Тиристоры: принципы работы и испытания

Тиристор в электрической схеме: что это за полупроводник

Если пользоваться научными терминами, то можно увидеть, что конструкция этого сложного электронного устройства включает полупроводниковый монокристалл с тремя и более p-n переходами.

Они предназначены для изменения проводимости до двух критических состояний, когда она:

1. Он открыт и через него проходит электрический ток.
2. Полностью закрыт.

Для подключения электрической цепи ее обычно оснащают тремя, двумя или четырьмя проводами от контактных площадок к p-n слоям.

Я не буду продолжать эту тему научным языком, потому что новички ничего не поймут, и мне сложно объяснить простым языком, как носители заряда (дырки и электроны) движутся по этой структуре в каждом конкретном случае.

И это сейчас никому не нужно, кроме студентов, пытающихся сдать экзамены, и рабочих, проектирующих и разрабатывающих новые устройства.

Домашнему электрику просто необходимо понимать принцип работы конечного устройства, чтобы проверить его исправность и грамотно эксплуатировать в быту.

Поэтому показываю конечный результат — как выглядит вольтамперная характеристика тиристора в процессе работы.

Он выделяет две области режима работы при прямом и обратном приложении напряжения, образуя пять режимов, нарисованных на изображении. Не будем углубляться в теорию и сделаем для себя краткие выводы:

1. в начальной стадии диапазона смещения полупроводник закрыт, затем открывается и остается открытым;
2. при обратном подключении к источнику напряжения сначала не пропускает ток, а прорывается при достижении критического состояния.

Как же выглядит и обозначается тиристор на электрических схемах

Современная промышленность использует большое разнообразие этих уникальных полупроводников. Они доступны в разных кейсах с возможностью передачи и обмена всевозможными полномочиями.

Привожу внешний вид лишь небольшой их части, выполненной в металлическом корпусе, предназначенном для работы в силовых цепях с большими токами.

А еще есть конструкции, выпускаемые в пластиковом корпусе, позволяющие коммутировать токи с меньшими значениями. Они используются в схемах управления для различных бытовых приборов.

Внешне тиристор похож на диод.

Только в большинстве случаев имеет дополнительный вывод для подключения к внешней цепи — управляющий электрод. Обозначение на схеме тоже примерно такое же.

Изменение касается только небольшой перерисовки катодного вывода — небольшая прерывистая линия. Все это хорошо видно в сравнении.

Появление диодов и тиристоров, а также их обозначения на схемах не случайно. Хотя они немного отличаются по конструкции, но работают по общему принципу: пропускают электрический ток только в одном направлении.

Я подробнее остановлюсь на этом вопросе.

Как просто понять принципы работы и научные термины этого сложного полупроводника: 2 мневмонических правила

Команда №1 для новичка

Представьте, что мы сплавляемся на большом плоту по широкой реке. Мы можем двигаться только по течению, а не против него. Поток воды движется за счет разности высот (потенциальных), которые имеют разный уровень потенциальной энергии.

Так что ток в диоде может проходить только в одном направлении: от анода к катоду. Другое движение электронов блокирует полупроводниковое соединение. Других способов регулирования здесь нет.

Все это полностью соответствует работе тиристора, но с небольшим дополнением: диод открывается сразу при подаче напряжения непосредственно на выводы.

Тиристор в этом случае закрыт, ток не проводит. Он действует как плотина с шлюзами, блокирующими реку. Наш флот просто остановится перед возникшим препятствием. Чтобы возобновить движение, он должен открыть ворота водной преграды.

Все это делается по команде, когда импульс тока определенного направления подается через управляющий электрод, например на анод (с соответствующим управлением).

Только в этом случае закрытый полупроводниковый переход открывается и сохраняет свое состояние все время, пока на него подается постоянное входное напряжение.

Если импульс тока исчезает, это не влияет на работу полупроводникового перехода: он остается открытым. Для закрытия тиристора необходимо: разорвать цепь тока в любом месте или отключить источник напряжения, или надежно зашунтировать анод на катод.

Вот простое мнемоническое правило, основанное на сравнении гидравлических и электрических процессов, которое облегчает работу с этим сложным электронным изделием.

Завещание №2: особенности применения тиристоров в цепях постоянного и переменного тока

Внутреннее сопротивление полупроводниковых переходов в открытом состоянии достаточно мало. Ток через него определяется законом Ома и при подаче постоянного напряжения не меняется по величине.

Схема управления тиристором в данном случае не позволяет регулировать силу. Его нужно контролировать другими способами.

С другой стороны, импульс тока, заданный командой управления, регулируется до безопасного значения подключенным токоограничивающим резистором R.

Это сделано для предотвращения пробоя полупроводникового слоя, участвующего в протекании управляющего сигнала.

Как работает тиристор в цепи бытовых приборов на переменном токе

Другие перспективы создают переменные схемы и особенно источники синусоидального напряжения. Их сигнал имеет не строго постоянное значение, а синусоидальную форму, меняющуюся во времени.

Здесь каждый период колебаний состоит из двух полупериодов:

1. положительный;
2. отрицательный.

На схеме они имеют свои знаки: «плюс» и «минус». В действительности при изменении полупериода направление тока меняется на прямо противоположное.

