Симистор двигателя стиральной машины как проверить

Диагностика симистора

Потребность в исследовании симистора дома возникает только в случае поломки бытового электроприбора. Значит, все характеристики элемента измерять не стоит и нужно только определить наличие или отсутствие дефектов, обрывов или так называемых пробоев p-n переходов. Для этого применяются два метода:

Измерение сопротивлений p-n переходов тестером.
Индикация выполнения функций элемента.

Можно определить годность симистора как проверив тестером, так и с помощью простой схемы индикации, даже без профессиональной подготовки. Результаты применения обоих методов, как правило, дают одинаковые результаты и позволяют в домашних условиях определить неисправность. Для метода измерений потребуется стрелочный или цифровой тестер, а если его нет — батарейка и лампочка (можно светодиод) для метода индикации.

Прежде чем начинать проверку, следует выяснить расположение управляющего электрода. Корпуса у симисторов бывают разные, поэтому самый простой способ — узнать по маркировке, воспользовавшись интернетом. Катод и анод симистора — понятия относительные и взаимозаменяемые, так как он имеет одинаковые свойства для любой полярности напряжения. Для удобства можно определить для себя один из отводов катодом.

Метод измерения показателей

Определить дефект можно на основании разных сопротивлений p-n переходов в разных направлениях. Тестеры определяют сопротивление, пропуская ток через объект измерения. При направлении тока от p слоя к n слою полупроводника сопротивление будет незначительным. Обратное направление тока практически невозможно (бесконечное сопротивление) или очень велико (для элементов малой мощности).

При неоднократном чередовании полупроводниковых слоев между контактами элемента, как в нашем случае, сопротивление нужно измерять в трех состояниях, не разрывая контакт щупов тестера с анодом и катодом:

Измеряем сопротивление между управляющим электродом и катодом, не соединяя ни с чем анод — результат должен быть от десятков до сотен Ом;
Переносим щуп тестера с управляющего электрода на анод. Измеряем сопротивление между анодом и катодом — сопротивление должно быть велико до бесконечности (МОм для маломощных элементов);
Управляющий контакт соединяем с анодом — показания тестера резко снижаются, величина сопротивления зависит от мощности симистора, но не превышают сотен Ом. Мощные симисторы могут не открыться по причине слабого управляющего тока. В этом случае можно не соединяя управляющий контакт с анодом, подключить его через обычную пальчиковую батарейку к катоду соблюдая полярность;
Управляющий электрод отсоединяем от анода (батарейки), не разрывая контактов тестера с анодом и катодом — тестер продолжает показывать низкое сопротивление.

Схемы измерений выглядят следующим образом:

Если все сопротивления соответствуют указанным в таблице, изменим полярность подключения тестера и повторим измерения.

При помощи батарейки

Тестер найдется не у каждого хозяина, а вот отыскать дом, в котором нет батарейки, кажется невозможным. Если батарейка нашлась в фонарике — значит, к ней найдется и лампочка. Для этого метода можно взять и светодиодный индикатор включения из любого ненужного прибора.

Метод очень прост, но в случае использования светодиода следует соблюдать полярность его включения в схему.

Начинаем с подсоединения к условному катоду симистора одного контакта лампочки. Ко второму контакту подключаем «минус» батарейки. Плюсовой контакт присоединяем к аноду. Свечения быть не должно. Не разбирая схемы, соединяем управляющий контакт с анодом. Лампочка должна светить. Размыкаем управление и анод — свечение должно продолжиться. В уже собранной схеме поменяем полярность подсоединения батарейки и повторим действия. Если лампочка не реагирует на подключение или светится — гаснет не так, как описано — есть шанс сохранить домашний электроприбор, заменив один симистор.

Тест на пробой

Проверка тиристора начинается с определения пробоя. Рекомендуется начинать с предварительного тестирования, которое связано с измерением сопротивления между двумя выходами «А» и «К», «К» и «УЭ». Алгоритм действий имеет следующие особенности:

Для тестирования применяется мультиметр. Его включают в режим «прозвонки», и снимаются показатели между двумя выводами «УЭ» и «К». Если устройство находится в хорошем техническом состоянии, то снятые показатели будут в диапазоне от 40 Ом до 0,55 кОм. Низкое значение может указывать на некоторые проблемы с устройством.
Далее рекомендуется сменить положение щупов, и процесс повторяется. Снятые показатели должны соответствовать тем, которые были получены в первом случае.
Следующий шаг заключается в измерении сопротивления между выводами «К» и «А». В этом случае показатель сопротивления должен стремиться к бесконечности. Значение может варьироваться в зависимости от полярности измерительного устройства. Низкий показатель указывает на то, что есть пробой в переходе. Для более точного результата рекомендуют выпаивать устройство, которое тестируется.

Блиц-советы

Рекомендации:

Перед тем как проверять тиристор, следует внимательно ознакомиться с техническими характеристиками данного устройства. Эти знание помогут быстрей и эффективней проверить тиристор.
Обычные, стандартные устройства для измерения (омметр, тестер, мультиметр) хорошо зарекомендовали себя для проверки тиристора, но современные приборы, дадут информацию намного точней. К тому же их гораздо легче использовать.
Во избежание неприятных ситуаций все схемы должны собираться в точности.
В работе с любыми диодными устройствами, включая тиристоры, нужно соблюдать технику безопасности.

Защита тиристора:

Тиристоры действуют на скорость увеличение прямого тока. В тиристорах обратный ток восстановления. Если этот ток упадет до низшего значения, может возникнуть перенапряжение. Чтобы предотвратить перенапряжения используются схемы ЦФТП. Также для защиты используют варисторы, их подключают к местам, где выводы индуктивной нагрузки.

Как проверить работоспособность симистора?

В сети можно найти несколько способ, где описан процесс проверки при помощи мультиметра, те, кто описывал их, судя по всему, сами не пробовали ни один из вариантов. Чтобы не вводить в заблуждение, следует сразу заметить, что выполнить тестирование мультиметром не удастся, поскольку не хватит тока для открытия симметричного тринистора. Поэтому, у нас остается два варианта:

Использовать стрелочный омметр или тестер (их силы тока будет достаточно для срабатывания).
Собрать специальную схему.

Алгоритм проверки омметром:

Подключаем щупы прибора к выводам T1 и T2 (A1 и A2).
Устанавливаем кратность на омметре х1.
Проводим измерение, положительным результатом будет бесконечное сопротивление, в противном случае деталь «пробита» и от нее можно избавиться.
Продолжаем тестирование, для этого кратковременно соединяем выводы T2 и G (управляющий). Сопротивление должно упасть примерно до 20-80 Ом.
Меняем полярность и повторяем тест с пункта 3 по 4.

Если в ходе проверки результат будет таким же, как описано в алгоритме, то с большой вероятностью можно констатировать, что устройство работоспособное.

Заметим, что проверяемую деталь не обязательно демонтировать, достаточно только отключить управляющий вывод (естественно, обесточив предварительно оборудование, где установлена деталь, вызывающая сомнение).

Необходимо заметить, что данным способом не всегда удается достоверно проверку, за исключением тестирования на «пробой», поэтому перейдем ко второму варианту и предложим две схемы для тестирования симметричных тринисторов.

Схему с лампочкой и батарейкой мы приводить не будем в виду того, что таких схем достаточно в сети, если вам интересен этот вариант, можете посмотреть его в публикации о тестировании тринисторов. Приведем пример более действенного устройства.

Схема простого тестера для симисторов

Обозначения:

Резистор R1 – 51 Ом.
Конденсаторы C1 и С2 – 1000 мкФ х 16 В.
Диоды – 1N4007 или аналог, допускается установка диодного моста, например КЦ405.
Лампочка HL – 12 В, 0,5А.

Можно использовать любой трансформатор с двумя независимыми вторичными обмотками на 12 Вольт.

Алгоритм проверки:

Устанавливаем переключатели в исходное положение (соответствующее схеме).
Производим нажатие на SB1, тестируемое устройство открывается, о чем сигнализирует лампочка.
Жмем SB2, лампа гаснет (устройство закрылось).
Меняем режим переключателя SA1 и повторяем нажатие на SB1, лампа снова должна зажечься.
Производим переключение SA2, нажимаем SB1, затем снова меня ем положение SA2 и повторно жмем SB1. Индикатор включится, когда на затвор попадет минус.

Теперь рассмотрим еще одну схему, только универсальную, но также не особо сложную.

Схема для проверки тиристоров и симисторов

Обозначения:

Резисторы: R1, R2 и R4 – 470 Ом; R3 и R5 – 1 кОм.
Емкости: С1 и С2 – 100 мкФ х 10 В.
Диоды: VD1, VD2, VD5 и VD6 – 2N4148; VD2 и VD3 – АЛ307.

В качестве источника питания используется батарейка на 9V, по типу Кроны.

Тестирование тринисторов производится следующим образом:

Переключатель S3, переводится в положении, как продемонстрировано на схеме (см. рис. 6).
Кратковременно производим нажатие на кнопку S2, тестируемый элемент откроется, о чем просигнализирует светодиод VD
Меняем полярность, устанавливая переключатель S3 в среднее положение (отключается питание и гаснет светодиод), потом в нижнее.
Кратковременно жмем S2, светодиоды не должны загораться.

Если результат будет соответствовать вышеописанному, значит с тестируемым элементом все в порядке.

Теперь рассмотрим, как проверить с помощью собранной схемы симметричные тринисторы:

Выполняем пункты 1-4.
Нажимаем кнопку S1- загорается светодиод VD

То есть, при нажатии кнопок S1 или S2 будут загораться светодиоды VD1 или VD4, в зависимости от установленной полярности (положения переключателя S3).

Определение управляющего напряжения

Теперь можно приступать к тестированию тринистора. Для этого возьмем КУ202Н с рабочим током 10 А и напряжением 400 В.

У большинства радиолюбителей имеется мультиметр и неизбежно возникает вопрос, как проверить тиристор мультиметром, возможно ли это и, что дополнительно может понадобиться. Последовательность действий такая:

для начала переключаем мультиметр в положение измерения сопротивления с диапазоном 2 кОм. В этом режиме на измерительных щупах будет присутствовать напряжение внутреннего источника питания тестера;
подключаем щупы к аноду и катоду тринистора. Мультиметр должен показывать сопротивление близкое к бесконечности;
перемычкой замыкаем анод и управляющий электрод. Сопротивление должно упасть, тринистор открылся;
убираем перемычку, прибор опять показывает бесконечность. Это произошло из-за того, что удерживающий ток слишком мал.

Проверка тиристора.

Так как тиристор управляется как отрицательными, так и положительными сигналами, то его можно открыть, подключая перемычкой управляющий электрод к катоду.

Мультиметр должен находиться в режиме омметра, и щупы подсоединены к аноду и катоду. Так можно определить, каким напряжением управляется тиристор.

Как избежать ложных срабатываний

Так как для срабатывания симистора достаточно небольшого потенциала, возможны ложные срабатывания. В некоторых случаях они не страшны, но могут привести и к поломке. Поэтому лучше заранее принять меры. Есть несколько способов уменьшить вероятность ложных включений:

Уменьшить длину линии к затвору, соединять цепь управления — затвор и Т1 — напрямую. Если это невозможно, использовать экранированный кабель или витую пару.
Снизить чувствительность затвора. Для этого параллельно ставят сопротивление (до 1 кОм).
Использовать триаки с высокой шумовой устойчивостью. В маркировке у них добавлена буква «Н», от «нечувствительный». Называют их «симисторы ряда «Н». Отличаются они тем, что минимальный ток перехода у них намного выше. Например, симистор BT139-600H имеет ток перехода I_GT min =10mA.

Как уже говорили, симистор управляется током. Это дает возможность подключать его напрямую к выходам микросхем. Есть одно ограничение — ток не должен превышать максимально допустимый. Обычно это 25 мА.

Полупроводниковая структура симистора

Структура симистора состоит из пластины, состоящей из чередующихся слоев с электропроводностями p- и n- типа и из контактов электродов основного и управляющего действия. Всего в структуре полупроводника содержится пять слоев p- и n-типа. Область между слоями называется p-n-переходом, который обладает нелинейной ВАХ с небольшим сопротивлением в обратном направлении, где минус – это n-слой, а плюс – p-слой и высокое значение сопротивления в обратном направлении. Пробой p-n-перехода происходит при напряжении равном несколько тысяч вольт.

Во время включения симистора в прямом направлении в работу вступает правая половина структуры. Левая область структуры выключена, она считается для тока, с обладанием очень высоким сопротивлением. Характеристики симистора динамического и статического плана при его действии в прямом направлении, при поступлении положительного управляющего сигнала соответствуют аналогичным характеристикам тиристора, работающего в прямом направлении.

По этой схеме к СЭУ прилагается напряжение со знаком плюс, относительно СЭ, а p—n-переходы j2 и j4 подключаются в прямом, а p—n-переходы j1 и j3 – в обратную сторону. Благодаря этому структура может рассматриваться, как структура тиристора, подключенная в обратном направлении, не принимающая участие в работе по пропусканию тока. В этом случае действие прибора определяется при помощи левой части структуры и представляет собой обратно ориентированную p—n—p—n структуру с добавочным пятым слоем n0 , который граничит со слоем p1.

Индуктивность и тиристоры

Проверка катушки на обрыв осуществляется замером ее сопротивления мультиметром. Элемент считается исправным, если сопротивление меньше бесконечности. Надо заметить, что не все мультиметры способны проверять индуктивность.

Проверка тиристора происходит следующим образом. Прикладываем красный щуп к аноду, а черный – к катоду. В окошке мультиметра должно отобразиться бесконечное сопротивление.

После этого управляющий электрод соединяем с анодом, наблюдая за падением сопротивления на дисплее мультиметра до сотен Ом. Управляющий электрод открепляем от анода – сопротивление тиристора не должно измениться. Так ведет себя полностью исправный тиристор.

Устройство и принцип работы

Устройство тиристора выглядит следующим образом:

4 полупроводниковых элемента имеют последовательное соединение друг с другом, они различаются по типу проводимости.
В конструкции имеется анод – контакт к внешнему слою полупроводника и катод, такой же контакт, но к внешнему n-слою.
Всего имеются не более 2 управляющих электродов, которые подсоединены к внутренним слоям полупроводника.
Если в устройстве полностью отсутствуют управляющие электроды, то такой прибор является особой разновидностью – динистором. При наличии 1 электрода, прибор относится к классу тринисторов. Управление может осуществляться через анод или катод, данный нюанс зависит от того, к какому слою был подключен управляющий электрод, но на сегодняшний день наиболее распространен второй вариант.
Данные приборы могут подразделяться на виды, в зависимости от того, пропускают они электрический ток от анода к катоду или сразу в обоих направлениях. Второй вариант устройства получил название симметричные тиристоры, обычно состоящие из 5 полупроводниковых слоев, по своей сути они являются симисторами.
При наличии в конструкции управляющего электрода, тиристоры могут быть разделены на запираемую и незапираемую разновидность. Отличие второго вида заключается в том, что такой прибор не может быть никаким способом переведен в закрытое состояние.

Принцип действия тиристора, подключенного к цепи постоянного тока, заключается в следующем:

Включение прибора происходит благодаря получению цепью импульсов электрического тока. Подача происходит на полярность, которая является положительной относительно катода.
На протяженность процесса перехода оказывает влияние целый ряд различных факторов: вид нагрузки; температура полупроводникового слоя; показатель напряжения; параметры тока нагрузки; скорость, с которой происходит нарастание управляющего тока и его амплитуда.
Несмотря на значительную крутизну управляющего сигнала, скорость нарастания напряжения не должна достигать недопустимых показателей, поскольку это может вызвать внезапное отключение прибора.
Принудительное отключение устройства может быть осуществлено разными способами, наиболее распространен вариант с подключением в схему коммутирующего конденсатора, обладающего обратной полярностью. Такое подключение может происходить благодаря наличию второго (вспомогательного) тиристора, который спровоцирует возникновение разряда на основной прибор. В таком случае, разрядный ток, прошедший через коммутирующий конденсатор, столкнется с прямым током основного прибора, что понизит его значение до нулевого показателя и вызовет отключение.

принцип работы

Немного отличается принцип действия тиристора, подключенного к цепи переменного тока:

В таком положении прибор может осуществлять включение или отключение цепей с разными типами нагрузки, а также изменять значения электрического тока через нагрузку. Это происходит благодаря возможности тиристорного прибора изменять момент, в который осуществляется подача управляющего сигнала.
При подключении тиристора в подобные цепи, применяется исключительно встречно-параллельное включение, поскольку он может проводить ток лишь в одном направлении.
Показатели электрического тока изменяются благодаря внесению изменений в момент, когда происходит передача открывающих сигналов на тиристоры. Этот параметр регулируется при помощи специальной системы управления, относящейся к фазовой либо широтно-импульсной разновидности.
При использовании фазового управления, кривая электрического тока будет обладать несинусоидальной формой, это также вызовет искажение формы и напряжения в электросети, от которой происходит питание внешних потребителей. Если они обладают высокой чувствительностью к высокочастотным помехам, то это может вызвать сбои в процессе функционирования.

Если шим — контролёр выходит из строя

Временами шим — контролёры их схемы и источник питания (в том числе и встроенные в ноутбук) могут ломаться и выходить из строя. В таких случаях понадобится выявить неисправности (в одних случаях проверять необходимо источник питания, в других проверять стоит саму схему). Для этой цели были разработаны мультиметры. Мультиметры тщательно исследуют работоспособность шим — контролёров и при необходимости помогают устранить неисправности. Самыми распространёнными причинами, почему следует проверять эти устройства, считают нестабильную работу платы и изменения показателей напряжения. Если их устранить, техника будет работать.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) – это метод преобразования сигнала, при котором изменяется длительность импульса (скважность), а частота остаётся константой. В английской терминологии обозначается как PWM (pulse-width modulation)

В данной статье подробно разберемся, что такое ШИМ, где она применяется и как работает.

Диагностика симистора

Измерение сопротивлений p-n переходов тестером.
Индикация выполнения функций элемента.

Метод измерения показателей

Измеряем сопротивление между управляющим электродом и катодом, не соединяя ни с чем анод — результат должен быть от десятков до сотен Ом;
Переносим щуп тестера с управляющего электрода на анод. Измеряем сопротивление между анодом и катодом — сопротивление должно быть велико до бесконечности (МОм для маломощных элементов);
Управляющий контакт соединяем с анодом — показания тестера резко снижаются, величина сопротивления зависит от мощности симистора, но не превышают сотен Ом. Мощные симисторы могут не открыться по причине слабого управляющего тока. В этом случае можно не соединяя управляющий контакт с анодом, подключить его через обычную пальчиковую батарейку к катоду соблюдая полярность;
Управляющий электрод отсоединяем от анода (батарейки), не разрывая контактов тестера с анодом и катодом — тестер продолжает показывать низкое сопротивление.

Схемы измерений выглядят следующим образом:

При помощи батарейки

Тестер найдется не у каждого хозяина, а вот отыскать дом, в котором нет батарейки, кажется невозможным. Если батарейка нашлась в фонарике – значит, к ней найдется и лампочка. Для этого метода можно взять и светодиодный индикатор включения из любого ненужного прибора.

Метод очень прост, но в случае использования светодиода следует соблюдать полярность его включения в схему.

Начинаем с подсоединения к условному катоду симистора одного контакта лампочки. Ко второму контакту подключаем «минус» батарейки. Плюсовой контакт присоединяем к аноду. Свечения быть не должно. Не разбирая схемы, соединяем управляющий контакт с анодом. Лампочка должна светить. Размыкаем управление и анод — свечение должно продолжиться. В уже собранной схеме поменяем полярность подсоединения батарейки и повторим действия. Если лампочка не реагирует на подключение или светится – гаснет не так, как описано – есть шанс сохранить домашний электроприбор, заменив один симистор.

Как проверить симистор?

Поговорив о положительных и отрицательных моментах симистора, мы плавно подвели наше с вами изучение симисторов к очень важному аспекту, а именно — к проверке. Вы можете сказать? Что это еще за проверка

Наверняка это что-то бесполезное. А мы вам ответим, что проверять симисторы — это очень важно, ведь на нем по сути держится весь электроприбор, и выявив брак или неисправность хотя бы в одном симисторе из партии, у вас есть шанс спасти целые электроприборы от серьезных поломок. Но и здесь новички задают вопрос.

А на фабриках, где изготавливают эти симисторы разве их не проверяют. Вопрос этот очень интересен, но ответ тоже довольно прост. На заводах нет времени на проверку каждого отдельного симистора, поэтому от силы проверке может подвергаться один прибор из партии. Поэтому давайте теперь уже поговорим о том, как же все-таки можно проверить на исправность этот замечательный прибор.

Существует сразу несколько эффективных способов проверки симистора. Давайте подробно разберемся с каждым из них. Для начала сразу скажем, что проверять симистор внутри схемы — это совершенно неверное действие. Вам сначала обязательно нужно извлечь его из платы, а потом уже работать с ним. Почему?

Тут все очень просто. Если вы будете проверять свой симистор и при этом он будет внутри схемы, то вы можете проверить его и он будет неисправен, но на самом деле будет неисправен соседний элемент, подключенный к нему параллельно. Поэтому нужно исключить все факторы, отключив симистор от схемы, выпаяв его. Отметим, что проверять нужно будет каждый отдельный элемент, иначе вы не сможете найти причину поломки. Сначала, как правило, проверяют силовые цепи, потом уже переходят к ключам, сделанным из полупроводниковых материалов. Как же можно проверить полупроводниковые ключи:

проверка мультиметром (например прозвонкой или омметром). Это работает по следующему принципу: используем мультиметр в режиме измерения сопротивления Контактами присоединяем к нашему симистору, а затем смотрим полученные измерения. Дело в том, что у исправного симистора значение на омметре должно быть большим или очень большим.
проверка батарейкой в паре с лампочкой. На первый взгляд такая идея может показаться глупой и нерациональной, но на деле же это не так. Давайте узнаем, как это работает. Тут все немного сложнее, но все по порядку. Для начала нам нужно будет подсоединить лампочку одним контактом к катоду (условному) нашего симистора. Далее второй контакт лампочки подключается к “отрицательной” стороне батарейки. Останется только присоединить “плюсовой” конец к аноду. Если лампочка горит нормально, то значит и симистор полностью рабочий.