Как открыть симистор переменным напряжением

Как открыть симистор переменным напряжением

Текущее время: Ср янв 24, 2024 18:28:18

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Запрошенной темы не существует.

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB
Extended by Karma MOD © 2007—2012 m157y
Extended by Topic Tags MOD © 2012 m157y

Работоспособность сайта проверена в браузерах:
IE8.0, Opera 9.0, Netscape Navigator 7.0, Mozilla Firefox 5.0
Адаптирован для работы при разрешениях экрана от 1280х1024 и выше.
При меньших разрешениях возможно появление горизонтальной прокрутки.
По всем вопросам обращайтесь к Коту: kot@radiokot.ru
©2005-2024

Что такое симистор (триак) и как он работает. Проверка мультиметром

Современные тенденции в технике любого типа и вида — замена механических и электромеханических элементов на электронные или полупроводниковые. Они имеют более миниатюрные размеры, работают надежнее, позволяют реализовать более широкую функциональность. Во многих электронный устройствах применяется тиристор, или его подвид — симистор. О том, что это за прибор, как он работает и для чего используется и будем говорить.

Что это за устройство, его обозначение

Симистор — это симметричный тиристор. В англоговорящих странах используется название triak, встречается и у нас транслитерация этого названия — триак. Понять принцип его работы несложно, если знаете как работает тиристор. Если коротко, тиристор пропускает ток только в одном направлении. И в этом он похож на диод, но ток проходит только при появлении сигнала на управляющем выводе. То есть, ток проходит только при определенных условиях. Прекращается его «подача» при снижении силы тока ниже определенного значения или разрывом цепи (даже кратковременным). Так как симистор, по сути, двусторонний тиристор, при появлении управляющего сигнала он пропускает ток в обоих направлениях направления.

В открытом состоянии симистор проводит ток в обоих направлениях.

На схеме он изображается как два включенных навстречу друг на другу тиристора с общим управляющим выводом.

Внешний вид симистора и его обозначение на схемах

Симистор имеет три вывода: два силовых и один управляющий. Через силовые выводы можно пропускать ток высокого напряжение, на управляющий подаются низковольтные сигналы. Пока на управляющем выводе не появится потенциал, ток не будет протекать ни в одном направлении.

Где используется и как выглядит

Чаще всего симистор используется для коммутации в цепях переменного тока (подачи питания на нагрузку). Это удобно, так как при помощи напряжения малого номинала можно управлять высоковольтным питанием. В некоторых схемах ставят симистор вместо обычного электромеханического реле. Плюс очевиден — нет физического контакта, что делает включение питания более надежным. Второе достоинство — относительно невысокая цена. И это при значительном времени наработки и высокой надежности схемы.

Минусы тоже есть. Приборы могут сильно нагреваться под нагрузкой, поэтому необходимо обеспечить отвод тепла. Мощные симисторы (называют обычно «силовые») монтируются на радиаторы. Еще один минус — напряжение на выходе симистора пилообразное. То есть подключаться может только нагрузка, которая не предъявляет высоких требований к качеству электропитания. Если нужна синусоида, такой способ коммутации не подходит.

Заменить симистор можно двумя тиристорами. Но надо правильно подобрать их по параметрам, да и схему управления придется переделывать — в таком варианте управляющих вывода два

По внешнему виду отличить тиристор и симистор нереально. Даже маркировка может быть похожей — с буквой «К». Но есть и серии, у которых название начинается с «ТС», что означает «тиристор симметричный». Если говорить о цоколевке, то это то, что отличает тиристор от симистора. У тиристора есть анод, катод и управляющий вывод. У симистора названия «анод» и «катод» неприменимы, так как вывод может быть и катодом, и анодом. Так что их обычно называют просто «силовой вывод» и добавляют к нему цифру. Тот который левее — это первый, который правее — второй. Управляющий электрод может называться затвором (от английского слова Gate, которым обозначается этот вывод).

Принцип работы симистора

Давайте разберем, как работает симистор на примере простой схемы, в которой переменное напряжение подается на нагрузку через электронный ключ на базе этого элемента. В качестве нагрузки представим лампочку — так удобнее будет объяснять принцип работы.