Когда синусоида достигает нулевой амплитуды, ток через полупроводниковый переход прекращается, он замыкается. Для возобновления процесса необходимо снова подать импульс на управляющий электрод на следующем положительном полупериоде.

Все это происходит автоматически. В то же время изменение положения открывающего импульса во времени (в системе измерения угла — по фазе) позволяет управлять силой тока путем изменения момента открывающего перехода.

Включение второго тиристора с правильной полярностью в нижнюю полуволну позволяет регулировать значение. Тогда мы получаем не чистую синусоиду, а слегка обрезанную во времени (до момента включения управляющего импульса).

3 варианта такого сигнала показаны на нижнем графике выходного тока при мгновенном открытии двух тиристоров:

1. полуволновое усиление;
2. по его амплитуде;
3. и во время рецессий.

Этот усеченный и не чисто синусоидальный ток питает наши электроинструменты: дрели, перфораторы, болгарки и другие устройства с тиристорным или симисторным управлением.

В целом ничего страшного в таком изменении формы сигнала нет: все производители провели множество экспериментов и пустили эту схему в эксплуатацию.

Во всем этом надо четко понимать, потому что при ремонте или регулировке с помощью осциллографа такие сигналы напряжения должны прослеживаться в контрольных точках электрической цепи.

Выпрямители с регулировкой тока — второй принцип работы

Зарядные цепи, пусковые устройства и сварочные аппараты постоянного тока работают на выпрямленном напряжении. При этом выпрямительный блок типового диодного моста часто заменяют трансформаторным преобразованием однофазного сигнала с двумя диодами или тиристорами.

Обычно его называют двухполупериодным выпрямлением.

Здесь в каждую выходную полуобмотку силового трансформатора вмонтирован тиристор, обрабатывающий полуволну.

Выпрямление достигается схемой соединения полуобмоток с общей точкой и выбором направления соединения анодно-катодной цепи каждого полупроводникового прибора.

Окончательная форма выпрямленного и модифицированного сигнала выглядит следующим образом.

Опять же, для сравнения с предыдущим принципом показываю форму сигнала в трех вариантах запуска фазосдвигающего управляющего импульса. Здесь видно, что отрицательный полупериод изменился на противоположный, и работа схемы управления не изменилась.

Правило № 3: Различия в управлении транзистором и тиристором

У меня как-то так получилось, что сначала мне пришлось практически освоить электронные схемы, работающие на транзисторах, и только после них — тиристорные сборки.

Поэтому я сначала понял и вспомнил, что выходной сигнал транзистора можно изменять за счет величины разности потенциалов на базе, то есть по напряжению.

Мои друзья объяснили, что цепь тиристора обычно размыкается током, протекающим через управляющий электрод.

Такое небольшое дополнение к вышеизложенному материалу стоит запомнить новичкам. А чтобы понять разницу между силой электрического тока и величиной действующего напряжения, я написал две отдельные статьи.

Рекомендую присмотреться к ним. Они также написаны простым языком.

Простые схемы управления КУ202Н

На тиристоре КУ202Н схема управления достаточно проста. Первый вариант был описан в разделе проверки устройства. В него входили батарея на 1,5 В, лампочка и блок питания на 12 В. Но есть и множество других способов подключения тиристора. Рассмотрим простейшую схему на его основе.

Проверка исправности

Существует достаточно простой метод, как проверить тиристор КУ202Н или любой другой тринистор на исправность. Вам нужна лампочка, батарейка, три провода.

Проверка простым способом

Прозвонка тиристора выполняется в следующей последовательности:

1. Лампочка должна быть подключена к аккумулятору через тринистор.
2. Подсоедините щупы к плюсовой и минусовой клеммам проверяемого элемента и установите мультиметр в режим измерения постоянного напряжения.
3. Подайте питание на управляющий электрод, подключив аккумулятор. Тринистор должен открыться. Свечение от лампочки укажет на работу радиоэлемента. Если использовать бракованную деталь, этого не произойдет.

Такой тест позволяет быстро и с минимальными затратами времени определить работоспособность тиристора.

Схема управления тринистором КУ202Н

Особенности схемного подключения

Тиристор предназначен для коммутации напряжения в различных устройствах. Но при этом есть стандартная схема подключения, нарушать которую настоятельно не рекомендуется. Например, резистор должен быть подключен между катодом (припоем) и управляющим электродом в качестве шунтирующего компонента. Благодаря его наличию цепь управления замыкается и переход насыщается. Сопротивление должно быть не больше и не меньше 51 Ом.

Если на аноде присутствует напряжение отрицательной полярности, управляющий ток должен быть равен нулю. В противном случае произойдет электрический пробой перехода, что приведет к неисправности всего устройства в целом. Дальнейшая его работа невозможна, как и обратное восстановление.

Проверка в режиме коммутации

Чтобы быть уверенным, что тиристор работает, достаточно собрать небольшую схему переключателя, состоящую из следующих компонентов:

1. лампочки или светодиоды с подходящим сопротивлением при подключении к сети 12В;
2. источник низкого напряжения, такой как батарея типа АА;
3. несколько проводников и источник напряжения 12 В.

