Ку221 характеристики схемы включения

Принципиальная схема фазового регулятора мощности для нагрузки с питанием от 220В, который выполнен с применением тиристоров КУ221. В цветных телевизорах УПИМЦТ отечественного производства, отрицательно знаменитых качеством узлов строчной развёртки, в модуле БР-13 применялись высоковольтные тринисторы серии КУ221 — по три тринистора в каждом телевизоре.

В настоящее время сохранившиеся экземпляры таких телевизоров интересуют разве что немногих коллекционеров, поэтому, дожившие до наших дней такие телевизоры можно невозбранно разбирать на запчасти.

Принципиальная схема

Принципиальная схема фазового регулятора мощности, предназначенного для управления лампой накаливания в настольном светильнике, показана на рис. 1. В силовом ключе устройства использованы две штуки тринисторов серии КУ221, включенных встречно-параллельно.

Тринисторы этой серии отличаются значительно более высокой надёжностью, чем популярные в прошлом веке отечественные тринисторы серий КУ201, КУ202 и симисторы серии КУ208 [1].

Рис. 1. Принципиальная схема фазового регулятора мощности на тиристорах КУ221.

Также, тринисторы серии КУ221 устойчивы к значительным кратковременным перегрузкам, например, легко переживают событие перегорания лампы накаливания, во время которого внутри колбы образуется дуговой разряд, в то время, когда большинство импортных мощных симисторов в корпусе ТО-220, при этих обстоятельствах получают пробой кристалла.

Напряжение сети переменного тока 230 В поступает на силовой ключ через замкнутые контакты выключателя питания SA1, плавкий предохранитель FU1 и двухобмоточный дроссель L1. Фильтр C1L1C2 уменьшает уровень помех, как поступающих от работающего фазового регулятора в сеть питания, так и в обратную сторону. На тринисторы серии КУ221 допускается подача обратного напряжения не более 50 В, поэтому они включены через диоды VD5, VD6, которые защищают тринисторы от обратного напряжения.

К управляющим выводам мощных тринисторов через токоограничительный резистор R1 подключен мостовой диодный выпрямитель VD1 — VD4. Выпрямленное сетевое напряжение через резистор R6 поступает на узел управления, выполненный на аналоге однопереходного транзистора VТ3, VТ4.

Когда напряжение на выводе базы VТ4 станет больше -0,6 В относительно вывода эмиттера этого транзистора, VТ3, VТ4 лавинообразно откроются, конденсатор С3 быстро разрядится через открытые переходы этих транзисторов, токоограничительный резистор R5 и эмиттерный переход транзистора VТ1. Высоковольтные транзисторы VТ1, VТ2 включены как аналог чувствительного маломощного тринистора, в момент разряда СЗ лавинообразно открываются, ток через управляющие электроды мощных тринисторов VS1, VS2 увеличивается.

В зависимости от направления полуволны сетевого напряжения переменного тока открывается, или тринистор VS1, или VS2. На подключенную нагрузку — лампу накаливания EL1 через помехоподавляющий фильтр L2C4 поступает напряжение питания. Уровень поступающей на нагрузку мощности регулируют переменным резистором R11, чем меньше установленное сопротивление этого резистора, тем большая мощность подаётся в нагрузку. Фазовую задержку открывания симисторов обеспечивает конденсатор СЗ. Последовательно включенные светодиод HL1 и стабилитрон ограничивают рост напряжения на элементах регулировочного узла.

Этот регулятор рассчитан на управление подключенной нагрузкой, потребляющей мощность до 250 Вт. Следует отметить, что большинство светильников — настольных ламп, даже изготовленных в цельнометаллическом корпусе, рассчитаны на эксплуатацию с лампой накаливания мощностью не более 60 Вт. Плавкий предохранитель FU1 установлен на относительно большой ток с целью сохранить свою целостность в момент перегорания лампы накаливания.

Детали и конструкция

Большинство деталей устройства установлены на полукруглой монтажной плате, размеры и форма которой подогнаны под установку в металлическом корпусе основания диаметром 165 мм отечественной настольной лампы модели ННБ37-60-018 УХЛ4, изготовленной по ГОСТ 8607-82.

Для изоляции токоведущих элементов конструкции от корпуса светильника используется плотная стеклоткань, приклеенная двусторонней монтажной липкой лентой и клеем «БФ».