Схема реле на симисторе (триаке)

В исходном положении прибор находится в запертом состоянии, ток не проходит, лампочка не горит. При замыкании ключа SW1 питание подается на на затвор G. Симистор переходит в открытое состояние, пропускает через себя ток, лампочка загорается. Поскольку схема работает от сети переменного напряжения, полярность на контактах симистора постоянно меняется. Вне зависимости от этого, лампочка горит, так как прибор пропускает ток в обоих направлениях.

При использовании в качестве питания источника переменного напряжения, ключ SW1 должен быть замкнуть все время, пока необходимо чтобы нагрузка была в работе. При размыкании контакта во время очередной смены полярности цепь разрывается, лампочка гаснет. Зажжется она снова только после замыкания ключа.

Если в той же схеме использовать источник постоянного тока, картина изменится. После того как ключ SW1 замкнется, симистор откроется, потечет ток, лампочка загорится. Дальше этот ключ может возвращаться в разомкнутое состояние. При этом цепь питания нагрузки (лампочки) не разрывается, так как симистор остается в открытом состоянии. Чтобы отключить питание, надо либо понизить ток ниже величины удержания (одна из технических характеристик), либо кратковременно разорвать цепь питания.

Сигналы управления

Управляется симистор не напряжением, а током. Для открытия на затвор надо подать ток определенного уровня. В характеристиках указан минимальный ток открывания — вот это и есть нужная величина. Обычно ток открывания совсем небольшой. Например, для коммутации нагрузки на 25 А, подается управляющий сигнал порядка 2,5 мА. При этом, чем выше напряжение, подаваемое на затвор, тем быстрее открывается переход.

Схема подачи напряжения для управления симистором

Чтобы перевести симистор в открытое состояние, напряжение должно подаваться между затвором и условным катодом. Условным, потому что в разные моменты времени, катодом является то один силовой выход, то другой.

Полярность управляющего напряжения, как правило, должна быть либо отрицательной, либо должна совпадать с полярностью напряжения на условном аноде. Поэтому часто используется такой метод управления симистором, при котором сигнал на управляющий электрод подаётся с условного анода через токоограничительный резистор и выключатель. Управлять симистором часто удобно, задавая определённую силу тока управляющего электрода, достаточную для отпирания. Некоторые типы симисторов (так называемые четырёхквадрантные симисторы) могут отпираться сигналом любой полярности, хотя при этом может потребоваться больший управляющий ток (а именно, больший управляющий ток требуется в четвёртом квадранте, то есть когда напряжение на условном аноде имеет отрицательную полярность, а на управляющем электроде — положительную).

Как проверить симистор

Привычка проверять все элементы пред пайкой приходит с годами. Проверить симистор можно при помощи мультиметра и при помощи небольшой проверочной схемы с батарейкой и лампочкой. В любом случае надо сначала разобраться, как располагаются выводы на вашем приборе. Сделать это можно по цоколевке каждой конкретной серии. Для этого в поисковик забиваем маркировку, которая есть на корпусе. В некоторых случаях можно добавить «цоколевка». Если есть русскоязычные описания, будет несколько проще. Если на русском информации нет, придется искать в интернете. Заменяем слово «цоколевка» словом «datasheet». Иногда можно ввести русскими буквами «даташит». В переводе это «техническая спецификация». По имеющимся в описании таблицам и рисункам легко понять, где расположены силовые выходы (T1 и T2), а где затвор (G).

Пример цоколевки. Все можно понять и без знания языка

С мультиметром

Проверка мультиметром симистора основана на принципе его работы. Берем обычный мультиметр, ставим его в положение прозвонки. Силовые выходы между собой должны звониться в обоих направлениях. Прикасаемся щупами к выходам Т1 и Т2. На экране должны высвечиваться цифры. Это сопротивление перехода. Если поменять щупы местами, сопротивление может измениться, но ни обрыва, ни короткого быть не должно.

