Как проверить тиристор: разные способы, схема для проверки

Как работает тиристор

Говоря о выпрямителях, в первую очередь вспоминают о диодах, которые имеют два вывода и один PN-переход. Тиристор предназначен для выполнения аналогичной функции, но имеет два или более переходов. Устройство может находиться в двух состояниях — закрытом и открытом. В первом случае он имеет низкую электропроводность, во втором – высокую.

Особенностью тиристора является то, что он открывается при поступлении управляющего сигнала и остается в этом состоянии даже после снятия сигнала. Работа этого радиоэлемента возможна при соблюдении единственного требования: величина протекающего через него тока должна быть больше определенного значения, называемого током удержания.

В зависимости от типа тиристор может иметь разное количество выводов. Бывают детали с двумя контактами (динисторы), с тремя (тринисторы), с четырьмя (тетроды) и более. Например, симисторы пропускают ток в обоих направлениях и могут выполнять функции двух одновременно используемых тиристоров. Существует ряд этих частей, которые контролируются фотоэлементом (оптотиристоры).

Строение тиристоров разных типов

Одним из наиболее распространенных вариантов является деталь, состоящая из четырех полупроводниковых слоев, где контакт происходит между слоями с разным типом проводимости. Контакты, по которым протекает ток, называются анодом или катодом в зависимости от типа основных носителей заряда. В первом случае рассматриваются те, у кого тип П, во втором — тип Н.

В центре радиоэлемента находится один P-слой и один N-слой. Для тринистора управляющий электрод будет подключен к одному из них. Если это полупроводник П-типа, то речь идет об анодном контроле. Иначе о катоде. Тиристор-тетрод имеет оба этих управляющих входа.

Деталь предназначена для подачи тока в одном направлении. Переключение между открытым и закрытым состояниями происходит при поступлении на управляющий вход импульса правильной полярности. Различают два типа тиристоров:

• Односторонняя работа только с одним направлением потока. При этом они могут быть выключены или включены.
• Симметричные, хотя и пропускают ток в одном направлении, но в то же время позволяют переключать его на противоположное.

Различные типы тиристоров и их обозначение на принципиальных схемах

На работу тиристоров влияют следующие факторы:

• Тип нагрузки. Он может быть индуктивным или реактивным.
• Сила тока, проходящего через тиристор.
• Количество используемого напряжения.
• Температурный режим работы.
• Амплитуда и другие характеристики управляющего импульса.

В случае падения напряжения или резкой смены температурных режимов тиристор способен резко изменить свое состояние. Для пояснения работы используется схема, на которой тиристор изображен как два транзистора. Он позволяет лучше понять процессы, происходящие в нем. Проверка тиристора мультиметром необходима, чтобы убедиться в его исправности.

Схема, поясняющая работу тиристора

На иллюстрации видно, что тиристорное устройство основано на работе двух транзисторов разного типа, соединенных между собой. Это выглядит логично, если учесть структуру.

Основные характеристики:

• Размер прямого напряжения.
• Максимальный ток при работе с конкретным тиристором.
• Отсечное напряжение.
• Используемый минимальный ток.
• Отключите значение напряжения.
• Максимальная разрешенная мощность.

Использование тиристоров полезно для следующего:

• Их можно считать выпрямителями.
• Может использоваться как средство управления эффектом нагрузки.
• Тиристоры имеют два устойчивых состояния.
• На их основе можно делать усилители мощности.
• Эти детали способны преобразовывать постоянный ток в переменный.
• Применяются в автомобильных системах зажигания, в блоках коммутации для управления силовым оборудованием.

Назначение и устройство

Симисторы представляют собой полупроводниковые переключатели, которые могут быть разомкнуты сигналом тока через проводящую селекторную массу.

Для замыкания симисторов необходимо разорвать ток в цепи или подать противоположное напряжение.

Принцип работы идентичен работе тиристора. Разница лишь в том, что симисторы состоят из двух тиристоров, соединенных между собой и работающих одновременно.

Вы можете увидеть определение на графике ниже.

По назначению они обычно используются в режиме радиореле — проще говоря на «подключение» и «отключение», такие реле считаются полупроводниковыми.

В отличие от электромеханического работает намного быстрее, нет связи и как следствие большая стабильность и надежность.

Основная потребность при длительном использовании – гарантированная температура и насыщенность.