Чтобы выполнить проверку, выполните следующие действия:

1. Подключаем нагрузку к источнику питания 12 В и цепи тиристора АК.
2. На выводы РЭ и А подаем отрицательное напряжение (+ аккумуляторов нужно подключить к А) на мгновение.

Затем загорится лампа или светодиод. Чтобы он погас, необходимо отключить коммутируемую цепь или изменить полярность управляющего напряжения. Этот режим считается нормальным для эксплуатации и может использоваться при всех постоянных напряжениях коммутации в допустимых пределах. Что касается тиристора КУ202Н, то оно не должно превышать 400В.

Дополнительный материал.

Цоколёвка (распиновка) больших отечественных симисторов и тиристоров. Благодаря мощному металлическому корпусу эти приборы могут рассеивать 1…2 Вт мощности без существенного изменения параметров без дополнительного радиатора.

Цоколевка малогабаритных популярных тиристоров, способных управлять сетевым напряжением при среднем токе 0,5 Ампера.

Тип устройства	Катод	Управление	Анод
BT169D (Э, Г)	один	2	3
CR02AM-8	3	один	2
МКР100-6(8)	один	2	3

28 апреля 2011 (23:10) в Блоки питания, сделай сам

DataSheet

Цоколевка тиристора КУ202

Описание

Кремниевые планарные диффузионные тиристоры p—n—p—n. Предназначены для использования в качестве ключевых элементов в схемах автоматики и в управляемых выпрямителях. Они изготавливаются в стеклометаллическом корпусе штыревой конструкции с жесткими проводами. Анод является основой. Обозначение типа указано на корпусе. Вес не более 14 г.

Указания по монтажу

При использовании тиристоров между катодом и управляющим выходом необходимо подключить резистор 51 Ом + 5%. При Ru>51 Ом норма по неотключающему управляющему току не гарантируется. При отрицательном напряжении на аноде тиристора подача постоянного тока не допускается. Время пайки проводов при температуре пайки до 260 °С не должно превышать 3 с.Пайка допускается на расстоянии не менее 7 мм для катодного провода и 3,5 мм для контрольного провода от стеклянного изолятора. Крутящий момент не более 2,45 Нм.
Параметры тиристора КУ202

Читайте также: Хирургическая сталь — состав сплава, свойства и области применения