Зато между затвором и силовыми выходами должен быть «обрыв» (бесконечно большое сопротивление). То есть, «звониться» они не должны при любом расположении щупов. Проверив сопротивление между разными выводами, можно сделать вод о работоспособности симистора.

С лампочкой и батарейкой

Для проверки симистора без мультиметра придется собрать простенькую проверочную схему с питанием от девятивольтовой батарейки «Крона». Нужны будут три провода длиной около 20 см. Провода желательно гибкие, многожильные. Проще, если они будут разных цветов. Лучше всего красный, синий и любой другой. Пусть будет желтый. Синий разрезаем пополам, припаиваем лампочку накаливания на 9 В (или смотрите по напряжению, которое выдает ваша батарейка). Один кусок провода на резьбу, другой — на центральный вывод с нижней части цоколя. Чтобы работать было удобнее, на каждый провод лучше припаять «крокодилы» — пружинные зажимы.

Как проверить симистор без мультиметра

Собираем схему. Подключаем провода в таком порядке:

• Красный одним концом на плюс кроны, вторым — на вывод Т1.
• Синий — на минус кроны и на Т2.
• Желтый провод одним краем цепляем к затвору G.

После того как собрали схему, лампочка не должна гореть. Если она горит, симистор пробит. Если не горит, проверяем дальше. Свободным концом желтого провода кратковременно прикасаемся к Т2. Лампочка должна загореться. Это значит, что симметричный тиристор открылся. Чтобы его закрыть, надо коснуться проводом вывода Т1. Если все работает, прибор исправен.

Как избежать ложных срабатываний

Так как для срабатывания симистора достаточно небольшого потенциала, возможны ложные срабатывания. В некоторых случаях они не страшны, но могут привести и к поломке. Поэтому лучше заранее принять меры. Есть несколько способов уменьшить вероятность ложных включений:

• Уменьшить длину линии к затвору, соединять цепь управления — затвор и Т1 — напрямую. Если это невозможно, использовать экранированный кабель или витую пару.
• Снизить чувствительность затвора. Для этого параллельно ставят сопротивление (до 1 кОм).

Практически во всех схемах с симисторами в цепи затвора есть резистор, уменьшающий чувствительность прибора

Как уже говорили, симистор управляется током. Это дает возможность подключать его напрямую к выходам микросхем. Есть одно ограничение — ток не должен превышать максимально допустимый. Обычно это 25 мА.

Особенности монтажа

Так же как и тиристоры, симисторы при работе греются, поэтому при сборке необходимо обеспечивать отвод тепла. Если нагрузка маломощная или питание импульсное (кратковременное подключение на промежуток менее 1 сек) допускается монтаж без радиатора. В остальных случаях необходимо обеспечить качественный контакт с охлаждающим устройством.

Есть три способа фиксации симистора на радиаторе: клепка, на винте и на зажиме. Первый вариант при самостоятельном монтаже не рекомендуется, так как существует высокая вероятность повреждения корпуса. Наиболее простой способ монтажа в домашних условиях — винтовой.

Порядок монтажа симистора

Перед тем, как начинают монтаж, осматривают корпус прибора и радиатора (охладителя) на предмет царапин и сколов. Их быть не должно. Затем поверхность протирают от загрязнений чистой ветошью, обезжиривают, накладывают термопасту. После чего вставляют в отверстие с резьбой в радиаторе и зажимают шайбу. Крутящий момент должен быть 0.55Nm- 0.8Nm. То есть, необходимо обеспечить должный контакт, но перетягивать тоже нельзя, так как есть риск повредить корпус.

Схема регулятора мощности для индуктивной нагрузки на симисторе

Обратите внимание, что монтаж симистора производится до пайки. Это снижает механическую нагрузку на отводы прибора. И еще: при установке следите за тем, чтобы корпус плотно прижимался к охладителю.

