Как проверить симистор при помощи тестера: объясняем по пунктам

Преимущества и недостатки

Сегодня на профильном рынке начинают лидировать по продажам симисторные регуляторы. В отличие от тиристоров симисторы имеют двухстороннее действие, поскольку у них есть катод и анод. Это позволяет изменять в процессе работы направление тока.

Стоит отметить, что заменять их на контакторы, реле или пускатели нецелесообразно. Связано это с долговечностью симистора, а также многими другими положительными качествами такого приспособления. Установив его на схему, он практически никогда не выйдет из строя. Также положительным моментом можно считать полное отсутствие искры при работе. Анализировались схемы на симисторах, которые по себестоимости были значительно дешевле аналогов, базирующихся на транзисторах и микросхемах.

Таким образом, использование симисторов имеет ряд значительных преимуществ:

• большой срок эксплуатации (детали практически не изнашиваются);
• цена прибора невысока;
• при работе можно избежать механических контактов.

Имеются и специфические минусы:

• посторонние помехи и шумы;
• устройство имеет большую чувствительность к переходным процессам;
• во избежание перегрева прибор устанавливается в радиатор;
• использование на больших частотах невозможно.

Принцип работы

Хоть элемент является довольно надёжным прибором, случается так, что он выходит из строя. Но чтобы выполнить правильно проверку симистора, необходимо уметь не только пользоваться измерительными поборами, а также понимать суть его работы.

Представить полупроводниковый элемент можно двумя тиристорами, которые подключены относительно друг друга встречно-параллельно. Как и диод, триак имеет p-n переходы, но их количество у него больше. Структура прибора состоит из пяти чередующихся слоёв. В зависимости от приложенного напряжения к управляющему выводу в барьерных переходах начинаются процессы рекомбинации и движения основных носителей заряда или, наоборот, расширение запрещённых зон.

Симистор переходит в состояние, когда через него могут свободно проходить заряды, при выполнении двух условий:

• на его управляющий вывод подаётся ток нужной амплитуды (отпирающий);
• разность потенциалов между управляемыми электродами соответствует некоторой величине, определяющейся параметрами устройства.

В иных же случаях полупроводниковый ключ окажется запертым. При использовании прибора в схемах с переменным сигналом на выводах будет постоянно изменяться полярность напряжения, поэтому режим работы устройства разделяют на четыре квадранта. В каждом квадранте существуют свои условия для отпирания или запирания.

Из-за своей особенности работы такой тип тиристоров изначально использовался в качестве управляющего элемента на производственных станках, позволяя на них плавно подавать ток. Это были довольно габаритные устройства, требующие массивного охлаждения. Но эволюция прибора привела к уменьшению габаритов и улучшению технического процесса изготовления. Это дало возможность применять триаки совместно с компрессорным оборудованием, электронагревательными системами, электроинструментами и зарядными блоками.

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

• Использовать триаки с высокой шумовой устойчивостью. В маркировке у них добавлена буква «Н», от «нечувствительный». Называют их «симисторы ряда «Н». Отличаются они тем, что минимальный ток перехода у них намного выше. Например, симистор BT139-600H имеет ток перехода IGT min =10mA.

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.

Где взять питание тестировщику

Адаптер телефона дает ток 100 – 500 мА. Часто бывает мало (если понадобится проверить тиристор КУ202Н мультиметром, отпирающий ток 100 мА). Где взять больше? Посмотрим шину USB: третья версия выдаст 5 А. Чрезвычайно большой ток для микроэлектроники, бросьте сомневаться в мощностных характеристиках интерфейса. Распиновку посмотрим в сети. Приводим рисунок, указывающий раскладку типичных портов USB. Показаны два типа интерфейсов:

1. Первый USB тип А характерен компьютерам. Максимально распространенный. Найдете на адаптерах (зарядных устройствах) портативных плееров, iPad. Можно использовать в качестве источников питания схемы тестирования тиристора.
2. Второй тип В характерен больше как концевой. Подключаются периферийные устройства наподобие принтеров, прочей оргтехники. Найти в качестве исходного источника питания сложно, игнорируя факт недоступности, авторы проверили раскладку.

Если кабель USB разрезать – уверены, многие ринутся курочить старую технику, обрывать хвосты мышкам – внутри провод питания +5 вольт традиционно красный, оранжевый. Информация поможет правильно прозвонить схему, добыть нужное напряжение. Присутствует на выключенном системном блоке (к розетке подсоединено). Вот почему огонек мышки продолжает гореть. На время теста компьютер достаточно будет ввести в режим гибернации. Кстати, напрямую не имеется в Windows 10 (полазить по настройкам, найдете в управлении энергопотреблением).

