Domácí stmívače. Část první Druhy tyristorů

Článek popisuje použití tyristorů, poskytuje jednoduché a vizuální experimenty ke studiu principů jejich fungování. Jsou uvedeny i praktické pokyny pro kontrolu a výběr tyristorů.

Domácí stmívače

V článcích "Stmívače: zařízení, odrůdy a způsoby připojení" a "Stmívač zařízení a obvodů" Bylo řečeno o použití průmyslových stmívačů. Ale i přes rozmanitost a dostupnost takových zařízení na prodej, někdy stále, musíte pamatovat na zapomenuté staré a sestavit stmívač podle poměrně jednoduchého amatérského schématu.

Síla zařízení, které je v prodeji, může být nedostatečná, nebo jsou prostě jen části, aby nedošlo k jejich hloupé ztrátě, takže ať tam bude alespoň něco. Kromě toho stmívač nemusí vůbec regulovat světlo, můžete jej například přizpůsobit páječce. Obecně existuje spousta aplikací, hotové zařízení se vždy hodí.

Téměř všechna taková zařízení jsou vyráběna pomocí tyristorů, které by měly být projednány samostatně, dobře, alespoň stručně, aby princip fungování tyristorové regulátory bylo jasné a pochopitelné.

Druhy tyristorů

Název tyristor zahrnuje několik variant, nebo jak se říká, rodina polovodičových zařízení. Taková zařízení jsou strukturou čtyř p a n vrstev a tvoří tři po sobě jdoucí pn (pn písmena jsou latina: z pozitivních a negativních) přechodů.

Obr. 1. Tyristory

Pokud jsou vyvozeny závěry z krajních oblastí p n, je výsledné zařízení nazýváno diodovým tyristorem dinistor. Vypadá podobně jako dioda řady D226 nebo D7ZH, pouze diody mají pouze jednu p-n křižovatku. Konstrukce a uspořádání dinistorů KN102 je znázorněno na obrázku 2.

Je zde také znázorněno schéma jeho zařazení. Pokud usoudíme z jiného p-n křižovatky, dostaneme triodový tyristor nazývaný trinistor. V jednom případě lze najednou umístit dva trinistory, které jsou zapojeny v opačném směru - paralelně. Tento design se nazývá triak a je navržen pro práci v obvodech střídavého proudu, protože může procházet kladnými i zápornými polovičními periodami napětí.

Obrázek 2. Vnitřní zařízení a inkluzní obvod diodového tyristoru KN102

Katodový terminál, oblast n, je připojen k pouzdru a anodový terminál přes skleněný izolátor je připojen k oblasti p, jak je znázorněno na obrázku 1. Také ukazuje začlenění dynistoru do výkonového obvodu. Napájecí zdroj musí být zapojen do série s dinistorem.jako by to bylo obyčejná dioda. Obrázek 3 ukazuje volt - ampérovou charakteristiku dinistoru.

Obrázek 3. Volt - ampérová charakteristika dinistoru

Z této charakteristiky je patrné, že napětí na dinistor lze aplikovat jak v opačném směru (na obrázku v levé dolní části), tak v předním, jak je znázorněno v pravé horní části obrázku. V opačném směru je charakteristika podobná jako u běžné diody: nevýznamným zpětným proudem protéká zařízení, prakticky lze předpokládat, že neexistuje žádný proud.

Zajímavější je přímá větev charakteristiky. Pokud je napětí přivedeno na dinistor ve směru vpřed a postupně se zvyšuje, proud skrz dinistor bude malý a bude se mírně měnit. Ale dokud nedosáhne určité hodnoty, nazývá se spínací napětí dinistoru. Na obrázku je to označeno jako Uincl.

Při tomto napětí dochází ve čtyřvrstvé vnitřní struktuře k lavinovému nárůstu proudu, dynistor se otevírá, přechází do vodivého stavu, o čemž svědčí část se záporným odporem na charakteristiku. Napětí katodicko - anodové sekce prudce klesá a proud dinistorem je omezen pouze vnější zátěží, v tomto případě odporem rezistoru R1. Hlavní věc je, že proud by měl být omezen na úroveň nepřesahující maximální přípustnou hodnotu, která je uvedena v referenčních datech.

Maximální přípustný proud nebo napětí je hodnota, při které je zaručen normální provoz zařízení po dlouhou dobu. Kromě toho byste měli věnovat pozornost skutečnosti, že pouze jeden z parametrů dosáhne maximální přípustné hodnoty: pokud zařízení pracuje v režimu maximálního přípustného proudu, musí být provozní napětí nižší než maximální přípustná hodnota. Jinak není zaručena normální činnost polovodičového zařízení. Samozřejmě se nemusíte konkrétně snažit dosáhnout maximálních přípustných parametrů, ale pokud k tomu došlo ...

Tento stejnosměrný proud bude protékat dinistorem, dokud se dinistor nějakým způsobem nevypne. Chcete-li to provést, zastavte průchod stejnosměrného proudu. To lze provést třemi způsoby: otevřete napájecí obvod, zkratujte dynistor pomocí propojky (veškerý proud prochází propojkou a proud přes dynistor bude nulový) nebo změňte polaritu napájecího napětí. To se stane, pokud napájíte dinistor a zátěž střídavým proudem. Vypínací tyristor - trinistor má stejné metody vypínání.

Dinistorové značení

Skládá se z několika písmen a číslic, nejběžnější a dostupná jsou domácí zařízení řady KN102 (A, B ... I). první písmeno K označuje, že se jedná o křemíkové polovodičové zařízení, N, že se jedná o dynistor, čísla 102 jsou vývojové číslo, ale poslední písmeno určuje zapínací napětí.

Celý průvodce se zde nehodí, je však třeba poznamenat, že KN102A má zapínací napětí 20V, KN102B 28V a KN102I má až 150V. Když se zařízení zapnou postupně, přidá se spínací napětí, například dva KN102A poskytnou celkové napětí 40V. Dinistory vyráběné pro obranný průmysl mají místo prvního písmene K číslo 2. Stejné pravidlo se používá při označování tranzistorů.

V současné době poměrně rozšířené symetrické dinistory. K tomu si stačí představit dva obyčejné dinisty v opačném směru - paralelně. Takové dinistory se zapnou, když je přivedeno napětí jakékoli polarity nebo střídavého napětí. Používá se ve spouštěcích obvodech ovladače v systému elektronické transformátory a energeticky úsporné zářivky, jakož i prahový prvek v tyristorových regulátorech, který bude popsán dále. Jeden z těchto dinistorů je označen DB3.

Tato logika fungování dinistoru vám umožňuje sbírat dost na jeho základě jednoduché generátory impulzů. Schéma jedné z možností je zobrazena na obrázku 4.

Obrázek 4. Dinistorový generátor

Princip činnosti takového generátoru je poměrně jednoduchý: síťové napětí usměrněné diodou VD1 prostřednictvím rezistoru R1 nabije kondenzátor Cl, a jakmile napětí přes něj dosáhne spínací napětí VS1 dynistoru, otevře se druhý a kondenzátor se vybije skrz EL1 žárovku, což dává krátký záblesk, po kterém se proces opakuje nejprve. V reálných obvodech může být místo žárovky nainstalován transformátor, z jehož výstupního vinutí mohou být impulsy odstraněny, použity pro jakýkoli účel, například jako otevírací impulsy.

Čtěte dále v následujícím článku.

Pokračování: Domácí stmívače. Část druhá Tyristorové zařízení

Boris Aladyshkin