить тиристор мультиметром, возможно ли это и, что дополнительно может понадобиться. Последовательность действий такая:

для начала переключаем мультиметр в положение измерения сопротивления с диапазоном 2 кОм. В этом режиме на измерительных щупах будет присутствовать напряжение внутреннего источника питания тестера;
подключаем щупы к аноду и катоду тринистора. Мультиметр должен показывать сопротивление близкое к бесконечности;
перемычкой замыкаем анод и управляющий электрод. Сопротивление должно упасть, тринистор открылся;
убираем перемычку, прибор опять показывает бесконечность. Это произошло из-за того, что удерживающий ток слишком мал.

Так как тиристор управляется как отрицательными, так и положительными сигналами, то его можно открыть, подключая перемычкой управляющий электрод к катоду.

Мультиметр должен находиться в режиме омметра, и щупы подсоединены к аноду и катоду. Так можно определить, каким напряжением управляется тиристор.

Характеристики

Постоянное отпирающее напряжение и отпирающий ток управляющего электрода

Отпирающее напряжение КУ201 (2У201) не более 6 В, КУ202 (2У202) не более 7 В. У этого параметра довольно большой технологический разброс. Как показывает опыт, обычно это напряжение в разы меньше, может быть 2 В или даже 1 В. При проектировании схем рассчитывать на какое-то определенное значение этого параметра не стоит.

Отпирающий ток КУ201 (2У201) не более 100 мА, КУ202 (2У202) не более 200 мА.

Напряжение в открытом состоянии при максимально допустимом токе

КУ201 (2У201) — 2.5 В, КУ202 (2У202) — 2 В. Этот параметр очень важен, так как позволяет оценить рассеиваемую мощность при заданном токе нагрузки в схемах коммутации, где переключения происходят достаточно редко и при небольшом токе (без учета потерь в переходных процессах).

[Рассеиваемая мощность, Вт] Напряжение в открытом состоянии, В] * [Действующее значение силы тока нагрузки, А]

Время включения и выключения

КУ201 (2У201) — включение 10 мкс, выключение 100 мкс, КУ202 (2У202) — включение 10 мкс, выключение 150 мкс.

Время включения не является критическим параметром. Время выключения влияет на то, на какой максимальной частоте тиристор может работать. Для стабильного запирания тиристора считается необходимым, чтобы время выключения (запирания) составляло 1% — 1.5% от длительности полупериода (для синусоидального сигнала или другого с плавными фронтами). Так что эти тиристоры можно применять только в сети 50 — 60 Гц.

Мы пробовали использовать их для коммутации силовых нагрузок при 400 Гц, и поняли, что делать этого не стоит. Во-первых, без специальных демпфирующих цепей, запираются они ненадежно. Во-вторых, высоки коммутационные потери и, соответственно, нагрев. В-третьих, применение демпфирующих цепей еще больше увеличивает потери.

Максимальная сила тока и мощность

Постоянный ток в открытом состоянии КУ201 (2У201) — 2 А, КУ202 (2У202) — 10 А.

Импульсный (

Средняя рассеиваемая мощность (при условии надежного отвода тепла) КУ201 (2У201) — 4 Вт, КУ202 (2У202) — 20 Вт.

Рабочее напряжение

Описываемые тиристоры относятся к классу обратно-непроводящих. Однако, для некоторых буквенных индексов обратное напряжение не нормируется, то есть производитель не гарантирует их устойчивую работу при приложении обратного напряжения. Мы приведем прямое напряжение в закрытом состоянии для всех буквенных индексов и обратное только для тех, для которых оно приводится производителями. Если обратное напряжение не приведено, то оно не нормируется, и подавать напряжение обратной полярности на прибор не стоит.

Для прямого напряжения приводится минимальное значение, то есть производитель гарантирует, что при таком напряжении тиристор не откроется, но он не гарантирует, что при несколько большем напряжении он обязательно откроется. Экспериментируя с тринисторами 2У201Л, 2У202К, мы находили образцы, которые не открывались даже при 1300 В. Так что, проектируя схемы, не следует рассчитывать на то, что тиристор обязательно откроется при нужном Вам напряжении без подачи тока на управляющий электрод.

Тиристоры КУ201Л, 2У201Л, КУ201К, 2У201К, КУ202Л, 2У202Л, КУ202К, 2У202К хоть по справочнику и имеют максимальное напряжение 300 В, но отлично работают в схемах коммутации сетевого напряжения, где амплитудное значение напряжения может достигать 330 В.

Постоянное прямое напряжение в закрытом состоянии не менее: КУ201А (2У201А), КУ201Б (2У201Б), КУ202А, КУ202Б — 25 В, КУ201В (2У201В), КУ201Г (2У201Г), КУ202В, КУ202Г — 50 В, КУ201Д (2У201Д), КУ201Е (2У201Е), КУ202Д (2У202Д), КУ202Е (2У202Е)- 100 В, КУ201Ж (2У201Ж), КУ201И (2У201И), КУ202Ж (2У202Ж), КУ202И (2У202И)- 200 В, КУ201К (2У201К), КУ201Л (2У201Л), КУ202К (2У202К), КУ202Л (2У202Л)- 300 В, КУ202М (2У202М), КУ202Н (2У202Н)- 400 В.

Постоянное обратное напряжение: КУ201Б (2У201Б) — 25 В, КУ201Г (2У201Г) — 50 В, КУ201Е (2У201Е), КУ202Е (2У202Е)- 100 В, КУ201И (2У201И), КУ202И (2У202И)- 200 В, КУ201Л (2У201Л), КУ202Л (2У202Л)- 300 В, КУ202Н (2У202Н)- 400 В.

Проверка исправности

Второй вариант тестирования заключается в следующем. К блоку питания постоянного тока через тринистор подключается лампа на это же напряжение.

К аноду и катоду подключается мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения. Диапазон измерения должен превышать напряжение источника.

Затем на управляющий электрод с помощью батарейки любого номинала и пары проводов подается управляющее напряжение. Тринистор должен открыться, лампочка загореться.

Тестер сначала показывает напряжение источника питания, после воздействия маленького значения, которое соответствует падению потенциалов на тиристоре в открытом состоянии.

После этого можно снять управляющее воздействие, лампа продолжит гореть, так как протекающий через прибор ток больше тока удержания.

Какие существуют разновидности тиристоров: краткие сведения

Развитие науки и электронных технологий в частности способствовало созданию большого количества полупроводниковых приборов с различной структурой слоев и переходов. (Смотрите картинку в начале статьи.)

Я относительно подробно показал выше структуру и принцип работы КУ202 и аналогичных тиристоров с тремя выводами. Однако это не полный обзор, а только частный случай, характерный для большинства подобных приборов.

Они отличаются по:

количеству выводов и способу управления;
проводимости;
режимам работы;
быстродействию;
другим эксплуатационным параметрам.

Количество выводов

У основной четырехслойной структуры может быть создано 2, 3 или 4 контактных отвода для подключения к внешней схеме.

Что такое динистор

Корпуса с двумя выводами называют динисторами. Для открытия этих полупроводников между анодом и катодом импульсом подают повышенное напряжение.

По принципу работы динисторы бывают:

симметричные;
несимметричные.

Второй тип при обратном напряжении (плюс на катоде, а минус на аноде) всегда закрыт. Он ведет себя как диод и при аварийном токе сгорает. Симметричные же динисторы работают при любой полярности.

Как работает тринистор

Такое название закрепилось за триодными тиристорами (с третьим выводом управляющего электрода). Частный случай этих приборов мы уже разобрали, но на практике следует учитывать, что подобные изделия могут выпускаться с:

Катодным управлением, когда командный сигнал поступает по цепи управляющий электрод — катод.
Анодным — тот случай, что показан на примере КУ202.

При проверке работоспособности полупроводникового перехода следует учесть его конструкцию, а не бездумно копировать мою методику или любую другую, взятую из интернета.

Тринисторы могут выполняться с различными способами закрытия:

запираемые;
незапираемые.

Первым для перехода в закрытое состояние достаточно снизить ток по цепи «анод-катод». Вторым необходимо подать напряжение запирания на управляющий электрод.

Еще раз хочу подчеркнуть, что изложенная методика проверки на примере КУ202 применима для незапираемых тиристоров с управлением по аноду.

Виды проводимостей

В самом начале я сравнивал работу полупроводников с течением реки и заострил внимание на том, что через них ток проходит в одну сторону. Только это утверждение характерно для большинства, а не всех поголовно случаев

Однако учтите, что есть и иные конструкции, специально созданные:

с не высоким обратным напряжением, которые называют обратно-проводящими;
без нормировки обратной проводимости. Их применяют в схемах, исключающих появление обратного напряжения;
для пропускания тока в обе стороны по цепи анод-катод. Это симметричные тиристоры, называемые симисторами либо триаком (от англ — «triac»).

При их проверке следует в обязательном порядке учитывать конструктивные особенности электронных переходов.

Тринисторы чаще всего создаются для работы в схеме электронного ключа. Они управляют мощной силовой нагрузкой за счет подачи слабого сигнала команды через управляющий электрод.

Быстродействие

Этим параметром оценивают скорость перехода полупроводниковых изделий из закрытого состояния в открытое и наоборот. Он может быть критичен при работе сложных схем защит или управления технологическими процессами.

Импульсный режим работы

Созданы и такие приборы, способные мгновенно реагировать на быстро возникающие электротехнические ситуации на сложном производстве. Но в домашнем оборудовании их не применяют.

Особенности лавинных тиристоров

Такие конструкции имеют лавинную вольт-амперную характеристику. При подаче обратного напряжения развивается лавинный процесс. Такая ВАХ:

устойчива к высоким перенапряжениям схемы;
способна работать без дополнительных защит;
равномерно перераспределяет энергию по последовательно подключенным полупроводниковым переходам.

Их используют в схемах защит полупроводниковых разрядников и преобразователях.

Тиристоры имеют очень много разновидностей внутренней схемы, корпусов и принципов работы. Проверка их технического состояния должна учитывать все эти особенности.

Довольно оригинально эта информация изложена в видеоролике владельца Радиолюбитель.

Поскольку тема про тиристоры, принципы их работы и проверки весьма обширная, то жду ваших дополнений или комментариев, которые будут полезны и понятны всем домашним электрикам, включая новичков.

Блиц-советы

Рекомендации:

Перед тем как проверять тиристор, следует внимательно ознакомиться с техническими характеристиками данного устройства. Эти знание помогут быстрей и эффективней проверить тиристор.
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.
Во избежание неприятных ситуаций все схемы должны собираться в точности.
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.

Тиристор – переключающий полупроводниковый прибор, пропускающий ток в одном направлении. Этот радиоэлемент имеет четыре кремниевых слоя типа «n» и «p» и три вывода – анод (А), катод (К) и управляющий электрод (УЭ) (рис. 1а).

Как и полупроводниковый диод, тиристор проводит ток в одном направлении, но может находиться в двух состояниях: выключено и включено. Управление осуществляется по входу УЭ (см рис. 1б). После включения для возврата тиристора в исходное (выключенное) состояние необходимо, чтобы с управляющего электрода было снято напряжение или было закорочено с катодом, как на рисунке 1в. Закрытие тиристора так же можно произвести сменой полярности, т. е. переменным питающим напряжением.

Схема прибора для проверки исправности тиристора с таблицей состояния, исходя из принципов работы тиристора, представлена на рисунке 2.

Прибор проверки тиристора питается от сети переменного тока через понижающий трансформатор Т1. Нажатием на кнопку SB1 «Контроль», определяется исправность или неисправность тиристора, в соответствии с таблицей истинности на рисунке 3.

В приборе для проверки тиристора применены резисторы МЛТ, причем резистор R1 составлен из трех резисторов МЛТ-2 сопротивлением по 150 Ом, соединенных параллельно. Диоды кремневые маломощные на рабочее напряжение более 30 вольт. В качестве понижающего трансформатора подойдет любой, мощностью более 10 ватт и напряжением на вторичной обмотке 22…27 вольт.

Проверка в схеме

Иногда требуется проверка тиристора, без выпаивания его из схемы. Для этого необходимо отключить управляющий электрод. После этого к аноду и катоду подключается мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения.

Вторым тестером подключаются к аноду и управляющему электроду тиристора. Второй прибор должен находиться в режиме омметра.

Если измерительные щупы подсоединены правильно, то показания первого тестера будут лежать в пределах нескольких десятков милливольт.

Если нет, то щупы нужно поменять местами и все повторить. Перед измерениями нужно убедиться, что плата и весь прибор обесточен.

Проверка с помощью метода лампочки и батарейки

Для этого метода достаточно иметь под рукой лишь лампочку, батарейку, 3 проводка и паяльник, чтобы припаять провода к электродам. Такой набор найдется в доме у каждого.

Читать также: Как переделать домкрат для пресса

При проверке прибора с помощью метода батарейки и лампочки, нужно оценить нагрузку тока сто mA, которую создает лампочка, на внутренней цепи. Применять нагрузку следует кратковременно. При использовании данного метода, редко случается короткое замыкание, но чтобы быть уверенным на сто процентов, что его точно не будет, достаточно пропустить ток через все пары электродов тиристора в обоих направлениях.

Проверка методом лампочки и батарейки осуществляется по трём схемам:

В первой схеме на управляющий электрод положительный потенциал не подается, благодаря чему не пропускается ток и лампочка не загорается. В случае если лампочка горит, тиристор работает неправильно.
Во второй схеме тиристор приводится в состояние высокой проводимости. Для этого нужно подать плюсовой потенциал на управляющий электрод (УЭ). В этом случае, если лампочка не горит, значит с тиристором что-то не так.
На третьей схеме с УЭ питание отключается, ток в этом случае проходит через анод и катод. Ток проходит благодаря удержанию внутреннего перехода. Но в этом случае, лампочка может не загореться не только из-за неисправности тиристора, но и из-за протекания тока меньшей величины через цепь, чем крайнее значение удержания.

Так исправность тиристора легко проверить в домашних условиях, не имея под рукой специального оборудования. Если разорвать цепь через анод или катод, у тиристора активируется состояние низкой проводимости.

При использовании данного метода, редко случается короткое замыкание, но чтобы быть уверенным на сто процентов, что его точно не будет, достаточно пропустить ток через все пары электродов тиристора в обоих направлениях

Тиристоры для чайников

Добрый вечер хабр. Поговорим о таком приборе, как тиристор. Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или больше взаимодействующих выпрямляющих перехода. По функциональности их можно соотнести к электронным ключам. Но есть в тиристоре одна особенность, он не может перейти в закрытое состояние в отличие от обычного ключа. Поэтому обычно его можно найти под названием — не полностью управляемый ключ. На рисунке представлен обычный вид тиристора. Состоит он из четырех чередующихся типов электро-проводимости областей полупроводника и имеет три вывода: анод, катод и управляющего электрод. Анод — это контакт с внешним p-слоем, катод — с внешним n-слоем. Освежить память о p-n переходе можно тут.

Классификация

В зависимости от количества выводов можно вывести классификацию тиристоров. По сути все очень просто: тиристор с двумя выводами называется динисторами (соответственно имеет только анод и катод). Тиристор с тремя и четырьмя выводами, называются триодными или тетродными. Также бывают тиристоры и с большим количеством чередующихся полупроводниковых областей. Одним из самых интересных является симметричный тиристор (симистор), который включается при любой полярности напряжения.

Принцип работы

Обычно тиристор представляют в виде двух транзисторов, связанных между собой, каждый из которых работает в активном режиме. В связи с таким рисунком можно назвать крайние области — эмиттерными, а центральный переход — коллекторным. Чтобы разобраться как работает тиристор стоит взглянуть на вольт-амперную характеристику. К аноду тиристора подали небольшое положительное напряжение. Эмиттерные переходы включены в прямом направлении, а коллекторный в обратном. (по сути все напряжение будем на нем). Участок от нуля до единицы на вольт-амперной характеристике будет примерно аналогичен обратной ветви характеристики диода. Этот режим можно назвать — режимом закрытого состояния тиристора. При увеличении анодного напряжения происходит происходит инжекция основных носителей в области баз, тем самым происходит накопление электронов и дырок, что равносильно разности потенциалов на коллекторном переходе. С увеличением тока через тиристор напряжение на коллекторном переходе начнет уменьшаться. И когда оно уменьшится до определенного значения, наш тиристор перейдет в состояние отрицательного дифференциального сопротивления (на рисунке участок 1-2). После этого все три перехода сместятся в прямом направлении тем самым переведя тиристор в открытое состояние (на рисунке участок 2-3). В открытом состоянии тиристор будет находится до тех пор, пока коллекторный переход будет смещен в прямом направлении. Если же ток тиристора уменьшить, то в результате рекомбинации уменьшится количество неравновесных носителей в базовых областях и коллекторный переход окажется смещен в обратном направлении и тиристор перейдет в закрытое состояние. При обратном включении тиристора вольт-амперная характеристика будет аналогичной как и у двух последовательно включенных диодов. Обратное напряжение будет ограничиваться в этом случае напряжением пробоя.

Общие параметры тиристоров

1. Напряжение включения — это минимальное анодное напряжение, при котором тиристор переходит во включенное состояние. 2.Прямое напряжение — это прямое падение напряжения при максимальном токе анода. 3.Обратное напряжение — это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии. 4.Максимально допустимый прямой ток — это максимальный ток в открытом состоянии. 5.Обратный ток — ток при максимальной обратном напряжении. 6.Максимальный ток управления электрода 7.Время задержки включения/выключения 8.Максимально допустимая рассеиваемая мощность

Виды тиристоров и их особые свойства

Полупроводниковые технологии все еще разрабатываются и совершенствуются. За несколько десятилетий появились новые разновидности тиристоров, которые имеют некоторые отличия.

Динисторы или диодные тиристоры. Отличаются тем, что имеют только два вывода. Открываются подачей на анод и катод высокого напряжения в виде импульса. Называют еще «неуправляемые тиристоры».
Тринисторы или триодные тиристоры. В них есть управляющий электрод, но управляющий импульс может подаваться: На управляющий выход и катод. Название — с управлением катодом.
На управляющий электрод и анод. Соответственно — управление анодом.

Тиристоры могут управляться как с анода, так и с катода

Есть также разные виды тиристоров по способу запирания. В одном случае достаточно уменьшения анодного тока ниже уровня тока удержания. В другом случае — подается запирающее напряжение на управляющий электрод.

По проводимости

Мы говорили, что проводят тиристоры ток только в одном направлении. Обратной проводимости нет. Такие элементы называют обратно-непроводящие, но существуют не только такие. Есть и другие варианты:

Имеют невысокое обратное напряжение, называются обратно-проводящие.
С ненормируемой обратной проводимостью. Ставят в схемах, где обратное напряжение возникнуть не может.
Симисторы. Симметричные тиристоры. Проводят ток в обоих направлениях.

Различают в основном, по типу проводимости и способу управления

Тиристоры могут работать в режиме ключа. То есть при поступлении импульса управления подавать ток на нагрузку. Нагрузка, в этом случае, рассчитывается исходя из напряжения в открытом виде. Надо также учитывать наибольшую рассеиваемую мощность. Вот в этом случае лучше выбирать металлические модели в виде «летающей тарелки». К ним удобно приделывать радиатор — для более быстрого охлаждения.

Классификация по особым режимам работы

Еще можно выделить следующие подвиды тиристоров:

Запираемые и незапираемые. Принцип работы тиристора незапираемого немного другой. Он находится в открытом состоянии когда плюс приложен к аноду, минус — на катоде. Переходит в закрытое состоянии при смене полярности.
Быстродействующие. Имеют малое время перехода из одного состояния в другое.
Импульсные. Очень быстро переходит из одного состояние в другое, используется в схемах с импульсными режимами работы.

Основное назначение — включение и выключение мощной нагрузки при помощи маломощных управляющих сигналов

Основная область использования тиристоров — в качестве электронного ключа, служащего для замыкания и размыкания электрической цепи. В общем много привычных устройств построены на тиристорах. Например, гирлянда с бегущими огнями, выпрямители, импульсные источники тока, выпрямители и многие другие.

Тиристорный регулятор напряжения простая схема, принцип работы

Необычный способ

Технические параметры тиристора

Определение управляющего напряжения

Характеристики

Постоянное отпирающее напряжение и отпирающий ток управляющего электрода