Заручившись помощью схемы, проверим тиристор, не выпаивая. Рабочая точка задана относительно земли порта, поэтому внешние устройства будут играть малую роль.

Традиционно заземление персонального компьютера завязано на корпус, куда выходит провод входного фильтра гармоник. Схемные +5 вольт, земля развязаны с шиной. Достаточно тестируемую схему отключить от питания. Для проверки тиристора понадобится напаять усики на каждый вывод. Чтобы подвести питание, управляющий сигнал.

Будет интересно Как проверить диодный мост мультиметром?

Многие, елозят на стуле, не понимая одной вещи: тут рассказываем, как прозвонить тиристор мультиметром, причем здесь светодиод плюс все навороты? Место светодиода можно – даже лучше – включить щупы тестера, регистрировать ток. Удается использовать малое напряжение питания, всегда безопаснее одновременно. Что касается персонального компьютера, дает широкие возможности тестирования любых элементов, включая тиристоры. Блок питания системника дает набор напряжений:

1. +5 В идет кулерам, многим другим системам. Фактически стандартное напряжение питания. Провода вольтажа красного цвета.
2. Напряжение +12 вольт используется для питания многих потребителей. Провод желтого цвета (не путать с оранжевым).
3. – 12 вольт оставлено обеспечить совместимость с RS. Старый добрый COM-порт, через который сегодня программируются адаптеры промышленных систем. Некоторые источники бесперебойного питания. Провод обычно синий.
4. Оранжевый провод обычно несет напряжение +3,3 В.

Видите, разброс великий, главное – ток. Мощность блоков питания компьютеров колеблется в области 1 кВт. Откроет любой тиристор! Пора пришла заканчивать. Надеемся, теперь читатели знают, как проводится прозвонка тиристора мультиметром. Иногда придется повозиться.

Упомянутый выше тиристор КУ202Н снабжен структурой pnpn, незапираемый. После пропадания управляющего напряжения ключ не закрывается. Нужно убрать питание, чтобы погас светодиод. Отпирающее напряжение положительное. Подходит схеме. Единственно, ток удержания составляет 300 мА.

Самостоятельное изготовление

На сегодня возможно установить простые регуляторы на электрические приборы своими руками, если имеется необходимый инструмент и схемы. Существует несколько возможных вариантов таких схем. К одной из схем можно отнести bt136 600e. Она идеально подходит, например, для регулировки степени нагрева паяльника.

Варианты схем

Паяльник можно оборудовать устройством для регулировки мощности до 90 Вт. Для этого необходимо всего лишь несколько деталей. Именно благодаря такому устройству можно изменять не только степень нагрева жала паяльника, но и уровень свечения настольной лампы, скорость вращения вентилятора для многих других приборов, которые требуют регулировки.

Такой регулятор можно собрать на основе многих симисторов, к примеру, ВТА 16600. Но идеальным вариантом будет использование устройства bt136 600e. Симистор этого типа лучше подходит для регулировки мощности жала паяльника.

С другой стороны, если имеется минимальный опыт работы с микросхемами, то можно вмонтировать такую лампу в схему регулятора мощности на симисторе типа bt136 600e. Главное, правильно выбрать неоновую лампу. От правильного выбора такого устройства будет зависеть качество работы регулятора, его функциональные возможности и многое другое. Она должна иметь минимальные показатели напряжения.

От этого показателя непосредственно зависит плавность регулировки степени нагрева жала паяльника или скорости вентилятора. При монтаже стартера в светильник неоновую лампу можно не применять. Хотя функциональность устройства от этого уменьшается, поскольку показатель напряжения (мощности) прибора при работе не будет виден.

В схемах регулятора для паяльника нет ничего сложного. Для создания диодного моста используются диоды D226. К нему в обязательном порядке следует монтировать тиристор KY202H. Он имеет личную цепь управления. Если диапазон регулировки мощности устройства должен быть довольно большим, то применяются схемы с дополнительной установкой элемента логики — счётчика K561NE8. Регулировать мощность здесь также будет тиристор.