Управление симистором в цепи переменного тока

Здравствуйте уважаемые. Пожалуйста, сильно не пинайте, я понимаю что вопрос прост и для кого то покажется смешным. Но я профан, а дорогие детали попалить боюсь.
В общем суть. Есть у меня китайский проточный водонагреватель на 3 Квт. Включается автоматически: открываешь воду — напором воды в специальной трубке выталкивает клапан с магнитом, который в свою очередь толкает магнит вне трубки, который замыкает концевик. Так вот этот самый концевик от тока в 15 А быстро приходит в негодность (один дуба врезал, чуть не учинив пожар). Его было решено заменить симистором bta40-800, а сам концевик соответственно оставить управлять ключом симмистора.
Собственно вопрос вот в чем — как самым простейшим образом открыть симистор через этот концевик переменным током.
Интенсивное гугление дало простенькую схему типа этой (рисовал сам в паинте, рисовать не умею):

Т.е. банально через резистор из цепи нагрузки. Будет ли работать эта схема? Какой должен быть резистор, если ток открытия симистора 80мА, а ток удержания 50мА? (в схеме из инета резистор был на 330ом но там не обыкновенный ключ использовался, а оптрон) Какие подводные камни есть в этой схеме?

Благодарю за внимание!)

• AndTer
• Сообщений: 2339
• Зарегистрирован: Ср фев 23, 2011 12:12:31

Re: Управление симистором в цепи переменного тока

Чт фев 02, 2017 19:41:57

А зачем городить огород?
Поставьте контактор с управляющей обмоткой 220В. Микрик включает контактор, а контактор ваш тэн. Просто и надёжно в отличии от вашей задумки.

• Mr_Kruger
• Сообщений: 5
• Зарегистрирован: Чт фев 02, 2017 18:13:02

Re: Управление симистором в цепи переменного тока

Чт фев 02, 2017 20:06:24

Был контактор. Не справился с задачей, в один прекрасный момент залип и спалил предыдущий водогрей.
И минусы контактора — шумит катушка управления, очень громоздкий, в отличии от симистора, в корпус водогрея не засунуть и рядом места нет — нужно вообще выносить в отдельное место, а это лишняя паутина проводов, не эстетично, а порой и опасно, т.к. контакты открыты, катушка управления чувствительна к повышению напряжения, а у нас бывает до 275в вырастает.
З.Ы. у меня не тэн, в обычном его понимании. В этом нагревателе очень интересный элемент — стеклянная трубка с каким-то напылением, через которую протекает вода. Греет хорошо и накипь не образуется.

• AndTer
• Сообщений: 2339
• Зарегистрирован: Ср фев 23, 2011 12:12:31

Re: Управление симистором в цепи переменного тока

Чт фев 02, 2017 23:20:42

Mr_Kruger писал(а): Был контактор.

И что это было? Абб или легран? На какой ток он был? Большие габариты? до 25А/60А габариты не больше 1/2 автоматов соответственно.
Если подобрано правильно и не китайщина ничего там не залипнет. Катушка не шумит, но при переключении да, щёлкает заметно. Лишняя паутина это 4 провода. Если внутрь некуда, то покупается маленькая влагозащищённая коробка с дин-рейкой. Если в воду не кунать ничего не будет.
275В не то что для катушки(хотя она от непродолжительной работы не сгорит), для любой техники критично.

Раз вы так заботитесь о надёжности и безопасности, почему вы выбрали симистор? И нагрев, и пробой, и чувствительность к помехам в сети. Вам понравится если он ночью сам включится и выключить можно будет только отключением всей конструкции от сети?

• Enman
• Сообщений: 7774
• Зарегистрирован: Сб янв 29, 2011 00:28:48

Re: Управление симистором в цепи переменного тока

Чт фев 02, 2017 23:22:35

Симистору на такой ток радиатор и проветривание нужно. Поэтому место
тоже необходимо (это к размеру контактора).
В стиралках поэтому ТЭН включают релюшкой. Но тогда нужно питание
24 В (есть реле постоянного тока малогабаритные с контактами 40-60 А).
От повышенного напряжения должна быть защита в виде Реле Напряжения
(«барьер»)

• mickbell
• Сообщений: 13095
• Зарегистрирован: Пт мар 30, 2012 05:17:29
• Откуда: Екатеринбург

Re: Управление симистором в цепи переменного тока

Пт фев 03, 2017 05:21:52

Mr_Kruger писал(а): Будет ли работать эта схема?
Будет, куда она денется.

