Оптосимисторы относится к виду оптронов с отличными электрическими параметрами. Они создают крайне надежную гальваническую развязку, выдерживающую напряжение порядка 7,5кВ, имеющуюся между подключенной управляемой нагрузкой и схемой управления.
Данные радиокомпоненты построены из арсенид-галлиевого ИК светодиода, имеющего связь с кремниевым двухканальным переключателем. В свою очередь этот переключатель может иметь в своем составе отпирающий элемент, который включается в момент перехода через ноль питающего переменного напряжения.
Оптосимисторы необычно полезны при осуществлении контроля за более мощными симисторами. Аналогичные оптосимисторы были спроектированы для реализации связи между нагрузкой, которая питается переменным напряжением 220 вольт и логикой с низким уровнем напряжения.
Оптосимистор, как правило, выпускаются в компактном DIP-корпусе, имеющий шесть контактов. Его внутренняя схема, параметры, а так же распиновка, показаны ниже.
Параметры MOC3061, MOC3062, MOC3063
Низковольтная часть тиристорного оптрона
Максимально допустимое напряжение между входной и выходной частью: 7500 В переменного тока при частоте 50 Гц, время воздействия 1 секунда. Так что данная схема исключает пробой даже в случае очень сильных скачков напряжения в сети.
Максимальное обратное напряжение на светодиоде: 6 В.
Максимальное прямое напряжение: 1.5 В.
Максимальный прямой ток светодиода: 60 мА.
Минимальный ток включения (ток через светодиод, при котором происходит включение оптотиристора): MOC3061 – 15мА, MOC3062 – 10мА, MOC3063 – 5 мА.
Высоковольтная часть тиристорной оптопары
Максимальное напряжение в закрытом состоянии: 600 В.
Импульсный ток: 1 А при длительности меньше 100 мкс.
Максимальное напряжение в открытом состоянии: 3 В.
Максимальный постоянный ток в открытом состоянии: 50 мА.
Ток удержания (минимальный ток, при котором тиристор не закрывается): мкА.
Время включения: 1 мкс. Время выключения 10 мкс. Данные приблизительные, в справочнике не приводятся, получены нами в результате измерения на одном экземпляре.
Напряжение, при котором возможно открытие фототиристора: 5 – 20 В. Этот параметр имеет большой технологический разброс и сильно зависит от тока через светодиод. Если напряжение превышает указанное значение при соответствующем входном токе, то тиристор не открывается. Это происходит за счет работы схемы детектора нуля.
Выбирать режим работы оптопары следует так, чтобы управляющий ток был на 10% – 15% выше минимального тока включения. Тогда включение будет происходить только при минимальном значении напряжения на фототиристоре. Увеличение управляющего тока приводит к рассеиванию дополнительной мощности и увеличению напряжения, при котором возможно включение фототиристора, что нежелательно.
Симисторный ключ
Для гальванической развязки цепей управления и питания лучше использовать оптопару или специальный симисторный драйвер. Например, MOC3023M или MOC3052.
Эти оптопары состоят из инфракрасного светодиода и фотосимистора. Этот фотосимистор можно использовать для управления мощным симисторным ключом.
В MOC3052 падение напряжения на светодиоде равно 3 В, а ток — 60 мА, поэтому при подключении к микроконтроллеру, возможно, придётся использовать дополнительный транзисторный ключ.
Встроенный симистор же рассчитан на напряжение до 600 В и ток до 1 А. Этого достаточно для управления мощными бытовыми приборами через второй силовой симистор.
Рассмотрим схему управления резистивной нагрузкой (например, лампой накаливания).
Таким образом, эта оптопара выступает в роли драйвера симистора.
Существуют и драйверы с детектором нуля — например, MOC3061. Они переключаются только в начале периода, что снижает помехи в электросети.
Резисторы R1 и R2 рассчитываются как обычно. Сопротивление же резистора R3 определяется исходя из пикового напряжения в сети питания и отпирающего тока силового симистора. Если взять слишком большое — симистор не откроется, слишком маленькое — ток будет течь напрасно. Резистор может потребоваться мощный.
Нелишним будет напомнить, что 230 В в электросети (текущий стандарт для России, Украины и многих других стран) — это значение действующего напряжения. Пиковое напряжение равно .
Управление мощной нагрузкой переменного тока
| Тиристор |
Подключение потенциометра к ардуино
умного домареле
В самом деле, реле это же сплошной гемор. Во первых они дорогие, во вторых, чтобы запитать обмотку реле нужен усиливающий транзистор, так как слабая ножка микроконтроллера не способна на такой подвиг. Ну, а в третьих, любое реле это весьма громоздкая конструкция, особенно если это силовое реле, расчитанное на большой ток.
Если речь идет о переменном токе, то лучше использовать симисторы или тиристоры. Что это такое? А сейчас расскажу.
| Симистор BT139 |
| Схема включения из даташита на MOC3041 |
Если на пальцах, то тиристор похож на диод, даже обозначение сходное. Пропускает ток в одну сторону и не пускает в другую. Но есть у него одна особенность, отличающая его от диода кардинально — управляющий вход.Если на управляющий вход не подать ток открытия, то тиристор не пропустит ток даже в прямом направлении. Но стоит подать хоть краткий импульс, как он тотчас открывается и остается открытым до тех пор, пока есть прямое напряжение. Если напряжение снять или поменять полярность, то тиристор закроется. Полярность управляющего напряжения предпочтительно должна совпадать с полярностью напряжения на аноде.
Если соединить встречно параллельно два тиристора, то получится симистор — отличная штука для коммутации нагрузки на переменном токе.
На положительной полуволне синусоиды пропускает один, на отрицательной другой. Причем пропускают только при наличии управляющего сигнала. Если сигнал управления снять, то на следующем же периоде оба тиристора заткнутся и цепь оборвется. Крастота да и только. Вот ее и надо использовать для управления бытовой нагрузкой.
Но тут есть одна тонкость — коммутируем мы силовую высоковольтную цепь, 220 вольт. А контроллер у нас низковольтный, работает на пять вольт. Поэтому во избежание эксцессов нужно произвести потенциальную развязку. То есть сделать так, чтобы между высоковольтной и низковольтной частью не было прямого электрического соединения. Например, сделать оптическое разделение. Для этого существует специальная сборка — симисторный оптодрайвер MOC3041. Замечательная вещь!Смотри на схему подключения — всего несколько дополнительных деталек и у тебя силовая и управляющая часть разделены между собой. Главное, чтобы напряжение на которое расчитан конденсатор было раза в полтора два выше напряжения в розетке. Можно не боятся помех по питанию при включении и выключении симистора. В самом оптодрайвере сигнал подается светодиодом, а значит можно смело зажигать его от ножки микроконтроллера без всяких дополнительных ухищрений.
Вообще, можно и без развязки и тоже будет работать, но за хороший тон считается всегда делать потенциальную развязку между силовой и управляющей частью. Это и надежность и безопасность всей системы. Промышленные решения так просто набиты оптопарами или всякими изолирующими усилителями.
Ну, а в качестве симистора рекомендую BT139 — с хорошим радиатором данная фиговина легко протащит через себя ток в 16А
Как он работает и для чего нужен
Симистор является полупроводниковым прибором. Его полное название – симметричный триодный тиристор. Его особенность – возможно проводить ток в обе стороны. Данный элемент цепи имеет три вывода: один является управляющим, а два других силовыми. В этой статье мы рассмотрим принцип работы, устройство и назначение симистора в различных схемах электроприборов. В таблице ниже представлены характеристики популярных симисторов:
Таблица характеристик популярных симисторов.
Конструкция и принцип действия
Особенность симистора является двунаправленной проводимости идущего через прибор электрического тока. Конструкция устройства строится на использовании двух встречно-параллельных тиристоров с общим управлением. Такой принцип работы дал название от сокращенного «симметрические тиристоры». Поскольку электроток может протекать в обе стороны, нет смысла обозначать силовые выводы как анод и катод. Дополняет общую картину управляющий электрод. В симисторе есть пять переходов, позволяющих организовать две структуры. Какая из них будет использоваться зависит от места образования (конкретный силовой вывод) отрицательной полярности.
Симистор.
Симисторные оптопары | Техника и Программы
Одна из областей применения оптронов — бесконтактное управление высоковольтными цепями, работающими на переменном или пульсирующем токе. Для этих целей изготавливаются приборы на основе фототиристора (симистор — два фототиристора в одном корпусе). Его структура и работа в схемах аналогична обычным тиристорам (может находиться в одном из двух устойчивых состояний). Кроме непосредственного управления маломощной нагрузкой, такие элементы могут использоваться для запуска (включения) более мощных тиристоров и симисторов.
Основные параметры самых распространенных оптопар этого класса приведены в табл. 8. Некоторые из них имеют встроенную схему управления для обнаружения нуля — ZCC (Zero Crossing Control), которая обеспечивает включение симистора только при переходе фазы питающего напряжения через «ноль». Это подразумевает, что включение коммутатора происходит при напряжении около 5…20 В (в силу физических принципов работы при нуле включить такие элементы невозможно, в отличие от транзисторов).
Таблица 8. Основные параметры симисторных оптопар
Примечание к таблице
UpK — максимально допустимое пиковое напряжение между входом и выходом; URMS — максимальнодопусгимое напряжение изоляции (действующее значение).
Окончаниетабл. 8
Информация по взаимозаменяемости одноканальных сими- сторных оптронов от разных фирм-производителей приведена в табл. 9.
Таблица 9. Варианты замены симисторных оптронов
| Основной тип | Полные зарубежные аналоги (отечественный вариант аналога) | Корпус | Особенности выхода |
| МОС8Ю | TLP532, TCDT1110, CNY17F-2, PC714V | DIP-6 | |
| MOC811 | TLP632, IL2B | DIP-6 | |
| MOC3020 | TLP3021, K3020P, BRT12H, OPI3020, MCP3020, GE3020 | DIP-6 | |
| MOC3021 | TLP3021, GE3021, ECG3048, OPI3Q21, MCP3021, GE302t | DIP-6 | |
| MOC3022 | TLP3022, OPI3022, MCP3022, GE3022, (АОУ163А)________ | DIP-6 | |
| MOC3023 | TLP3023, OPI3023, MCP3023, GE3023_ | DIP-6 | |
| МОСЗОЗО | TLP3041, ОРТОбЗО | DIP-6 | Есть схема ZCC |
| МОСЗОЭ1 | TLP3041, ОРТОбЗО | DIP-6 | Есть схема ZCC |
| МОСЗОЭ2 | TLP3042, ОРТОбЗО | DIP-6 | Есть схема ZCC |
| MOC3040 | TLP3041, TLP3042, ОРТОбЗО | DIP-6 | Есть схема ZCC |
| MOC3041 | TLP3042, ОРТОбЗО | DIP-6 | Есть схема ZCC |
| MOC3042 | TLP3042, ОРТОбЗО | DIP-6 | Есть схема ZCC |
| MOC3043 | TLP3043, ОРТОбЗО | DIP-6 | Есть схема ZCC |
| МОСЗОбО | TLP3061, ОРТОбЗО | DIP-6 | Есть схема ZCC |
| M0c3061 | TLP3061, (АОУ179А), ОРТОбЗО | DIP-6 | Есть схема ZCC |
| MOC3062 | TLP3062, ОРТОбЗО | DIP-6 | Есть схема ZCC |
| МОСЗОбЗ | TLP3063, ОРТОбЗО | DIP-6 | Есть схема ZCC |
Примечание к таблице
Следует учитывать, что возможны замены аналогичных по структуре оптопар, на лучшие по параметрам, например с более высоким рабочим напряжением: МОСЗОбЗ на MOC3083 и т. п.
Когда выходной симистор оптопары находится в открытом состоянии, то максимальное напряжение, которое остается на его выводах, может быть от 1,8 до 3 В (зависит от тока в цепи). При
Рис. 5. Расположение выводов и внутренняя структура симисторных оптопар
этом кратковременный импульсный ток через нагрузку не должен превышать 1 А. Чтобы не повредить входной светодиод, постоянный ток через него не должен превышать 60 мА (падение напряжения на светодиоде не превышает 1,6 В, что справедливо для всех маломощных оптосимисторов).
Достоинства и недостатки
Для чего нужен рассматриваемый полупроводниковый прибор? Самый популярный вариант использования – коммутация в цепях переменного тока. В этом плане симистор очень удобен – используя небольшой элемент можно обеспечить управление высоковольтного питания. Популярны решения, когда им заменяют обычное электромеханическое реле. Плюс такого решения – отсутствует физический контакт, благодаря чему включение питания становится надежнее, переключение бесшумным, ресурс на порядки больше, быстродействие выше. Еще одно достоинство симистора – относительно невысокая цена, что вместе с высокой надёжностью схемы и временем наработки на отказ выглядит привлекательно.
Полностью избежать минусов разработчикам не удалось. Так, приборы сильно нагреваются под нагрузкой. Приходится обеспечивать отвод тепла. Мощные (или «силовые») симисторы устанавливают на радиаторы. Ещё один недостаток, влияющий на использование, это создание гармонических помех в электросети некоторыми схемами симисторных регуляторов (например, бытовой диммер для регулировки освещенности).
Отметим, что напряжение на нагрузки будет отличаться от синусоиды, что связано с минимальным напряжением и током, при которых возможно включение. Из-за этого подключать следует только нагрузку, не предъявляющую высоких требований к электропитанию. При постановке задачи добиться синусоиды такой способ коммутации не подойдёт. Симисторы сильно подвержены влиянию шумов, переходных процессов и помех. Также не поддерживаются высокие частоты переключения.
Ограничения
Подключение кнопки к ардуино
При использовании симистора накладываются ограничения, в частности при индуктивной нагрузке. Ограничения касаются скорости изменения напряжения (dU/dt) между основными электродами симистора и скорости изменения рабочего тока di/dt. Превышение скорости изменения напряжения на симисторе (из-за наличия его внутренней ёмкости), а также величины этого напряжения, могут приводить к нежелательному открыванию симистора. Превышение скорости нарастания тока между основными электродами, а также величины этого тока, может привести к повреждению симистора. Существуют и другие параметры, на которые накладываются ограничения в соответствии с предельно-допустимыми режимами эксплуатации. К таким параметрам относятся ток и напряжение управляющего электрода, температура корпуса, рассеиваемая прибором мощность и пр.
Опасность превышения по скорости нарастания тока заключается в следующем. Благодаря глубокой положительной обратной связи переход симистора в открытое состояние происходит лавинообразно, но, несмотря на это, процесс отпирания может длиться до нескольких микросекунд, в течение которых к симистору оказываются приложены одновременно большие значения тока и напряжения. Поэтому, даже несмотря на то, что падение напряжения на полностью открытом симисторе невелико, мгновенная мощность во время открывания симистора может достигнуть большой величины. Это сопровождается выделением тепловой энергии, которая не успевает рассеяться и может привести к перегреву и повреждению кристалла.
Одним из способов защиты симистора от выбросов напряжения при работе с индуктивной нагрузкой является включение варистора параллельно основным выводам симистора. Для защиты симистора от превышения скорости изменения напряжения применяют так называемую снабберную цепочку (RC-цепь), подключаемую аналогично.
Устойчивость симистора к разрушению при превышении допустимой скорости нарастания тока (dI/dt) зависит от внутреннего сопротивления и индуктивности источника питания и нагрузки. При работе на емкостную нагрузку необходимо внести в цепь соответствующую индуктивность.
Оптосимисторы в схемах на микроконтроллере
Подключение и установка реле напряжения узм-51м
Оптосимистор, как следует из названия, включается освещением полупроводникового слоя. По сути дела это комбинация оптоизлучателя и симистора, но в одном корпусе. Преимущество — простая схема управления и изоляция цепей.
Оптосимисторы могут коммутировать нагрузку сами (Рис. 2.108, а…в) или служить гальванической развязкой для MK (Рис. 2.109, а…ж).
а) прямое управление мощным оптосимистором VU1 (фирма Sharp) от MK;
б) оптосимистор VU1 (оптотриак фирмы Teledyne Technologies) управляет нагрузкой RH в сети переменного напряжения 220 В/16 А и имеет встроенный резистор Rx 440 Ом;
в) включение оптосимистора VU1 (замена S201S05V) через буферный транзистор VT1, который защищает порт MK при аварии. Мощность в нагрузке RH не более 100 Вт.
Рис. 2.109. Схемы гальванической изоляции симисторов при помощи оптосимисторов (начало):
а) трёхступенчатая схема управления на оптосимисторе VU1 и двух триаках KS7, VS2. Для сети 220 В триаки (они же симисторы) следует выбирать на напряжение не менее 600 В;
б) маломощный оптосимистор VU1 управляет мощным симистором VS1. Сопротивления резисторов R2, R3 варьируются в разных схемах. Встречающиеся варианты: VU1 — MOC3021, MOC3052; VS1 — ТС112…ТС142сдопустимым напряжением коммутации не менее 400 В;
в) аналогично Рис. 2.109, б, но с демпфирующей цепочкой R4, C1, а также с другим расположением нагрузки относительно симистора VS1 и другой полярностью сигнала с выхода MK. Возможные замены: VS1 – BT138-600, VU1 – MOC3062, MOC3063, MOC3051…MOC3053;
г) схема включения триака VS1, рассчитанного на напряжение 600 В и ток 8 А. Конденсаторы должны выдерживать переменное напряжение не менее 275 В. Для повышения устойчивости можно установить резистор 220…470 Ом между средним и нижним выводами триака;
д)аналогично Рис.2.109, г, но с активным ВЫСОКИМ уровнем на выходе MK, напряжением сети 120 В и с другими номиналами ЭРИ. Фильтр L1, C2 снижает коммутационные помехи;
Рис. 2.109. Схемы гальванической изоляции симисторов при помощи оптосимисторов
(окончание):
е) аналогично Рис. 2.109,6, но с дополнительной фильтрацией помех и снижением нарастания фронта управляющего сигнала при помощи конденсаторов С/, C2. Встречающиеся варианты замены элементов: VU1 — MOC3041, VS1 — BTA12-600, R2 = 470 Ом, R4 и C2 в некоторых схемах отсутствуют;
ж) оптосимистор VU1 управляет двумя относительно низковольтными симисторами VS1, VS2, включёнными последовательно (желательно подобрать пару с одинаковыми токами утечки). Резисторы RS, R6 распределяют примерно поровну сетевое напряжение в средней точке соединения VS1, VS2. Светодиоды HL1, HL2 индицируют аварийное состояние симисторов или же значительную ассиметрию их ВАХ. Вместо низковольтных симисторов КУ208Б можно поставить симисторы КУ208Г с вдвое большим допустимым напряжением. Как следствие, увеличится надёжность устройства и сохранится работоспособность при пробое одного из симисторов.
Электродвигатели, работающие на постоянном токе
Эти механизмы обладают довольно широким спектром использования:
- вентиляторы компьютерных устройств;
- стартеры транспортных средств;
- мощные дизельные станции;
- зерноуборочные комбайны и т. п.
Магнитное поле статора данных механизмов создается двумя электромагнитами, которые собраны на специальных сердечниках (магнитопроводах). Вокруг них располагаются катушки с обмотками.
Магнитное поле подвижного элемента формируется током, который проходит через щетки коллекторного узла вдоль обмотки, уложенной в пазах якоря. Тему неисправности ротора электродвигателя мы обязательно затронем, но немного позднее.
MOC3041 Даташит, MOC3041 PDF Даташиты
производитель Номер в каталоге Компоненты Описание Посмотреть
Isocom MOC3041
OPTICALLY COUPLED BILATERAL SWITCH LIGHT ACTIVATED ZERO VOLTAGE CROSSING TRIAC
Unspecified MOC3041
OPTICALLY COUPLED BILATERAL SWITCH LIGHT ACTIVATED ZERO VOLTAGE CROSSING TRIAC
Motorola => Freescale MOC3041
6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output
Fairchild Semiconductor MOC3041
M_
2005
6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
Fairchild Semiconductor MOC3041
M 6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
Isocom MOC3041
X OPTICALLY COUPLED BILATERAL SWITCH LIGHT ACTIVATED ZERO VOLTAGE CROSSING TRIAC
Unspecified MOC3041
X OPTICALLY COUPLED BILATERAL SWITCH LIGHT ACTIVATED ZERO VOLTAGE CROSSING TRIAC
Fairchild Semiconductor MOC3041
-M 6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
Fairchild Semiconductor MOC3041
SM_
2005
6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
Fairchild Semiconductor MOC3041
SM 6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
Fairchild Semiconductor MOC3041
TM_
2005
6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
Fairchild Semiconductor MOC3041
TM 6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
Оптосимистор: параметры и схемы подключения
Оптосимисторы относится к виду оптронов с отличными электрическими параметрами. Они создают крайне надежную гальваническую развязку, выдерживающую напряжение порядка 7,5кВ, имеющуюся между подключенной управляемой нагрузкой и схемой управления.
Данные радиокомпоненты построены из арсенид-галлиевого ИК светодиода, имеющего связь с кремниевым двухканальным переключателем. В свою очередь этот переключатель может иметь в своем составе отпирающий элемент, который включается в момент перехода через ноль питающего переменного напряжения.
Оптосимисторы необычно полезны при осуществлении контроля за более мощными симисторами. Аналогичные оптосимисторы были спроектированы для реализации связи между нагрузкой, которая питается переменным напряжением 220 вольт и логикой с низким уровнем напряжения.
Оптосимистор, как правило, выпускаются в компактном DIP-корпусе, имеющий шесть контактов. Его внутренняя схема, параметры, а так же распиновка, показаны ниже.
Схема подключения активной нагрузки к оптосимистору
В этой схеме имеется два компонента, которые необходимо вычислить, но фактически подобные расчеты параметров выполняются не всегда. Но все, же приведем эти расчеты параметров для информации.
Расчет параметра резистора RD. Вычисление сопротивления данного резистора влияет от наименьшего прямого тока ИК светодиода, обеспечивающего открытие симистора. Таким образом,
RD = (+VDD -1,5) / If
Допустим, для схемы с транзисторным контролем (которое применяется довольно часто в схемах регуляторов температуры), имеющим питания 12В и напряжение на открытом транзисторе (Uкэ) 0,3 В; VDD = 11,7 B и следовательно диапазон If приблизительно равен 15мА для MOC3041.
Необходимо сделать If = 20 мА с учетом понижения эффективности свечения светодиода в течении срока службы (добавить 5 мА) получаем:
RD=(11,7В — 1,5В)/0,02А = 510 Ом.
Расчет параметра сопротивления R. Управляющий электрод оптосимистора может выдержать определенный максимальный ток. Увеличение данного параметра выводит из строя оптрон. Следовательно, нужно вычислить сопротивление, чтобы при наибольшем напряжении сети (к примеру, 220 В) ток не был больше максимально допустимого параметра.
Для примера возьмем максимально-допустимый ток в 1А, тогда сопротивление будет равно:
R=220 В * 1,44 / 1 А = 311 Ом.
Нужно иметь в виду, что слишком большое сопротивление данного резистора может оказать нарушение в стабильности включения оптосимистора.
Расчет параметра сопротивления Rg. Резистор Rg подключается, только если электрод симистора имеет повышенную чувствительность. Как правило, сопротивление Rg находится в диапазоне от 100 Ом до 5 кОм. Желательно применять 1 кОм.
В случае если в управляемой нагрузке есть индуктивная составляющая, то необходимо применять другую схему подключения с защитой силового симистора и оптосимистора.
Схема подключения индуктивной нагрузки к оптосимистору
Сигнал, поступающий от оптосимистора на управляющий электрод симистора, нужен только для его открывания. Но при большой частоте переключения коммутируемого напряжения, возникает большая вероятность спонтанного включения управляемого симистора, даже если отсутствует сигнал управления.
Факторами ложных срабатываний могут быть выбросы напряжения при включении ключа, подключенного к индуктивной нагрузке, импульсные помехи в линиях питания нагрузки. Действенный способ устранения данных неприятных моментов – применение в схеме снабберной (демпфирующей) RC – цепочки, которая подключается параллельно выходу ключевого блока.
Конденсатор в снабберной RC-цепи — металлопленочный с номиналом от 0,01 до 0,1 мкФ, сопротивление резистора составляет 20…500 Ом. Данные параметры элементов необходимо рассматривать исключительно в качестве приблизительных величин.
Схема переключения симистора
Приведенная выше схема показывает простую схему переключения симистора с триггером постоянного тока. При разомкнутом переключателе SW1 ток не поступает в затвор симистора, и поэтому лампа выключена. Когда SW1 замкнут, ток затвора подается на триак от батареи V G через резистор R, и триак приводится в полную проводимость, действуя как замкнутый переключатель, и полная мощность потребляется лампой от синусоидального источника питания.
- Стабилизатор напряжения без обратной связи
Поскольку батарея подает положительный ток затвора на триак всякий раз, когда переключатель SW1 замкнут, триак постоянно находится в режимах g + и ΙΙΙ + независимо от полярности клеммы MT 2 .
Конечно, проблема с этой простой схемой переключения симистора состоит в том, что нам потребовался бы дополнительный положительный или отрицательный источник питания затвора, чтобы запустить триак в проводимость. Но мы также можем активировать триак, используя фактическое напряжение питания переменного тока в качестве напряжения срабатывания затвора. Рассмотрим схему ниже.
Схема показывает триак, используемый как простой статический выключатель питания переменного тока, обеспечивающий функцию «ВКЛ» — «ВЫКЛ», аналогичную в работе предыдущей схеме постоянного тока. Когда переключатель SW1 разомкнут, триак действует как разомкнутый переключатель, и лампа пропускает нулевой ток. Когда SW1 замкнут, триак отключается от «ВКЛ» через токоограничивающий резистор R и самоблокируется вскоре после начала каждого полупериода, таким образом переключая полную мощность на нагрузку лампы.
Поскольку источник питания является синусоидальным переменным током, триак автоматически отключается в конце каждого полупериода переменного тока в качестве мгновенного напряжения питания, и, таким образом, ток нагрузки кратковременно падает до нуля, но повторно фиксируется снова, используя противоположную половину тиристора в следующем полупериоде, пока выключатель остается замкнутым. Этот тип управления переключением обычно называется двухполупериодным управлением, поскольку контролируются обе половины синусоидальной волны.
Поскольку симистор фактически представляет собой две SCR, подключенные друг к другу, мы можем продолжить эту схему переключения симистора, изменив способ срабатывания затвора, как показано ниже.
Модифицированная цепь переключения симистора
Как и выше, если переключатель SW1 разомкнут в положении A, то ток затвора отсутствует, а лампа выключена. Если переключатель находится в положении B, то ток затвора протекает в каждом полупериоде так же, как и раньше, и лампа получает полную мощность, когда триак работает в режимах Ι + и ΙΙΙ–.
Однако на этот раз, когда переключатель подключен к положению C, диод предотвратит срабатывание затвора, когда MT 2 будет отрицательным, так как диод имеет обратное смещение. Таким образом, симистор работает только в положительных полупериодах, работающих только в режиме I +, и лампа загорается при половине мощности. Затем, в зависимости от положения переключателя, нагрузка выключена при половине мощности или полностью включена .
Мощный блок питания 0-30 в своими руками
Особенности применения
Оптроны выпускаются в пластмассовых корпусах с шестью выводами. Вывод 1 помечен точкой на корпусе.
Производитель рекомендует включать последовательно с фототиристором в схемах управления силовыми тиристорами резистор 360 Ом для удержания тока через высоковольтную часть оптрона на безопасном уровне. Но эта рекомендация представляется странной, так как оптрон может открываться только, если напряжение вблизи нулевого значения (меньше 20 В или около того). Чтобы обеспечить безопасное значение силы тока потребуется резистор всего в 20 Ом при условии, что время открывания силового тиристора меньше 100 мкс. Ведь после открывания силового тиристора напряжение на оптотиристоре оптрона падает до минимального значения. Для распространенных силовых тиристоров, например, КУ201, КУ202, время открывания составляет 10 – 20 мкс.
Последнее замечание представляется важным, так как позволяет использовать эти оптопары с распространенными силовыми тиристорами, для которых 360 Ом – слишком большое сопротивление, не позволяющее обеспечить открывание силового тиристора в самом начале полуволны с минимальной задержкой. Для силовых тиристоров имеет смысл выбирать этот резистор равным резистору, соединяющему управляющий электрод и катод, который в свою очередь обычно выбирается 50 – 100 Ом.
К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.
Тиристорное переключение нагрузки, коммутация (включение / выключение). Применение тиристоров в качестве реле (переключателей) напряжения переменного то.
Бесперебойник своими руками. ИБП, UPS сделать самому. Синус, синусоида. Как сделать бесперебойник самому? Чисто синусоидальное напряжение на выходе, при.
Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное. Принцип действия. Принцип действия, сборка и наладка преобразователя однофазного напряжения в трех.
Тиристорный выключатель, переключатель, коммутатор. Тиристор (тринисто. Тиристор в переключательных схемах переменного тока. Схема твердотельного реле. .
Мобильное управление освещением. Звуковое реле. Включение / выключение. Звуковое реле и схемы для включения освещения с помощью звонка на мобильный теле.
При автоматизации дома или квартиры необходимо управлять электрическими приборами работающими от напряжения 220 вольт. К сожалению контроллер arduino не может коммутировать такое большое напряжение на прямую. Необходим посредник. Первое что приходит на ум — РЕЛЕ.
У данного способа есть и плюсы и минусы. К плюсам можно отнести гальваническую развязку, возможность коммутировать все, что душе угодно (постоянный или переменный ток, любое напряжение до 250 вольт)
Минусы — дребезг контактов и щёлкает. Не такой большой минус, но он есть.
Как я не раз уже говорил: “Главное — это семья!” и если кому-то из близких не комфортно, необходимо постараться исправить.
После заявления родных о том, что “что-то там щёлкает и пугает…” решил собрать полупроводниковый ключ переменного напряжения. На просторах интернета не составило труда найти подробное описание и схему данного устройства.
Главные действующие герои ключа переменного напряжения — симистор и оптопара.
Симистор сам по себе уже является ключом переменного напряжения, но для управления симистором мы будем использовать оптопару, для того что бы обеспечить гальваническую развязку.
Рассматривая различные варианты я решил взять оптопару MOC3063. Дело в том, что она с детектором перехода нуля коммутируемого напряжения. Другими словами симистор будет открываться и закрываться в тот момент когда синусоида проходит через ноль. Данное свойство позволит продлить жизнь коммутируемым приборам…
Но хватит ходить вокруг да около.
Исходя из своих потребностей решил делать двух канальный ключ.
скачать PDF или в формате SprintLayout6 скачать
скачать программу для редактирования печатных плат SprintLayout6
Изготовил плату старым добрым способом «лазерного утюга» (ЛУТ). Только вместо утюга был использован ламинатор.
Стоимость деталей:
- оптопара MOC3063 — 38 руб. х2 шт.
- симистор BT138-600 — 30 руб. х2 шт.
- резисторы 6 шт. по рублю.
- кусок стеклотекстолита фольгированного — бесплатно (ориентировочно 10-15 руб.)
- клемники — можно считать бесплатными т.к. уже давно купил их 100500 штук.
- хлорное железо, припой и паяльник не считаем.
Итого около 150 руб.
Плюсы:
- полезно для коммутируемых устройств
- гальваническая развязка
- БЕСШУМНО!
Минусы:
- только переменное напряжение
Фото того, что получилось:
MOC3041 Даташит, MOC3041 PDF Даташиты
производитель Номер в каталоге Компоненты Описание Посмотреть
Isocom MOC3041
OPTICALLY COUPLED BILATERAL SWITCH LIGHT ACTIVATED ZERO VOLTAGE CROSSING TRIAC
Unspecified MOC3041
OPTICALLY COUPLED BILATERAL SWITCH LIGHT ACTIVATED ZERO VOLTAGE CROSSING TRIAC
Motorola => Freescale MOC3041
6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output
Fairchild Semiconductor MOC3041
M_
2005
6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
Fairchild Semiconductor MOC3041
M 6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
Isocom MOC3041
X OPTICALLY COUPLED BILATERAL SWITCH LIGHT ACTIVATED ZERO VOLTAGE CROSSING TRIAC
Unspecified MOC3041
X OPTICALLY COUPLED BILATERAL SWITCH LIGHT ACTIVATED ZERO VOLTAGE CROSSING TRIAC
Fairchild Semiconductor MOC3041
-M 6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
Fairchild Semiconductor MOC3041
SM_
2005
6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
Fairchild Semiconductor MOC3041
SM 6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
Fairchild Semiconductor MOC3041
TM_
2005
6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
Fairchild Semiconductor MOC3041
TM 6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak)
