Тиристор и симистор в чем разница

Чем симистор отличается от тиристора

Тиристором называется управляемый полупроводниковый переключатель, обладающий односторонней проводимостью. В открытом состоянии он ведет себя подобно диоду, а принцип управления тиристором отличается от транзистора, хотя и тот и другой имеют по три вывода и обладают способностью усиливать ток.

Выводы тиристора — это анод, катод и управляющий электрод.

Анод и катод — это электроды электронной лампы или полупроводникового диода. Их лучше запомнить по изображению диода на принципиальных электрических схемах. Представьте, что электроны выходят из катода расходящимся пучком в виде треугольника и приходят на анод, тогда вывод от вершины треугольника — катод с отрицательным зарядом, а противоположный вывод — анод с положительным зарядом.

Подав на управляющий электрод определенное напряжение относительно катода, можно перевести тиристор в проводящее состояние. А для того чтобы тиристор вновь запереть, необходимо сделать его рабочий ток меньшим, чем ток удержания данного тиристора.

Тиристор, как полупроводниковый электронный компонент, состоит из четырех слоев полупроводника (кремния) p и n-типа. На рисунке верхний вывод — это анод — область p-типа, снизу — катод — область n-типа, сбоку выведен управляющий электрод — область p-типа. К катоду присоединяется минусовая клемма источника питания, а в цепь анода включается нагрузка, питанием которой следует управлять.

Воздействуя на управляющий электрод сигналом определенной длительности, можно очень легко управлять нагрузкой в цепи переменного тока, отпирая тиристор на определенной фазе периода сетевой синусоиды, тогда закрытие тиристора будет происходить автоматически при переходе синусоидального тока через ноль. Это несложный и весьма популярный способ регулирования мощности активной нагрузки.

В соответствии с внутренним устройством тиристора, в запертом состоянии его можно представить цепочкой из трех диодов, соединенных последовательно, как показано на рисунке. Видно, что в запертом состоянии данная схема не пропустит ток ни в одном, ни в другом направлении. Теперь представим тиристор схемой замещения на транзисторах.

Видно, что достаточный базовый ток нижнего n-p-n-транзистора приведет к возрастанию его коллекторного тока, который тут же явится базовым током верхнего p-n-p-транзистора.

Верхний p-n-p-транзистор теперь отпирается, и его коллекторный ток складывается с базовым током нижнего транзистора, и тот поддерживается в открытом состоянии благодаря наличию в данной схеме положительной обратной связи. И если сейчас перестать подавать напряжение на управляющий электрод, открытое состояние все равно останется таковым.

Чтобы запереть эту цепочку, придется как-то прервать общий коллекторный ток данных транзисторов. Разные способы отключения (механические и электронные) показаны на рисунке.

Симистор, в отличие от тиристора, имеет шесть слоев кремния, и в проводящем состоянии он проводит ток не в одном, а в обоих направлениях, словно замкнутый выключатель. По схеме замещения его можно представить как два тиристора, включенных встречно-параллельно, только управляющий электрод остается один общий на двоих. А после открытия симистора, чтобы ему закрыться, полярность напряжения на рабочих выводах должна измениться на противоположную или рабочий ток должен стать меньше чем ток удержания симистора.

Если симистор установлен для управления питанием нагрузки в цепи переменного или постоянного тока, то в зависимости от текущей полярности и направления тока управляющего электрода, более предпочтительными окажутся определенные способы управления для каждой ситуации. Все возможные сочетания полярностей (на управляющем электроде и в рабочей цепи) можно представить в виде четырех квадрантов.

Стоит отметить, что квадранты 1 и 3 соответствуют обычным схемам управления мощностью активной нагрузки в цепях переменного тока, когда полярности на управляющем электроде и на электроде А2 в каждом полупериоде совпадают, в таких ситуациях управляющий электрод симистора достаточно чувствителен.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения

Принципиальная разница между тиристорами и симисторами заключается в том, что тиристоры пропускают ток только в одну сторону, а симистор в обе. Поэтому для коммутации переменного напряжением требуется либо два тиристора (включенные встречно-параллельно) либо один симистор. Их применение в стабилизаторах в качестве силовых переключающих ключей даёт в основном только одни преимущества в сравнении с релейными или электромеханическими устройствами.

Однако тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения имеют один небольшой недостаток — это ступенчатая стабилизация. Правда, этот недостаток больше относится к принципу работы самого стабилизатора, нежели именно к тиристорам или симисторам. Например, при точности стабилизации 5% шаг напряжения на выходе составляет всего 11 вольт, что лишь немного заметно только на лампочках накаливания. При точности 3% и выше шаг напряжения уже совсем незначителен и составляет всего 6 вольт и менее.