Параметр	Обозначение	Маркировка	Важность	Единица обр.
Аналоги		КУ202А	1N4202, НАС4443, НАСБ
КУ202Б	1N4202, НАС4443, НАСБ
КУ202В	1N4202, НАС4443, НАСБ
КУ202Г	1N4202, НАС4443, НАСБ
КУ202Д	1N4202, НАС4443, НАСБ
КУ202Э	1N4202, НАС4443, НАСБ
КУ202Ж	1N4202, НАС4443, НАСБ
КУ202И	1N4202, НАС4443, НАСБ
КУ202К	1N4202, НАС4443, НАСБ
КУ202Л	1N4202, НАС4443, НАСБ
КУ202М	1N4202, НАС4443, НАСБ
КУ202Н	БТХ32С100, Х10Т15КН, 1Н4202
Повторяющееся импульсное напряжение — это наибольшее мгновенное значение обратного напряжения, приложенного к тиристору, включая только повторяющиеся переходные напряжения.	Uобр, п, U*обр, max	КУ202А	—	НА
КУ202Б	25*
КУ202В	—
КУ202Г	50*
КУ202Д	—
КУ202Э	100*
КУ202Ж	—
КУ202И	200*
КУ202К	—
КУ202Л	300*
КУ202М	—
КУ202Н	400*
Повторяющееся импульсное напряжение в открытом состоянии — это наибольшее мгновенное значение напряжения в закрытом состоянии, приложенное к тиристору, включая только повторяющиеся переходные напряжения.	Uzs, p, U*zs, не более	КУ202А	25*	НА
КУ202Б	25*
КУ202В	50*
КУ202Г	50*
КУ202Д	100*
КУ202Э	100*
КУ202Ж	200*
КУ202И	200*
КУ202К	300*
КУ202Л	300*
КУ202М	400*
КУ202Н	400*
Импульсный ток постоянного тока во включенном состоянии является максимальным значением тока во включенном состоянии.	Иос и	КУ202А	тридцать	НО
КУ202Б	тридцать
КУ202В	тридцать
КУ202Г	тридцать
КУ202Д	тридцать
КУ202Э	тридцать
КУ202Ж	тридцать
КУ202И	тридцать
КУ202К	тридцать
КУ202Л	тридцать
КУ202М	тридцать
КУ202Н	тридцать
Средний ток в открытом состоянии — среднее значение тока в открытом состоянии за период.	Ioc, ср I*oc, p	КУ202А	10*	НО
КУ202Б	10*
КУ202В	10*
КУ202Г	10*
КУ202Д	10*
КУ202Э	10*
КУ202Ж	10*
КУ202И	10*
КУ202К	10*
КУ202Л	10*
КУ202М	10*
КУ202Н	10*
Импульсное напряжение во включенном состоянии — максимальное мгновенное значение напряжения во включенном состоянии из-за импульсного тока во включенном состоянии установленного значения	Уок, у, у*ос	КУ202А	≤1,5*	НА
КУ202Б	≤1,5*
КУ202В	≤1,5*
КУ202Г	≤1,5*
КУ202Д	≤1,5*
КУ202Э	≤1,5*
КУ202Ж	≤1,5*
КУ202И	≤1,5*
КУ202К	≤1,5*
КУ202Л	≤1,5*
КУ202М	≤1,5*
КУ202Н	≤1,5*
Неоткрывающееся постоянное управляющее напряжение — наибольшее постоянное напряжение на управляющем электроде, при котором тринистор переходит из закрытого состояния в открытое.	О, обратите внимание	КУ202А	≥0,2	НА
КУ202Б	≥0,2
КУ202В	≥0,2
КУ202Г	≥0,2
КУ202Д	≥0,2
КУ202Э	≥0,2
КУ202Ж	≥0,2
КУ202И	≥0,2
КУ202К	≥0,2
КУ202Л	≥0,2
КУ202М	≥0,2
КУ202Н	≥0,2
Повторяющийся импульсный ток в выключенном состоянии. Импульсный ток в выключенном состоянии из-за повторяющихся импульсных токов в выключенном состоянии.	Изс, н, И*зс	КУ202А	≤4*	мА
КУ202Б	≤4*
КУ202В	≤4*
КУ202Г	≤4*
КУ202Д	≤4*
КУ202Э	≤4*
КУ202Ж	≤4*
КУ202И	≤4*
КУ202К	≤4*
КУ202Л	≤4*
КУ202М	≤4*
КУ202Н	≤4*
Повторяющийся импульсный обратный ток — обратный ток из-за повторяющегося импульсного обратного напряжения	Иобр, р, я * обр	КУ202А	≤4*	мА
КУ202Б	≤4*
КУ202В	≤4*
КУ202Г	≤4*
КУ202Д	≤4*
КУ202Э	≤4*
КУ202Ж	≤4*
КУ202И	≤4*
КУ202К	≤4*
КУ202Л	≤4*
КУ202М	≤4*
КУ202Н	≤4*
Trigger DC control current — минимальный постоянный ток управления, необходимый для включения тиристора (из закрытого в открытое)	Ий, благочестивый, И*й, с и	КУ202А	≤200	мА
КУ202Б	≤200
КУ202В	≤200
КУ202Г	≤200
КУ202Д	≤200
КУ202Э	≤200
КУ202Ж	≤200
КУ202И	≤200
КУ202К	≤200
КУ202Л	≤200
КУ202М	≤200
КУ202Н	≤200
Постоянное управляющее напряжение отпирания — напряжение между управляющим электродом и катодом тринистора, соответствующее постоянному управляющему току срабатывания	Уй, от, У*у, от и	КУ202А	≤7	НА
КУ202Б	≤7
КУ202В	≤7
КУ202Г	≤7
КУ202Д	≤7
КУ202Э	≤7
КУ202Ж	≤7
КУ202И	≤7
КУ202К	≤7
КУ202Л	≤7
КУ202М	≤7
КУ202Н	≤7
Скорость нарастания напряжения в выключенном состоянии	dUzc/dt	КУ202А	5	В/мкс
КУ202Б	5
КУ202В	5
КУ202Г	5
КУ202Д	5
КУ202Э	5
КУ202Ж	5
КУ202И	5
КУ202К	5
КУ202Л	5
КУ202М	5
КУ202Н	5
Время включения тиристора – это интервал времени, в течение которого тиристор включается током управления запуском или переходит из закрытого состояния в открытое состояние импульсным током управления.	т на	КУ202А	≤10	так далее
КУ202Б	≤10
КУ202В	≤10
КУ202Г	≤10
КУ202Д	≤10
КУ202Э	≤10
КУ202Ж	≤10
КУ202И	≤10
КУ202К	≤10
КУ202Л	≤10
КУ202М	≤10
КУ202Н	≤10
Время выключения — кратчайший интервал времени между моментом, когда основной ток тиристора после внешнего переключения главных цепей падает до нуля, и моментом, когда определенное основное напряжение переходит через ноль без переключения тиристора	жесткий	КУ202А	≤100	так далее
КУ202Б	≤100
КУ202В	≤100
КУ202Г	≤100
КУ202Д	≤100
КУ202Э	≤100
КУ202Ж	≤100
КУ202И	≤100
КУ202К	≤100
КУ202Л	≤100
КУ202М	≤100
КУ202Н	≤100

Описание значений со звездочками (*) см в буквенных обозначениях параметров тиристоров.

Максимальное напряжение в закрытом состоянии в зависимости от температуры корпуса	Ток от напряжения в открытом состоянии
Средний ток во включенном состоянии в зависимости от температуры корпуса	Максимальный средний ток в открытом состоянии в зависимости от температуры корпуса
Зависимость между током запуска и напряжением от длительности импульса	Ток управления триггером в зависимости от температуры корпуса
Запуск управляющего напряжения в зависимости от температуры птичника	Время отключения в зависимости от температуры коробки
Время включения в зависимости от температуры шкафа

Если вы нашли ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Аналоги

Зарубежными аналогами тиристора КУ202Н являются VTX32S100, H20T15CN, 1N4202. Зарубежные производители не выпускают приборы с такими же геометрическими размерами, как КУ202Н, поэтому потребуется изменить место установки прибора. Также следует помнить, что их параметры могут незначительно отличаться от рассматриваемого тиристора, например, средний ток может составлять 7,5 А.

