Как проверить симистор при помощи тестера

Как проверить симистор мультиметром?

В электрических приборах присутствует огромное количество полупроводниковых устройств, имеющих самый различный функционал и назначение. В большинстве схем роль электронного ключа выполняет симистор, который можно устанавливать в открытое или закрытое положение. В случае поломки какого-либо блока или прибора проверке подлежат все детали, поэтому далее мы рассмотрим, как проверить симистор мультиметром, не привлекая на помощь профессионалов.

Способы проверки

На практике симисторы могут быть представлены как силовыми агрегатами в распределительных устройствах или высоковольтных линиях, так и слаботочными элементами плат. Существует несколько способов проверки работоспособности, среди которых наиболее популярными являются:

• при помощи мультиметра;
• установив на специальный стенд;
• посредством батарейки и лампочки;
• транзистор-тестером.

Чаще всего используется первый метод, поскольку практически у каждого дома имеется мультиметр, тестер или цешка. Да и собирать целый испытательный стенд ради нескольких проверок смысла не имеет, в равной мере, как и конструировать контрольку с блоком питания.

Перед рассмотрением процедуры следует разобраться в конструктивных особенностях симистора. В электрическом смысле это полупроводниковый элемент, который как и тиристор может открываться и закрываться для протекания тока, но, в отличии от тиристора, симистор пропускает ток в двух направлениях. Поэтому его конструкция содержит два встречно направленных кристалла, которые открываются и закрываются управляющим электродом, за счет такой особенности его иногда считают разновидностью тиристора.

Рис. 1. Принципиальная схема симистора

Посмотрите на рисунок 1, в работе устройства может произойти либо обрыв линии с нарушением целостности цепи, либо пробой p-n перехода, характеризующийся коротким замыканием. Чтобы проверить симистор мультиметром, применяются два метода – с выпаиванием полупроводникового прибора и на плате. Второй вариант является более удобным, так как проверить можно без лишних манипуляций с радиодеталями, однако на измерения будет влиять и общая работоспособность схемы.

Поэтому для повышения точности симистор выпаивают с платы и проверяют, иначе короткое замыкание в параллельно включенной ветке будет показывать неисправность на мультиметре при фактически годном испытуемом объекте.

Если выпаять симистор

Рассмотрим вариант с полным отделением симистора от платы, в результате вы должны получить абсолютно обособленную независимую деталь.

Рис. 2. Выпаять симистор

Основной вопрос, с которым вы должны определиться – расположение выводов или цоколевка ножек детали. Ниже приведены несколько типовых моделей, но следует отметить, что на практике может встречаться и другой порядок чередования, поэтому место нахождения управляющего контакта по отношению к двум рабочим вы должны определить заранее по модели или паспорту симистора.

Рис. 3. Расположение выводов симистора

Как видите на рисунке 3, в любой модели будут присутствовать три вывода – два силовые, которые имеют маркировку A1 и A2, в некоторых вариантах они обозначают тиристоры и маркируются как T1 и T2. Третья ножка – это управляющий вывод, он маркируется как G, от английского gate – ворота. После того, как разберетесь с конструкцией конкретного симистора и распиновкой выводов, переходите к настройке измерительного прибора. Большинство цифровых мультиметров имеют отдельное положение для «прозвонки», на панели его обозначают как полупроводниковый диод.

Рис. 4. Выбрать режим прозвонки

Однако это не единственный вариант, некоторые варианты цифрового тестера имеют совмещенную функцию, которая на панели выражается одной отметкой, совмещающей и прозвонку и функцию омметра:

Рис. 5. Совмещенный омметр с прозвонкой

После переключения установите щупы мультиметра в соответствующие гнезда, как правило, чтобы проверить симистор, вам понадобится разъем COM – это общий вывод и разъем для измерения сопротивления или со значком прозвонки. В таком режиме между щупами возникнет разность потенциалов, поскольку на них искусственно подается испытательное напряжение, соответственно, через симистор будет протекать какой-то ток.

Подготовив мультиметр и разобравшись с устройством симистора, можете переходить к самой проверке на исправность.

