Проверка симисторов и тиристоров с помощью мультиметра или батарейки с лампочкой

Эквивалент тиристора

Тиристоры, динисторы и им подобные элементы способны при весьма незначительных внутренних потерях управлять большими мощностями, подводимыми к нагрузке.

Тиристоры — приборы, обладающие двумя устойчивыми состояниями: состоянием низкой проводимости (проводимость отсутствует, прибор заперт) и состоянием высокой проводимости (проводимость близка к нулю, прибор открыт). Представители класса тиристоров :

диодные тиристоры (динисторы, диаки), имеющие два вывода (анод и катод), управляемые путем подачи на электроды напряжения с высокой скоростью его нарастания или повышения приложенного напряжения до величины, близкой к критической;
триодные тиристоры (тринисторы, триаки), трехэлектродные элементы, управляющий электрод которых служит для перевода тиристора из закрытого состояния в открытое;
тетродные тиристоры, имеющие два управляющих электрода;
симметричные тиристоры — симисторы, имеющие пятислой-ную структуру. Иногда этот полупроводниковый прибор называют семистором.

Диодные тиристоры (динисторы), ассортимент которых не столь велик, различаются, главным образом, максимально допустимым постоянным прямым напряжением в закрытом состоянии.

Так, для динисторов типов КН102А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, И (2Н102А — И) значения этих напряжений составляют, соответственно, 5, 7, 10, 14, 20, 30, 40, 50 В при обратном токе не более 0,5 мА. Максимально допустимый постоянный ток в открытом состоянии для этих полупроводниковых приборов равен 0,2 А при остаточном напряжении в открытом состоянии 1,5 В.

На рис. 1 приведена эквивалентная схема низковольтного динистора. Если принять R1=R3=100 Ом, можно получить динистор с управляемым (с помощью резистора R2) напряжением переключения от 1 до 25 В [Войцеховский Я., Р 11/73-40, Р 12/76-29]. При отсутствии этого резистора и при условии R1=R3=5,1 кОм напряжение переключения составит 9 Б, а при R1=R3=3 кОм —12 В.

Аналог тиристора р-п-р-п-структуры, описанный в книге Я. Войцеховского, показан на рис. 2. Буквой А обозначен анод; К — катод; УЭ — управляющий электрод. В схемах (рис. 1, 2) могут быть использованы транзисторы типов КТ315 и КТ361.

Необходимо лишь, чтобы подводимое к полупроводниковому прибору или его аналогу напряжение не превышало предельных паспортных значений. В таблице (рис. 2) показано, какими величинами R1 и R2 следует руководствоваться при создании аналога тиристора на основе германиевых или кремниевых транзисторов.

Рис. 2. Аналог тиристора.

В разрывы электрической цепи, показанные на схеме (рис. 2) крестиками, можно включить диоды, позволяющие влиять на вид вольт-амперной характеристики аналога. В отличие от обычного тиристора, его аналогом (рис. 2) можно управлять, используя дополнительный вывод — управляющий электрод УЭдоп, подключенный к базе транзистора VT2 (верхний рисунок) или VT1 (нижний рисунок).

Обычно тиристор включают кратковременной подачей напряжения на управляющий электрод УЭ. При подаче напряжения на электрод УЭдоп тиристор, напротив, можно перевести из включенного состояния в выключенное.

Начало тестирования тиристора мультиметром

Сначала потрудитесь расположение электродов определить:

катод;
анод;
управляющий электрод (база).

Для открытия тиристорного ключа катод прибора снабжается минусом (черный щуп мультиметра), на анод присоединяется плюс (красный щуп мультиметра). Тестер выставляется в режим омметра. Сопротивление открытого тиристора невелико. Хватит поставить предел 2000 Ом. Пришло время напомнить: тиристор способен управляться (открываться) положительными или отрицательными импульсами. В первом случае перемычкой из тонкой булавки замыкаем на базу анод, втором – катод. Тут и там должен тиристор открыться, в результате сопротивление станет меньше бесконечности.

Дальше процесс расходится с проверкой транзистора. При пропадании управляющего сигнала тиристор останется открытым, если ток превышает порог удержания. Ключ может закрыться. Если ток не дотягивает порога удержания.

