Перейти к содержанию

Квадранты управления симистора

Симистор проводит ток в обе стороны и открывается током управляющего электрода любой полярности. Получается четыре сочетания — квадранта, — и чувствительность в них разная. В одном из них прибору нужен вдвое больший ток управления и он хуже переносит быстрое нарастание тока, поэтому схему управления строят так, чтобы этот квадрант не использовать.

Обновлено Редакция GAW

Квадранты управления симистора — четыре сочетания полярности напряжения на основном выводе MT2 и тока управляющего электрода G, отсчитанных от вывода MT1. Симистор проводит в обе стороны и открывается током управления любого знака, но чувствительность в разных квадрантах разная. WeEn обозначает квадранты знаками: T2+ G+, T2+ G−, T2− G−, T2− G+. Почти общепринята и нумерация римскими цифрами: I — T2+ G+, II — T2+ G−, III — T2− G−, IV — T2− G+; при сверке с чужим даташитом надёжнее всё же смотреть на знаки.

Чувствительность по квадрантам

КвадрантIGT BT136-600IGT BT136-600EdIT/dt BT136-600
T2+ G+до 35 мАдо 10 мА50 А/мкс
T2+ G−до 35 мАдо 10 мА50 А/мкс
T2− G−до 35 мАдо 10 мА50 А/мкс
T2− G+до 70 мАдо 25 мА10 А/мкс

Данные — WeEn, BT136-600, табл. 5 и 7; BT136-600E, табл. 7. В квадранте T2− G+ прибору нужен вдвое и больше ток отпирания, а допустимая скорость нарастания тока после включения впятеро меньше; для него в даташите приведено и отдельное ограничение ударного тока (BT136-600, рис. 5). Ток фиксации по квадрантам тоже разный: у BT136-600 — 20 мА в T2+ G+ и T2− G− и 30 мА в двух других (табл. 7).

Как выбирают квадранты

Схему управления строят так, чтобы оба полупериода сети попадали в «удобные» квадранты (наши выводы из таблиц WeEn и описания Kuphaldt):

  • Ток управления со стороны MT2 — RC-цепь регулятора, динистор или оптосимистор MOC3021: знак тока управления совпадает со знаком MT2, работают T2+ G+ и T2− G−. Kuphaldt показывает, что если питать управляющий электрод от MT1, простой регулятор не включается вовсе (Vol. III, гл. 7).
  • Микроконтроллер с общим проводом на MT1 — удобнее отрицательный ток управления в обоих полупериодах: T2+ G− и T2− G−, без «тугого» T2− G+. Важно: при общем проводе микроконтроллера на MT1 вся схема микроконтроллера оказывается под потенциалом сети. Так можно делать только при бестрансформаторном питании схемы, без подключения к USB и компьютеру и в изолированном корпусе; основной и безопасный вариант — управление через оптосимистор.
  • Положительный ток от микроконтроллера даёт T2+ G+ и T2− G+ — работает, но ток отпирания нужно считать по худшему квадранту, а с индуктивной нагрузкой учитывать меньшую стойкость к dI/dt.

Выпускаются и симисторы, которые открываются только в трёх квадрантах, без T2− G+; число квадрантов производители выносят в описание прибора — BT136 и BT139 WeEn называет «4Q Triac». Про ложные включения от быстрых фронтов — в термине «Критическая скорость нарастания напряжения». Расчёт тока управления — в термине «Ток отпирания».

Частые вопросы

Что значит обозначение T2+ G− в даташите?

Полярности относительно вывода MT1 (T1): «T2+» — на MT2 положительное напряжение, «G−» — ток управляющего электрода вытекает из него, то есть на нём отрицательное напряжение. Четыре сочетания знаков и есть четыре квадранта управления.

Почему для микроконтроллера советуют отрицательный ток управления?

Так оба полупериода сети попадают в квадранты T2+ G− и T2− G−, а самый «тугой» T2− G+ не используется. По таблице BT136-600 в этих квадрантах IGT до 35 мА против 70 мА в T2− G+ (WeEn, табл. 7) — это наш вывод из таблицы. Для этого общий провод микроконтроллера соединяют с MT1, а управляющий электрод тянут вниз — от отрицательного питания или выводом, переключающимся в ноль при питании, сдвинутом вверх. Учтите: при такой схеме вся схема микроконтроллера находится под потенциалом сети — это допустимо только при бестрансформаторном питании, без USB и компьютера, в изолированном корпусе. Основной вариант — оптосимистор, гальванически отделяющий микроконтроллер от сети.

В каких квадрантах работает симистор с оптосимистором MOC3021?

Оптосимистор подаёт на управляющий электрод ток со стороны MT2 через резистор, поэтому полярность управления совпадает с полярностью MT2: T2+ G+ в одном полупериоде и T2− G− в другом. Kuphaldt подчёркивает, что ток отпирания нужно брать именно со стороны MT2 — при питании от MT1 простой регулятор не работает (Vol. III, гл. 7).

Источники

  1. WeEn Semiconductors. BT136-600: 4Q Triac, Product data sheet (Rev.02, 25 September 2024) — разд. 2: включение во всех четырёх квадрантах; табл. 5: dIT/dt 50 А/мкс в T2+ G+, T2+ G−, T2− G− при IG 70 мА и 10 А/мкс в T2− G+ при IG 140 мА; рис. 5: отдельное ограничение ITSM для квадранта T2− G+; табл. 7: IGT 35/35/35/70 мА и IL 20/30/20/30 мА максимум в квадрантах T2+ G+, T2+ G−, T2− G−, T2− G+
  2. WeEn Semiconductors. BT136-600E (Rev.01, 14 March 2018) и BT139-600 (26 September 2018): 4Q Triac, Product data sheets — BT136-600E, табл. 7: IGT 10/10/10/25 мА; BT139-600, табл. 6: IGT 35/35/35/70 мА, IL 40/60/40/60 мА; табл. 4 (Limiting values): dIT/dt 50 А/мкс при IG 70 мА в трёх квадрантах и 10 А/мкс при IG 140 мА в четвёртом
  3. Kuphaldt T. R. Lessons In Electric Circuits, Vol. III — Semiconductors, ch. 7 «Thyristors», разд. «The TRIAC» (CC BY) — выводы MT1 и MT2 не взаимозаменяемы; простой регулятор работает, когда ток управления берётся со стороны MT2, и не работает, если управляющий электрод питать от MT1; симисторы включаются несимметрично в разных полярностях, это добавляет чётные гармоники

Нашли ошибку?

Смотрите также