Преимущества симисторов в сравнении с электромеханическими реле и контакторами
Механический ресурс электромеханических реле ограничен и определяется максимально возможным количеством переключений. Количество переключений полупроводниковых ключей при правильном расчете и допустимых условиях эксплуатации приборов практически не имеет ограничений. Симисторы позволяют коммутировать нагрузку в каждом полупериоде напряжения сети. Электромеханические реле не могут переключать нагрузку с частотой, допустимой для триаков. Кроме того, высокая частота переключений электромеханических реле резко снижает их ресурс даже при малой нагрузке. Переключение реле вызывает искрообразование, поэтому необходимо применять специальные меры для искрогашения. В некоторых случаях полностью устранить образование искр не удается, что ведет к созданию мощных электромагнитных помех. Высокочастотные помехи могут приводить к сбоям в работе прецизионной чувствительной техники, а симисторные коммутаторы при переключении по нулевому уровню создают существенно меньшие помехи этого типа.
Отечественные и зарубежные аналоги
Прямого аналога транзистора 13001 в номенклатуре отечественных кремниевых триодов нет, но при средних эксплуатационных режимах можно применять кремниевые полупроводниковые приборы структуры N-P-N из таблицы.
При режимах, близких к максимальным, надо внимательно выбирать аналоги так, чтобы параметры позволяли эксплуатировать транзистор в конкретной схеме. Также надо уточнять цоколевку приборов – она может не совпадать с расположением выводов 13001, это может привести к проблемам с установкой на плату (особенно, для исполнения SMD).
Из зарубежных аналогов для замены подойдут такие же высоковольтные, но более мощные кремниевые N-P-N транзисторы:
- (MJE)13002;
- (MJE)13003;
- (MJE)13005;
- (MJE)13007;
- (MJE)13009.
Они отличаются от 13001, большей частью, повышенным током коллектора и увеличенной мощностью, которую может рассеивать полупроводниковый прибор, но также может иметь место различие в корпусе и расположении выводов.
В каждом конкретном случае надо проверять цоколевку. Во многих случаях могут подойти транзисторы LB120, SI622 и т.п., но надо внимательно сравнить специфические характеристики.
Так, у LB120 напряжение коллектор-эмиттер составляет те же 400 вольт, но между базой и эмиттером больше 6 вольт подавать нельзя. Также у него несколько ниже максимальная рассеиваемая мощность – 0,8 Вт против 1 Вт у 13001. Это надо учитывать при принятии решения о замене одного полупроводникового прибора на другой. То же самое относится к более мощным высоковольтным отечественным кремниевым транзисторам структуры N-P-N:
Они заменяют приборы серии 13001 функционально, имеют большую мощность (а иногда и более высокое рабочее напряжение), но расположение выводов и габариты корпуса могут разниться.
Кремниевые выпрямительные диоды Д231, Д231А, Д231Б Д232, Д232А, Д232Б Д233, Д233Б Д234Б
Диоды кремниевые
диффузионные.
Предназначены для преобразования
переменного напряжения с частотой
до 1,1 кГц в постоянное.
Корпус металлостеклянный с
жесткими выводами.
Обозначение типа и схема
соединения электродов с выводами
приводятся на корпусе.
Масса диода не более 12 г. (Масса с
комплектующими деталями 18 г.).