Ток удержания прописан техническими характеристиками тиристора. Потрудитесь скачать из интернета полную документацию, быть в курсе вещей.
Многое определяет мультиметр. Какое напряжение подает на щупы (традиционно 5 вольт), сколько мощности обеспечит. Проверить можно, заручившись помощью конденсатора большой емкости. Нужно правильно подключить щупы на выводы прибора в режиме измерения сопротивления, подождать, пока цифры на дисплее вырастут от нуля до бесконечности. Конденсатор процесс зарядки прошел. Теперь перейдем в режим измерения постоянного напряжения посмотреть величину разницы потенциалов на ножках конденсатор (мультиметр подает в режиме измерения сопротивления). По вольт-амперным характеристикам тиристора несложно определить, хватит ли значения создать ток удержания.

Динисторы звонятся проще. Попытайтесь открыть ключ. Зависит от того, хватит ли мощности мультиметра преодолеть барьер. Для гарантированной проверки тиристора лучше собрать отдельную схему. Наподобие представленной рисунком. Схеме сформирована следующими элементами:

Три резистора послужат заданию режима тиристора. Один номиналом 300 Ом ограничивает ток. Если параметр нужно изменить, перестараться при наличии питания +5 вольт чрезвычайно сложно. Ничего страшного, если резистор убрать. Старайтесь руководствоваться вольт-амперными характеристиками тиристора. Идеально поставить переменный резистор диапазоном 100 – 1000 Ом. Два резистора правой ветки задают рабочую точку. В схеме на управляющий электрод подано 2,5 вольта. Если не согласуется с вольт-амперными характеристиками тиристора (см. документацию), измените номиналы. Образуют резистивный делитель. Напряжение 5 вольт делится пропорционально номиналам. Поскольку сопротивления равны друг другу, на управляющий электрод приходит ровно половина напряжения питания.
Светодиод послужит нагрузкой. Стоит в «силовой» ветке, рядом находятся эмиттер, коллектор. Здесь после открытия ключа должен течь ток. Светодиод загорится, увидим, работает ли тиристор. Светодиод не инфракрасный. Возьмите видимый диапазон.

Тиристор образует центр схемы. Лучше спаять гнезда, куда можно быстро воткнуть новый испытуемый образец. Иначе пропадает смысл городить огород

Обратите внимание, схема собрана для случая, когда тиристор управляется напряжением положительной полярности. Лучше найти отдельно источник питания

Например, батарейка, системный блок ПК, аккумулятор. Положительным полюсом стыкуются с землей схемы, отрицательный подается на базу. Причем придется убрать резистора из левой ветви.
Кнопка поможет узнать гарантированно: эксперимент начался. Без нее управляющего напряжения не подается. Стоит нажать кнопку, отпустить – пронаблюдаете результат. Светодиод загорится и погаснет – ток удержания не выдержан, тиристор исправен. Иногда светодиод будет продолжать гореть, зависит от его характеристик.

Почему выбрали питание +5 вольт. Напряжение несложно найти на адаптере телефона (зарядное устройство). Присмотритесь: присутствует надпись наподобие 5V– /420 mA. Выходные значения напряжения, тока (сразу посмотрите, хватит ли удержать тиристор). Каждый знаток в курсе: +5 вольт доступно взять на шине USB. Портом снабжается теперь (в разном формате) практически любой гаджет, компьютер. С питанием проблем избегните. На всякий случай рассмотрим момент подробнее.

Устройство и принцип работы

Исправность рассматриваемого устройства можно проверить при применении обычного источника света и измерительного прибора. К особенностям этой техники относятся следующие моменты:

Источник постоянного тока соединяется через тринистор. В цепь также включается лампа с соответствующим напряжением.
Щупы мультиметра подводятся к катоду и аноду. Следует установить режим измерения, соответствующий постоянному напряжению.
Устройство должно быть рассчитано на измерение показателей, которые превышают значения применяемого источника напряжения.
В качестве источника питания можно использовать батарейку любого номинала.
Осуществляется подача напряжения для теста устройства.

Устройство тиристора выглядит следующим образом:

4 полупроводниковых элемента имеют последовательное соединение друг с другом, они различаются по типу проводимости.
В конструкции имеется анод – контакт к внешнему слою полупроводника и катод, такой же контакт, но к внешнему n-слою.
Всего имеются не более 2 управляющих электродов, которые подсоединены к внутренним слоям полупроводника.
Если в устройстве полностью отсутствуют управляющие электроды, то такой прибор является особой разновидностью – динистором. При наличии 1 электрода, прибор относится к классу тринисторов. Управление может осуществляться через анод или катод, данный нюанс зависит от того, к какому слою был подключен управляющий электрод, но на сегодняшний день наиболее распространен второй вариант.
Данные приборы могут подразделяться на виды, в зависимости от того, пропускают они электрический ток от анода к катоду или сразу в обоих направлениях. Второй вариант устройства получил название симметричные тиристоры, обычно состоящие из 5 полупроводниковых слоев, по своей сути они являются симисторами.
При наличии в конструкции управляющего электрода, тиристоры могут быть разделены на запираемую и незапираемую разновидность. Отличие второго вида заключается в том, что такой прибор не может быть никаким способом переведен в закрытое состояние.