После установки диодного моста, согласно схеме следует обычный параметрический стабилизатор. Он будет включать подачу электричества на микросхему

Также важно правильно подобрать мощность и количество диодов. Они должны соответствовать желаемому диапазону регулировки

Существует и другой вариант схемы для регулировки мощности паяльника. Она очень проста, никаких дорогостоящих и дефицитных деталей в ней нет. Предварительно установив светодиод, можно регулировать включённое/выключенное состояние.

Возможное допустимое напряжение на входе должно равняться от 120 до 210 вольт. Для любых приборов такого типа можно использовать индикатор напряжения. Такое устройство можно найти в старом магнитофоне и использовать его для личных целей. Для усовершенствования прибора можно использовать светодиод или любые другие комплектующие такого типа. Он будет подсвечивать шкалу напряжения устройства, а также включённое или выключенное состояние. Это позволит значительно увеличить его функциональность.

Сборка устройства

При сборке симисторного или тиристорного регулятора мощности своими руками следует позаботиться о качественном корпусе для устройства. Лучшим вариантом будет использование пластика, поскольку его легко согнуть, обрезать, склеить и в целом обрабатывать. Таким образом, нужно из пластика вырезать заготовки, зачистить и обработать края, после чего склеить вместе в форме коробки под устройство. В коробке монтируется сделанный регулятор. После того как прибор собран, его необходимо предварительно проверить на правильность схемы и на работоспособность перед эксплуатацией.

Для того чтобы совершить такую проверку, можно использовать обычный паяльник. В качестве альтернативы применяется мультиметр. Приборы просто нужно подключить к выходу самой регулировочной схемы и вращать ручку регулятора. Если в схеме предусмотрена проверочная лампочка, то при регулировке яркость её свечения должна изменяться.

Как проверить работоспособность симистора?

В сети можно найти несколько способ, где описан процесс проверки при помощи мультиметра, те, кто описывал их, судя по всему, сами не пробовали ни один из вариантов. Чтобы не вводить в заблуждение, следует сразу заметить, что выполнить тестирование мультиметром не удастся, поскольку не хватит тока для открытия симметричного тринистора. Поэтому, у нас остается два варианта:

1. Использовать стрелочный омметр или тестер (их силы тока будет достаточно для срабатывания).
2. Собрать специальную схему.

Алгоритм проверки омметром:

1. Подключаем щупы прибора к выводам T1 и T2 (A1 и A2).
2. Устанавливаем кратность на омметре х1.
3. Проводим измерение, положительным результатом будет бесконечное сопротивление, в противном случае деталь «пробита» и от нее можно избавиться.
4. Продолжаем тестирование, для этого кратковременно соединяем выводы T2 и G (управляющий). Сопротивление должно упасть примерно до 20-80 Ом.
5. Меняем полярность и повторяем тест с пункта 3 по 4.

Если в ходе проверки результат будет таким же, как описано в алгоритме, то с большой вероятностью можно констатировать, что устройство работоспособное.

Заметим, что проверяемую деталь не обязательно демонтировать, достаточно только отключить управляющий вывод (естественно, обесточив предварительно оборудование, где установлена деталь, вызывающая сомнение).

Необходимо заметить, что данным способом не всегда удается достоверно проверку, за исключением тестирования на «пробой», поэтому перейдем ко второму варианту и предложим две схемы для тестирования симметричных тринисторов.

Схему с лампочкой и батарейкой мы приводить не будем в виду того, что таких схем достаточно в сети, если вам интересен этот вариант, можете посмотреть его в публикации о тестировании тринисторов. Приведем пример более действенного устройства.

Схема простого тестера для симисторов

Обозначения:

• Резистор R1 – 51 Ом.
• Конденсаторы C1 и С2 – 1000 мкФ х 16 В.
• Диоды – 1N4007 или аналог, допускается установка диодного моста, например КЦ405.
• Лампочка HL – 12 В, 0,5А.

Можно использовать любой трансформатор с двумя независимыми вторичными обмотками на 12 Вольт.

Алгоритм проверки:

1. Устанавливаем переключатели в исходное положение (соответствующее схеме).
2. Производим нажатие на SB1, тестируемое устройство открывается, о чем сигнализирует лампочка.
3. Жмем SB2, лампа гаснет (устройство закрылось).
4. Меняем режим переключателя SA1 и повторяем нажатие на SB1, лампа снова должна зажечься.
5. Производим переключение SA2, нажимаем SB1, затем снова меня ем положение SA2 и повторно жмем SB1. Индикатор включится, когда на затвор попадет минус.

Теперь рассмотрим еще одну схему, только универсальную, но также не особо сложную.