Основные характеристики

Чтобы проверить тринистор, нужно знать и понимать, что скрывается за основными параметрами и зачем их нужно измерять.

Управляющее напряжение срабатывания Uy представляет собой постоянный потенциал на управляющем электроде, вызывающий открытие тиристора.

Uобр max — максимальное обратное напряжение, при котором тиристор еще работает.

Ioc cf — среднее значение тока, протекающего через тиристор в прямом направлении при сохранении работоспособности.

Определение управляющего напряжения

Теперь можно приступать к тестированию тринистора. Для этого возьмите КУ202Н с рабочим током 10 А и напряжением 400 В.

Мультиметр есть у большинства радиолюбителей, и неизбежно возникает вопрос, как проверить тиристор мультиметром, можно ли и что дополнительно может понадобиться. Последовательность действий следующая:

• для начала переключаем мультиметр в положение для измерения сопротивления с диапазоном 2 кОм. В этом режиме на измерительных щупах будет присутствовать напряжение внутреннего источника питания тестера;
• подключаем щупы к аноду, а катод к тринистору. Мультиметр должен показывать сопротивление, близкое к бесконечности;
• перемычкой замыкаем анод и управляющий электрод. Резистор должен упасть, тринистор открылся;
• убираем перемычку, прибор снова показывает бесконечность. Это связано с тем, что ток удержания слишком мал.

Поскольку тиристор управляется как отрицательными, так и положительными сигналами, его можно открыть, подключив управляющий электрод к катоду с помощью перемычки.

Мультиметр должен быть в режиме омметра, а щупы должны быть подключены к аноду и катоду. Таким образом, вы можете решить, каким напряжением управляет тиристор.

Принцип работы тиристора

Принцип работы тиристора основан на принципе работы электромагнитного реле. Реле — это электромеханическое изделие, а тиристор — чисто электрическое. Давайте посмотрим на принцип работы тиристора, иначе как его тогда проверить? Я думаю все ездили на лифте ;-).

По нажатию кнопки на любом этаже мотор электрического лифта начинает свое движение, тянет трос с кабиной вместе с вами и вашей соседкой тетей Валей килограммов на двести, и вы перемещаетесь с этажа на этаж. Как мы с помощью крохотной кнопки подняли кабину с тетей Валей на борту?

На этом примере основан принцип работы тиристора. Управляя малым напряжением на кнопке мы управляем большим напряжением..не чудо ли это? Также в тиристоре нет дребезжащих контактов, как в реле. Это значит, что выгорать там нечему, и при нормальной эксплуатации такой тиристор прослужит вам, можно сказать, бесконечно долго.

Тиристоры выглядят примерно так:

А вот и схемное обозначение тиристора

В настоящее время мощные тиристоры применяются для коммутации (коммутации) высокого напряжения в электрических станциях, в металлоплавильных установках, использующих электрическую дугу (короче говоря, с помощью короткого замыкания, в результате чего происходит такой сильный нагрев, что металл даже начинает плавиться)

Тиристоры, которые слева, установлены на алюминиевые радиаторы, а таблеточные тиристоры даже на радиаторы с водяным охлаждением, потому что через них протекает сумасшедший ток и они коммутируют очень большую мощность.

Тиристоры малой мощности применяются в радиопромышленности и конечно же в радиолюбительстве.

Подготовка к тестированию

Перед прозвонкой тиристора рекомендуется изучить маркировку. Спецификации собраны в специализированных энциклопедиях.

Инструменты и материалы для проверки

В зависимости от выбранного метода испытаний для проверки прибора могут потребоваться следующие инструменты и материалы:

• блок питания или аккумулятор, который будет выступать в роли источника постоянного напряжения;
• лампа накаливания;
• провода;
• омметр;
• мультиметр;
• тесты;
• паяльная машина;
• тиристор;
• паяльная машина;

Для проверки исправности тиристора может понадобиться пробник, который можно изготовить самостоятельно.

Для него потребуются следующие материалы и элементы:

• платить;
• резистор, количество 8 шт;
• конденсаторы в количестве 10 шт;
• диоды, количество 3 шт;
• положительный и отрицательный стабилизатор;
• лампа накаливания;
• трансформатор;
• предохранитель;
• тумблер кулисный, количество 2 шт;

Существует ряд возможных схем изготовления пробника, можно выбрать любую, но необходимо соблюдать следующие рекомендации:

1. Все элементы соединяются с помощью специальных тросов с зажимами.
2. Необходимо последовательно проверять напряжение между различными контактами. Для проведения испытания разрешается подключать выключатели к разным контактным группам.
3. После сборки схемы необходимо подключить тиристор, если он исправен, лампа накаливания не включится.
4. Если лампа не загорается даже после нажатия кнопки пуска, необходимо увеличить величину электрического управляющего тока с помощью установленного выключателя. При разрыве соответствующей цепи лампа гаснет.