Тиристорный стабилизатор напряжения

Характеризуется отличным быстродействием и высоким КПД, выдерживает большие токи и имеет достаточный запас по кратковременным перегрузкам. Наработка на отказ собственно самих тиристоров значительно превышает срок службы всего стабилизатора напряжения в целом.

Благодаря микропроцессорному управления и отработанным алгоритмам, тиристорный стабилизатор напряжения совершенно не искажает выходное напряжение, т.к. все переключения происходят только при прохождении синусоиды через «ноль». Он отличается низким уровнем собственного энергопотребления вследствие того, что нет никаких дополнительных внутренних потребителей в виде обмоток реле или серводвигателя.

Встречно-параллельное включение тиристоров

Тиристорный стабилизатор напряжения

Поэтому тиристорные стабилизаторы напряжения являются самым совершенным классом устройств стабилизации практически без каких либо недостатков и повсеместно применяются и в быту и на производстве.

Некоторые производители по-умолчанию проводят их климатическую обработку, чтобы обеспечить работоспособность при низких температурах (-40. -40°С) в неотапливаемых помещениях. При этом стоимость возрастает лишь на несколько процентов.

Симисторный стабилизатор напряжения

Симистор — это одна из разновидностей тиристора, и с точки зрения обычного пользователя симисторный стабилизатор напряжения полностью аналогичен тиристорному. Однако главным недостатком симистора является его низкая устойчивость к выбросам напряжения, например, при работе с индуктивной нагрузкой, и поэтому приходится предпринимать ряд дополнительных мер для обеспечения надёжности их работы.

Кроме вышесказанного в симисторных схемах управления при максимальных нагрузках необходимо тщательно контролировать и не допускать превышения тока и напряжение управляющего электрода, обеспечивать эффективное охлаждение корпуса прибора и учитывать рассеивание мощности.

Симисторный стабилизатор напряжения

Вследствие этих недостатков симисторные стабилизаторы напряжения ограничены в практическом применении, так как тиристорные более надёжны в работе и компактны в габаритах, например, один симистор занимает площадь 4-6 тиристоров.

Справедливости ради надо отметить, что для управления симистором требуется менее сложная электронная схема, чем для тиристора, но это преимущество блекнет в сравнении с основным недостатком.

Заключение

В последннее время (начиная с 2015 года) тиристорные стабилизаторы наряжения уступают свои лидирующие позции инверторным моделям, которые работают по принципу двойного преобразования сетевого напряжения, поэтому не содержат массивных автотрасформаторов, более компактны и легки. Их широкий входной диапазон напряжения 90

310 вольт и точность его стабилизации на выходе в 2% заведомо лучше, чем у большинства тиристорых устройств.

Кроме этого, тиристорные стабилизаторы не улучшают форму напряжения, они только стабилизируют его амплитуду до 220 В ± погрешность. У инверторных моделей сетевое напряжение сначала выпрямляется, а затем инвертором преобразуется обратно в переменное, тем самым обеспечивается его идеальная синусоидальная форма. Это очень благоприятно сказывается на работе подключенных электроприборов. А мгновенная реакция на изменения сетевого напряжения (т.е. время быстродействия равно 0 мс) вообще кладёт на обе лопатки любые тиристорные модели.

Практические рекомендации

Посмотрите каталоги тиристорных стабиилизаторов напряжения россйских производителей.

;
• доставка и подключение стабилизатора; .

Посмотрите нашу ФОТОГАЛЕРЕЮ
установленных стабилизаторов напряжения!

Тиристор или симистор?

Почему в регуляторах переменного напряжения чаще применяют
встречно параллельно соединенные однооперационные тиристоры,
а не симисторы?

44 комментария »

Встречные тиристоры допускают большие токи, по сравнению с симисторами, больше надежность, по сравнению с симисторами, хоть и сложнее схема управления

Одним из свойств симисторов является несимметричное отпирание. Включение симистора происходит при разных уровнях напряжения управляющего электрода. Это нежелательно, потому что несимметричное отпирание приводит к форме кривой тока с большей разностью гармонических частот. Уменьшение общего содержания гармоник также является причиной, по которой в сложных цепях управления использование отдельных тиристоров выглядит более предпочтительным.