https://www.youtube.com/watch?v=rVWD4icQ7zE

Принцип действия тиристора, подключенного к цепи постоянного тока, заключается в следующем:

Включение прибора происходит благодаря получению цепью импульсов электрического тока. Подача происходит на полярность, которая является положительной относительно катода.
На протяженность процесса перехода оказывает влияние целый ряд различных факторов: вид нагрузки; температура полупроводникового слоя; показатель напряжения; параметры тока нагрузки; скорость, с которой происходит нарастание управляющего тока и его амплитуда.
Несмотря на значительную крутизну управляющего сигнала, скорость нарастания напряжения не должна достигать недопустимых показателей, поскольку это может вызвать внезапное отключение прибора.
Принудительное отключение устройства может быть осуществлено разными способами, наиболее распространен вариант с подключением в схему коммутирующего конденсатора, обладающего обратной полярностью. Такое подключение может происходить благодаря наличию второго (вспомогательного) тиристора, который спровоцирует возникновение разряда на основной прибор. В таком случае, разрядный ток, прошедший через коммутирующий конденсатор, столкнется с прямым током основного прибора, что понизит его значение до нулевого показателя и вызовет отключение.

принцип работы Немного отличается принцип действия тиристора, подключенного к цепи переменного тока:

В таком положении прибор может осуществлять включение или отключение цепей с разными типами нагрузки, а также изменять значения электрического тока через нагрузку. Это происходит благодаря возможности тиристорного прибора изменять момент, в который осуществляется подача управляющего сигнала.
При подключении тиристора в подобные цепи, применяется исключительно встречно-параллельное включение, поскольку он может проводить ток лишь в одном направлении.
Показатели электрического тока изменяются благодаря внесению изменений в момент, когда происходит передача открывающих сигналов на тиристоры. Этот параметр регулируется при помощи специальной системы управления, относящейся к фазовой либо широтно-импульсной разновидности.
При использовании фазового управления, кривая электрического тока будет обладать несинусоидальной формой, это также вызовет искажение формы и напряжения в электросети, от которой происходит питание внешних потребителей. Если они обладают высокой чувствительностью к высокочастотным помехам, то это может вызвать сбои в процессе функционирования.

Проверка с помощью метода лампочки и батарейки

Для этого метода достаточно иметь под рукой лишь лампочку, батарейку, 3 проводка и паяльник, чтобы припаять провода к электродам. Такой набор найдется в доме у каждого.

При проверке прибора с помощью метода батарейки и лампочки, нужно оценить нагрузку тока сто mA, которую создает лампочка, на внутренней цепи. Применять нагрузку следует кратковременно. При использовании данного метода, редко случается короткое замыкание, но чтобы быть уверенным на сто процентов, что его точно не будет, достаточно пропустить ток через все пары электродов тиристора в обоих направлениях.

Проверка методом лампочки и батарейки осуществляется по трём схемам:

В первой схеме на управляющий электрод положительный потенциал не подается, благодаря чему не пропускается ток и лампочка не загорается. В случае если лампочка горит, тиристор работает неправильно.
Во второй схеме тиристор приводится в состояние высокой проводимости. Для этого нужно подать плюсовой потенциал на управляющий электрод (УЭ). В этом случае, если лампочка не горит, значит с тиристором что-то не так.
На третьей схеме с УЭ питание отключается, ток в этом случае проходит через анод и катод. Ток проходит благодаря удержанию внутреннего перехода. Но в этом случае, лампочка может не загореться не только из-за неисправности тиристора, но и из-за протекания тока меньшей величины через цепь, чем крайнее значение удержания.

Так исправность тиристора легко проверить в домашних условиях, не имея под рукой специального оборудования. Если разорвать цепь через анод или катод, у тиристора активируется состояние низкой проводимости.