Mr_Kruger писал(а): Какой должен быть резистор, если ток открытия симистора 80мА, а ток удержания 50мА? (в схеме из инета резистор был на 330ом но там не обыкновенный ключ использовался, а оптрон)

Лучше поставить вопрос наоборот. При каком напряжении откроется тиристор с таким, как на схеме, номиналом резистора, и какой процент мощности будет потерян? Считайте: 330 Ом 80 мА — получилось 26.4 В. Несколько вольт на самом управляющем электроде, ну пусть пять. То есть в момент времени, когда напряжение равно 31 В или 1/10 амплитуды, он откроется. По углу это получается шесть с небольшим градусов. Мелочь, можно не учитывать.

Mr_Kruger писал(а): Какие подводные камни есть в этой схеме?

Да почти никаких. Нужна защита от импульсных помех из сети. Также имейте в виду, что в случае пробоя симистора, хоть КЗ и не будет, но ТЭН окажется включен постоянно, так что перед ним какая-то коммутация необходима — хотя бы тот же пускатель, который будет отрубаться по перегреву или ещё как. Ставят защитные RC-цепочки. Как это делать, смотрите в даташите, например, на MOC3061.

• Mr_Kruger
• Сообщений: 5
• Зарегистрирован: Чт фев 02, 2017 18:13:02

Re: Управление симистором в цепи переменного тока

Пт фев 03, 2017 07:33:23

mickbell писал(а): Лучше поставить вопрос наоборот. При каком напряжении откроется тиристор с таким, как на схеме, номиналом резистора, и какой процент мощности будет потерян? Считайте: 330 Ом 80 мА — получилось 26.4 В. Несколько вольт на самом управляющем электроде, ну пусть пять. То есть в момент времени, когда напряжение равно 31 В или 1/10 амплитуды, он откроется. По углу это получается шесть с небольшим градусов. Мелочь, можно не учитывать.

Дошло! тиристор будет открываться на каждой полуволне при достижении необходимого напряжения, с учетом падения на резисторе. Еще один глупый вопрос — получается, резистор можно выкинуть из схемы вообще!? А что бы тиристор был открыт постоянно, на ключ нужно подавать постоянное напряжение? Правильно понимаю?

mickbell писал(а): Да почти никаких. Нужна защита от импульсных помех из сети. Также имейте в виду, что в случае пробоя симистора, хоть КЗ и не будет, но ТЭН окажется включен постоянно, так что перед ним какая-то коммутация необходима — хотя бы тот же пускатель, который будет отрубаться по перегреву или ещё как. Ставят защитные RC-цепочки. Как это делать, смотрите в даташите, например, на MOC3061.

В щитке стоят оины. Защита от перегрева тоже имеется. По rc цепи накопал такую схемку:

С самой RC все понятно.
Непонятно, почему на ключ симистора подходят два резистора и с одной и с другой стороны. Разве он не откроется, если фаза придет от цепи с нагрузкой?

Еще вопрос. Отчего может пробить симистор?

З.Ы. Благодарю добрый человек, хоть один по теме сразу ответил! Хотел плюс поставить — не вышло
З.Ы. по поводу охлаждения симистора — не забываем, что это проточный водонагреватель к которому подводится холодная вода. И симистор таки выбран с запасом. BTA40 на 15 ампер тока.

• Enman
• Сообщений: 7774
• Зарегистрирован: Сб янв 29, 2011 00:28:48

Re: Управление симистором в цепи переменного тока

Пт фев 03, 2017 07:43:09

Запас по току — это хорошо, но пластмассовый корпус без поверхности охлажения
никакого запаса по нагреву не создаёт. 15 Вт надо куда-то рассеять (~200 кв см).
На схеме добавил обозначение выводов, чтобы не было «как всегда». ))

• Mr_Kruger
• Сообщений: 5
• Зарегистрирован: Чт фев 02, 2017 18:13:02

Re: Управление симистором в цепи переменного тока

Пт фев 03, 2017 08:11:44

15 вт заберет холодная вода, на подвод которой и будет установлен симистор.
От обозначения выводов на схеме яснее не стало )))

• mickbell
• Сообщений: 13095
• Зарегистрирован: Пт мар 30, 2012 05:17:29
• Откуда: Екатеринбург

Re: Управление симистором в цепи переменного тока

Пт фев 03, 2017 08:24:46

Mr_Kruger писал(а): Еще один глупый вопрос — получается, резистор можно выкинуть из схемы вообще!?