Сообщение от Павел Рабушко — 30 ноября, 2015 @ 6:08 пп

Скорость изменения напряжения между основными электродами прибора (dU/dt). Превышение скорости изменения напряжения на симисторе (из-за наличия его внутренней ёмкости), а также величины этого напряжения, могут приводить к нежелательному открыванию симистора.
Скорость изменения тока и его величины через прибор (di/dt). Благодаря глубокой положительной обратной связи переход симистора в открытое состояние происходит лавинообразно, но, несмотря на это, процесс отпирания может длиться до нескольких микросекунд, в течение которых к симистору оказываются, приложены одновременно большие значения тока и напряжения. Поэтому, даже несмотря на то, что падение напряжения на полностью открытом симисторе невелико, мгновенная мощность во время открывания симистора может достигнуть большой величины.

Сообщение от Дашковский Алексей — 30 ноября, 2015 @ 8:25 пп

Так как тиристоры выдерживают более высокие напряжения и токи по сравнению с симисторами.

Сообщение от Ёч Эдвард — 30 ноября, 2015 @ 9:04 пп

Тиристоры выдерживают более высокие напряжения и токи по сравнению с симисторами.

Сообщение от Янушкевич Карина — 30 ноября, 2015 @ 9:59 пп

В регуляторах переменного напряжения чаще применяют
встречно соединенные однооперационные тиристоры,
так как они по отдельности могут быть рассчитаны на большие токи,чем симисторы и более надежны по конструкции.

Сообщение от Галтеева Дарья — 30 ноября, 2015 @ 10:44 пп

Тиристоры рассчитываются на работу при более высоких напряжениях и токах, чем при наличии симисторов

Сообщение от Андрей Белько — 30 ноября, 2015 @ 11:01 пп

Потому что тиристоры выдерживают более высокие напряжения и токи по сравнению с симисторами

Сообщение от Крапивина Татьяна — 1 декабря, 2015 @ 12:41 дп

Потому что симисторы применяются в простых и маломощных схема, например, в бытовых переключателях для регулирования силы света.В высокомощных управляющих цепях отдаётся предпочтение применению нескольких отдельных тиристоров.

Сообщение от Андрей Савошинский — 1 декабря, 2015 @ 11:54 дп

Используют из за того , что тиристоры выдерживают более высокие напряжения и токи относительно симисторов.

Сообщение от Мацкевич Марьян — 1 декабря, 2015 @ 3:56 пп

Потому что тиристоры выдерживают более высокие напряжения и токи относительно симисторов.

Сообщение от Мацкевич Марьян — 1 декабря, 2015 @ 4:02 пп

При использовании симистора накладываются ограничения, в частности при индуктивной нагрузке. Ограничения касаются скорости изменения напряжения (dU/dt) между основными электродами симистора и скорости изменения рабочего тока di/dt. Превышение скорости изменения напряжения на симисторе (из-за наличия его внутренней ёмкости), а также величины этого напряжения, могут приводить к нежелательному открыванию симистора. Превышение скорости нарастания тока между основными электродами, а также величины этого тока, может привести к повреждению симистора.

Сообщение от Владимир Бурло — 1 декабря, 2015 @ 11:01 пп

Встречно-параллельное включение применяется для использования тиристоров на переменном токе, так как тиристорный ключ способен проводить электрический ток только в одном направлении.
Поскольку при использовании отдельных тиристоров можно добиться большей гибкости в сложных управляющих системах, то чаще всего их можно встретить в таких схемах как электроприводы, в то время как симисторы чаще применяются в простых маломощных схемах, например, в бытовых переключателях для регулирования силы света.

Сообщение от Ирина Зданович — 2 декабря, 2015 @ 9:41 дп

Так как тиристор является силовым электронным не полностью управляемым ключом.Тиристорный ключ может проводить ток только в одном направлении, а в закрытом состоянии способен выдержать как прямое, так и обратное напряжение

Сообщение от Эдуард Хомяков — 3 декабря, 2015 @ 1:43 дп

Применение тиристоров обусловлено тем,что они выдерживают более высокие напряжения и токи по сравнению с симисторами.

Сообщение от Тараканова Анастасия — 3 декабря, 2015 @ 1:51 дп

Тиристоры могут выдерживать более высокие напряжения и токи чем симисторы.

Сообщение от Малашкевич Алёна — 3 декабря, 2015 @ 11:21 пп

По сравнению с симисторами тиристоры с односторонней (однонаправленной) проводимостью имеют более высокие параметры по току и напряжению, способны выдерживать значительно большие перегрузки по току.

Сообщение от Юлия Пинчук — 3 декабря, 2015 @ 11:24 пп

Потому что симисторы выдерживают менее высокие напряжения и токи по сравнению с тиристорами.

Сообщение от Лось Евгения — 3 декабря, 2015 @ 11:40 пп

Потому что симисторы выдерживают менее высокие напряжения и токи по сравнению с тиристорами.