При использовании данного метода, редко случается короткое замыкание, но чтобы быть уверенным на сто процентов, что его точно не будет, достаточно пропустить ток через все пары электродов тиристора в обоих направлениях

Начало тестирования тиристора мультиметром

Проверка тиристора начинается с определения пробоя. Рекомендуется начинать с предварительного тестирования, которое связано с измерением сопротивления между двумя выходами «А» и «К», «К» и «УЭ». Алгоритм действий имеет следующие особенности:

Для тестирования применяется мультиметр. Его включают в режим «прозвонки», и снимаются показатели между двумя выводами «УЭ» и «К». Если устройство находится в хорошем техническом состоянии, то снятые показатели будут в диапазоне от 40 Ом до 0,55 кОм. Низкое значение может указывать на некоторые проблемы с устройством.
Далее рекомендуется сменить положение щупов, и процесс повторяется. Снятые показатели должны соответствовать тем, которые были получены в первом случае.
Следующий шаг заключается в измерении сопротивления между выводами «К» и «А». В этом случае показатель сопротивления должен стремиться к бесконечности. Значение может варьироваться в зависимости от полярности измерительного устройства. Низкий показатель указывает на то, что есть пробой в переходе. Для более точного результата рекомендуют выпаивать устройство, которое тестируется.

При необходимости можно проверить тиристор мультиметром без демонтажа детали. Однако при применении самодельной конструкции придется выпаять элемент, так как в качестве индикатора используется лампочка. К особенностям этого процесса относятся следующие моменты:

Требуется паяльник. Подобный инструмент требуется при проведении различной работы с электроникой. Мощность и диаметр жилы выбираются в соответствии с тем, какие размеры имеет плата.
При проведении работы следует учитывать, что нельзя оказывать слишком высокую температуру на плату. Это может привести к повреждению дорожек и других элементов.
Нельзя повредить выходы, так как это может осложнить проводимые тесты.

Необходимость в выпаивании детали определяет то, что многие решают использовать мультиметр для проверки. В большинстве случаев полученных результатов вполне достаточно для оценки состояния тиристора.

Сначала потрудитесь расположение электродов определить:

катод;
анод;
управляющий электрод (база).

Определение управляющего напряжения

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

У большинства радиолюбителей имеется мультиметр и неизбежно возникает вопрос, как проверить тиристор мультиметром, возможно ли это и, что дополнительно может понадобиться. Последовательность действий такая:

для начала переключаем мультиметр в положение измерения сопротивления с диапазоном 2 кОм. В этом режиме на измерительных щупах будет присутствовать напряжение внутреннего источника питания тестера;
подключаем щупы к аноду и катоду тринистора. Мультиметр должен показывать сопротивление близкое к бесконечности;
перемычкой замыкаем анод и управляющий электрод. Сопротивление должно упасть, тринистор открылся;
убираем перемычку, прибор опять показывает бесконечность. Это произошло из-за того, что удерживающий ток слишком мал.

Так как тиристор управляется как отрицательными, так и положительными сигналами, то его можно открыть, подключая перемычкой управляющий электрод к катоду.

Мультиметр должен находиться в режиме омметра, и щупы подсоединены к аноду и катоду. Так можно определить, каким напряжением управляется тиристор.

Самодельный пробник

Простейший вариант исполнения представлен сочетанием только лампочки и батарейки, но он неудобен в применении. Более сложная схема позволяет протестировать устройство при подаче постоянного или переменного тока.

Схема самодельного пробника представлена сочетанием следующих элементов:

Лампочка небольшого размера с показателями 0,3 А и 6,3 В.
Трансформатор со вторичной обмоткой 6,3 В. Рекомендуется использовать вариант исполнения ТН2.
Диод выпрямительного типа с обратным напряжением около 10 Вольт и сопротивлением не менее 300 мА. Примером можно назвать вариант исполнения Д226.
В схему также включается конденсатор, емкость которого составляет 1000 мкФ. Устройство должно быть рассчитано на напряжение 16 В.
Создается сопротивление с номиналом 47 Ом.
Предохранитель на 0,5 А. При применении мощного силового трансформатора следует повысить номинал предохранителя.

Признаки неисправности транзистора

Как уже отмечалось выше если замеры прямого сопротивления (черный минус на базе, а плюс поочередно на коллекторе и эмиттере) и обратного (красный плюс на базе, а черный минус поочередно на коллекторе и эмиттере) не соответствуют указанным выше показателям, то транзистор вышел из строя.

Другой признак неисправности, это когда сопротивление p-n переходов хотя бы в одном замере равно или приближено к нулю.

Это указывает на то, что диод пробит, а сам транзистор вышел из строя. Используя данные выше рекомендации, вы легко сможете проверить транзистор мультиметром на исправность.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Как узнать уровень освещенности в помещениях

Как проверить тиристор мультиметром

Проверить работоспособность тиристора можно батарейкой или источником питания и лампочкой. Для проверки напряжение источника питания или батарейки должны соответствовать напряжению питания лампочки. Если плюс источника приложить к аноду элемента, минус через лампочку подать на катод, а батарейку приложить плюсом к управляющему электроду, а минусом к аноду, то исправный тиристор откроется и лампочка загорится.

