Чем можно заменить bt136

Симисторы: принцип работы, проверка и включение, схемы

Существенный недостаток тиристоров заключается в том, что это однополупериодные элементы, соответственно, в цепях переменного тока они работают с половинной мощностью. Избавиться от этого недостатка можно используя схему встречно-параллельного включения двух однотипных устройств или установив симистор. Давайте разберемся, что представляет собой этот полупроводниковый элемент, принцип его функционирования, особенности, а также сферу применения и способы проверки.

Что такое симистор?

Это один из видов тиристоров, отличающийся от базового типа большим числом p-n переходов, и как следствие этого, принципом работы (он будет описан ниже). Характерно, что в элементной базе некоторых стран данный тип считается самостоятельным полупроводниковым устройством. Эта незначительная путаница возникла вследствие регистрации двух патентов, на одно и то же изобретение.

Описание принципа работы и устройства

Рис. 1. Схема на двух тиристорах, как эквивалент симистора, и его условно графическое обозначение

Это и дало название полупроводниковому прибору, как производную от словосочетания «симметричные тиристоры» и отразилось на его УГО. Обратим внимание на обозначения выводов, поскольку ток может проводиться в оба направления, обозначение силовых выводов как Анод и Катод не имеет смысла, потому их принято обозначать, как «Т1» и «Т2» (возможны варианты ТЕ1 и ТЕ2 или А1 и А2). Управляющий электрод, как правило, обозначается «G» (от английского gate).

Теперь рассмотрим структуру полупроводника (см. рис. 2.) Как видно из схемы, в устройстве имеется пять переходов, что позволяет организовать две структуры: р1-n2-p2-n3 и р2-n2-p1-n1, которые, по сути, являются двумя встречными тринисторами, подключенными параллельно.

Рис. 2. Структурная схема симистора

Когда на силовом выводе Т1 образуется отрицательная полярность, начинается проявление тринисторного эффекта в р2-n2-p1-n1, а при ее смене — р1-n2-p2-n3.

Заканчивая раздел о принципе работы приведем ВАХ и основные характеристики прибора.

Обозначение:

Особенности

Чтобы иметь полное представление о симметричных тринисторах, необходимо рассказать про их сильные и слабые стороны. К первым можно отнести следующие факторы:

В число недостатков приборов входят следующие особенности:

По последним двум пунктам необходимо дать небольшое пояснение. В случае высокой скорости коммутации велика вероятность самопроизвольной активации устройства. Помеха в виде броска напряжения также может привести к этому результату. В качестве защиты от помех рекомендуется шунтировать прибор RC цепью.

RC-цепочка для защиты симистора от помех

Помимо этого рекомендуется минимизировать длину проводов ведущих к управляемому выводу, или в качестве альтернативы использовать экранированные проводники. Также практикуется установка шунтирующего резистора между выводом T1 (TE1 или A1) и управляющим электродом.

Применение

Этот тип полупроводниковых элементов первоначально предназначался для применения в производственной сфере, например, для управления электродвигателями станков или других устройств, где требуется плавная регулировка тока. Впоследствии, когда техническая база позволила существенно уменьшить размеры полупроводников, сфера применения симметричных тринисторов существенно расширилась. Сегодня эти устройства используются не только в промышленном оборудовании, а и во многих бытовых приборах, например:

И это далеко не полный перечень.

Одно время были популярны простые электронные устройства, позволяющие плавно регулировать уровень освещения. К сожалению, диммеры на симметричных тринисторах не могут управлять энергосберегающими и светодиодными лампами, поэтому эти приборы сейчас не актуальны.

Как проверить работоспособность симистора?

В сети можно найти несколько способ, где описан процесс проверки при помощи мультиметра, те, кто описывал их, судя по всему, сами не пробовали ни один из вариантов. Чтобы не вводить в заблуждение, следует сразу заметить, что выполнить тестирование мультиметром не удастся, поскольку не хватит тока для открытия симметричного тринистора. Поэтому, у нас остается два варианта:

Алгоритм проверки омметром:

Если в ходе проверки результат будет таким же, как описано в алгоритме, то с большой вероятностью можно констатировать, что устройство работоспособное.

Заметим, что проверяемую деталь не обязательно демонтировать, достаточно только отключить управляющий вывод (естественно, обесточив предварительно оборудование, где установлена деталь, вызывающая сомнение).

Необходимо заметить, что данным способом не всегда удается достоверно проверку, за исключением тестирования на «пробой», поэтому перейдем ко второму варианту и предложим две схемы для тестирования симметричных тринисторов.

Схему с лампочкой и батарейкой мы приводить не будем в виду того, что таких схем достаточно в сети, если вам интересен этот вариант, можете посмотреть его в публикации о тестировании тринисторов. Приведем пример более действенного устройства.

Схема простого тестера для симисторов

Обозначения:

Можно использовать любой трансформатор с двумя независимыми вторичными обмотками на 12 Вольт.

Алгоритм проверки:

Теперь рассмотрим еще одну схему, только универсальную, но также не особо сложную.

Схема для проверки тиристоров и симисторов

Обозначения:

В качестве источника питания используется батарейка на 9V, по типу Кроны.

Тестирование тринисторов производится следующим образом:

Если результат будет соответствовать вышеописанному, значит с тестируемым элементом все в порядке.

Теперь рассмотрим, как проверить с помощью собранной схемы симметричные тринисторы:

То есть, при нажатии кнопок S1 или S2 будут загораться светодиоды VD1 или VD4, в зависимости от установленной полярности (положения переключателя S3).

Схема управления мощностью паяльника

В завершении приведем простую схему, позволяющую управлять мощностью паяльника.

Простой регулятор мощности для паяльника

Обозначения:

Приведенная схема настолько простая, что не требует настройки.

Теперь рассмотрим более изящный вариант управления мощностью паяльника.

Схема управления мощностью на базе фазового регулятора

Обозначения:

Настройка схемы сводится к подбору следующих сопротивлений:

Источник

Тиристорные и симисторные регуляторы напряжения для индуктивной нагрузки

Большинство современных бытовых приборов, изготавливаемых с использованием индуктивных элементов, легко поддаются регулировке по потребляемой мощности. Правда, это справедливо только для тех случаев, когда в них уже предусмотрена такая возможность. Однако даже в ее отсутствие можно доработать прибор своими руками, встроив в него симисторный регулятор напряжения в индуктивной нагрузке.

Преимущества и недостатки

Регулятор мощности на симисторе

На рынке встречаются регуляторы напряжения, построенные на основе современных симисторов BT136 600E, которые по своим рабочим характеристикам заметно превосходят тиристорные аналоги. Применение двунаправленных управляющих полупроводников позволяет добиться следующих преимуществ:

Основное преимущество любых электронных регуляторов – отсутствие механических контактов, быстро выходящих из строя и создающих много шума.

Несмотря на все указанные минусы, стабилизаторы на симисторах успешно применяются для регулировки мощности в индуктивной нагрузке.

Принцип работы и цели применения

Форма сигнала на выходе регулятора мощности: А — 100%, В — 50%, С — 25%

Принцип работы симисторного регулятора основан на особенностях полупроводниковых приборов, которые ограничивают амплитуду переменного тока с одновременным снижением мощности в нагрузке. При заданной частоте сетевого напряжения регулировать этот показатель удается в небольших пределах (не более 20-30%).

Качество и глубина регулировки зависят от схемы управления работой симисторных элементов, которая предполагает различные исполнения.

В простейших случаях она состоит из нескольких дискретных элементов: диодов, развязывающего трансформатора, резисторов и конденсаторов. В более сложных устройствах функцию регулирующего модуля выполняет микросхема или микропроцессор. В соответствии со способом управления симисторами возможны различные методы изменения величины мощности, отдаваемой в нагрузку. Наиболее распространенный способ, позволяющий эффективно, с минимальными потерями, делать это – воздействие на фазу преобразуемого напряжения. В соответствии с изменяемым параметром этот метод называется импульсно-фазным, а работающий на его основе прибор представляет собой фазовый регулятор мощности.

Симисторные схемы применяются во многих устройствах, при работе с которыми приходится иметь дело с индуктивной нагрузкой — обмотками электродвигателя, в частности. К этой же категории промышленных и бытовых приборов относят:

Характер применения оборудования, управляемого посредством фазовых регуляторов мощности на симисторах, практически одинаков. Различаются только эксплуатационные показатели самих полупроводниковых устройств: величина тока, мощность в нагрузке, эффективность управления, экономичность и другие.

Самостоятельное изготовление

Изготовить регулятор напряжения на симисторах своими руками сможет любой желающий, освоивший принцип его работы. Для этого сначала необходимо выбрать вариант фирменного устройства, подходящего для ручного копирования. Одно из условий правильного выбора: чтобы понравившаяся схема оказалась достаточно простой для повторения.

Варианты схем

Схема простого регулятора мощности на симисторе с питанием от 220 В

Среди популярных моделей промышленных устройств, которые могут быть взяты за образец, особо выделяются:

Регулятор мощности с обратной связью

Особенностью первого схемного решения является применение всего одного симистора. Посредством такого регулятора, повторенного в виде самоделки, удается управлять режимами работы бытового паяльника мощностью до 0,09 кВт. Помимо этого, при наличии устройства можно регулировать яркость свечения настольной лампы или скорость вращения электрического вентилятора.