Проверка динистора

Для определения работоспособности динистора может потребоваться источник тока с напряжением, превышающим напряжение включения динистора.

Для ограничения тока нужен резистор 100-1000 Ом. Теперь можно подключить плюс источника к аноду, а катод к одному из выводов ограничительного резистора.

Другой конец резистора подключается к минусу источника питания. Перед этим нужно подключить мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения к аноду и катоду.

Значения тестера должны быть в пределах милливольт. Динистор открыл.

Читайте также: Генератор переменного тока: принцип работы, устройство, назначение генератора

С помощью мультиметра

Если вы хотите проверить симисторы на проникновение с помощью тестера, переведите систему устройства в акустический режим.

Стандартное расположение трансивера вы можете увидеть на картинке ниже. А1 и А2 — выводы электрического тока, благодаря которым ток идет в нагрузку, а Г — основной электрод.

Так как трансивер имеет свойство меняться, необходимо изучить это в описании симистора.

Для проверки детали на провар необходимо прикоснуться щупами к штырям А1 и А2.

При отсутствии короткого замыкания между клеммами А1 и А2 необходимо видеть главный электрод.

Сначала нужно прикоснуться к щупам какого-то воздействия и к основному электроду, значения должны быть невысокие 80-200.

Чтобы проверить, могут ли симисторы открыться, закоротите основной электрод одним из выводов мультиметра, подав на него ток.

Инструкцию по проверке примера с тиристором и симистором вы можете посмотреть ниже.

После снятия напряжения с основного электрода симисторы можно замкнуть. Из-за того, что для поддержания токопроводящих условий должен протекать хотя бы наименьший ток.

Подобные свойства могут быть и в способах, которые мы рассмотрим далее.

Необычный способ

Есть еще вариант проверить тиристор мультиметром, без прозвонки. Но в этом случае устройство должно быть маломощным, с малым током удержания.

Для тестирования используется тестовая панель транзисторов. Обычно он находится под выключателем и представляет собой круглый контакт диаметром около 1 см.

Он должен иметь следующие обозначения: Б — означает базу транзистора, С — коллектор, Е — эмиттер.

Если тринистор открывается при положительном напряжении, управляющий вывод необходимо соединить с базой, анод с катодом коллектора и эмиттер соответственно.

Так как тестер измеряет коэффициент усиления при проверке транзистора, то в этом случае он выдаст некоторые значения, которые будут неверными. Но это не важно, самое главное убедиться, что тринистор работает.

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

Специальные электроизмерительные приборы

При наличии в непосредственной близости специального электроизмерительного прибора проверка тиристора мультиметром займет всего пару минут. Алгоритм этого метода прост:

• переключите мультиметр в положение для измерения сопротивления с диапазоном до 2000 Ом (омметр);
• подсоедините черный щуп к катоду, а красный щуп к аноду;
• подключите красный щуп к одному концу переключателя;
• оценить его работоспособность, выключив и включив (если ток течет свободно, тиристор исправен);
• если не наблюдается проводимости тока, необходимо поменять щупы (если это не поможет, тиристор можно считать неисправным).

В этом случае в качестве источника питания выступает батарейка мультиметра, а в качестве индикатора — цифровые индикаторы или стрелочные индикаторы.

для проверки тиристора тестером потребуется проводка, аккумулятор и сам электроизмерительный прибор. Действовать следует по схеме:

• между анодом и катодом включается тестер (прибор должен показывать «бесконечность» в этом случае»);
• между управляющим электродом (УЭ) и катодом подключается источник тока (батарея), уменьшающий сопротивление.

Прибор может быть признан неисправным при отсутствии питания или при подаче на него любого напряжения до тех пор, пока электроды не станут постоянными.

Вы также можете проверить функцию элемента с помощью омметра. Алгоритм этого метода тоже не сложен: нужно подключить плюсовой щуп к аноду, а минусовой к катоду (при правильных действиях омметр покажет высокое сопротивление). Далее следует замкнуть управляющий электрод и вывод анода, что должно вызвать резкое падение сопротивления.