Схема для проверки тиристоров и симисторов

Обозначения:

• Резисторы: R1, R2 и R4 – 470 Ом; R3 и R5 – 1 кОм.
• Емкости: С1 и С2 – 100 мкФ х 10 В.
• Диоды: VD1, VD2, VD5 и VD6 – 2N4148; VD2 и VD3 – АЛ307.

В качестве источника питания используется батарейка на 9V, по типу Кроны.

Тестирование тринисторов производится следующим образом:

1. Переключатель S3, переводится в положении, как продемонстрировано на схеме (см. рис. 6).
2. Кратковременно производим нажатие на кнопку S2, тестируемый элемент откроется, о чем просигнализирует светодиод VD
3. Меняем полярность, устанавливая переключатель S3 в среднее положение (отключается питание и гаснет светодиод), потом в нижнее.
4. Кратковременно жмем S2, светодиоды не должны загораться.

Если результат будет соответствовать вышеописанному, значит с тестируемым элементом все в порядке.

Теперь рассмотрим, как проверить с помощью собранной схемы симметричные тринисторы:

• Выполняем пункты 1-4.
• Нажимаем кнопку S1- загорается светодиод VD

То есть, при нажатии кнопок S1 или S2 будут загораться светодиоды VD1 или VD4, в зависимости от установленной полярности (положения переключателя S3).

Схема управления мощностью паяльника

В завершении приведем простую схему, позволяющую управлять мощностью паяльника.

Простой регулятор мощности для паяльника

Обозначения:

• Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – 3,3 кОм, R3 – 20 кОм, R4 – 1 Мом.
• Емкости: С1 – 0,1 мкФ х 400В, С2 и С3 — 0,05 мкФ.
• Симметричный тринистор BTA41-600.

Приведенная схема настолько простая, что не требует настройки.

Теперь рассмотрим более изящный вариант управления мощностью паяльника.

Схема управления мощностью на базе фазового регулятора

Обозначения:

• Резисторы: R1 – 680 Ом, R2 – 1,4 кОм, R3 — 1,2 кОм, R4 и R5 – 20 кОм (сдвоенное переменное сопротивление).
• Емкости: С1 и С2 – 1 мкФ х 16 В.
• Симметричный тринистор: VS1 – ВТ136.
• Микросхема фазового регулятора DA1 – KP1182 ПМ1.

Настройка схемы сводится к подбору следующих сопротивлений:

• R2 – с его помощью устанавливаем необходимую для работы минимальную температуру паяльника.
• R3 – номинал резистора позволяет задать температуру паяльника, когда он находится на подставке (срабатывает переключатель SA1),

С помощью элемента питания и лампочки

Существует вариант прозвона симистора простейшим тестером, представляющим собой разорванную однолинейную цепь с источником питания и контрольной лампой. Еще для проверки понадобится дополнительный источник питания. В качестве его может быть использован любой элемент питания, например типа АА с напряжением 1,5 В.

Прозванивать деталь нужно в определенном порядке. В первую очередь необходимо соединить контакты тестера с рабочими контактами симистора. Контрольная лампа при этом гореть не должна.

Затем необходимо подать напряжение между управляющим и рабочим электродами с дополнительного источника питания. На рабочий электрод подается полярность, соответствующая полярности подключенного тестера. При подключении контрольная лампа должна загореться. Если переход симистора настроен на соответствующий ток удержания, то лампа должна гореть и при отключении дополнительного источника питания от управляющего электрода до момента отключения тестера.

Так как прибор должен пропускать ток в обоих направлениях, для надежности можно повторить проверку, изменив полярность подключения тестера к симистору на противоположную. Надо проверить работоспособность прибора при обратном направлении тока через полупроводниковый переход.

Если до подачи напряжения на управляющий электрод контрольная лампа загорелась и продолжает гореть, то деталь неисправна. Если при подаче напряжения контрольная лампа не загорелась, симистор также считается неисправным, и использовать его в дальнейшем нецелесообразно.

Соблюдая эти простейшие правила, можно произвести отбраковку некачественных или отработавших свой ресурс деталей.

Существенный недостаток тиристоров заключается в том, что это однополупериодные элементы, соответственно, в цепях переменного тока они работают с половинной мощностью. Избавиться от этого недостатка можно используя схему встречно-параллельного включения двух однотипных устройств или установив симистор. Давайте разберемся, что представляет собой этот полупроводниковый элемент, принцип его функционирования, особенности, а также сферу применения и способы проверки.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 252-253.