Среди схемных решений, используемых для самостоятельного изготовления регулятора, выделяется изделие на основе сравнительно мощных полупроводниковых приборов BTA16-600. Его характерной особенностью является наличие неоновой лампочки, включенной в выходную цепь. Яркость ее свечения указывает на величину мощности, отдаваемой в нагрузку в данный момент, что очень удобно для работы со многими потребителями.

Пользователю, не имеющему опыта работы с микросхемами, придется воспользоваться комбинированным вариантом. Блок управления берется от более простого изделия на основе BT136-600E, а на выходе используется управляющая схема с неоновой лампой. В ситуации, когда регулятор предназначается для управления осветителем с собственным внутренним пусковым элементом (стартером) – неонку допускается не ставить.

Возможен еще один вариант фирменного устройства для повторения, в котором используются элементы управления MAC 97A6. Эта схема включения подходит для ламп 220Вольт.

Самостоятельная сборка

Самодельный регулятор мощности

В состав типовой схемы регулятора на симисторах входят следующие обязательные узлы и элементы:

После того как все эти детали спаяны в схему, потребуется проверить порядок работы каждого из отдельных модулей. Для этого необходимо пройтись по всей цепочке от входа до нагрузки.

Выпрямленное диодами переменное напряжение 220 Вольт через регулировочный резистор поступает сначала на ограничивающий элемент, а затем – на управляющий электрод BTA16-000. В зависимости от положения ручки потенциометра симистор будет открываться больше или меньше, изменяя величину мощности, отдаваемую в нагрузку. По этому описанию собранная схема проверяется на корректность ее сборки и работы.

Посредством такого несложного регулятора удается плавно изменять выходную мощность паяльника или настольной лампы, например.

Настройка регулятора

Проверка регулятора мультиметром

После завершения паяльных работ и всех необходимых подключений можно переходить в проверке самодельного изделия на работоспособность. При обнаружении отклонений от нормальных режимов, заданных описанием схемного решения, потребуется настройка прибора. Она заключается в проверке каждого из элементов по току и напряжению. Для этого удобнее всего запастись специальным прибором – мультметром, а еще лучше – электронным осциллографом.

Перед проведением настройки важно помнить о том, что симистор в этой схеме выполняет функцию фазового регулятора. Его основное назначение – переключение цепи в момент перехода полуволной напряжения нулевой точки с учетом величины эксплуатируемой в данное время нагрузки.

В исходном состоянии симистор закрыт, поскольку напряжение на его управляющем электроде не достигло нужной величины. По мере заряда конденсатор через цепочку, открывшуюся за счет поступления полуволны напряжения, потенциал на нем и на подключенном параллельно динисторе постепенно возрастает.

Указанные процессы хорошо видны на экране осциллографа, при наличии которого настройка прибора заметно упростится.

По достижении напряжением в этой точке величины примерно 30 Вольт, динистор и симистор одновременно открываются на время равное полупериоду волны. За счет периодически повторяющейся с частотой 50 Герц коммутации управляющей цепочки удается изменять величину мощности в нагрузке в заданных пределах.

При наличии опыта работы с паяльником и электронными приборами собрать и настроить управляющее устройство удается без особого труда. Главное – внимательность и строгое следование приведенным инструкциям.

Источник

Ремонт диммера на симисторе

Поворотный диммер на симисторе. Его будем ремонтировать

В комментариях к статье, в которой я подробно рассказал про устройство и схему диммера, читатели часто задают вопросы по ремонту диммеров своими руками.

Поэтому я решил эту информацию дополнить и выделить в отдельную статью. Которую вы читаете сейчас.

Как всегда, будет много фотографий с пояснениями, ведь лучше один раз увидеть!

Будет показан пример, как я ремонтировал диммер своими руками. Будет и самокритика, и полезные советы.

Причины поломки диммеров

Чаще всего причиной поломки может быть превышение максимально допустимой нагрузки либо короткое замыкание в нагрузке. Превышение нагрузки бывает, когда например, любители хорошего освещения вкрутят слишком мощные лампы в люстры. Либо через диммер подключают несколько светильников, в сумме потребляющих слишком большую мощность.

К слову, при выборе диммера следует мощность выбирать с запасом 30…50%. Как повысить мощность диммера, будет рассказано и показано в этой статье.

Короткое замыкание возможно не только из-за неисправной проводки. Бывает, когда лампочки перегорают, в них происходит короткое замыкание (КЗ), в природу которого углубляться не будем.

Кроме того, в момент включения лампы накаливания через неё течёт ток, в несколько раз превышающий рабочий. Подробнее – в статье про сопротивление лампы накаливания.

Неисправности диммеров на симисторе

В результате КЗ и перегрузки, как правило, выходит из строя симистор. Это основная неисправность, она встречается в 90% случаев поломки.