Процедура будет включать в себя несколько этапов:

• Чтобы проверить, не пробит ли переход, сначала нужно приложить щупы тестера к силовым выводам. Во время процедуры на табло может появиться значение 0 или 1, где 0 – обозначает пробитый полупроводник, а единица полностью исправный. В некоторых моделях измерительных приборов вместо единицы может отображаться значение OL, и то и другое свидетельствует о большом сопротивлении.

• Затем переместите один из выводов на управляющий контакт, это приведет к замеру сопротивления между ними. Как правило, значение падения напряжения между A1 и G будет колебаться от 100 до 200, но могут быть и некоторые отличия, в зависимости от модели. Переместите щуп с одного силового вывода симистора на другой, значение в исправном состоянии должно быть равным 1.
• Чтобы проверить, открывается ли переход симистора, кратковременно коснитесь управляющего электрода при подаче напряжения на силовые контакты. Показания на табло тут же изменятся, что и укажет на исправность прибора. Однако работа в открытом состоянии, скорее всего, продлиться недолго, поскольку приложенного напряжения будет недостаточно для получения тока удержания. Для подключения вывода щупа сразу на две ножки можно воспользоваться как дополнительным проводом, так и коснуться их самим щупом по диагонали.

Если выпаянный симистор показал исправные результаты во всех положениях, то проблема заключается в другом элементе или узле схемы.

Не выпаивая

Несмотря не преимущества предыдущего варианта проверки, далеко не всегда предоставляется возможность впаять деталь из общего блока или платы. Иногда это обусловлено конструкционным расположением ближайших элементов, иногда вся плата залита, а в некоторых ситуациях под рукой попросту может не оказаться паяльника. В этом случае максимально удалите все возможные подключения, которые так или иначе могли бы повлиять на результаты проверки симистора.

В первую очередь, обратите внимание на саму нагрузку, так как симистор – это ключ, возможно контакты к отключаемой нагрузке представлены клеммами или другими разъемными соединениями. Далее изучите схему, возможно, кроме симистора, в цепи присутствуют какие-либо коммутаторы или предохранители, которые смогут обеспечить разрыв в цепи.

Так как ранее мы рассматривали вариант прозвонки, теперь произведем замер сопротивление в режиме омметра. Для этого переместите ручку переключателя мультиметра в соответствующее положение и подключите выводы щупов. Заметьте, из-за установки на плате далеко не всегда представляется возможным рассмотреть маркировку симистора или цоколевку его ножек, поэтому нередко приходится руководствоваться схемой или опираться на данные измерений. Если вы столкнулись именно с такой ситуацией, то следует опираться на данные замеров сопротивления между контактами попарно.

Результаты проверки омметром

Некоторые показатели сопротивления могут свидетельствовать о следующих состояниях симистора:

• 0 Ом – говорит о том, что переход пробит или возникло короткое замыкание;
• от 50 до 200 Ом – свидетельствует, что переход нормально открыт;
• от 1 до 10 кОм – указывает на появление тока утечки без управляющего тока, скорее всего, что кристалл неисправен;
• от 1 МОм и более – говорит о нормально запертом переходе или об обрыве в электрической цепи.

Измерение сопротивления является не единственным методом, которым можно проверить исправность симистора. Вы можете прозвонить его мультиметром, как было описано в предыдущем методе.

Как проверить симистор при помощи тестера

Бытовые приборы с электродвигателем, будь то пылесос, шуруповерт или кухонный миксер, управляют рабочей мощностью при помощи схем с силовым элементом — симистором. В случае выхода приборов из строя проверка симистора иногда помогает избежать лишних затрат. Перед тем как проверять симистор, необходимо разобраться со схемой и принципами его работы. Это поможет в понимании результатов диагностики.

Принцип работы прибора

Симистор — это один из видов полупроводникового симметричного тиристора, предназначенный для управления токами больших величин. На схемах его принято обозначать одним из двух символов.

Логически симистор работает как сдвоенные разнонаправленные тиристоры, пропускающие ток в обоих направлениях, но это не взаимозаменяемые элементы.