Нельзя. Ток через управляющий электрод без него возрастёт неконтролируемо — он ничем не ограничен. Точнее, ограничен нагрузкой на огромном для него уровне. Тиристору ведь надо время, чтобы открыться.

Mr_Kruger писал(а): А что бы тиристор был открыт постоянно, на ключ нужно подавать постоянное напряжение? Правильно понимаю?

Mr_Kruger писал(а): Непонятно, почему на ключ симистора подходят два резистора и с одной и с другой стороны. Разве он не откроется, если фаза придет от цепи с нагрузкой?

Пока ключ разомкнут, управляющий электрод болтается сам по себе, его потенциал не определён. Второй резистор нужен, чтобы этого избежать. Кстати, в первой схеме, с ключом, он тоже нужен, я этот момент упустил.

Mr_Kruger писал(а): Еще вопрос. Отчего может пробить симистор?

Перенапряжением. Причём не только приходящим откуда-то снаружи (у мамы дома в грозу убило таким образом проводной телефон и поджигалку газовой плиты, но её я починил легко), но и сгенерированным прямо внутри. Что, нет дома никаких источников импульсных помех? Трансформаторов там, двигателей.

Mr_Kruger писал(а): Хотел плюс поставить — не вышло
Ничего страшного, не оголодаю.

• Mr_Kruger
• Сообщений: 5
• Зарегистрирован: Чт фев 02, 2017 18:13:02

Re: Управление симистором в цепи переменного тока

Пт фев 03, 2017 10:31:19

Холодильник, насосная станция с асинхронником, трансформаторная зарядка, иногда подключается сварочник.

Т.е. можно использовать схему из инета, тока вместо МОС обычный ключ? Еще вопрос по мощности резисторов. Полватные пойдут?

• mickbell
• Сообщений: 13095
• Зарегистрирован: Пт мар 30, 2012 05:17:29
• Откуда: Екатеринбург

Re: Управление симистором в цепи переменного тока

Пт фев 03, 2017 10:48:50

Mr_Kruger писал(а): Холодильник, насосная станция с асинхронником, трансформаторная зарядка, иногда подключается сварочник.

То есть вероятных источников есть.
Mr_Kruger писал(а): Т.е. можно использовать схему из инета, тока вместо МОС обычный ключ?
Mr_Kruger писал(а): Еще вопрос по мощности резисторов. Полватные пойдут?

Как всегда, если что-то непонятно, считаем. Как мы уже знаем, ток через верхний резистор меняется от нуля до 80 мА по синусу, при небольших углах (напомню, градусов шесть) можно считать, что сигнал треугольный. То есть на пике тока мгновенная мощность на резисторе будет P = I^2 * R = 1.92 Вт. Учитывая, что ток треугольный, так что средний ток, грубо говоря, в два раза меньше, то мощность только в момент прохождения тока получается вчетверо меньше, то есть 0.48 Вт. А если учесть, что 6 градусов — это 1/30 полупериода — то ещё в 30 раз меньше. Мощность на нижнем резисторе меньше даже этой. Кстати, часть тока с верхнего будет уходить в нижний, так что он будет греться несколько больше, чем я тут считал. Можно бы это тоже учесть, но лениво — и так видно, что проходят практически любые резисторы.

• Enman
• Сообщений: 7774
• Зарегистрирован: Сб янв 29, 2011 00:28:48

Re: Управление симистором в цепи переменного тока

Пт фев 03, 2017 11:56:38

Детектор перехода через ноль для управления симисторами

Детекторы перехода через ноль синхронизируют моменты открывания ключей, коммутирующих переменное напряжение и часто используются для уменьшения пусковых токов и коммутационных шумов. Описанный здесь детектор перехода через ноль управляет симистором, но с успехом может применяться и в других приложениях.