Сообщение от Соколовская Наталия — 3 декабря, 2015 @ 11:41 пп

Потому что при применении симисторов очень большими станут токи высших гармоник, как следствие очень сильно увеличатся потери.

Сообщение от Плющёв 10609113 — 4 декабря, 2015 @ 10:30 дп

Скорость изменения напряжения между основными электродами прибора (dU/dt). Превышение скорости изменения напряжения на симисторе (из-за наличия его внутренней ёмкости), а также величины этого напряжения, могут приводить к нежелательному открыванию симистора.
Скорость изменения тока и его величины через прибор (di/dt). Благодаря глубокой положительной обратной связи переход симистора в открытое состояние происходит лавинообразно, но, несмотря на это, процесс отпирания может длиться до нескольких микросекунд, в течение которых к симистору оказываются, приложены одновременно большие значения тока и напряжения. Поэтому, даже несмотря на то, что падение напряжения на полностью открытом симисторе невелико, мгновенная мощность во время открывания симистора может достигнуть большой величины.

Сообщение от Антон Спода — 4 декабря, 2015 @ 12:19 пп

При использовании отдельных тиристоров можно добиться большей гибкости в сложных управляющих системах. Также при использовании отдельных тиристоров уменьшается общее содержание гармоник в высокомощных системах

Сообщение от Владислав(10609113) — 4 декабря, 2015 @ 12:46 пп

Симистор весьма чувствителен к перегреву и монтируется на радиаторе.
Не работает на высоких частотах, так как просто не успевает перейти из открытого состояния в закрытое.
Реагирует на внешние электромеханические помехи, что вызывает ложное срабатывание.
И для открывания симистора необходимым условием является совокупность тока и напряжения. Больше ток, меньше напряжение и наоборот. Следует обратить внимание на большую разницу между временем включения и выключения (10 мкс. против 150 мкс.).

Сообщение от Излишков Олег — 4 декабря, 2015 @ 3:25 пп

Симистор весьма чувствителен к перегреву и монтируется на радиаторе.
Не работает на высоких частотах, так как просто не успевает перейти из открытого состояния в закрытое.
Реагирует на внешние электромеханические помехи, что вызывает ложное срабатывание.
И для открывания симистора необходимым условием является совокупность тока и напряжения. Больше ток, меньше напряжение и наоборот. Следует обратить внимание на большую разницу между временем включения и выключения (10 мкс. против 150 мкс.).

Сообщение от Вишеватый Алексей — 4 декабря, 2015 @ 3:32 пп

т.к тиристоры выдерживают более высокие напряжения и токи по сравнению с симисторами

Сообщение от Антон Морозов — 4 декабря, 2015 @ 4:47 пп

у 2-х тиристоров запас прочности выше , чем у симистора.

Сообщение от Смирнов Евгений — 4 декабря, 2015 @ 4:59 пп

у 2-х тиристоров запас прочности выше , чем у симистора.

Сообщение от Михалович Павел — 4 декабря, 2015 @ 4:59 пп

у 2-х тиристоров запас прочности выше , чем у симистора.

Сообщение от Алексей Конончик — 4 декабря, 2015 @ 5:00 пп

Симистор весьма чувствителен к перегреву и монтируется на радиаторе.
Не работает на высоких частотах, так как просто не успевает перейти из открытого состояния в закрытое.
Реагирует на внешние электромеханические помехи, что вызывает ложное срабатывание.
И для открывания симистора необходимым условием является совокупность тока и напряжения. Больше ток, меньше напряжение и наоборот. Следует обратить внимание на большую разницу между временем включения и выключения (10 мкс. против 150 мкс.).

Сообщение от Апетенок Владислав — 4 декабря, 2015 @ 6:26 пп

Превышение скорости изменения напряжения и самой величины напряжения приводят к нежелательному открыванию симистора. Поэтому целесообразно использовать тиристоры в рпн.

Сообщение от Иванов Александр 10603113 — 4 декабря, 2015 @ 8:35 пп

Потому что тиристоры выдерживают более высокие напряжения и токи по сравнению с симисторами.

Сообщение от Борисова Анастасия — 4 декабря, 2015 @ 8:44 пп

Тиристорный ключ может проводить ток только в одном направлении, а в закрытом состоянии способен выдержать как прямое, так и обратное напряжение.
Тиристоры являются наиболее мощными электронными ключами, способными коммутировать цепи с напряжением до 5 кВ и токами до 5 кА при частоте не более 1 кГц.

Сообщение от Влад Федорович — 4 декабря, 2015 @ 9:14 пп

Потому что при применении симисторов очень большими станут токи высших гармоник, как следствие очень сильно увеличатся потери.