Электрические параметры:
Тип прибора |
Предельные значения параметров при Т=25С |
Значения параметров при Т=25С |
Тк.макс (Тп.) С |
|||||
Uобр.макс. (Uобр.и.макс.) B |
Iпр.макс. (Iпр.и.макс.) A |
Iпрг. A |
fраб. (fмакс.) kГц |
Uпр. B |
при Iпр. A |
Iобр. mA |
||
Д231 | (300) | 10,0 | 100 | 1,1 | 1,0 | 10,0 | 3,0 | 130 |
Д231 А | (300) | 10,0 | 100 | 1,1 | 1,0 | 10,0 | 3,0 | 130 |
Д231 Б | (300) | 5,0 | 50 | 1,1 | 1,5 | 5,0 | 3,0 | 130 |
Д232 | (400) | 10,0 | 100 | 1,1 | 1,0 | 10,0 | 3,0 | 130 |
Д232 А | (400) | 10,0 | 100 | 1,1 | 1,0 | 10,0 | 3,0 | 130 |
Д232 Б | (400) | 5,0 | 50 | 1,1 | 1,5 | 5,0 | 3,0 | 130 |
Д233 | (500) | 10,0 | 100 | 1,1 | 1,0 | 10,0 | 3,0 | 130 |
Д233 Б | (500) | 5,0 | 50 | 1,1 | 1,5 | 5,0 | 3,0 | 130 |
Д234 Б | (600) | 5,0 | 50 | 1,1 | 1,5 | 5,0 | 3,0 | 130 |
Uобр.макс. | — | максимально-допустимое постоянное обратное напряжение диода; |
Uобр.и.макс. | — | максимально-допустимое импульсное обратное напряжение диода; |
Iпр.макс. | — | максимальный средний прямой ток за период; |
Iпр.и.макс. | — | максимальный импульсный прямой ток за период; |
Iпрг. | — | ток перегрузки выпрямительного диода; |
fмакс. | — | максимально-допустимая частота переключения диода; |
fраб. | — | рабочая частота переключения диода; |
Uпр. при Iпр. | — | постоянное прямое напряжения диода при токе Iпр; |
Iобр. | — | постоянный обратный ток диода; |
Тк.макс. | — | максимально-допустимая температура корпуса диода. |
Тп.макс. | — | максимально-допустимая температура перехода диода. |
Предельные
эксплуатационные данные:
Перегрузка по среднему прямому току при f=50Гц, в течение 20 мс, при Uобр.и.=0,2 Uобр.и.макс., А |
|
T=+25°С: Д231, Д231 А, Д232, Д232 А, Д233 |
100 А |
T=+25°С: Д231 Б, Д232 Б, Д233 Б, Д234 Б |
50 А |
T от -60°С до Tк.=+75°С: Д231, Д231 А, Д232, Д232 А, Д233 |
50 А |
T от -60°С до Tк.=+75°С: Д231 Б, Д232 Б, Д233 Б, Д234 Б |
25 А |
Tк.=+130°С: Д231 А, Д232 А | 50 А |
Tк.=+130°С: Д231, Д232, Д233 | 25 А |
Tк.=+130°С: Д231 Б, Д232 Б, Д233 Б, Д234 Б |
10 А |
Перегрузка по среднему прямому току при f=50Гц, в течение 1,5 сек, при Uобр.и.=Uобр.и.макс., А |
|
T от -60°С до Tк.=+75°С: Д231, Д231 А, Д232, Д232 А, Д233 |
30 А |
T от -60°С до Tк.=+75°С: Д231 Б, Д232 Б, Д233 Б, Д234 Б |
15 А |
Tк.=+130°С: Д231 А, Д232 А | 30 А |
Tк.=+130°С: Д231, Д232, Д233 | 15 А |
Tк.=+130°С: Д231 Б, Д232 Б, Д233 Б, Д234 Б |
6 А |
Частота без снижения электрических режимов, кГц |
1,1 кГц |
Температура перехода, °С | +150°С |
Температура окружающей среды, °С |
от -60°С до Tк.=+130°С |
Примечания:
1. При креплении диодов к
теплоотводу усилие затяжки должно
быть не более 1,96 Н*м. Категорически
запрещается при монтаже прилагать
к изолированному выводу усилие,
превышающее 9,8 Н, что может привести
к нарушению целостности
стеклянного изолятора.
2. Теплоотводящий
радиатор может быть рассчитан из
условия, что диод является точечным
источником тепла, рассеивающим
мощность 2Uпр.,ср. * Iпр.,ср.
3. При последовательном
соединении диодов с целью
увеличения выпрямленного
напряжения рекомендуется
применять диоды одного типа и
шунтировать каждый прибор
сопротивлением 10-15 кОм на каждые 100
В амплитуды обратного напряжения.
Графики:
Для диодов: Д231, Д231 А, Д231 Б, Д232, Д232 А, Д232 Б, Д233, Д233 Б, Д234 Б |
Для диодов: Д231, Д231 А, Д231 Б, Д232, Д232 А, Д232 Б, Д233, Д233 Б, Д234 Б |
|
Для диодов: Д231, Д231 А, Д231 Б, Д232, Д232 А, Д232 Б, Д233, Д233 Б, Д234 Б |
Возврат к оглавлению
справочникаНа Главную страницу
www.5v.ru
Принцип работы однопереходного транзистора.