Перед проверкой мощного тиристора необходимо иметь под рукой мультиметр со специальными токоизмерительными клещами, так как проверка работоспособности будет производиться при включенном оборудовании. Крайне важно соблюдать технику безопасности при выполнении процесса и читать инструкцию по эксплуатации, прилагаемую к оборудованию.

Могут сложиться обстоятельства такие, что надо будет проверить работоспособность тиристора, исключив выпайку из схемы. Это означает, что первым делом необходимо отключить управляющий электрод и подключить электроизмерительный прибор к катоду и аноду в режиме постоянного напряжения (плата должна быть обесточена).

Далее необходимо подключить второй тестовый блок в режиме омметра к РЭ и аноду. Показания первого тестера не будут выходить за пределы нескольких десятков милливольт. Если показания отличаются, датчики следует заменить.

Лампочка и батарейка

Перед проверкой тиристора КУ 202Н нужно подготовить все необходимое. Для этого метода потребуется батарейка АА (1,5 вольта), небольшая лампочка, блок питания, паяльник и три провода. Важно помнить, что нагрузку необходимо прикладывать кратковременно. Вместо батарейки можно использовать щупы мультиметра.

Алгоритм:

1. Минус подключается к катоду через лампочку, а к аноду от блока питания подается положительный потенциал (если лампочка горит — радиоэлемент неисправен).
2. С помощью щупов или батарейки на 1,5 вольта на управляющий электрод подается напряжение и загорается лампа.
3. Аккумулятор или датчики удаляются, а индикатор остается включенным.
4. Кратковременно подается обратное напряжение для закрытия тиристора (можно просто разорвать цепь, вынув лампочку или щупы).

Несколько полезных советов

Некоторые рекомендации перед прозвонкой тиристора:

• необходимо ознакомиться с техническими характеристиками радиоэлемента, чтобы действовать более уверенно и эффективно;
• лучше использовать современные приборы, так как они очень просты в эксплуатации и способны давать более точную информацию;
• при сборе схем необходимо соблюдать аккуратность и тщательно следить за последовательностью действий;
• соблюдение техники безопасности исключит порчу электроники и вред здоровью.

Последовательность проверки мультиметром

проверка тиристора мультиметром точнее, чем при использовании лампочки. В данном случае в качестве источника энергии используется аккумулятор, обеспечивающий питание устройства.

Перед проверкой тиристора мультиметром следует настроить прибор на измерение сопротивления. В этом случае необходимо выбрать диапазон, максимальное значение которого равно 2000 Ом.

Для проверки тиристора КУ202Н мультиметром необходимо выполнить следующие действия:

1. Подсоедините черный щуп к плюсу, а красный щуп к минусу. На дисплее должно отображаться бесконечное значение сопротивления.
2. Затем с помощью перемычки нужно подключить управляющий электрод к аноду. Проверка мультиметром должна показать, что сопротивление стало маленьким, значит тринистор открылся. Если убрать перемычку, значение сопротивления снова станет бесконечным. Это связано с наличием небольшого тока удержания.
3. Поскольку тринистор управляется как отрицательным, так и положительным сигналом, для его открытия необходимо соединить катод с управляющим электродом перемычкой. Затем снова прозвонить тиристор мультиметром. Это определяет управляющее напряжение.
4. Использование мультиметра

Проверка с использованием омметра

При проверке тестером анод тиристора подключают к плюсовому выводу, а катод к минусовому. Положительная клемма подключается к управляющему электроду через нормально разомкнутую кнопку. Теперь оборудование готово для проверки тиристора:

1. При разомкнутой кнопке управляющий сигнал на устройство не подается. В этом случае проводимость будет низкой. Омметр должен показывать бесконечность.
2. После нажатия кнопки на тиристор поступит управляющий сигнал, проводимость должна увеличиться. В этой ситуации прибор должен показать соответствующее сопротивление.
3. Когда кнопку снова отпустят, ток не будет течь.

Если тока нет независимо от нажатия кнопки или проходящего в любой ситуации, это говорит о неисправности тиристора. Если включение и выключение происходит в соответствии с нажатием на кнопку, деталь исправна.

Проверка тиристора омметром

Также можно проверить двумя омметрами. Один из них подключается положительным выводом к аноду, а отрицательный вывод подключается к катоду. При этом сопротивление должно быть максимальным, так как тиристор не находится в активном состоянии.

