Симисторные регуляторы мощности благодаря компактности, эффективности и надежности широко применяются в бытовых приборах и устройствах. Простейшие схемы на симисторах содержат всего несколько деталей и могут работать как на переменном, так и постоянном токе.
Чтобы разобраться в принципах работы таких устройств, начнем с теории, а именно, рассмотрим принципы работы динистора и тиристора (тринистора) и их симметричных аналогов.
Принцип работы динистора
Динистор обозначается как диод с добавочной чертой. В английской литературе называется trigger diode. Динистор представляет собой четырехслойную структуру p-n-p-n и имеет три p-n перехода. При включении в прямом направлении один p-n переход окажется включенным в обратном направлении, и не проводит ток до напряжения пробоя. По достижении напряжения пробоя Vbo динистор начинает проводит ток. Как видно из вольт-амперной характеристики (ВАХ), для выключения динистора нужно либо снизить ток ниже тока удержания, либо снять напряжение питания, при этом динистор снова перейдет в непроводящее состояние. При включении в обратном направлении ВАХ динистора не отличается от ВАХ обычного диода.
Принцип работы тринистора (тиристора)
Тиристор от динистора отличается наличием дополнительного электрода, который управляет моментом включения тиристора (управляющий электрод). В отличие от динистора, тиристор эксплуатируют только в управляемом режиме, не превышая напряжения пробоя. По вольт-амперной характеристике хорошо видно, что в зависимости от тока управляющего электрода, тиристор включается при различных напряжениях. Выключение тиристора, как и динистора, производится либо снижением тока ниже тока удержания, либо снятием напряжения питания. При включении в обратном направлении ВАХ тиристора не отличается от ВАХ обычного диода.
В схемах динисторы используются в стробоскопах, регуляторах мощности, энергосберегающих лампах, релаксационных генераторах и пр.
Симметричный динистор (DIAC) и симметричный тиристор (TRIAC)
Эти электронные компоненты могут работать как на постоянном, так и на переменном токе. Это отражено в их английских названиях DIAC/TRIAC - DIode/TRIode for Alternate Current. Представляют собой пятислойные симметричные структуры n-p-n-p-n. Вольт-амперные характеристики этих компонентов также симметричны, поэтому их можно использовать на переменном токе. (ВАХ симметричного динистора получается при Ig=0) Следует заметить, что допускается некоторая асимметрия (1-3 вольт) в напряжении включения динисторов, но на практике это не имеет значения.
В обозначениях симметричных динисторов и тиристоров нет стандарта (точнее, ему не следуют), но по схеме нетрудно понять, что обозначено. Впрочем, иногда симметричный динистор рисуют как два встречно включенных диода, или даже встречно-параллельных диода (последнее совсем неправильно!)
Схемы регуляторов мощности
Теперь мы рассмотрим схемы тиристорных регуляторов мощности. Начнем с простейшего диммера, который по сути и есть регулятор мощности ламп.
Для желающих повторить схему или спаять свою. 1.Тиристор надо брать с двукратным запасом по току и напряжению, с учетом пикового значения. (Для сети с действующим значением 220 вольт, пиковое значение 310 вольт, значит тиристор брать на 600 вольт.) 2.Симметричный динистор DB3, DB4 можно добыть из сломанных энергосберегающих ламп, параметры у них примерно одинаковы. 3.Конденсатор тоже желательно брать с запасом по напряжению. Более мощный прибор (до 4 кВт) можно собрать, используя соответствующий тиристор на радиаторе площадью 200см2.
Относительно переменного резистора я нигде не встречал указаний, использовать тип А (линейная характеристика) или тип В (логарифмическая характеристика). В конкретном диммере стоит именно тип В, возможно для более равномерной регулировки яркости.
Уважаемые читатели, ставьте лайки (желательно), пишите свои комментарии!
