Ako otestovať BTB16-700BW: pomocou obvodu a testera na diagnostiku triaku

Na riadenie výkonu sa používajú tyristory. Používajú sa v stmievačoch alebo na reguláciu otáčok motorov. Počas procesu opravy nie je ťažké identifikovať poruchu takéhoto rádiového komponentu pomocou multimetra. Všetky tyristory sa testujú rovnakým spôsobom. Vedieť, ako skontrolovať BTB16-700BW, bude možné určiť funkčnosť iných prvkov rodiny tyristorov.

Účel a zariadenie

Tyristor je elektronické zariadenie postavené na polovodičovom monokryštále s niekoľkými pn prechodmi. Takéto zariadenie sa vyznačuje dvoma stabilnými režimami prevádzky: zatvorené, keď nie je vodivosť, a otvorené - zariadenie je v stave vysokej vodivosti. Tyristor si možno predstaviť ako elektronický kľúč. V závislosti od jeho stavu môže elektrický signál ísť ďalej do obvodu alebo nie.

Rodina tyristorov zahŕňa niekoľko typov zariadení, ktoré sa líšia typom vodivosti, napríklad triak, dinistor, trinistor. Triak sa používa na prevádzku v obvode striedavého prúdu, pretože môže viesť prúd v akomkoľvek smere. Takéto zariadenie má vo svojej konštrukcii tri výstupy, preto sa v anglickej literatúre nazýva TRIAC (triode for alternating current), čo v preklade znamená trióda striedavého prúdu.

Dva body pripojenia sa nazývajú podriadené body a jeden sa nazýva hlavné body. Triak nemá anódu a katódu. V elektrických obvodoch je elektronický kľúč zapojený do série so záťažou. Pre jeho prechod z uzavretého stavu do otvoreného je potrebné poslať na riadiacu svorku zariadenia signál určitej amplitúdy, pričom prúd môže voľne tiecť oboma smermi.

Charakteristickým rysom triaku je, že nevyžaduje konštantu prítomnosť napätia na spínacej elektróde, a na zmenu vodivosti, len skrat pulz. Ale zároveň je tu podmienka, že cez riadené výstupy musí pretekať prúd určitej veľkosti, nazývaný prídržný prúd.

Na schémach a v technickej literatúre je triak označený písmenami VS s číslicou označujúcou jeho sériové číslo. Je znázornený vo forme navzájom rovnobežných trojuholníkov s opačne orientovanými vrcholmi. Zo základne jedného z geometrických útvarov je zobrazená plošina označená latinským písmenom G (závierka). Ďalšie dva kolíky sú označené T1 a T2, čo znamená napájacie kolíky. V niektorých obvodoch môžu byť ovládateľné elektródy označené písmenom A.

Zaujímavosťou je, že toto polovodičové zariadenie bolo vynájdené v Mordovian Scientific Research Electrotechnical Institute v roku 1963.

Princíp činnosti

Hoci je prvok pomerne spoľahlivým zariadením, stáva sa, že zlyhá. Aby však bolo možné správne skontrolovať triak, je potrebné vedieť nielen používať meracie požiadavky, ale aj pochopiť podstatu jeho práce.

Polovodičový prvok môže predstavovať dva tyristory, ktoré sú navzájom antiparalelne spojené. Rovnako ako dióda, triak má p-n prechody, ale má ich viac. Štruktúra zariadenia pozostáva z piatich striedajúcich sa vrstiev. V závislosti od privedeného napätia na riadiaci terminál sa v bariérových prechodoch začínajú procesy rekombinácie a pohybu väčšinových nosičov náboja, alebo naopak rozširovanie zakázaných medzier.

Triak prechádza do stavu, v ktorom cez neho môžu voľne prechádzať náboje, keď sú splnené dve podmienky:

• jeho riadiaci výstup je napájaný prúdom požadovanej amplitúdy (odblokovanie);
• potenciálny rozdiel medzi riadenými elektródami zodpovedá určitej hodnote určenej parametrami zariadenia.

V ostatných prípadoch bude polovodičový spínač zablokovaný. Pri použití zariadenia v obvodoch so striedavým signálom sa polarita napätia na svorkách neustále mení, preto je prevádzkový režim zariadenia rozdelený do štyroch kvadrantov. Každý kvadrant má svoje vlastné podmienky na odomknutie alebo uzamknutie.