Кроме зарубежных устройств можно использовать российский аналог — Т112-10. Как и КУ202Н, имеет металлический корпус и резьбовой выход анода. Однако габариты меньше, поэтому место крепления все равно нужно менять.

Фазовое регулирование напряжения

Регулировать переменное напряжение тиристорами можно несколькими способами: можно пропускать или отключать целые полупериоды (или периоды) переменного напряжения на выходе регулятора. И включать его можно не в начале полупериода сетевого напряжения, а с некоторой задержкой — ‘а’. За это время напряжение на выходе регулятора будет равно нулю, и ток на выход передаваться не будет. Вторую часть полупериода тиристор будет проводить ток и на выходе регулятора появится входное напряжение.

Время задержки часто называют углом открытия тиристора, а при нулевом угле практически все напряжение со входа пойдет на выход, потеряется только падение на открытом тиристоре. По мере увеличения угла тиристорный регулятор напряжения будет уменьшать выходное напряжение.

Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя при работе на активную нагрузку показана на следующем рисунке. При угле 90 электрических градусов выходное напряжение будет равно половине входного напряжения, а при угле 180 электрических градусов выходное напряжение будет равно нулю градусов.

На принципах регулирования фазного напряжения можно построить схемы регулирования, стабилизации и плавного пуска. Для плавного пуска напряжение необходимо увеличивать постепенно от нуля до максимального значения. Таким образом, угол открытия тиристора должен изменяться от максимального значения до нуля.

Схема тиристорного регулятора на однопереходном транзисторе.

На рисунке ниже представлена ​​схема тиристорного регулятора, с лампой накаливания в качестве нагрузки.

R1 — 100 КОм — переменный, 0,5 Вт, любого типа. Резистор R2 — 3КОм, R3 — 1КОм, R4 — 100Ом, R5 — 30КОм — МЛТ. VD1 — Стабилитрон Д814В VD2 — КД105Б VD3 — КД202Р VS1 — КУ202Н Конденсатор С1 — 0,1МФ 400В., любого типа. Транзистор VT1 — Предохранитель КТ117А 0,5 — 1,5 Ампер (в зависимости от мощности лампы.)

Домашняя страница

Использование материалов данной страницы разрешается при наличии ссылки на сайт «Электричество просто».

Описание конструкции и принцип действия

Тиристор состоит из трех частей: «Анод», «Катод» и «Ввод», состоящих из трех p-n-переходов, которые могут переключаться из положений «ВКЛ» и «ВЫКЛ» с очень высокой скоростью. Но при этом он также может переключаться из положения «ВКЛ» с разной длительностью во времени, т.е в несколько полупериодов, для отдачи в нагрузку определенного количества энергии. Работу тиристора можно лучше объяснить, предположив, что он будет состоять из двух транзисторов, соединенных вместе, как пара комплементарных регенеративных переключателей.

В простейших микросхемах показаны два транзистора, которые объединены таким образом, что после команды «Пуск» ток коллектора поступает в каналы ТР 2 NPN-транзистора непосредственно в PNP-транзистор TR 1. В это время ток от ТР 1 поступает в каналы в базах ТР 2. Эти два соединенных между собой транзистора устроены так, что база-эмиттер получает ток от коллектора-эмиттера другого транзистора. Это требует параллельного размещения.

Фото — Тиристор КУ221ИМ

Несмотря на все меры безопасности, тиристор может непроизвольно переходить из одного положения в другое. Это связано с резким скачком тока, перепадами температур и другими различными факторами. Поэтому перед покупкой тиристора КУ202Н, Т122 25, Т 160, Т 10 10 необходимо не только проверить его тестером (кольцом), но и ознакомиться с его рабочими параметрами.

Типичные тиристорные IV характеристики

Чтобы начать обсуждение этой сложной темы, посмотрите схему ВАХ тиристора:

Фото — характеристика тиристора ВАХ

1. Сегмент между 0 и (Vvo, IL) полностью соответствует прямому запиранию устройства;
2. В секции Vво выполняется положение «ВКЛ» тиристора;
3. Участок между зонами (Вн, IL) и (Вн, В) является переходным положением во включенном состоянии тиристора. Именно в этой области возникает так называемый динисторный эффект;
4. В свою очередь, точки (Вн, В) на графике показывают прямое открытие устройства;
5. Точки 0 и Vbr – участок с тиристорной блокировкой;
6. Далее следует отрезок Vbr, обозначающий режим обратного пробоя.

Естественно, современные высокочастотные радиодетали в схеме могут незначительно влиять на ВАХ (кулеры, резисторы, реле). Также другие ВАХ могут иметь симметричные фототиристоры, SMD стабилитроны, оптотиристоры, триоды, оптопары, оптоэлектронные и другие модули.

