Dimmers caseiros. Parte I Tipos de tiristores

O artigo descreve o uso de tiristores, fornece experimentos simples e ilustrativos para estudar os princípios de sua operação. Instruções práticas para verificar e selecionar tiristores também são fornecidas.

Dimmers caseiros

Nos artigos "Dimmers: dispositivo, variedades e métodos de conexão" e "Dispositivo e dimmer do circuito" Foi informado sobre o uso de dimmers industriais. Mas, apesar da variedade e disponibilidade desses dispositivos à venda, às vezes ainda é preciso lembrar o antigo esquecido e montar o redutor de acordo com um esquema amador bastante simples.

A energia do dispositivo que está à venda pode ser insuficiente, ou simplesmente existem partes para que não sejam perdidas estupidamente; portanto, exista pelo menos alguma coisa. Além de dimmer não precisa regular a luz, você pode adaptá-la, por exemplo, a um ferro de soldar. Em geral, existem muitas aplicações, um dispositivo pronto sempre pode ser útil.

Quase todos esses dispositivos são fabricados com tiristores, que devem ser discutidos separadamente, bem, pelo menos brevemente, para que o princípio de operação reguladores de tiristor era claro e compreensível.

Tipos de tiristores

Título tiristor implica várias variedades, ou como se costuma dizer, uma família de dispositivos semicondutores. Tais dispositivos são uma estrutura de quatro camadas p e n, formando três p-n consecutivas (as letras p-n são latinas: de transições positivas e negativas).

Fig. 1. Tiristores

Se forem tiradas conclusões das regiões extremas p n, o dispositivo resultante será chamado de tiristor de diodo, de outra maneira dinistor. É semelhante a um diodo das séries D226 ou D7ZH, apenas os diodos possuem apenas uma junção p-n. O design e o layout do dinistor KN102 são mostrados na Figura 2.

O esquema de sua inclusão também é mostrado lá. Se concluirmos de outra junção pn, obteremos um tiristor de triodo, chamado trinistor. Dois trinistores podem ser localizados em um caso de uma só vez, conectados ao contrário - em paralelo. Esse design é chamado triac e foi projetado para funcionar em circuitos CA, uma vez que pode passar semi- períodos positivos e negativos de tensão.

Figura 2. O dispositivo interno e o circuito de comutação do tiristor de diodo KN102

O terminal do cátodo, região n, é conectado ao invólucro, e o terminal do ânodo através do isolador de vidro é conectado à região p, como mostra a Figura 1. Ele também mostra a inclusão de um dinistor no circuito de potência. A fonte de alimentação deve ser conectada em série ao dinistor.como se fosse diodo comum. A Figura 3 mostra a característica de voltagem-ampère do dinistor.

Figura 3. Característica volt - ampère de um dinistor

A partir dessa característica, é possível observar que a tensão no dinistor pode ser aplicada na direção oposta (na figura no quarto inferior esquerdo) e na frente, como mostrado no quarto superior direito da figura. Na direção oposta, a característica é semelhante à de um diodo convencional: uma corrente reversa insignificante flui através do dispositivo, praticamente podemos assumir que não há corrente.

De maior interesse é o ramo direto da característica. Se a tensão for aplicada ao dinistor na direção direta e aumentar gradualmente, a corrente no dinistor será pequena e variará um pouco. Mas apenas até atingir um determinado valor, chamado de tensão de comutação do dinistor. Na figura, isso é indicado como Uincl.

Nessa tensão, ocorre um aumento de corrente no tipo avalanche na estrutura interna de quatro camadas, o dinistor se abre, passa para um estado condutor, como evidenciado por uma seção com resistência negativa à característica. A tensão da seção cátodo-ânodo diminui acentuadamente e a corrente através do dinistor é limitada apenas pela carga externa, neste caso, a resistência do resistor R1. O principal é que a corrente deve ser limitada em um nível não superior ao máximo permitido, especificado nos dados de referência.

A corrente ou tensão máxima permitida é o valor no qual é garantida a operação normal do dispositivo por um longo período de tempo. Além disso, você deve prestar atenção ao fato de que apenas um dos parâmetros atinge o valor máximo permitido: se o dispositivo operar no modo de corrente máxima permitida, a tensão de operação deverá ser menor que a máxima permitida. Caso contrário, o funcionamento normal do dispositivo semicondutor não é garantido. Obviamente, você não precisa se esforçar especificamente para atingir os parâmetros máximos permitidos, mas se isso aconteceu ...

Essa corrente direta fluirá através do dinistor até que o dinistor seja desligado de alguma forma. Para fazer isso, pare a passagem de corrente contínua. Isso pode ser feito de três maneiras: abra o circuito da fonte de alimentação, provoque um curto-circuito no dinistor usando um jumper (toda a corrente passará pelo jumper e a corrente no dynistor será zero) ou inverta a polaridade da tensão de alimentação. Isso acontece se você alimentar o dinistor e a carga com corrente alternada. O tiristor de disparo - trinistor possui os mesmos métodos de desligamento.

Marcação do dinistor

Consiste em várias letras e números, os mais comuns e disponíveis são dispositivos domésticos da série KN102 (A, B ... I). a primeira letra K indica que é um dispositivo semicondutor de silício, N que é um dinistor, os números 102 são o número de desenvolvimento, mas a última letra determina a tensão de comutação.

O guia inteiro não se encaixa aqui, no entanto, observe que o KN102A possui uma tensão de ativação de 20V, KN102B 28V e KN102I possui até 150V. Quando os dispositivos são ligados sequencialmente, a tensão de comutação é adicionada, por exemplo, dois KN102A fornecerão uma tensão total de 40V. Os dinistores fabricados para a indústria de defesa, em vez da primeira letra K, têm o número 2. A mesma regra é usada na rotulagem de transistores.

Atualmente bastante difundido dinistores simétricos. Para imaginar isso, basta conectar dois dinistores comuns na direção oposta - em paralelo. Esses dinistores são ativados quando é aplicada tensão de qualquer polaridade ou tensão alternada. Usado em circuitos de acionador de gatilho em transformadores eletrônicos e lâmpadas economizadoras de energia, bem como um elemento limiar nos reguladores do tiristor, que serão descritos mais adiante. Um desses dinistores está marcado como DB3.

Essa lógica da operação do dinistor permite coletar o suficiente com base em geradores de pulso simples. Um diagrama de uma das opções é mostrado na Figura 4.

Figura 4. Gerador de dinistor

O princípio de operação de um gerador desse tipo é bastante simples: a tensão da rede retificada pelo diodo VD1 através do resistor R1 carrega o capacitor C1 e, assim que a tensão através dele atinge a tensão de comutação do dinistor VS1, o último se abre e o capacitor descarrega através da lâmpada EL1, que pisca rapidamente, após o que o processo se repete. a princípio. Em circuitos reais, em vez de uma lâmpada, um transformador pode ser instalado, do enrolamento de saída do qual os pulsos podem ser removidos, usados ​​para qualquer finalidade, por exemplo, como pulsos de abertura.

Leia no próximo artigo.

Continuação: Dimmers caseiros. Parte Dois Dispositivo de tiristor

Boris Aladyshkin