So testen Sie BTB16-700BW: Verwenden einer Schaltung und eines Testers zur Diagnose eines Triacs

Thyristoren werden verwendet, um die Leistung zu steuern. Sie werden in Dimmern oder zur Drehzahlregelung von Motoren eingesetzt. Während des Reparaturvorgangs ist es nicht schwierig, die Fehlfunktion einer solchen Funkkomponente mit einem Multimeter zu erkennen. Alle Thyristoren werden auf die gleiche Weise geprüft. Wenn Sie wissen, wie BTB16-700BW überprüft wird, können Sie die Funktionsfähigkeit anderer Elemente der Thyristorfamilie bestimmen.

Zweck und Gerät

Ein Thyristor ist ein elektronisches Gerät, das auf einem Halbleiter-Einkristall mit mehreren pn-Übergängen aufgebaut ist. Ein solches Gerät zeichnet sich durch zwei stabile Betriebsmodi aus: geschlossen, wenn keine Leitfähigkeit vorhanden ist, und offen - das Gerät befindet sich in einem Zustand hoher Leitfähigkeit. Ein Thyristor kann man sich als elektronischer Schlüssel vorstellen. Je nach Zustand kann das elektrische Signal entweder weiter zum Stromkreis gehen oder nicht.

Die Thyristorfamilie umfasst mehrere Arten von Geräten, die sich in der Art der Leitfähigkeit unterscheiden, zum Beispiel Triac, Dinistor, Trinistor. Ein Triac wird verwendet, um in einem Wechselstromkreis zu arbeiten, da er Strom in jede Richtung leiten kann. Ein solches Gerät hat drei Ausgänge in seiner Konstruktion, daher wird es in der englischen Literatur als TRIAC (Triode für Wechselstrom) bezeichnet, was als Wechselstromtriode übersetzt wird.

Zwei Verbindungspunkte werden als Slave-Punkte und einer als Master-Punkte bezeichnet. Triac hat keine Anode und Kathode. In Stromkreisen ist der elektronische Schlüssel mit der Last in Reihe geschaltet. Für den Übergang von einem geschlossenen in einen offenen Zustand muss ein Signal einer bestimmten Amplitude an den Steueranschluss des Geräts gesendet werden, während der Strom in beide Richtungen frei fließen kann.

Ein Merkmal des Triacs ist, dass er keine Konstante benötigt das Vorhandensein von Spannung an der Schaltelektrode und zur Änderung der Leitfähigkeit nur ein kurzer Impuls. Gleichzeitig ist aber die Bedingung, dass durch die gesteuerten Ausgänge ein Strom einer bestimmten Größe, der sogenannte Haltestrom, fließen muss.

Auf den Diagrammen und in der Fachliteratur ist der Triac mit den Buchstaben VS mit einer Ziffer zur Angabe seiner Seriennummer gekennzeichnet. Es wird in Form von zueinander parallelen Dreiecken mit entgegengesetzt gerichteten Ecken dargestellt. Von der Basis einer der geometrischen Formen wird eine Plattform angezeigt, die mit dem lateinischen Buchstaben G (Fensterladen) bezeichnet wird. Die anderen beiden Pins sind mit T1 und T2 bezeichnet und bezeichnen Power-Pins. In einigen Schaltungen können die steuerbaren Elektroden mit dem Buchstaben A bezeichnet werden.

Eine interessante Tatsache ist, dass dieses Halbleiterbauelement 1963 am Mordwinischen Wissenschaftlichen Forschungsinstitut für Elektrotechnik erfunden wurde.

Arbeitsprinzip

Obwohl das Element ein ziemlich zuverlässiges Gerät ist, kommt es vor, dass es fehlschlägt. Um den Triac korrekt zu überprüfen, ist es jedoch erforderlich, nicht nur Messanforderungen zu verwenden, sondern auch das Wesen seiner Arbeit zu verstehen.

Ein Halbleiterelement kann durch zwei Thyristoren dargestellt werden, die antiparallel zueinander geschaltet sind. Wie eine Diode hat ein Triac p-n-Übergänge, aber mehr davon. Der Aufbau des Gerätes besteht aus fünf abwechselnden Schichten. Je nach angelegter Spannung am Steueranschluss beginnen in den Barrierenübergängen die Prozesse der Rekombination und Bewegung der Majoritätsladungsträger oder umgekehrt die Ausdehnung der verbotenen Lücken.

Der Triac geht in einen Zustand über, in dem Ladungen ungehindert passieren können, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind:

• sein Steuerausgang wird mit einem Strom der erforderlichen Amplitude versorgt (Entriegelung);
• die Potentialdifferenz zwischen den gesteuerten Elektroden entspricht einem bestimmten Wert, der durch die Parameter des Geräts bestimmt wird.