Фото – тиристор ВАЦ

Кроме того, обратите внимание, что в этом случае устройства защищены на входе нагрузки.

КУ202 : предельные характеристики тиристоров

Напряжение в выключенном состоянии (постоянное):
КУ202А, КУ202Б	25 В
КУ202В, КУ202Г	50 В
КУ202Д, КУ202Э, 2У202Д, 2У202Э	100 В
КУ202Ж, КУ202И, 2У202Ж, 2У202И	200 В
КУ202К, КУ202Л, 2У202К, 2У202Л	300 В
КУ202М, КУ202Н, 2У202М, 2У202Н	400 В
Тиристоры обратного напряжения КУ202 (твердый):
КУ202Э, 2У202Э	100 В
КУ202И, 2У202И	200 В
КУ202Л, 2У202Л	300 В
КУ202Н, 2У202Н	400 В
Обратное управляющее напряжение (пост ток)	10 В
Прямое управляющее напряжение (постоянное)	10 В
Скорость вращения напряжения	5 В/мкс
Включенное состояние постоянного тока при Tk ≤ +70°C	10 А
Импульсный ток в открытом состоянии при ti ≤ 10 мс, Ios, sr ≤ 5 А и Tk ≤ +70°C:	30А
Ток прямого управления (постоянный)	200 мА
Ток прямого управления (импульсный):
При Тк ≤ +70°С	300 мА
При ti ≤ 50 мкс и Tk ≤ +70°C	500 мА
Обратный ток (постоянный)	5 мА
Потеря мощности (средняя)
при Тк ≤ +70°	20 Вт
при Тк = Тк, не более	1,5 Вт
Рассеиваемая мощность управления (импульс):
ti ≤ 10 мкс, Uу, от и ≤ 20 В и Тk ≤ +70 °С	20 Вт
ti ≤ 50 мкс и Tk ≤ +70°	2,5 Вт
Температура корпуса тиристора КУ202 :
КУ202А — КУ202Н	+85°С
2У202Д — 2У202Н	+110°С
Рабочая температура:
КУ202А — КУ202Н	-60…+75°С
2У202Д — 2У202Н	-60…+100°С

При использовании тиристоров КУ202 между катодом и управляющим электродом должен быть включен шунтирующий резистор сопротивлением 51 Ом. При отрицательном напряжении на аноде тиристора подача управляющего тока не допускается.

Принцип работы тиристора простыми словами

Рассмотрим принцип работы тиристора. Исходное состояние элемента закрыто. «Сигналом» для перехода в «открытое» состояние является появление напряжения между анодом и управляющим выходом. Вернуть тиристор в «закрытое» состояние можно двумя способами:

• снять нагрузку;
• уменьшить ток ниже тока удержания (одна из спецификаций).

В цепях с переменным напряжением, как правило, тиристор сбрасывается по второму варианту. Переменный ток в бытовой сети имеет синусоидальную форму, когда значение приближается к нулю и происходит сброс. В цепях с питанием от источников постоянного тока необходимо либо принудительно снимать ток, либо снимать нагрузку.

После снятия отпирающего напряжения тиристор остается в открытом состоянии (лампа горит)

То есть тиристор по-разному работает в цепях с постоянным и переменным напряжением. В цепи постоянного напряжения после кратковременного появления напряжения между анодом и выводом управления элемент переходит в состояние «разомкнут». Тогда может быть два сценария развития событий:

• Состояние «открыто» сохраняется даже после пропадания выходного напряжения управления анодом. Это возможно, если напряжение, подаваемое на клемму управления анодом, выше непускового напряжения (эти данные есть в технических характеристиках). Прохождение тока через тиристор фактически прекращается только при разрыве цепи или отключении источника тока. Кроме того, отключение/размыкание цепи может быть очень кратковременным. После восстановления цепи ток не течет до тех пор, пока снова не активируется контакт управления анодом.
• После снятия напряжения (оно меньше отпирающего) тиристор сразу переходит в «закрытое» состояние».

Так в цепях постоянного тока есть два варианта использования тиристора — с удержанием открытого состояния и без него. Но чаще их применяют по первому типу — когда он остается открытым.

Если говорить о внутренней структуре, то это три перехода PNPN

Принцип работы тиристора в цепях переменного тока иной. Там возврат в запертое состояние происходит «автоматически» — при падении тока ниже порога удержания. Если постоянно подавать напряжение на анод-катод, мы получаем на выходе тиристора импульсы тока, бегущие с определенной частотой. Так устроены импульсные блоки питания. С помощью тиристора они преобразуют синусоиду в импульсы.

Как проверить тиристор: 3 доступные методики для новичков

Принцип работы этой технологии я покажу на примере силового тиристора КУ202Н по простой причине: он был под рукой, когда я писал статью, и мне удавалось раздавать друзьям все более мощные модели для их самоделок…

Пути электрического
покажу чеки на его примере. Для этого я публикую важные характеристики, которые необходимо учитывать при работе. Они делятся на две группы:

1. лимит;
2. номинал.

Параметры первой категории относятся к кратковременному импульсному режиму. Они нас не интересуют: только номинальные показатели могут создать долгосрочную работу.

