Разбираемся в характерных особенностях симисторов, их устройстве и принципе работы

Симистор – прибор, имеющий пять p-n переходов. Изобретен он был в Советском Союзе на Саранском заводе еще в 60-х годах прошлого столетия.

Его работа подобна функционированию тиристора, откуда и взялось название симистор (в иностранной литературе – триак), что означает симметричный тиристор.

Обозначение элемента на схемах представляет собой два включенных навстречу друг другу диода.

Принцип действия симистора


устройство симистораОсобенность симистора, по сравнению с тиристором, состоит в том, что этот прибор проводит электрический ток в двух направлениях. Благодаря этому свойству такой элемент с успехом используется в цепях переменного тока. Если посмотреть на вольтамперную характеристику симисторов, то можно увидеть, что она симметрична относительно оси тока.

Поэтому устройство симистора не предусматривает использование анода и катода в своих схемах. Там устроены:

  • силовой электрод 1 (МТ1);
  • силовой электрод 2 (МТ2);
  • управляющий электрод (G).

Для определенности предположим, что на управляющий электрод подано отрицательное относительно МТ1 напряжение. Если этот показатель больше соответствующей величины включения симистора и на силовой электрод подается напряжение, достаточное для протекания в приборе тока, превышающего ток удержания симистора, то через прибор проходит электричество.

Закрывается тиристор после того, как напряжение на силовом электроде упадет до величины, при которой ток прибора уменьшится до тока удержания.
При подаче на силовой электрод переменного напряжения это происходит обычно при изменении полярности подаваемого напряжения.

регулятор мощности на симистореГлавное преимущество схем регуляторов мощности на симисторе — это возможность обеспечения качественной обратной связи и, соответственно, корректировки работы по ней. То есть, такие устройства используются в качестве бесконтактных ключей со своими преимуществами.

Например, наиболее практичным вариантом светорегулятора для обычных ламп накаливания является схема именно на современных полупроводниковых элементах — тиристоре, динисторе и симисторе.

Для рассмотренного режима возможны четыре варианта подачи напряжения на силовой (МТ2) и управляющий электроды симистора. Первый и второй варианты предполагают подачу на МТ2 положительного, а на G – отрицательного или положительного напряжения.

Третий и четвертый варианты предполагают подачу на МТ2 отрицательного напряжения, а на электрод G – соответственно отрицательного или положительного.

При этом 1, 2 и 3 варианты являются для симистора рабочими, а четвертый – запрещенным.
При работе в этом режиме элемент может выйти из строя. Поэтому используются различные методы защиты от случайного выхода симистора в этот режим.

Плюсы и минусы в использовании


параметры симисторовСимисторы обладают следующими достоинствами:

  • относительно небольшая стоимость прибора;
  • увеличенный срок службы;
  • отсутствие механических контактов.

При использовании симисторов в релейных схемах благодаря отсутствию механических контактов не бывает искрения, являющегося источником радиопомех.

Недостатки прибора:

  • для защиты от перегрева прибора необходимо использовать радиатор;
  • чувствительность к переходным процессам;
  • не работает на больших частотах;
  • чувствителен к помехам и шумам.
Особенностью симистора является то, что падение напряжения на приборе в открытом состоянии не зависит от протекающего тока и составляет около 2 В.
При больших токах переключения (около 40 А) мощность рассеивания на приборе будет равна около 80 Вт.

Поэтому без теплоотвода симисторы могут быть использованы только при малых нагрузках. В противном случае необходимо использовать радиатор. При этом наилучшим способом крепления симистора к радиатору является крепление с помощью винта.

блок бесперебойного питания для компьютераПринцип работы блока бесперебойного питания для компьютера заключается в преобразовании постоянного тока из сети в переменный. При обесточивании прибор использует накопленную электроэнергию из собственных аккумуляторов.

Важную роль в стабильной работе ПК играет блок питания. Как правильно определить его неисправности и способы их устранения — описаны в отдельной статье. О способах решения поломок импульсного блока питания читайте здесь.

При высокой скорости изменения переключаемого симистором напряжения может возникать эффект самопроизвольного включения прибора без наличия управляющего напряжения. Это может привести к разрушению устройства.

Причиной резкого повышения скорости изменения напряжения может быть появление помехи или выбросы напряжения при работе с нагрузкой, имеющей индуктивный характер. Для предотвращения разрушения симистора в таких случаях рекомендуется включение шунтирующей RC цепочки.

В некоторых цепях возможно появление электрических помех и шумов. Если напряжение этих шумов на затворе достигнет значения включения, то симистор может сработать в неподходящий момент. Для предотвращения этого рекомендуется уменьшить длину проводов, ведущих к затвору или заменить их экранированным кабелем. Кроме того, для уменьшения влияния шумов между затвором и электродом МТ1 можно включить резистор величиной в 1 кОм.

Особенности задействования в технике


где применяются симисторыБлагодаря своим параметрам симисторы могут быть использованы в различных областях бытовой техники и промышленности. Например:

  • приборы для регулировки освещения (диммеры — что это, мы ранее рассматривали);
  • электроинструмент для строительства (дрели, перфораторы и т. п.);
  • электронагревательные приборы (печи, духовки);
  • холодильники, кондиционеры (компрессоры);
  • пылесосы, вентиляторы, фены, стиральные машины и т.п.

В промышленности симисторы используются для регулировки осветительными и нагревательными приборами, а также для управления электродвигателями.

Выводы:

  1. Симистор – полупроводниковый прибор, имеющий пять p-n переходов.
  2. Этот прибор предназначен для коммутации мощных электрических цепей и с успехом заменяет электромеханические реле.
  3. Прибор широко используется в блоках бытовой техники и в промышленности.

Принцип работы симистора на видео


Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.