Сообщение от Власюк — 4 декабря, 2015 @ 10:24 пп

Потому что у двух тиристоров запас прочности больше, чем у симистора.

Сообщение от Малиновская Анастасия — 4 декабря, 2015 @ 10:27 пп

потому что у 2-х тиристоров запас прочности выше , чем у симистора.

Сообщение от Александр Козлов 10603313 — 4 декабря, 2015 @ 10:30 пп

Т.к. симистор не работает на высоких частотах, так как просто не успевает перейти из открытого состояния в закрытое.
Реагирует на внешние электромеханические помехи, что вызывает ложное срабатывание.

Сообщение от Владислав Баранов (10609113 — 4 декабря, 2015 @ 10:35 пп

Потому что при применении симисторов токи высших гармоник станут очень большими, следовательно, сильно увеличатся потери.

Сообщение от Дмитрий Мшар — 4 декабря, 2015 @ 11:19 пп

Из экономических соображений тиристоры используются на стороне НН. При этом:
1. Не искажается синусоидальная форма Uвых и Iвых.
2.Сводятся к min высокочастотные помехи при включении СБК, т.к. включение происходит при Uc=0.
Применение бесконтактных ключей вместо электромеханических контактных у-в повышает надежность и обеспечивает возможность регулирования выходных параметров.

Сообщение от Лашук Майя Гр. 10601113 — 4 декабря, 2015 @ 11:31 пп

1. Не искажается синусоидальная форма Uвых и Iвых.
2.Сводятся к min высокочастотные помехи при включении СБК, т.к. включение происходит при Uc=0.
Применение бесконтактных ключей вместо электромеханических контактных у-в повышает надежность и обеспечивает возможность регулирования выходных параметров.

Сообщение от Хлудкова Анастасия Сенько Надежда (1601213) — 4 декабря, 2015 @ 11:35 пп

У 2-х тиристоров запас прочности выше , чем у симистора.

Сообщение от Алиса Ковалева — 5 декабря, 2015 @ 12:41 дп

у встречно параллельно соединенных операционных тиристоров запас прочности выше , чем у симистора.

Сообщение от Роман Тарашкевич — 5 декабря, 2015 @ 12:42 дп

Тиристоры применяются чаще, потому что ими можно проще и более плавно регулировать напряжение. Плюс к этому у симисторов бывают периодические ложные срабатывания.

Сообщение от Филипп Стальмаков (гр.10603213) — 5 декабря, 2015 @ 1:59 дп

Тиристоры применяются чаще, потому что ими можно проще и более плавно регулировать напряжение. Плюс к этому у симисторов бывают периодические ложные срабатывания.

Сообщение от Кузьмицкий Денис — 5 декабря, 2015 @ 2:00 дп

Используя тиристорные регуляторы переменного напряжения можно эффективно воздействовать на процессы разгона, замедления, осуществлять интенсивное торможение и точную остановку. Безыскровая коммутация, отсутствие подвижных частей, высокая степень надежности позволяют применять тиристорные регуляторы во взрывоопасных и агрессивных средах.Однако симистор в свою очередь имеем ряд ограничений при использовании например такие как ограничения на изменение напряжения двух категорий: на dV/dt применительно к закрытому симистору и на dV/dt при открытом симисторе
или несвоевременное открытие

Тиристоры и симисторы

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	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).

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

Мнения читателей

• Александр / 02.12.2017 — 23:09

Не могу понять как собрать теристорную схему управления двигателем постоянного тока. Как закрить теристор, постоянним током.

а p819xa диод или симистор?

т 00 40 10 512 (тиристор) К сожалению не нашёл ни характеристики, ни даташит на данные тиристоры. трёхфазный выпрямительный мост? Почему тиристоры состоят из катод и анода, 2(!) управляющих электрода. Кто — нибудь знает про тиристор такого типа?

FT1208NG-это тиристор или симистор?

Имя / 16.09.2014 17:06Еще раз напишите,возможно случайно удален. Если без матюков, тогда без проблем разместим 🙂

Я как читатель имею право на комментарий, прошу аминистрацию сайта вернуть мой одзыв, в данном сообщени был сделан вывод по отношению ответов читателей. Спам и реклама легко распростронина на вашем блоге, вывод? Делайте сами.

MJE 13003E C16 это тиристор или симистор и каким аналогом можно заменить?

у нас вы можете приобрести силовые тиристоры диоды симисторы http://silovyha.ru/

Помогу продать б/у силовые тиристоры и диоды http://silovyha.ru/

Cоставить функциальную схему тиристора

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу: