Domowe ściemniacze. Część pierwsza Rodzaje tyrystorów

W artykule opisano zastosowanie tyrystorów, podano proste i ilustrujące eksperymenty w celu zbadania zasad ich działania. Podano także praktyczne instrukcje sprawdzania i wyboru tyrystorów.

Domowe ściemniacze

W artykułach „Ściemniacze: urządzenie, odmiany i metody połączenia” i „Ściemniacz urządzenia i obwodu” Mówiono o zastosowaniu ściemniaczy przemysłowych. Ale pomimo różnorodności i dostępności takich urządzeń w sprzedaży, czasami wciąż musisz pamiętać zapomniany stary i zmontować ściemniacz w dość prostym schemacie amatorskim.

Moc urządzenia, które jest w sprzedaży, może być niewystarczająca lub są po prostu części, aby nie zostały głupio utracone, więc niech coś będzie. Poza tym ściemniacz nie musi wcale regulować światła, możesz go dostosować na przykład do lutownicy. Ogólnie rzecz biorąc, istnieje wiele aplikacji, gotowe urządzenie zawsze może się przydać.

Prawie wszystkie takie urządzenia są wykonane za pomocą tyrystorów, które należy omówić osobno, przynajmniej krótko, aby zasada działania regulatory tyrystorów było jasne i zrozumiałe.

Rodzaje tyrystorów

Tytuł tyrystor implikuje kilka odmian lub, jak mówią, rodzinę urządzeń półprzewodnikowych. Takie urządzenia mają strukturę czterech warstw p i n, tworzących trzy kolejne p-n (litery p-n są łacińskie: od dodatnich i ujemnych) przejść.

Ryc. 1. Tyrystory

Jeśli wnioski zostaną wyciągnięte z ekstremalnych obszarów pn, powstałe urządzenie nazywa się tyrystorem diodowym, w inny sposób dinistor. Wygląda podobnie do diody serii D226 lub D7ZH, tylko diody mają tylko jedno złącze p-n. Konstrukcja i układ dinistora KN102 pokazano na rysunku 2.

Pokazuje także schemat jego włączenia. Jeśli wyciągniemy wniosek z innego złącza pn, otrzymamy tyrystor triodowy, zwany trinistorem. Dwa trinistory mogą być umieszczone jednocześnie w jednej obudowie, połączone w przeciwnym kierunku - równolegle. Ten projekt nazywa się triak i jest przeznaczony do pracy w obwodach prądu przemiennego, ponieważ może przechodzić zarówno dodatnie, jak i ujemne półokresy napięcia.

Rysunek 2. Urządzenie wewnętrzne i obwód przełączający tyrystora diodowego KN102

Wyjście katody, obszar n, jest połączone z obudową, a wyjście anody przez szklany izolator jest połączone z obszarem p, jak pokazano na rycinie 1. Pokazuje także włączenie dynistora do obwodu zasilania. Zasilacz musi być podłączony szeregowo z dinistorem.tak jakby to było zwykła dioda. Rycina 3 pokazuje charakterystykę woltowo-amperową dinistora.

Rysunek 3. Volt - amperowa charakterystyka dinistora

Na podstawie tej cechy widać, że napięcie do dynistora można przyłożyć zarówno w przeciwnym kierunku (na rysunku w lewym dolnym kwartale), jak i przednim, jak pokazano w prawym górnym kwartale rysunku. W przeciwnym kierunku charakterystyka jest podobna do konwencjonalnej diody: niewielki prąd wsteczny przepływa przez urządzenie, praktycznie można założyć, że nie ma prądu.

Bardziej interesujące jest bezpośrednie odgałęzienie cechy. Jeśli napięcie zostanie przyłożone do dinistora w kierunku do przodu i stopniowo wzrasta, prąd przez dinistor będzie mały i będzie się nieznacznie różnić. Ale tylko do momentu osiągnięcia określonej wartości, zwanej napięciem przełączającym dinistora. Na rysunku jest to oznaczone jako Uincl.

