Jak przetestować BTB16-700BW: za pomocą obwodu i testera do diagnozowania triaka

Tyrystory służą do sterowania mocą. Stosowane są w ściemniaczach lub do sterowania prędkością silników. Podczas procesu naprawy nie jest trudno zidentyfikować awarię takiego elementu radiowego za pomocą multimetru. Wszystkie tyrystory są testowane w ten sam sposób. Wiedząc, jak sprawdzić BTB16-700BW, będzie można określić sprawność innych elementów rodziny tyrystorów.

Cel i urządzenie

Tyrystor to urządzenie elektroniczne zbudowane na monokrysztale półprzewodnikowym z kilkoma złączami pn. Takie urządzenie charakteryzuje się dwoma stabilnymi trybami pracy: zamkniętym, gdy nie ma przewodności, i otwartym - urządzenie znajduje się w stanie wysokiej przewodności. Tyrystor można traktować jako klucz elektroniczny. W zależności od swojego stanu sygnał elektryczny może iść dalej do obwodu lub nie.

Rodzina tyrystorów obejmuje kilka rodzajów urządzeń różniących się rodzajem przewodnictwa, na przykład triak, dinistor, trinistor. Triak służy do pracy w obwodzie prądu przemiennego, ponieważ może przewodzić prąd w dowolnym kierunku. Takie urządzenie ma w swojej konstrukcji trzy wyjścia, dlatego w literaturze angielskiej nazywa się je TRIAC (trioda prądu przemiennego), co tłumaczy się jako trioda prądu przemiennego.

Dwa przyłącza nazywane są punktami podrzędnymi, a jeden punktami nadrzędnymi. Triak nie ma anody i katody. W obwodach elektrycznych klucz elektroniczny jest połączony szeregowo z obciążeniem. Aby przejść ze stanu zamkniętego do otwartego, sygnał o określonej amplitudzie musi zostać wysłany do zacisku sterującego urządzenia, a prąd może swobodnie płynąć w obu kierunkach.

Cechą triaka jest to, że nie wymaga stałej obecność napięcia na elektrodzie przełączającej, a do zmiany przewodności tylko krótkie puls. Ale jednocześnie istnieje warunek, że przez wyjścia sterowane musi płynąć prąd o określonej wielkości, zwany prądem podtrzymania.

Na schematach i w literaturze technicznej triak jest podpisany literami VS z cyfrą wskazującą jego numer seryjny. Jest przedstawiony w postaci trójkątów równoległych do siebie z przeciwnie skierowanymi wierzchołkami. Od podstawy jednego z geometrycznych kształtów ukazuje się platforma, oznaczona łacińską literą G (migawka). Pozostałe dwa piny są oznaczone T1 i T2, co oznacza piny zasilania. W niektórych obwodach sterowane elektrody mogą być oznaczone literą A.

Ciekawostką jest to, że to urządzenie półprzewodnikowe zostało wynalezione w Mordowskim Instytucie Elektrotechnicznym Badań Naukowych w 1963 roku.

Zasada działania

Chociaż element jest dość niezawodnym urządzeniem, zdarza się, że zawodzi. Aby jednak poprawnie sprawdzić triak, konieczne jest nie tylko korzystanie z wymagań pomiarowych, ale także zrozumienie istoty jego pracy.

Element półprzewodnikowy może być reprezentowany przez dwa tyrystory, które są połączone ze sobą antyrównolegle. Podobnie jak dioda, triak ma złącza p-n, ale ma ich więcej. Konstrukcja urządzenia składa się z pięciu naprzemiennych warstw. W zależności od przyłożonego napięcia do zacisku sterującego, procesy rekombinacji i ruchu większości nośników ładunku rozpoczynają się w przejściach barierowych lub odwrotnie, rozszerzaniu się przerw zabronionych.

Triak przechodzi w stan, w którym ładunki mogą przez niego swobodnie przechodzić, gdy spełnione są dwa warunki:

• jego wyjście sterujące zasilane jest prądem o wymaganej amplitudzie (odblokowanie);
• różnica potencjałów między sterowanymi elektrodami odpowiada pewnej wartości określonej przez parametry urządzenia.

W innych przypadkach przełącznik półprzewodnikowy zostanie zablokowany. Podczas używania urządzenia w obwodach z sygnałem przemiennym biegunowość napięcia na zaciskach będzie się stale zmieniać, dlatego tryb pracy urządzenia jest podzielony na cztery ćwiartki. Każdy kwadrant ma swoje własne warunki do odblokowania lub zablokowania.

Jeżeli różnica potencjałów między zaciskami mocy jest równa V A1-A2>0, a względem elektrody bramki na wejściu A1 występuje napięcie ujemne, wtedy triak odpowiada drugiej ćwiartce z pewnymi wartościami jego odblokowania (Igt) i przytrzymania (In) prądy.

Ze względu na swoją specyfikę działania, ten typ tyrystora był pierwotnie używany jako element sterujący w maszynach produkcyjnych, umożliwiając płynne dostarczanie prądu. Były to dość duże urządzenia, które wymagały masowego chłodzenia. Ale ewolucja urządzenia doprowadziła do zmniejszenia rozmiaru oraz udoskonalenie technicznego procesu produkcyjnego. Umożliwiło to zastosowanie triaków w połączeniu z urządzeniami kompresorowymi, elektrycznymi systemami grzewczymi, elektronarzędziami i jednostkami ładującymi.

Charakterystyka instrumentu

Jak każde elektroniczne urządzenie półprzewodnikowe, triak charakteryzuje się szeregiem parametrów technicznych. Umożliwiają zastosowanie go w konkretnym sprzęcie. O prawidłowej pracy urządzenia decyduje zgodność deklarowanych charakterystyk z rzeczywistymi, a istota pomiarów sprowadza się do uzyskania wartości tych parametrów.

Do kompleksowego pomiaru charakterystyk wymagane są specjalistyczne urządzenia, które nie są dostępne dla gospodarstw domowych Zastosowania zatem do testowania triaka radioamatorzy najczęściej używają testera i specjalnego schematy. Na przykład, Popularny triak BTB16-700BW charakteryzuje się następującymi parametrami technicznymi:

1. Maksymalne napięcie Vrpm - 700 V. Wskazuje graniczną różnicę potencjałów, której przekroczenie prowadzi do uszkodzenia struktury elementu.
2. Cykliczne napięcie impulsowe Vdrm - 700 V. Nawet jeśli klucz elektroniczny jest zamknięty, a poziom sygnału przyłożony do elementu przekracza 700 woltów, jego przejścia zakończą się niepowodzeniem.
3. Najwyższa wartość średniego prądu załączenia Irms - 16 A. Charakteryzuje aktualną siłę kształtu sinusoidalnego, zdolnego do przechodzenia przez triak przez długi czas bez awarii.
4. Jej szczytowy prąd impulsowy wynosi 168 A. Ten parametr jest koniecznie oznaczony czasem, w którym urządzenie nie ulegnie uszkodzeniu. Tak więc dla BTB16-700BW jest to 16,7 ms.
5. Prąd bramki Ig - 10-50 mA. Zależy od polaryzacji napięcia przyłożonego do zacisków urządzenia i parametrów sygnału wejściowego. Określony jako interwał.
6. Szybkość narastania prądu dI / dT wynosi 14 A / ms. Zdefiniowane dla stanu otwartego. Jeśli zostanie przekroczony, element ulegnie awarii.
7. Czas włączenia t - 2μs. Pokazuje czas, jaki upłynął do momentu, gdy prąd bramki osiągnie 10% swojej najwyższej wartości, gdy napięcie między elektrodami mocy spadło o ten sam procent.
8. Szybkość narastania napięcia dV / dT wynosi 1000 V / μs. Jeśli ta wartość jest większa niż określona wartość, urządzenie nie będzie mogło działać poprawnie, to znaczy wystąpią fałszywe otwarcia i zamknięcia.

Oprócz tych parametrów często wskazuje się drobne cechy, na przykład zakres temperatur pracy (od -40 ° C do +125 ° C), rodzaj opakowania (TO-220 AB).

Testowanie przedmiotu

Istnieje kilka sposobów testowania triaka pod kątem działania. Do najprostszych wystarczy multimetr, a do bardziej złożonych pomiarów autonomiczne źródło zasilania lub obwód testowy.

Przy pomocy testera przeprowadzana jest weryfikacja z wykorzystaniem wiedzy opartej na zasadzie działania triaka. Diagnostyka za pomocą multimetru nie będzie w stanie określić wszystkich cech elementu, ale wystarczy do wstępnego testowania wydajności.

Prostą kontrolę można przeprowadzić za pomocą żarówki i baterii. W tym celu jeden zacisk akumulatora jest podłączony do zacisków sterowania i obsługi triaka, a drugi do podstawy żarówki. Przewód elementu jest podłączony do centralnego styku oświetlacza. W takim przypadku przejście musi być otwarte, a następnie zaświeci się światło.

Jeśli jeszcze przed przyłożeniem napięcia do wyjścia sterującego zapaliło się urządzenie oświetleniowe, oznacza to, że triak jest uszkodzony, a jego przejścia są zepsute. Taki element nie może być dalej sprawdzany, ponieważ jest uszkodzony.

Sprawdzenie testera

Urządzenie o dowolnym działaniu nadaje się do przeprowadzania testów, ale konieczne jest, aby wartość wytwarzanego przez nie prądu była wystarczająca do przełączenia elementu. Dlatego lepiej byłoby użyć urządzenia analogowego. Na przykład, aby sprawdzić za pomocą testera BTB12-800CW, należy podać prąd około 30 mA, a dla BTB16-700BW wartość ta powinna wynosić 15 mA.

Należy również zwrócić uwagę na stan baterii w testerze. W urządzeniu cyfrowym ikona wymiany baterii nie powinna być wyświetlana na ekranie, aw urządzeniu analogowym, gdy sondy są ze sobą zwarte, strzałka powinna wskazywać zero.

Istota pomiaru sprowadza się do sprawdzenia przejść urządzenia. W tym celu tester przełącza się w tryb wybierania rezystancyjnego dla najmniejszego zakresu. Najlepiej sprawdzać w następującej kolejności:

1. Przewody pomiarowe są podłączone do przewodów zasilających triaka T1 i T2. Jeśli element radiowy działa prawidłowo, multimetr powinien wykazywać nieskończenie wysoką rezystancję.
2. Zmienia się polaryzacja przyłożonego sygnału na zaciskach roboczych. W tym celu sondy pomiarowe są przestawiane. Opór też musi być wielki.
3. Zacisk roboczy T1 lub T2 i bramka G są połączone na krótko.
4. Ponownie mierzy się rezystancję złącza między T1 i T2. W jednym kierunku musi się zmienić. Tak więc dla BTB12-800CW będzie to około 50 omów.
5. Polaryzacja jest odwrócona. W takim przypadku impedancja złącza musi być duża, co odpowiada brakowi przebicia wstecznego.

Takie zachowanie triaka po sprawdzeniu przez tester wskazuje na duże prawdopodobieństwo jego przydatności do użytku. Warto również zauważyć, że podczas takiej kontroli nie jest konieczne całkowite wylutowanie radioelementu z obwodu, wystarczy jedynie odłączenie jego styku sterującego.

Korzystanie ze schematu

Istnieje wiele różnych obwodów używanych przez radioamatorów do testowania działania triaka. Ale lepiej jest użyć uniwersalnego obwodu zdolnego do testowania dowolnego elementu rodziny tyrystorów, na przykład BTB16-700BW. Nie wymaga żadnej konfiguracji i działa zaraz po montażu. Do jej zebrania potrzebne będą następujące elementy:

1. Rezystory R1 — R4 470 Ohm, R4 — R5 1 kOhm.
2. Kondensatory C1 i C2 - 100 μF x 6,5 V.
3. Diody VD1, VD2, VD5 i VD6 - 2N4148; VD2 i VD3 - AL307.

Jako źródło zasilania można wykorzystać baterię KRONA.

Istota pomiarów sprowadza się do następujących czynności: przestawienie przełącznika S3 w górną pozycję, co powoduje zasilenie urządzenia. Następnie przez krótkie naciśnięcie przycisku S2 prąd jest podawany na wyjście sterujące elementu.

Jeżeli BTB16-700BW pracuje, to jego przejście powinno się otworzyć, co zasygnalizuje dioda VD3. Następnie przełącznik jest ustawiony w pozycji środkowej, dioda LED powinna zgasnąć. W kolejnym kroku S3 zostaje przełączony w dolną pozycję i zostaje wciśnięty przycisk S2. W wyniku tych działań zaświeci się dioda VD4. Takie zachowanie triaka pozwoli z absolutną pewnością zadeklarować jego działanie.

Sprawdzenie triaka nie jest takie trudne, zwłaszcza jeśli używasz testera, chociaż lepiej jest zmontować specjalny obwód. Należy jednak zauważyć, że ze względu na dużą czułość triaków na prąd przełączania, lepiej jest używać czujników zegarowych jako multimetrów.