Затем положительную клемму необходимо на короткое время подключить к управляющему входу. В результате проводимость тиристора должна увеличиться. Если показатели соответствуют приведенному описанию, тиристор исправен. В случае, когда проводимость детали не зависит от подачи сигнала на вход управления, это свидетельствует о ее неисправности.

Как проверить радиодеталь без выпаивания

Если есть необходимость проверить элемент, не снимая его с платы, отключите контрольный электрод и подключите мультиметр к аноду и катоду. Прибор должен быть установлен в режим, соответствующий постоянному напряжению.

Для замеров нужен еще один мультиметр. Его необходимо подключить к управляющему и положительному электроду тиристора, выбрав режим омметра.

При правильном подключении щупов первое устройство должно показывать значение напряжения, не превышающее нескольких милливольт. В противном случае датчики следует заменить и провести измерения заново.

Проведение подробного тестирования

Когда технические данные тиристора известны, необходимо измерить некоторые параметры:

1. Для начала нужно прозвонить контакты мультиметром. Зонды подключены к катоду и управляющему входу. Если тиристор исправен, проверка должна показать сопротивление в пределах от 40 до 550 Ом.
2. Затем проводят то же измерение, но датчики меняют. Измеряемое значение сопротивления должно соответствовать тому же диапазону.
3. Необходимо измерить сопротивление между анодом и катодом. Оно должно быть бесконечно большим, так как ток не должен течь. Если провода поменять местами, показания прибора должны быть одинаковыми. Наличие числового значения сопротивления говорит о наличии пробоя в тиристоре.

Эти шаги представляют собой частичную проверку. Если не получается, значит деталь бракованная. Для более обоснованного результата тестирования необходимо выполнить несколько видов тестирования:

1. Черный щуп (отрицательный потенциал) подключен к катоду. Красный провод подключается к аноду. В этот момент мультиметр находится в режиме проверки сопротивления. На дисплее должно отображаться бесконечно большое значение.
2. Затем красный провод подключается дополнительно к управляющему выходу на короткое время. В течение этого времени прибор должен отображать нормальное значение сопротивления. Затем на экране снова появится бесконечное значение. Кратковременное размыкание цепи свидетельствует о том, что тока, поступающего от батарейки мультиметра, недостаточно для того, чтобы деталь оставалась разомкнутой длительное время.

Дальнейшая проверка потребует специальной организации. Это будет выглядеть так.

Схема, используемая для проверки тиристора

Тиристоры проверяют по рассмотренной схеме следующим образом:

1. Испытываемый тиристор подключен.
2. Переключатель S2 устанавливается в положение для использования постоянного тока.
3. Выполните включение тумблером S1. При этом лампочка L1 не должна загореться.
4. После нажатия S3 загорится индикатор. В этом случае на вход управления будет подаваться сигнал отпирания.
5. После отпускания S3 индикатор останется включенным.
6. Выключатель S1 выключается, что приводит к прекращению подачи питания на тиристор.
7. Затем S2 настроен на использование переменного тока. В результате индикатор не должен загореться.
8. После нажатия S3 лампа начнет гореть на половинной мощности. После выпуска он перестает работать. Слабый уровень освещенности будет связан с тем, что проходят только положительные полупериоды переменного напряжения.

Если тестируемый тиристор ведет себя так, как указано в описании, он исправен. Если индикатор горит постоянно, это свидетельствует о поломке. В случае, когда лампочка не загорается после нажатия S3, можно говорить о внутренней паузе.

Советы по проведению проверки

Чтобы получить достоверный результат теста, необходимо строго соблюдать правила выполнения. При этом необходимо учитывать следующее:

• Следует помнить, что существуют разные типы тиристоров. Перед началом испытаний необходимо внимательно изучить техническую документацию на устройство.
• Проверить работоспособность КУ 202 или других типов тиристоров можно с помощью простых инструментов (батарейки и лампочки) или привычных приборов (мультиметр, омметр). Но следует понимать, что современные специализированные подразделения лучше справятся с рассматриваемой задачей.
• При сборке схем для тестирования важно точно следовать этим рекомендациям. Если вы допустили ошибку при установке, результатом могут быть неверные данные.
• Если вы выполняете проверку, не отпаивая деталь от схемы, результаты могут быть неточными.

В процессе измерения также необходимо соблюдать правила техники безопасности.