Przy tym napięciu następuje lawinowy wzrost prądu w czterowarstwowej strukturze wewnętrznej, dynistor otwiera się, przechodzi w stan przewodzenia, o czym świadczy sekcja o ujemnym oporze na charakterystyce. Napięcie sekcji katoda - anoda gwałtownie maleje, a prąd płynący przez dinistor jest ograniczony tylko przez obciążenie zewnętrzne, w tym przypadku rezystancję rezystora R1. Najważniejsze jest to, że prąd powinien być ograniczony na poziomie nie wyższym niż maksymalny dopuszczalny, który jest określony w danych odniesienia.

Maksymalny dopuszczalny prąd lub napięcie to wartość, przy której gwarantowana jest normalna praca urządzenia przez długi czas. Ponadto należy zwrócić uwagę na fakt, że tylko jeden z parametrów osiąga maksymalną dopuszczalną wartość: jeśli urządzenie działa w trybie maksymalnego dopuszczalnego prądu, wówczas napięcie robocze musi być niższe niż maksymalne dopuszczalne. W przeciwnym razie normalne działanie urządzenia półprzewodnikowego nie jest gwarantowane. Oczywiście nie musisz specjalnie dążyć do osiągnięcia maksymalnych dopuszczalnych parametrów, ale jeśli tak się stanie ...

Ten prąd stały przepływa przez dinistor, dopóki dinistor nie zostanie w jakiś sposób wyłączony. Aby to zrobić, zatrzymaj przepływ prądu stałego. Można to zrobić na trzy sposoby: otwórz obwód zasilania, zewrzyj dynistor za pomocą zworki (cały prąd przejdzie przez zworkę, a prąd przez dynistor wyniesie zero), lub odwróć biegunowość napięcia zasilania. Dzieje się tak, jeśli zasilasz dinistor i obciążenie prądem przemiennym. Wyzwolący tyrystor - trinistor ma te same metody wyłączania.

Oznaczenie dinistora

Składa się z kilku liter i cyfr, najbardziej popularne i dostępne są urządzenia domowe serii KN102 (A, B ... I). pierwsza litera K wskazuje, że jest to krzemowe urządzenie półprzewodnikowe, N, że jest dynistorem, liczby 102 są numerem rozwojowym, ale ostatnia litera określa napięcie włączenia.

Cały przewodnik nie będzie tu pasował, należy jednak zauważyć, że KN102A ma napięcie włączające 20 V, KN102B 28 V, a KN102I ma aż 150 V. Gdy urządzenia są włączane sekwencyjnie, dodaje się napięcie przełączające, na przykład dwa KN102A dają napięcie całkowite 40 V. Dinistory produkowane dla przemysłu obronnego, zamiast pierwszej litery K, mają numer 2. Tę samą zasadę stosuje się przy znakowaniu tranzystorów.

Obecnie dość powszechne symetryczne dinistory. Aby to sobie wyobrazić, wystarczy połączyć dwa zwykłe dinistory równolegle. Takie dinistory włączają się, gdy przykładane jest napięcie o dowolnej polaryzacji lub napięcie przemienne. Używany w obwodach sterownika wyzwalacza w transformatory elektroniczne oraz lampy energooszczędne, a także element progowy w regulatorach tyrystorowych, który zostanie opisany później. Jeden z tych dinistorów jest oznaczony jako DB3.

Ta logika działania dinistora pozwala zebrać wystarczającą ilość na jego podstawie proste generatory impulsów. Schemat jednej z opcji pokazano na rysunku 4.

Rysunek 4. Generator dinistorów

Zasada działania takiego generatora jest dość prosta: napięcie sieciowe prostowane diodą VD1 przez rezystor R1 ładuje kondensator C1, a gdy tylko napięcie na nim osiągnie napięcie przełączające dynistora VS1, ten ostatni otwiera się i kondensator rozładowuje się przez żarówkę EL1, co daje krótki błysk, po którym proces powtarza się na początku. W rzeczywistych obwodach zamiast żarówki można zainstalować transformator, z którego uzwojenia wyjściowego można usunąć impulsy, wykorzystywany w dowolnym celu, na przykład jako impulsy otwierające.

Czytaj dalej w następnym artykule.

Kontynuacja: Domowe ściemniacze. Część druga Urządzenie tyrystorowe

Boris Aladyshkin