In anderen Fällen wird der Halbleiterschalter gesperrt. Bei Verwendung des Geräts in Stromkreisen mit Wechselsignal ändert sich die Polarität der Spannung an den Klemmen ständig, daher ist die Betriebsart des Geräts in vier Quadranten unterteilt. Jeder Quadrant hat seine eigenen Bedingungen zum Entriegeln oder Verriegeln.

Wenn die Potenzialdifferenz zwischen den Leistungsanschlüssen gleich V A1-A2> 0 ist und relativ zur Gate-Elektrode am Eingang A1 ist negative Spannung, dann entspricht der Triac dem zweiten Quadranten mit bestimmten Werten seiner Entriegelung (Igt) und seines Haltens (In) Ströme.

Aufgrund seiner besonderen Funktionsweise wurde dieser Thyristortyp ursprünglich als Stellglied an Produktionsmaschinen verwendet, um diese reibungslos mit Strom zu versorgen. Dies waren ziemlich große Geräte, die eine massive Kühlung erforderten. Aber Die Entwicklung des Geräts hat zu einer Verringerung der Größe geführt und Verbesserung des technischen Herstellungsprozesses. Dies ermöglichte den Einsatz von Triacs in Verbindung mit Kompressoranlagen, Elektroheizungen, Elektrowerkzeugen und Ladegeräten.

Geräteeigenschaften

Wie jedes elektronische Halbleiterbauelement zeichnet sich ein Triac durch eine Reihe technischer Parameter aus. Sie ermöglichen den Einsatz in einem bestimmten Gerät. Der korrekte Betrieb des Geräts wird durch die Übereinstimmung der angegebenen Eigenschaften mit den tatsächlichen bestimmt, und das Wesen der Messungen beschränkt sich darauf, die Werte dieser Parameter zu erhalten.

Für eine umfassende Merkmalsmessung sind spezielle Geräte erforderlich, die für den Haushalt nicht erhältlich sind Daher verwenden Funkamateure zum Testen des Triacs am häufigsten einen Tester und spezielle Schemata. Zum Beispiel, Der beliebte Triac BTB16-700BW zeichnet sich durch folgende technische Parameter aus:

1. Maximale Spannung Vrpm - 700 V. Gibt die Grenzpotentialdifferenz an, deren Überschreitung zu einer Beschädigung der Struktur des Elements führt.
2. Zyklische Stoßspannung Vdrm - 700 V. Selbst wenn der elektronische Schlüssel geschlossen ist und der an das Element angelegte Signalpegel 700 Volt überschreitet, werden seine Übergänge fehlschlagen.
3. Der höchste Wert des durchschnittlichen Durchlassstroms Irms - 16 A. Es charakterisiert die Stromstärke einer Sinusform, die den Triac lange Zeit ohne Fehler passieren kann.
4. Sein Spitzenstoßstrom beträgt 168 A. Dieser Parameter wird unbedingt mit einer Zeit angegeben, während der das Gerät nicht beschädigt wird. Für BTB16-700BW sind es also 16,7 ms.
5. Gate-Strom Ig - 10-50 mA. Abhängig von der Polarität der an den Klemmen des Geräts anliegenden Spannung und den Parametern des Eingangssignals. Als Intervall angegeben.
6. Die Anstiegsgeschwindigkeit des Stroms dI / dT beträgt 14 A / ms. Definiert für einen offenen Zustand. Wenn es überschritten wird, schlägt das Element fehl.
7. Einschaltzeit t - 2μs. Zeigt die verstrichene Zeit an, bis der Gate-Strom 10 % seines Höchstwerts erreicht, wenn die Spannung zwischen den Leistungselektroden um denselben Prozentsatz abgenommen hat.
8. Die Spannungsanstiegsrate dV / dT beträgt 1000 V / µs. Wenn dieser Wert größer als der angegebene Wert ist, kann das Gerät nicht richtig arbeiten, dh es kommt zu falschen Öffnungen und Schließungen.

Neben diesen Parametern werden oft Nebenmerkmale angegeben, zum Beispiel der Betriebstemperaturbereich (von –40 °C bis +125 °C), die Art des Gehäuses (TO-220 AB).

Einen Artikel testen

Es gibt mehrere Möglichkeiten, einen Triac auf Funktionsfähigkeit zu testen. Für die einfachsten benötigen Sie nur ein Multimeter und für komplexere Messungen eine autarke Stromquelle oder eine Testschaltung.

Mit Hilfe eines Testers erfolgt die Verifikation anhand von Wissen basierend auf dem Funktionsprinzip eines Triacs. Die Diagnose mit einem Multimeter kann nicht alle Eigenschaften des Elements bestimmen, aber für den ersten Leistungstest wird es völlig ausreichen.

Eine einfache Überprüfung kann mit einer Glühbirne und einer Batterie durchgeführt werden. Dazu wird ein Pol der Batterie mit den Steuer- und Bedienterminals des Triacs und der zweite mit dem Sockel der Glühbirne verbunden. Die Elementleitung wird an den Mittelkontakt des Illuminators angeschlossen. In diesem Fall muss der Übergang geöffnet sein, dann leuchtet das Licht.