Оставайтесь с нами для:

1. Максимально допустимое напряжение 400 В;
2. Постоянный ток в открытом и закрытом состоянии — 10 А;
3. Ток удержания — 200 мА;
4. Разблокировка постоянного тока — 100 мА.

Эти данные для других полупроводниковых устройств можно найти в технических руководствах и на различных интернет-сайтах.

Самый первый метод проверки: стрелочным тестером или цифровым мультиметром

Оценка состояния использования КУ202Н прибора Ц4324 в 3 этапа

У меня до сих пор хранится такой редкий измерительный инструмент старого электрика в рабочем состоянии. Он сохранился благодаря знаку качества и постоянному уходу при измерениях.

Шаг 1. Установка режима и измерение закрытого состояния перехода

Режим измерения сопротивления устанавливаю центральным переключателем, а килоомный предел кнопкой. Положите положительный вывод схемы на анод, а отрицательный вывод подключите к катоду.

Для наглядности я их обозначил на фото ярко-красными «+» и «-» прямо на выделении крокодилов.

Измерительная игла показывает очень высокое сопротивление. То же самое будет и с противоположной полярностью выводов. Ты можешь проверить.

Шаг 2. Открытие тиристора

Касанием руки соединяю вывод управляющего электрода с корпусом (анодом) полупроводника.

Стрелка резко отклоняется к началу шкалы в сторону меньшего сопротивления. Показание порядка 0,15 к указывает на открытие np-перехода.

Шаг 3. Проверяет открытое состояние при снятии управляющего сигнала

Беру выходной провод из корпуса полупроводника и наблюдаю за показаниями стрелки.

Это не изменилось: переход сохранил открытое положение. Он прав.

Проверка состояния КУ202Н цифровым мультиметром

Принципиальных отличий в анализе тиристорных блоков нет. Технология такая же. Показываю на фотографиях на примере своего карманного мультиметра Mestek MT-102.

Для первого шага перевожу его в режим тестирования полупроводников и подключаю устройство к крокодилам.

Дисплей показывает, что переход закрыт: сопротивление высокое.

Далее я подключаю выход управляющего электрода к аноду. Полупроводник открыт.

При обрыве перемычки показания на экране не менялись.

Доступный для всех способ проверки током от батарейки и обычной лампочкой

Этот метод популярен, но он требует предварительного рассмотрения характеристик тестируемого устройства и выходной нагрузки, генерируемой лампочкой.

Для силовых транзисторов это не критично, но для маломощных изделий ток вне конструкции может повредить структуру электронных компонентов.

Продемонстрирую технику на примере конструкции самого доступного китайского светодиодного фонаря и обычной лампочки. Принципиальных отличий при использовании одной батарейки АА или ААА нет.

На всякий случай я измерил ток лампочки мультиметром.

Я получил результат 183 миллиампер, что вполне нормально для нашего случая.

Сейчас использую этот блок аккумуляторов для пробы. Подаю плюс на анод, а минус на катод проверяемого полупроводника через лампочку.

Свечения нет. Это означает, что сопротивление проверяемой цепи велико, все переходы закрыты.

Замыкаю управляющий электрод на корпус прибора — анод.

Лампа горит: прибор открыт.

Тиристор можно привести в действие, подав на его анод плюсовое напряжение от пальчиковой батарейки, а минус нужно предварительно подключить к управляющему электроду.

Это то, что рекомендуют гиды, но я предпочитаю первый способ. Он легче.

Теперь я открываю созданное соединение. Мед не перестает светиться: по цепи анод-катод продолжает течь ток.

Полупроводник остался в открытом положении, его можно починить.

Как можно проверить тиристор на электронной плате без выпаивания со схемы: советы бывалых

Как всегда, работы должны выполняться при снятом напряжении. Делается это не только из соображений безопасности, но и для достоверности результата.

Следующим шагом является удаление управляющего электрода с печатной платы. Разъединить разъем можно паяльником или разрезать щель ножом.

Проведу эксперимент на том же КУ202Н без платы. Для проверки нужно 2 отдельных устройства:

1. омметр;
2. милливольтметр постоянного тока.

Их можно заменить двумя мультиметрами или тестером, как показано на следующих рисунках. Перевожу свой тестер Ц4324 в режим измерения постоянного напряжения на пределе =1,2В. Я подключаю его к аноду и катоду.

Настроил Местек МТ-102 в режим омметра и поставил на полупроводниковые выводы крокодилами так, чтобы плюс шел на управляющий электрод, а минус на анод.

Стрелка тестера отклонилась вправо и показала значение меньше одного вольта. С помощью этого измерения можно оценить состояние полупроводникового перехода.

Любой из трех методов проверки основан на принципах работы тиристоров. Он учитывает протекание в них токов через полупроводниковые переходы. При их выполнении важно оценивать четыре последовательных этапа: Нормально закрытое состояние до получения команды Открытие по команде Оставаться открытым при отключении управляющего сигнала Закрытие при исчезновении питания.

Для более наглядного представления этих процессов я специально записал видео. Смотрите здесь.

Однако я рассматривал только КУ202Н, как довольно распространенную модель, хотя она уже снята с производства. В одной статье трудно показать все остальные. И их много.