Тиристор обозначается символом:

Он начинает пропускать ток между анодом и катодом в случае, если между управляющим электродом и катодом пропущен ток в том же направлении и достаточной силы. Прекращение управляющего тока не вызовет прекращения рабочего анодно-катодного тока. Закрытие произойдет только при смене полярности напряжения между катодом и анодом либо в случае запираемых тиристоров при подаче обратного напряжения на управляющий электрод.

При смене полярностби напряжения пропускная способность появляется у противонаправленной половины схемы симистора.

Регулировка пропускаемой через симистор мощности производится путем смещения момента подачи открывающего тока от времени начала фазы.

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:

1. Измерение сопротивлений p-n переходов тестером.
2. 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.

Тестирование нужно проводить в два этапа, меняя полярность тестера или батарейки.

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.

В случае когда хоть один из результатов измерений не соответствует табличному, симистор следует заменить и не спешить с приобретением новой техники, так как можно починить старую.

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.

Советы для работы

Перед извлечением симистора или платы, на которой он установлен, убедитесь, что устройство обесточено и физически отключено от электросети.

Для диагностики симисторов, припаянных к печатной плате, достаточно отсоединить управляющий контакт. Для этого потребуется паяльник. И также не станут лишними для установки нового элемента пинцет и припой.

Как проверить тестером симистор BTB16-700BW

Для управления мощностью используются тиристоры. Их применяют в регуляторах света или при контроле оборотов двигателей. В процессе ремонта выявить неисправность такой радиодетали с помощью мультиметра несложно. Все тиристоры проверяются одинаково. Зная, как проверить BTB16-700BW, можно будет определить работоспособность и других элементов тиристорного семейства.

Назначение и устройство

Тиристор — это электронный прибор, построенный на монокристалле полупроводника с несколькими p-n переходами. Характеризуется такое устройство двумя устойчивыми режимами работы: закрытым, когда проводимость отсутствует, и открытым — прибор находится в состоянии высокой проводимости. Тиристор можно рассматривать как электронный ключ. В зависимости от его состояния электрический сигнал может как поступать далее на схему, так и нет.

В семейство тиристоров входит несколько видов приборов, различающихся по виду проводимости, например, симистор, динистор, тринистор. Для работы в цепи переменного тока используется симистор, поскольку он может проводить ток в любом направлении. Такой прибор в своей конструкции имеет три вывода, поэтому в английской литературе он называется TRIAC (triode for alternating current), что переводится как триод переменного тока.

Два вывода устройства называются управляемыми, а один — управляющим. Симистор не имеет анода и катода. В электрических схемах электронный ключ подключается последовательно с нагрузкой. Для его перехода из закрытого состояния в открытое на управляющий вывод устройства должен поступить сигнал определённой амплитуды, при этом ток сможет беспрепятственно протекать в обоих направлениях.

Особенностью симистора является то, что для поддержания того или иного его состояния не требуется постоянное присутствие напряжения на переключающем электроде, а для изменения проводимости хватит лишь короткого импульса. Но при этом существует условие, заключающееся в том, что через управляемые выводы должен протекать ток некой величины, называемый током удержания.

На схемах и в технической литературе симистор подписывается буквами VS с цифрой, указывающей на его порядковый номер. Изображается он в виде параллельно стоящих относительно друг друга треугольников с противоположно направленными вершинами. С основания одной из геометрических фигур выводится площадка, обозначаемая латинской буквой G (затвор). Два других вывода подписываются T1 и T2, обозначая силовые выводы. В некоторых схемах управляемые электроды могут обозначаться буквой A.

Интересным фактом является то, что этот полупроводниковый прибор был изобретён в Мордовском научно-исследовательском электротехническом институте в 1963 году.

Принцип работы

Хоть элемент является довольно надёжным прибором, случается так, что он выходит из строя. Но чтобы выполнить правильно проверку симистора, необходимо уметь не только пользоваться измерительными поборами, а также понимать суть его работы.

Представить полупроводниковый элемент можно двумя тиристорами, которые подключены относительно друг друга встречно-параллельно. Как и диод, триак имеет p-n переходы, но их количество у него больше. Структура прибора состоит из пяти чередующихся слоёв. В зависимости от приложенного напряжения к управляющему выводу в барьерных переходах начинаются процессы рекомбинации и движения основных носителей заряда или, наоборот, расширение запрещённых зон.

Симистор переходит в состояние, когда через него могут свободно проходить заряды, при выполнении двух условий:

• на его управляющий вывод подаётся ток нужной амплитуды (отпирающий);
• разность потенциалов между управляемыми электродами соответствует некоторой величине, определяющейся параметрами устройства.

В иных же случаях полупроводниковый ключ окажется запертым. При использовании прибора в схемах с переменным сигналом на выводах будет постоянно изменяться полярность напряжения, поэтому режим работы устройства разделяют на четыре квадранта. В каждом квадранте существуют свои условия для отпирания или запирания.

Если между силовыми выводами разность потенциалов равна V A1-A2 >0, а относительно управляющего электрода на входе A1 находится отрицательное напряжение, то симистор соответствует второму квадранту с определёнными его значениями отпирающего (Igt) и удерживающего (In) токов.

Из-за своей особенности работы такой тип тиристоров изначально использовался в качестве управляющего элемента на производственных станках, позволяя на них плавно подавать ток. Это были довольно габаритные устройства, требующие массивного охлаждения. Но эволюция прибора привела к уменьшению габаритов и улучшению технического процесса изготовления. Это дало возможность применять триаки совместно с компрессорным оборудованием, электронагревательными системами, электроинструментами и зарядными блоками.

Характеристики прибора

Как и любой электронный полупроводниковый прибор, симистор характеризуется рядом технических параметров. Именно они дают возможность использовать его в том или ином оборудовании. Правильность работы устройства определяется соответствием заявленных характеристик реальным, а суть измерений сводится к получению значений этих параметров.

Для комплексного измерения характеристик требуются специализированные приборы, недоступные для бытового применения, поэтому для проверки симистора радиолюбители чаще всего используют тестер и специальные схемы. Например, популярный симистор BTB16-700BW характеризуется следующими техническими параметрами:

1. Максимальное напряжение Vrpm — 700 В. Обозначает граничную разность потенциалов, превышение которой приводит к повреждению структуры элемента.
2. Циклическое импульсное напряжение Vdrm — 700 В. Даже если электронный ключ будет закрыт, а уровень сигнала, приложенный на элемент, превысит 700 вольт, его переходы выйдут из строя.
3. Наибольшее значение среднего тока в открытом состоянии Irms — 16 A. Характеризует силу тока синусоидальной формы, способную проходить через симистор продолжительное время без его выхода из строя.
4. Пиковое значение импульсного тока Itsm равно 168 A. Этот параметр обязательно указывается со временем, в течение которого прибор не получит повреждения. Так, для BTB16–700BW оно составляет 16,7 ms.
5. Ток затвора Ig — 10—50 mA. Зависит от полярности напряжения, приложенного к выводам устройства, и параметров входного сигнала. Указывается в виде интервала.
6. Скорость нарастания тока dI/dT — 14 А/мс. Определяется для открытого состояния. Если она будет превышена, то элемент выйдет из строя.
7. Время включения t — 2мкс. Показывает время, прошедшее до достижения током на затворе 10% от своего наибольшего значения, когда при этом напряжение между силовыми электродами уменьшилось на такой же процент.
8. Скорость роста напряжения dV/dT — 1000 В/мкс. Если это значение будет больше указанного, то прибор не сможет правильно работать, то есть возникнут ложные открывания и закрывания.

Кроме этих параметров часто указываются и второстепенные характеристики, например, рабочий диапазон температур (от –40 °C до +125 °C), тип корпуса (TO-220 AB).

Тестирование элемента

Существует несколько способов проверки симистора на работоспособность. Для самого простого понадобится только лишь мультиметр, а для более сложных измерений — автономный источник питания или тестовая схема.