Ak sa potenciálny rozdiel medzi výkonovými svorkami rovná V A1-A2> 0 a relatívne k hradlovej elektróde na vstupe A1 je záporné napätie, potom triak zodpovedá druhému kvadrantu s určitými hodnotami jeho odblokovania (Igt) a držania (V) prúdy.

Tento typ tyristora sa pre svoju zvláštnosť činnosti pôvodne používal ako riadiaci prvok na výrobných strojoch, čo im umožňovalo plynule dodávať prúd. Išlo o pomerne veľké zariadenia, ktoré vyžadovali masívne chladenie. ale vývoj zariadenia viedol k zníženiu veľkosti a zlepšenie technického výrobného procesu. To umožnilo použiť triaky v spojení s kompresorovým zariadením, elektrickými vykurovacími systémami, elektrickým náradím a nabíjacími jednotkami.

Charakteristiky prístroja

Ako každé elektronické polovodičové zariadenie, aj triak sa vyznačuje množstvom technických parametrov. Umožňujú jeho použitie v konkrétnom zariadení. Správna prevádzka zariadenia je určená zhodou deklarovaných charakteristík so skutočnými a podstata meraní spočíva v získaní hodnôt týchto parametrov.

Pre komplexné meranie charakteristík sú potrebné špecializované prístroje, ktoré nie sú dostupné pre domácnosť aplikácie preto na testovanie triaku rádioamatéri najčastejšie používajú tester a špeciál schém. Napríklad, Obľúbený triak BTB16-700BW sa vyznačuje nasledujúcimi technickými parametrami:

1. Maximálne napätie Vrpm - 700 V. Označuje hraničný potenciálny rozdiel, ktorého prebytok vedie k poškodeniu štruktúry prvku.
2. Cyklické impulzné napätie Vdrm - 700 V. Aj keď je elektronický kľúč zatvorený a úroveň signálu aplikovaného na prvok prekročí 700 voltov, jeho prechody zlyhajú.
3. Najvyššia hodnota priemerného zapnutého prúdu Irms - 16 A. Charakterizuje súčasnú silu sínusovej formy, schopnej prejsť cez triak po dlhú dobu bez poruchy.
4. Jeho špičkový impulzný prúd je 168 A. Tento parameter je nevyhnutne označený časom, počas ktorého sa zariadenie nepoškodí. Takže pre BTB16-700BW je to 16,7 ms.
5. Prúd brány Ig - 10-50 mA. Závisí od polarity napätia privedeného na svorky zariadenia a parametrov vstupného signálu. Určené ako interval.
6. Rýchlosť nárastu prúdu dI / dT je 14 A / ms. Definované pre otvorený stav. Ak je prekročená, prvok zlyhá.
7. Čas zapnutia t - 2μs. Zobrazuje čas, ktorý uplynul, kým prúd hradla nedosiahne 10 % svojej najvyššej hodnoty, keď sa napätie medzi napájacími elektródami zníži o rovnaké percento.
8. Rýchlosť nárastu napätia dV / dT je 1000 V / μs. Ak je táto hodnota väčšia ako špecifikovaná hodnota, zariadenie nebude schopné správne fungovať, to znamená, že dôjde k falošným otvorom a zatvoreniam.

Okrem týchto parametrov sa často uvádzajú menšie charakteristiky, napríklad rozsah prevádzkovej teploty (od –40 ° C do +125 ° C), typ balenia (TO-220 AB).

Testovanie položky

Existuje niekoľko spôsobov, ako otestovať funkčnosť triaku. Na najjednoduchšie potrebujete iba multimeter a na zložitejšie merania autonómny zdroj energie alebo testovací obvod.

Pomocou testera sa overenie vykonáva pomocou znalostí založených na princípe fungovania triaku. Diagnostika pomocou multimetra nebude schopná určiť všetky charakteristiky prvku, no na prvotné otestovanie výkonu bude úplne postačovať.

Jednoduchá kontrola môže byť vykonaná pomocou žiarovky a batérie. Na tento účel je jedna svorka batérie pripojená k ovládacím a prevádzkovým svorkám triaku a druhá k základni žiarovky. Vodič prvku je pripojený k centrálnemu kontaktu iluminátora. V tomto prípade musí byť prechod otvorený, potom sa svetlo rozsvieti.

Ak ešte pred privedením napätia na riadiaci výstup došlo k požiaru osvetľovacieho zariadenia, znamená to, že triak je chybný a jeho prechody sú prerušené. Takýto prvok sa nesmie ďalej kontrolovať, pretože je chybný.

Kontrola testera

Na vykonávanie skúšok je vhodné zariadenie akéhokoľvek typu činnosti, je však potrebné, aby hodnota ním produkovaného prúdu postačovala na spínanie prvku. Preto by bolo vhodnejšie použiť analógové zariadenie. Napríklad na kontrolu pomocou testera BTB12-800CW musíte poskytnúť prúd približne 30 mA a pre BTB16-700BW by toto číslo malo byť 15 mA.

Pozor si budete musieť dať aj na stav batérie v testeri. V digitálnom zariadení by sa ikona výmeny batérie nemala zobrazovať na obrazovke a v analógovom zariadení, keď sú sondy vzájomne skratované, šípka by mala smerovať k nule.

Podstata merania spočíva v kontrole prechodov zariadenia. Za týmto účelom sa tester prepne do režimu odporového vytáčania pre najmenší rozsah. Najlepšie je skontrolovať v nasledujúcom poradí:

1. Testovacie káble sú pripojené k napájacím vodičom triaku T1 a T2. Ak rádiový prvok funguje správne, potom by mal multimeter vykazovať nekonečne vysoký odpor.
2. Polarita aplikovaného signálu na pracovných svorkách je obrátená. Na tento účel sú meracie sondy preusporiadané. Odpor musí byť tiež veľký.
3. Pracovná svorka T1 alebo T2 a hradlo G sú krátko prepojené.
4. Znova sa meria odpor spojenia medzi T1 a T2. V jednom smere sa to musí zmeniť. Takže pre BTB12-800CW to bude asi 50 ohmov.
5. Polarita je obrátená. V tomto prípade musí byť impedancia prechodu veľká, čo zodpovedá absencii spätného prierazu.

Toto správanie triaku pri kontrole testerom naznačuje vysokú pravdepodobnosť jeho prevádzkyschopnosti. Za zmienku tiež stojí, že pri takejto kontrole nie je potrebné úplne odspájkovať rádiový prvok z obvodu, ale stačí len odpojiť jeho ovládací kontakt.

Použitie schémy

Existuje mnoho rôznych obvodov, ktoré používajú rádioamatéri na testovanie výkonu triaku. Je však lepšie použiť univerzálny obvod schopný testovať akýkoľvek prvok rodiny tyristorov, napríklad BTB16-700BW. Nepotrebuje žiadnu konfiguráciu a funguje hneď po zložení. Aby ste ho mohli zbierať, budete potrebovať nasledujúce prvky:

1. Rezistory R1 — R4 470 Ohm, R4 — R5 1 kOhm.
2. Kondenzátory C1 a C2 - 100 μF x 6,5 V.
3. Diódy VD1, VD2, VD5 a VD6 - 2N4148; VD2 a VD3 - AL307.

Ako zdroj energie je možné použiť batériu KRONA.

Podstata meraní sa obmedzuje na nasledujúce činnosti: spínač S3 sa presunie do hornej polohy, v dôsledku čoho je zariadenie napájané. Potom sa krátkym stlačením tlačidla S2 privedie prúd na ovládací výstup prvku.

Ak BTB16-700BW funguje, mal by sa otvoriť jeho prechod, čo bude signalizovať LED VD3. Potom je prepínač nastavený do strednej polohy, LED by mala zhasnúť. V ďalšom kroku sa S3 prepne do spodnej polohy a stlačí sa tlačidlo S2. Výsledkom týchto akcií je rozsvietenie LED VD4. Toto správanie triaku umožní deklarovať jeho výkon s absolútnou istotou.

Kontrola triaku nie je taká ťažká, najmä ak používate tester, aj keď je lepšie zostaviť špeciálny obvod. Treba však poznamenať, že kvôli vysokej citlivosti triakov na spínací prúd je lepšie používať číselníkové meradlá ako multimetre.