Схема проверки тиристора с дополнительным источником питания и батарейкой

Если убрать напряжение с управляющего электрода ключа лампочка не погаснет. Чтобы она погасла нужно снять напряжение источника питания с тиристора, или кратковременно изменить полярность управляющего напряжения. Лампочка не гаснет после снятия напряжения с управляющего электрода, потому что через тиристор протекает ток выше его тока удержания.

Определить ток удержания можно, если плавно снижать напряжение блока питания и через амперметр проконтролировать ток, при котором произойдет отключение лампочки. Таким образом, можно выбрать тиристор с наименьшим током удержания. Проверить работоспособность тиристора можно также одним мультиметром.

Прозвонка тиристора мультиметром

Переключатель режима измерения ставят в положение проверки диодов и проверяют сопротивление перехода УЭ — катод в обоих направлениях, оно должна быть в пределах от 50 до 500 ом. Электронный ключ с наибольшим сопротивлением перехода УЭ — катод будет более чувствительный, с меньшим напряжением, при котором тиристор откроется. Сопротивление катод — анод должно быть большим, на дисплее отображается 1.

Мы прозвонили тиристор мультиметром, а теперь проверим его на открытие перехода анод — катод. Плюс щупа мультиметра присоединяют к аноду, а минус к катоду. В положении X1 переключателя замыкают управляющий электрод на анод элемента. При исправном электронном ключе мультиметр показывает несколько десятков ом, т. е. тиристор открылся.

При отсоединении электрода от анода, тиристор закроется и мультиметр покажет единицу. При проверке мультиметром его ток меньше тока удержания ключа, поэтому тиристор закрывается. Удобно проверять электронные ключи на схеме ниже.

Схема проверки тиристора с дополнительным источником питания

В качестве источника используют блок питания или автомобильный аккумулятор. Подключают к схеме тиристор, подают питание на него кнопкой КН-1 и подключают УЭ кнопкой КН-2. Лампочка загорается. Отключают КН-2, лампочка продолжает гореть, т. к. ток удержание элемента ниже, чем ток источника питания. Кнопкой КН-1 отключают источник питания, лампочка гаснет. Для источника питания 25 В сопротивление резистора 270 Ом. Для других напряжений питания:

R = (0,9 — 1)Uпит/Iу.откр, где Iу.откр — ток удержания управляющим электродом (в справочнике)

Если в этой же схеме заменить источник постоянного напряжения, на трансформатор, с необходимым переменным напряжением вторичной обмотки, т. е. будем подавать переменное напряжение на тиристор, то лампочка будет гореть в половину накала, ведь этот элемент пропускает только положительную полуволну переменного напряжения. Для источника питания 25 В сопротивление резистора 270 Ом.

Если подключить симистор, то лампа загорится ярко, т. к. симистор пропускает полное переменное напряжение. Симистор проверяется по той же методике что и тиристор. Проверить тиристор и симистор мультиметром не выпаивая, не получится. Для полной проверки этих ключей нужно подавать постороннее напряжение на электронную схему, что чревато выходом ее элементом из строя.

Помогла вам статья?

ДаНет

Подводим итог

Сравнивая симисторные и тиристорные стабилизаторы напряжения между собой и с другими видами устройств, можно прийти к следующим выводам:

оба типа приборов имеют как схожие возможности по стабилизации напряжения, так и почти одинаковые недостатки, одним из которых является ступенчатая корректировка и, как следствие, несинусоидальная форма выходного сигнала;
данные стабилизаторы не справляются с защитой чувствительного к качеству сети оборудования, а также приборов с электродвигателями;
оба устройства по своим рабочим параметрам ненамного превосходят релейные стабилизаторы напряжения, но стоимость их гораздо выше;
при поломке тиристорных и симисторных устройств ремонт их электронных компонентов обойдется дороже, чем стабилизаторов напряжения предыдущих поколений, работающих по аналогичному принципу.

Несмотря на то, что симисторные и тиристорные стабилизаторы пока пользуются достаточной популярностью, их постепенно но уверенно вытесняет с рынка новый тип устройств – инверторные стабилизаторы напряжения. Разработанные на в 2015 году, эти приборы получили самые высокие технические характеристики, среди которых:

более высокая точность стабилизации (2%);
непрерывное регулирование сетевого напряжения и, как следствие, чистый синус на выходе;
расширенный диапазон входного напряжения сети (90-310 В);
мгновенная скорость срабатывания;
универсальное применение.