С помощью тестера проверка происходит с использованием знаний, основанных на принципе работы симистора. Диагностика мультиметром не сможет определить все характеристики элемента, но вполне достаточной будет для первичного тестирования работоспособности.

Простую проверку можно осуществить, используя лампочку и элемент питания. Для этого одна клемма батарейки подключается на управляющие и рабочие выводы симистора, а вторая — на цоколь лампочки. Вывод элемента соединяется с центральным контактом осветителя. В этом случае переход должен быть открыт, тогда лампочка загорится.

Если же ещё до подачи напряжения на управляющий вывод осветительное устройство загорелось, то это говорит о том, что симистор неисправен, а его переходы пробиты. Такой элемент можно дальше не проверять, так как он неисправный.

Проверка тестером

Для проведения тестов подойдёт прибор любого типа действия, но при этом необходимо, чтобы значения выдаваемого им тока хватило для переключения элемента. Поэтому более предпочтительным будет использование аналогового прибора. Например, чтобы проверить тестером BTB12-800CW, понадобится обеспечить ток порядка 30 мА, а для BTB16-700BW этот показатель должен быть равен 15 мА.

Также понадобится обратить внимание на состояние батарейки, стоящей в тестере. В цифровом устройстве на экране не должен высвечиваться значок замены батарейки, а в аналоговом при закорачивании щупов друг на друга стрелка должна указывать на ноль.

Суть измерения сводится к проверкам переходов прибора. Для этого тестер переключается в режим прозвонки сопротивлений на самый маленький диапазон. Выполнять проверку лучше всего в следующей последовательности:

1. Измерительные щупы подключаются к силовым выводам симистора T1 и T2. Если радиоэлемент исправен, то мультиметр должен показать бесконечно большое сопротивление.
2. Меняется полярность приложенного сигнала на рабочих выводах. Для этого измерительные щупы переставляются. Сопротивление также должно быть большим.
3. Кратковременно соединяется рабочий вывод T1 или T2 и управляющий электрод G.
4. Снова измеряется сопротивление перехода между T1 и T2. В одну сторону оно должно измениться. Так, для BTB12-800CW оно составит около 50 Ом.
5. Изменяется полярность. При этом импеданс перехода должен быть большим, что соответствует отсутствию обратного пробоя.

Такое поведение симистора при проверке тестером говорит о большой вероятности его исправности. Также стоит отметить, что во время такой проверки необязательно полностью выпаивать радиоэлемент из цепи, а достаточно лишь отсоединить его управляющий контакт.

Использование схемы

Существует множество различных схем, использующихся радиолюбителями для тестирования работоспособности триака. Но лучше применять универсальную схему, способную проверить любой элемент тиристорного семейства, например, BTB16-700BW. Она не нуждается в настройке и работает сразу после сборки. Для того чтобы её собрать, понадобятся следующие элементы:

В качестве источника питания можно использовать батарейку типа КРОНА.

Суть измерений сводится к следующим действиям: переключатель S3 переставляется в верхнее положение, в результате на устройство подаётся питание. После этого кратковременным нажатием на кнопку S2 подаётся ток на управляющий вывод элемента.

Если BTB16-700BW рабочий, то его переход должен открыться, о чём просигнализирует светодиод VD3. Затем переключатель устанавливается в среднее положение, светодиод должен погаснуть. На следующем этапе S3 переключается в нижнее положение, и нажимается кнопка S2. Результатом этих действий будет загорание светодиода VD4. Такое поведение симистора позволит со стопроцентной уверенностью заявить о его работоспособности.

Проверить симистор не так уж и сложно, особенно если использовать тестер, хотя лучше собрать специальную схему. Но при этом стоит отметить, что из-за высокой чувствительности триаков к току переключения в качестве мультиметров лучше применять стрелочные приборы.

Источник https://www.asutpp.ru/kak-proverit-simistor-multimetrom.html

Источник https://tokar.guru/hochu-vse-znat/kak-proverit-simistor-pri-pomoschi-testera.html

Источник https://220v.guru/fizicheskie-ponyatiya-i-pribory/kak-proverit-testerom-simistor-btb16-700bw.html