Итак, любой однопереходный транзистор содержит в себе один p-n переход, что и вобщем то и так понятно – из его названия. Если переход один, откуда у него тогда три электрода, и как он вообще работает?На кристалле полупроводника однородной проводимости, на некотором расстоянии друг от друга имеются омические контакты – База1(Б1) и База2(Б2).Между ними находится область p-n перехода – контакт с полупроводником противоположной проводимости, омический контакт которого является – эмиттером.
Обычно, принцип действия однопереходного транзистора рассматривают с помощью несложной эквивалентной схемы.
R1 и R2 здесь – сопротивления между выводами Б1 и Б2,а V1 – эмиттерный p-n переход.Согласно данной схемы через R1 и R2 будет течь ток,причем падениенапряжения на R1 будет смещать диод в обратном направлении.Таким образом, диод будет закрыт, пока на эмиттер не будет подано прямое напряжение превышающее величину падения напряжения на R1.Как только такое напряжение подано, диод открывается и начинает пропускать ток в прямом направлении. При этом сопротивление R1еще более уменьшается – снижается напряжение падения.Происходит лавинообразный процесс открывания транзистора.
Технические характеристики
Имея свойство пропускать переменный ток в обоих направлениях, КУ208Г может работать в сетях со стандартными 220В для включения/выключения мощной нагрузки. При этом, он рассчитан на значительно большее напряжение (до 400В), даже если будет закрыт. Рассмотрим его максимально допустимые значения этого популярного симметричного тиристора, впервые изготовленного ещё во времена советской промышленности.
Предельные эксплуатационные параметры
Основными максимальными эксплуатационными параметрами для тиристора КУ208Г (при Т окр.= -60 оС … +70оС, если не указано другого) являются:
- напряжение на силовых электродах: в закрытом состоянии (UЗСмакс.) до 400В; в открытом (UОСмакс.) до 2В;
- ток в открытом состоянии (IОС): постоянный до 5А; переменный до 10А; перегрузочный до 30А (при f=50Гц);
- прямой импульсный ток управления(IУ) от 500мА до 1А (при tИ<50мкс);
- мощность рассеивания (PУ) до 10 Вт;
- рабочая температура (Токр.) от -60 оС до + 85оС;
- частота (f) до 400 Гц;
- статический потенциал до 2000 В.
Полярность подключения
Серия КУ208 при подключении в прямом направлении, т.е. при положительном напряжении на аноде «А2» относительно катода «А1», открывается импульсами подаваемыми на управляющий электрод (УЭ) с любой полярностью. Если вывод «А2» подключен к минусу, то управление возможно только отрицательным потенциалом на УЭ.
Симистор. Описание, принцип работы, свойства и характеристики.
Справочные данные популярных отечественные симисторов и зарубежных триаков. Простейшие схемы симисторных регуляторов мощности. Ну что ж! На предыдущей странице мы достаточно плотно обсудили свойства и характеристики полупроводникового прибора под названием тиристор, неуважительно обозвали его «довольно архаичным», пришло время выдвигать внятную альтернативу. Симистор пришёл на смену рабочей лошадке-тиристору и практически полностью заменил его в электроцепях переменного тока. История создания симистора также не нова и приходится на 1960-е годы, причём изобретён и запатентован он был в СССР группой товарищей из Мордовского радиотехнического института.
Рис.2
Давайте рассмотрим работу симистора при подаче на его управляющий вход постоянного тока отрицательной полярности (Рис.2 справа), ведь мы помним, что именно такая полярность открывающего напряжения является универсальной и для положительных, и для отрицательных полупериодов напряжения сети. На самом деле, всё происходит абсолютно аналогично описанной на предыдущей странице работе тиристора. Повторим пройденный материал.