Многие симисторы можно включать только в первых трех квадрантах. Изображенная на Рисунке 1 схема предназначена для управления такими приборами во втором и третьем квадрантах, когда ток управляющего электрода отрицателен. В этой схеме транзистор Q1 включается во время положительных полуволн переменного напряжения, т.е., когда напряжение на верхней шине положительно. Q2 открывается отрицательными полуволнами. Оба транзистора выключены только тогда, когда переменное напряжение близко к нулю, т.е. на том отрезке времени, где «разрешено» включаться симистору.

Рисунок 1.

Этот детектор перехода через ноль формирует отрицательные импульсы включения симистора.

Для снижения рассеиваемой мощности все биполярные транзисторы следует выбрать с достаточно большим коэффициентом усиления, после чего нужно рассчитать сопротивление R2:

B – коэффициент передачи тока Q2,
I_G – минимальный эффективный ток управляющего электрода симистора (чувствительность симистора),
U_On – максимальный уровень входного переменного напряжения, при котором еще допустимо включении симистора.

Определив R2, можно вычислить значение R3:

Когда напряжение близко к нулю, в управляющем электроде возникают отрицательные импульсы тока, так как электрод шунтируется либо транзистором Q1, либо Q2. Симистор включится, когда его рабочий ток станет больше минимального тока срабатывания. Если на этом отрезке времени симистором не управлять, переменное напряжение превысит по абсолютной величине U_On, и Q1 (или Q2), открывшись, будут препятствовать включению симистора.

Сложнее включать симистор, управляемый отрицательным напряжением, во время положительных полупериодов напряжения. Для решения этой задачи в схему добавлен p-канальный полевой транзистор J1, смещающий напряжение на необходимый уровень и сводящий к минимуму потери в цепи переменного напряжения.

В момент, когда в процессе нарастания положительной полуволны напряжение достигает U_On, транзистор J1 закрывается, а Q1 включается. Двуханодный стабилитрон D1 защищает p-n переходы транзисторов J1 и Q2. Емкость стабилитрона (200…400 пФ) вместе с резистором R2 образуют фильтр нижних частот, подавляющий короткие выбросы сетевого напряжения. R1 ограничивает до безопасного уровня ток затвора J1.

Альтернативой этой относительно сложной схеме может быть использование входного каскада на p-n-p транзисторе, включенном по схеме с общей базой, в комбинации с эмиттерным повторителем на n-p-n транзисторе. Но используемая для прямого управления симистором схема должна иметь достаточно большой коэффициент усиления по току, получить который без увеличения потребляемой от сети мощности весьма трудно.

Проблема заключается в том, что величина тока, протекающего через R2, близка к уровню тока эмиттера каскада с общей базой, который нельзя сделать очень низким без ущерба для усиления. В результате был выбран вариант с p-канальным полевым транзистором на входе, к которому предъявляется единственное существенное требование – напряжение отсечки должно быть меньше 2 В. Если оно будет еще меньше – будет еще лучше.

Во избежание проблем с защелкиванием, вам, возможно, придется управлять симистором длинными пачками импульсов или постоянным током. У использовавшегося в схеме симистора ток I_G не превышает 20 мА. R4 защищает транзисторы от чрезмерного тока. Снабберная цепочка R_S, C_S может не потребоваться. Необходимость в ней зависит от характера нагрузки и типа симистора.

В большинстве случаев симисторы открываются любым напряжением, приложенным к управляющему электроду: как положительным, так и отрицательным. Для управления такими приборами предлагается схема, изображенная на Рисунке 2. Схема обеспечивает биполярное управление и хорошо подходит для использования с трансформатором. Заметим, что снабберная цепочка на схеме не показана.

Рисунок 2.

Эту версию детектора перехода через ноль разработчики могут использовать с симисторами, включаемыми как положительным, так и отрицательным напряжением. Схема удобна, также, для управления трансформатором.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман