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
Особенность 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.
[attention type=yellow]Закрывается тиристор после того, как напряжение на силовом электроде упадет до величины, при которой ток прибора уменьшится до тока удержания. [/attention]При подаче на силовой электрод переменного напряжения это происходит обычно при изменении полярности подаваемого напряжения.
[blockquote_gray]
Главное 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.[/blockquote_gray]
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. [attention type=red]При этом 1, 2 и 3 варианты являются для симистора рабочими, а четвертый – запрещенным. [/attention]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
Симисторы 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.
[attention type=yellow]Особенностью симистора является то, что падение напряжения на приборе в открытом состоянии не зависит от протекающего тока и составляет около 2 В. [/attention]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.
[blockquote_gray]
Принцип 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. [/blockquote_gray]
При высокой скорости изменения переключаемого симистором напряжения может возникать эффект самопроизвольного включения прибора без наличия управляющего напряжения. Это может привести к разрушению устройства. [attention type=green]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.[/attention]
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
Благодаря 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:
- Симистор – полупроводниковый прибор, имеющий пять p-n переходов.
- Этот прибор предназначен для коммутации мощных электрических цепей и с успехом заменяет электромеханические реле.
- Прибор широко используется в блоках бытовой техники и в промышленности.