Wenn das Zündgerät bereits vor Anlegen der Spannung an den Steuerausgang Feuer fing, deutet dies darauf hin, dass der Triac fehlerhaft ist und seine Übergänge unterbrochen sind. Ein solches Element darf nicht weiter geprüft werden, da es fehlerhaft ist.

Tester-Check

Zur Durchführung von Tests ist ein Gerät jeder Art von Wirkung geeignet, gleichzeitig ist es jedoch erforderlich, dass der Wert des von ihm erzeugten Stroms ausreicht, um das Element zu schalten. Daher wäre es vorzuziehen, ein analoges Gerät zu verwenden. Um beispielsweise mit dem BTB12-800CW-Tester zu prüfen, müssen Sie einen Strom von etwa 30 mA bereitstellen, und für den BTB16-700BW sollte dieser Wert 15 mA betragen.

Achten Sie auch auf den Zustand der Batterie im Tester. Bei einem digitalen Gerät sollte das Batteriewechselsymbol nicht auf dem Bildschirm angezeigt werden, und bei einem analogen Gerät sollte der Pfeil auf Null zeigen, wenn die Sonden miteinander kurzgeschlossen sind.

Der Kern der Messung besteht darin, die Übergänge des Geräts zu überprüfen. Dazu schaltet der Tester in den Widerstandswahlmodus für den kleinsten Bereich. Kontrollieren Sie am besten in der folgenden Reihenfolge:

1. Die Messleitungen werden an die Stromleitungen des Triacs T1 und T2 angeschlossen. Wenn das Funkelement richtig funktioniert, sollte das Multimeter einen unendlich hohen Widerstand anzeigen.
2. Die Polarität des angelegten Signals an den Arbeitsanschlüssen ist umgekehrt. Dazu werden die Messsonden neu angeordnet. Der Widerstand muss auch groß sein.
3. Der Arbeitsanschluss T1 bzw. T2 und das Gate G werden kurzzeitig verbunden.
4. Der Widerstand der Verbindung zwischen T1 und T2 wird erneut gemessen. In eine Richtung muss es sich ändern. Für BTB12-800CW werden es also etwa 50 Ohm sein.
5. Die Polarität ist umgekehrt. In diesem Fall muss die Übergangsimpedanz groß sein, was dem Fehlen eines Rückwärtsdurchschlags entspricht.

Dieses Verhalten des Triacs bei Überprüfung durch den Tester weist auf eine hohe Wahrscheinlichkeit seiner Gebrauchstauglichkeit hin. Es ist auch erwähnenswert, dass es bei einer solchen Überprüfung nicht erforderlich ist, das Funkelement vollständig vom Stromkreis zu lösen, sondern es genügt, nur seinen Steuerkontakt zu trennen.

Verwenden des Schemas

Es gibt viele verschiedene Schaltungen, die von Funkamateuren verwendet werden, um die Leistung eines Triacs zu testen. Es ist jedoch besser, eine universelle Schaltung zu verwenden, die jedes Element der Thyristorfamilie testen kann, z. B. BTB16-700BW. Es braucht keine Konfiguration und funktioniert direkt nach der Montage. Um es zu sammeln, benötigen Sie die folgenden Elemente:

1. Widerstände R1 — R4 470 Ohm, R4 — R5 1 kOhm.
2. Kondensatoren C1 und C2 - 100 μF x 6,5 V.
3. Dioden VD1, VD2, VD5 und VD6 - 2N4148; VD2 und VD3 - AL307.

Als Stromquelle kann eine KRONA-Batterie verwendet werden.

Das Wesentliche der Messungen reduziert sich auf folgende Aktionen: Schalter S3 wird in die obere Position gebracht, dadurch wird das Gerät mit Strom versorgt. Danach wird durch kurzes Drücken der Taste S2 der Steuerausgang des Elements bestromt.

Wenn BTB16-700BW funktioniert, sollte sich sein Übergang öffnen, was durch die VD3-LED signalisiert wird. Dann wird der Schalter in die Mittelstellung gebracht, die LED sollte erlöschen. Im nächsten Schritt wird S3 in die untere Position geschaltet und die Taste S2 gedrückt. Das Ergebnis dieser Aktionen wird die VD4-LED aufleuchten. Dieses Verhalten des Triacs ermöglicht es, seine Leistung mit absoluter Sicherheit zu deklarieren.

Die Überprüfung eines Triacs ist nicht so schwierig, insbesondere wenn Sie einen Tester verwenden, obwohl es besser ist, eine spezielle Schaltung zusammenzustellen. Es ist jedoch zu beachten, dass es aufgrund der hohen Empfindlichkeit von Triacs gegenüber dem Schaltstrom besser ist, Messuhren als Multimeter zu verwenden.