2. Для того чтобы снизить величину напряжения включения симистора, следует замкнуть S1 и, тем самым, подать на управляющий электрод ток, задаваемый значением переменного резистора R1. Чем больше ток Iу, тем при меньшем анодном напряжении происходит переключение симистора в проводящее состояние. А при какой-то величине тока управляющего электрода, называемой током спрямления (на ВАХ не показано), горба на характеристике вообще не будет, и напряжение открывания симистора составит незначительную величину, исчисляемую единицами вольт. Абсолютно так же, как и в прошлом пункте, чтобы закрыть симистор, необходимо снизить протекающий через нагрузку ток (или напряжение на «аноде») ниже значения тока удержания.
В качестве примера рассмотрим простейшую, но вполне себе работоспособную схему симисторного регулятора мощности, позволяющего работать с нагрузками вплоть до 2000 Вт.
Рис.3
При действии отрицательной полуволны принцип работы устройства аналогичен.
Диаграммы напряжения на нагрузке при различных значениях переменного резистора приведены на Рис.3 справа.
Для предотвращения ложных срабатываний триаков, вызванных переходными процессами в индуктивных нагрузках (например, в электродвигателях), симисторы должны иметь дополнительные компоненты защиты. Это, как правило, демпферная RC-цепочка (снабберная цепь) между силовыми электродами триака, которая используется для ограничения скорости изменения напряжения (на схеме Рис.3 показана синим цветом). В некоторых случаях, когда нагрузка имеет ярко выраженный ёмкостной характер, между силовыми электродами необходима индуктивность для ограничения скорости изменения тока при коммутации.
А под занавес приведём основные характеристики отечественных симисторов и зарубежных триаков.
Тип | U макс, В | I max, А | Iу отп, мА |
КУ208Г | 400 | 5 | |
BT 131-600 | 600 | 1 | |
BT 134-500 | 500 | 4 | |
BT 134-600 | 600 | 4 | |
BT 134-600D | 600 | 4 | |
BT 136-500Е | 500 | 4 | |
BT 136-600Е | 600 | 4 | |
BT 137-600Е | 600 | 8 | |
BT 138-600 | 600 | 12 | |
BT 138-800 | 800 | 12 | |
BT 139-500 | 500 | 16 | |
BT 139-600 | 600 | 16 | |
BT 139-800 | 800 | 16 | |
BTA 140-600 | 600 | 25 | |
BTF 140-800 | 800 | 25 | |
BT 151-650R | 650 | 12 | |
BT 151-800R | 800 | 12 | |
BT 169D | 400 | 12 | |
BTA/BTB 04-600S | 600 | 4 | |
BTA/BTB 06-600C | 600 | 6 | |
BTA/BTB 08-600B | 600 | 8 | |
BTA/BTB 08-600C | 600 | 8 | |
BTA/BTB 10-600B | 600 | 10 | |
BTA/BTB 12-600B | 600 | 12 | |
BTA/BTB 12-600C | 600 | 12 | |
BTA/BTB 12-800B | 800 | 12 | |
BTA/BTB 12-800C | 800 | 12 | |
BTA/BTB 16-600B | 600 | 16 | |
BTA/BTB 16-600C | 600 | 16 | |
BTA/BTB 16-600S | 600 | 16 | |
BTA/BTB 16-800B | 800 | 16 | |
BTA/BTB 16-800S | 800 | 16 | |
BTA/BTB 24-600B | 600 | 25 | |
BTA/BTB 24-600C | 600 | 25 | |
BTA/BTB 24-800B | 800 | 25 | |
BTA/BTB 25-600В | 600 | 25 | |
BTA/BTB 26-600A | 600 | 25 | |
BTA/BTB 26-600B | 600 | 25 | |
BTA/BTB 26-700B | 700 | 25 | |
BTA/BTB 26-800B | 800 | 25 | |
BTA/BTB 40-600B | 600 | 40 | |
BTA/BTB 40-800B | 800 | 40 | |
BTA/BTB 41-600B | 600 | 41 | |
BTA/BTB 41-800B | 800 | 41 | |
MAC8M | 600 | 8 | |
MAC8N | 800 | 8 | |
MAC9M | 600 | 9 | |
MAC9N | 800 | 9 | |
MAC12M | 600 | 12 | |
MAC12N | 800 | 12 | |
MAC15M | 600 | 15 | |
MAC12N | 800 | 15 |
Симисторы с обозначение BTA отличаются от других наличием изолированного корпуса. Падение напряжения на открытом симисторе составляет примерно 1-2 В и мало зависит от протекающего тока.
Источник