Симистор – это главный элемент. Его отличительные особенности – три вывода и к корпусу прикручен радиатор. Наиболее часто встречаются модели ВТ137, BT138, BT139.

Неисправность симистора можно выявить мультиметром. Если прозвонить в режиме омметра сопротивление между выводами А1 и А2 (или Т1 и Т2, первый и второй вывод), будет от нуля до несколько ом. Вывод – симистор однозначно сгорел.

Бывает другой случай – симистор звонится нормально (бесконечное сопротивление), а диммер однако не работает (лампа не горит во всех положениях регулятора). Тут поможет только проверка, т.е. включение в реальную схему.

О замене симистора будет подробно сказано ниже.

Креме неисправного симистора, встречаются другие неисправности диммера:

Схема диммера

Прежде, чем ремонтировать, посмотрим на схему диммера. По сравнению с предыдущей статьёй про диммер, схему я немного переработал и уточнил. В прошлой статье схему оставил прежней. А в новой нумерацию деталей менять не стал, чтобы не вносить путаницу.

Схема диммера для ламп накаливания на симисторе

Диммер, который будем ремонтировать, имеет именно такую схему.

Порядок ремонта диммера

Теперь приведу пример, как заменить симистор своими руками, применяя дрель, паяльник, и обычную зубочистку.

Симистор можно заменить, открутив радиатор и выпаяв симистор из платы. Но радиатор сейчас приклёпывают. Заклёпка гораздо технологичнее и дешевле в массовом производстве.

Поэтому берём в руки дрель со сверлом диаметром 3,5…5,5 мм.

1 Высверливаем заклепку радиатора

Стрелкой показано направление сверла.

2 Снимаем радиатор с симистора

Радиатор снят, теперь надо аккуратно выпаять плохой симистор, минимально повредив плату. Рекомендуемая мощность паяльника – 25 или 40 Вт.

3 Выпаиваем симистор из платы. Обозначены выводы симистора – Т1, Т2, Gate.

Плюс к паяльнику, нужен опыт и сноровка.

Паяльником мощностью 60 Ватт и более можно запросто повредить плату.

Далее – подготавливаем место для нового симистора, используем для этого деревянную зубочистку:

4 Подготавливаем отверстия для нового симистора

5 Плата подготовлена

6 Место под новый симистор

Площадки слиплись, но это пока не важно.

А вот и друзья-симисторы, рядом динистор DB3:

7 Новые симисторы и динистор DB3

Симисторы (BT139, BT138, BT137) на фото все на напряжение 800 Вольт, максимальный рабочий ток соответственно 16, 12, и 8 Ампер.

Даташит можно будет скачать в конце статьи.

Теперь в эти сквозные отверстия вставляем новую деталь:

9 Обрезаем ноги (выводы))

Перемычка неудачная, надо было использовать проводок потоньше…

Внимательно проверяем пайку, чтобы не было замыкания между контактными площадками.

Дальше – монтируем радиатор. В домашних условиях дешевле и технологичнее использовать Винт, шайбу и гайку М3.

10 Осталось прикрутить радиатор

Теперь остаётся проверить работу в реальной схеме включения. Напоминаю, диммер включается точно так же, как обычный выключатель:

Включение лампочки через регулятор яркости.

Для схемы проверки использую лампочку любой мощности в патроне, провод со штепселем, и клеммник Ваго 222.

Ещё два диммера. Внешний вид печатных плат.

11 Выгорела дорожка на плате

13 Плата диммера, вид на симистор

Резисторы обозначены цветовой маркировкой. Выучили, как я рекомендовал?

14 маркировка на радиаторе

Поломанный диммер, симистор нужно менять

Поломанный диммер, симистор нужно менять

Обновление статьи от 12 апреля 2017

Читатель Сергей (см коммент от 12 апреля) отремонтировал диммер своими руками, но обратил внимание, что схема немного не стандартная. Схему публикую.

Схема диммера. Нестандартная?

Скачать справочную информацию по симисторам для диммеров:

• Динистор DB3 / Даташит, pdf, 183.12 kB, скачан: 10324 раз./

Если будете покупать симистор, то на АлиЭкспресс в Китае такие стоят копейки, в данном случае по 10 руб/шт.

Ещё нужно учесть преимущество симисторов BTA перед BT – у BTA фланец (радиатор) изолирован от токоведущих частей, а это повышает безопасность!

Сходство диммеров и блоков защиты ламп

Блоки защиты ламп, которые плавно включают яркость ламп, я подробно описал в своих статьях про устройство и подключение и схему таких блоков.

Отличие диммеров и БЗ – только в способе управления. В блоках защиты симистором управляет контроллер по программе. А программа может быть любой, вплоть до волнообразного изменения яркости. Может быть управление любым аналоговым или цифровым сигналом. Был бы спрос.

Если Вам интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!

Источник