Параметры тиристора КУ 202

Параметр	Обозначение	Ед изм	Тиристорный тип
КУ202А	КУ202Б	КУ202В	КУ202Г
DC состояния	Является. С	мА	10	10	10	10
Обратный постоянный ток при Vrev max	Спросить	мА	10	10	10	10
Блокировка управления постоянным током	Ий от	мА	200	200	200	200
Запуск управляющего напряжения постоянного тока	Уй от	НА	7	7	7	7
Напряжение в открытом состоянии	UOC	НА	1,5	1,5	1,5	1,5
Регулятор постоянного напряжения без срабатывания	Уй отмечает	НА	0,2	0,2	0,2	0,2
Включи время	тонна	так далее	10	10	10	10
Время закрытия	жесткий	так далее	150	150	150	150
Максимально допустимые параметры
Напряжение постоянного тока в выключенном состоянии	Уз с макс	НА	25	25	50	50
Обратное напряжение постоянного тока	Unrev макс	НА	—	—	—	—
Постоянное обратное управляющее напряжение	Uy макс	НА	10	10	10	10
Минимальное прямое напряжение в выключенном состоянии	Уз с мин	НА	—	—	—	—
DC в состоянии	Ioc мин	НО	10	10	10	10
Импульсный ток в открытом состоянии	Ioc и мин	НО	50	50	50	50
Постоянный контроль прямого тока	Iу max	НО	—	—	—	—
Потери импульсной мощности RE	Грубый и максимальный	Вт	—	—	—	—
Средняя потеря мощности	Пав макс	Вт	20	20	20	20
Максимальная температура окружающей среды	Тмакс	°С	+85	+85	+85	+85
Минимальная температура окружающей среды	Мин	°С	-60	-60	-60	-60

Параметр	Обозначение	Ед изм	Тиристорный тип
КУ202Д	КУ202Э	КУ202Ж	КУ202И
DC состояния	Является. С	мА	10	10	10	10
Обратный постоянный ток при Vrev max	Спросить	мА	10	10	10	10
Блокировка управления постоянным током	Ий от	мА	200	200	200	200
Запуск управляющего напряжения постоянного тока	Уй от	НА	7	7	7	7
Напряжение в открытом состоянии	UOC	НА	1,5	1,5	1,5	1,5
Регулятор постоянного напряжения без срабатывания	Уй отмечает	НА	0,2	0,2	0,2	0,2
Включи время	тонна	так далее	10	10	10	10
Время закрытия	жесткий	так далее	150	150	150	150
Максимально допустимые параметры
Напряжение постоянного тока в выключенном состоянии	Уз с макс	НА	120	120	10	10
Обратное напряжение постоянного тока	Unrev макс	НА	—	—	240	240
Постоянное обратное управляющее напряжение	Uy макс	НА	10	10	—	—
Минимальное прямое напряжение в выключенном состоянии	Уз с мин	НА	—	—	—	—
DC в состоянии	Ioc мин	НО	10	10	10	10
Импульсный ток в открытом состоянии	Ioc и мин	НО	50	50	50	50
Постоянный контроль прямого тока	Iу max	НО	—	—	—	—
Потери импульсной мощности RE	Грубый и максимальный	Вт	—	—	—	—
Средняя потеря мощности	Пав макс	Вт	20	20	20	20
Максимальная температура окружающей среды	Тмакс	°С	+85	+85	+85	+85
Минимальная температура окружающей среды	Мин	°С	-60	-60	-60	-60

Параметр	Обозначение	Ед изм	Тиристорный тип
КУ202К	КУ202Л	КУ202М	КУ202Н
DC состояния	Является. С	мА	10	10	10	10
Обратный постоянный ток при Vrev max	Спросить	мА	10	10	10	10
Блокировка управления постоянным током	Ий от	мА	200	200	200	200
Запуск управляющего напряжения постоянного тока	Уй от	НА	7	7	7	7
Напряжение в открытом состоянии	UOC	НА	1,5	1,5	1,5	1,5
Регулятор постоянного напряжения без срабатывания	Уй отмечает	НА	0,2	0,2	0,2	0,2
Включи время	тонна	так далее	10	10	10	10
Время закрытия	жесткий	так далее	150	150	150	150
Максимально допустимые параметры
Напряжение постоянного тока в выключенном состоянии	Уз с макс	НА	10	10	10	10
Обратное напряжение постоянного тока	Unrev макс	НА	360	360	480	480
Постоянное обратное управляющее напряжение	Uy макс	НА	—	—	—	—
Минимальное прямое напряжение в выключенном состоянии	Уз с мин	НА	—	—	—	—
DC в состоянии	Ioc мин	НО	10	10	10	10
Импульсный ток в открытом состоянии	Ioc и мин	НО	50	50	50	50
Постоянный контроль прямого тока	Iу max	НО	—	—	—	—
Потери импульсной мощности RE	Грубый и максимальный	Вт	—	—	—	—
Средняя потеря мощности	Пав макс	Вт	20	20	20	20
Максимальная температура окружающей среды	Тмакс	°С	+85	+85	+85	+85
Минимальная температура окружающей среды	Мин	°С	-60	-60	-60	-60