Рис. 2. Цоколевка транзисторов КТ502, КТ503 и тиристора КУ221.

Переменный резистор применён типа СПЗ-35, можно заменить, например, на СПЗ-30а, СП-1, СПЗ-12, СПЗ-4, СПЗ-33-32 или аналогичный. На ось переменного резистора должна быть надета регулировочная ручка из изоляционного материала. Остальные резисторы типов РПМ, МЯТ, С1-4, С1-14, С2-14, С2-33 или аналоги.

Конденсатор С1 керамический типа К15-5, вместо такого конденсатора можно установить любой керамический или плёночный на рабочее напряжение постоянного тока не менее 630 В или переменного не менее 275 В, например, К73-17, К73-24, К73-39. Такими же конденсаторами можно заменить С2 и С4. Конденсатор СЗ плёночный малогабаритный.

Вместо диодов GUR460 можно установить FR304 — FR307, FR604G — FR607G, PR3004 -PR3007, SRP300J, 1 N5404 — 1N5408, КД257Б — КД257Д, КД202М, 2Т202Т.

Диоды 1N4007 заменимы на 1N4005, 1N4006, UF4005- UF4007, RU3AM, 1N4936GP, 1N4937GP, FR155 — FR157, КД209Б, КД221В, КД243Г, КД247Д. Вместо светодиода АЛ316А красного цвета свечения подойдёт любой из серий АЛ341, КИПД21, КИПД40, L-1503, RL52, RL54, DB5-436. Для светодиода в основании светильника просверлено дополнительное отверстие.

Вместо стабилитрона Д814Д подойдёт любой из Д814Д1, КС213Ж, 1N4743A, 1N4743A,BZV55C-12,BZV55C-13, TZMC-13. Вместо транзистора KF13001 подойдёт MJE13001, MJE13002, MJE13003, MJE340, BF420, BF393, М PSA-42, 2N6517.

Транзистор BF421 заменим на BF493, MJE350, 2N6520, 2SA1625, 2SA1700, MPSA-44. Вместо транзистора КТ503Б подойдёт любой из серий КТ503, КТ3117, КТ6111, КТ6113, КТ645, SS8050, 2SC2116, 2SD261, SS8050, SS9013. Транзистор КТ502Е, можно заменить любым из КТ502, КТ209, КТ6112, КТ6115, КТ639, SS8550, SS9012, 2SA643, 2SA1048, 2SA1150, 2SA1378.

Учитывайте, что транзисторы даже одного типа, но разных изготовителей, могут иметь отличия в цоколёвке выводов. Тринисторы КУ221 работают без дополнительного металлического теплоотвода, можно устанавливать в паре тринисторы с разными буквенными индексами. Цоколёвка выводов применённых транзисторов и тринисторов показана на рис. 2.

Выключатель SA1 установлен клавишный на шнуре питания светильника. Двухобмоточный дроссель L1 применён готовый от компьютерного БП, выполненный на Ш-образном ферритовом сердечнике.

Подойдёт любой аналогичный с общим сопротивлением обмоток до 2 Ом, индуктивность, чем больше, тем лучше. Дроссель L2 самодельный, намотан на двух ферритовых стержнях 400НН диаметром 8 мм, длиной по 40 мм. На каждом стержне намотано по 60 витков обмоточного провода диаметром 0,39 мм, намотка виток к витку поверх двусторонней липкой бумажной ленты.

Катушки дросселя располагают параллельно одна другой так, чтобы их магнитный поток был замкнутым. Дроссели и конденсаторы LC фильтров обёрнуты стеклотканью и приклеены к внутренней стороне основания корпуса светильника.

Налаживание

Изготовленное из исправных деталей устройство начинает работать сразу. При желании, подбором конденсатора СЗ можно установить минимальную устанавливаемую яркость свечения лампы накаливания.

Этот фазовый регулятор мощности можно также применить для регулировки рабочей температуры электропаяльников, для регулировки оборотов маломощных коллекторных электродвигателей, рассчитанных на подключение к сети переменного тока 230 В. Минимальная мощность подключаемой нагрузки может быть 8 Вт.

Бутов А.Л. РК-2016-05.

1. Бутов А.Л. Фазовый регулятор мощности на некондиционных симисторах. — РК-2010-07.
2. Бутов А.Л. Сенсорный регулятор мощности. -РК-2001-04.
3. Бутов А.Л. Фазовый регулятор мощности на сильноточных тринисторах. — РК-2003-02.
4. Бутов А.Л. Регулятор яркости для сети с нестабильным напряжением. — РК-2010- 08.

Тиристоры кремниевые, диффузионные, структуры p-n-p-n, триодные, незапираемые, импульсные, высокочастотные. Предназначены для применения в телевизионных приемниках цветного изображения при частоте до 30 кГц. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с жесткими выводами. Тип тиристора приводится на корпусе.

Масса тиристора не более 7 г.

Электрические параметры

Импульсное напряжение в открытом состоянии при Iос.и=20 А, tи=40. 60 мкс, Iу.пр.и=0,15. 1 А, tу=10. 100 мкс и f≤200 Гц, не более	3,5 В
Отпирающее импульсное напряжение управления при Uзс=440 В, Iос.и=11 А, tи=10. 50 мкс, tу=2 мкс и f≤200 Гц, не более:
2У221А—2У221В	5 В
КУ221А—КУ221Д	7 В
Постоянный ток в закрытом состоянии, не более:
при Тк=+25°С:
2У221А, 2У221Б при Uзс=800 В	0,2 мА
2У221В при Uзс=600 В	0,2 мА
при Тк=+85°С:
2У221А, 2У221Б при 800 В	0,3 мА
2У221В при Uзс=600 В	0,3 мА
Импульсный ток в закрытом состоянии при Uзс.и=Uзс.макс и Тк=+85°С, для КУ221А—КУ221Д, не более	0,3 мА
Отпирающий импульсный ток управления при Uзс.и=440 В, Iос.и=11 А, tи=10. 50 мкс, tу=2 и f≤200 Гц, не более:
2У221А—2У221В	100 мА
КУ221А—КУ221Д	150 мА
Время выключения при Iос.и=12 А, tи=11 мкс, f=16 кГц и Тк=+85°С, не более:
2У221Б при Uзс=360 В, dUзс/di=200 В/мкс, Iу.и.обр=20 В и tу=15 мкс	4 мкс
2У221А при Uзс=440 В, dUзс/dt=500 В/мкс, Uу.и.обр=2 В и tу=40 мкс	6 мкс
2У221В при Uзс=440 В, dUзс/dt=500 В/мкс, Uу.и.обр=2 В и tу=40 мкс	15 мкс
Время выключения, не более:
КУ221А при Uзс=100 В, dUзс/dt=400 В/мкс, Uу.и.обр=2 В, Iос.и=11 А*, tи=10мкс и Тк=+80°С	4,5 мкс
КУ221Б при Uзс=500 В, dUзс/dt=200 В/мкс, Uу.и.обр=30 В, Iос.и=6 А**, tи=27 мкс и Тк=+80°С	2,4 мкс
КУ221В при Uзс=500 В, dUзс/dt=200 В/мкс, Uу.и.обр=30 В, Iос,в=3 А**, tи=27 мкс и Тк=+80°С	2,4 мкс
КУ221А, КУ221Б, КУ221В при Uзс=Uзс.и.макс dUзс/dt=200 В/мкс, Uу.и.макс=2 В, Iос.и=12 А*, tи=10. 20 мкс и Тк=+110°С	10 мкс
КУ221Г, КУ221Д при Uзс=Uзс.и.макс, dUзс/dt=200 В/мкс, Uу.и.обр=2 В, Iос.и=12 А*, tи=10. 20 мкс и Тк=+110°С	20 мкс
КУ221А—КУ221Д при Uзс=Uзс.и.макс, dUзс/dt=50 В/мкс, Rу=51 Ом, Iос.и=80 А*** tи=10 мкс	30 мкс

• * Ток синусоидальной формы.
• ** Ток пилообразной формы.
• *** Ток прямоугольной формы.

Предельные эксплуатационные данные

Импульсное напряжение в закрытом состоянии:
2У221А, 2У221Б	800 В
2У221В, КУ221Г	600 В
КУ221А, КУ221В	700 В
КУ221Б	750 В
КУ221Д	500 В
Постоянное напряжение в закрытом состоянии:
2У221А, 2У221Б	500 В
2У221В	400 В
КУ221А—КУ221Д	300 В
Импульсное обратное напряжение	50 В
Минимальное напряжение в закрытом состоянии	10 В
Обратное импульсное напряжение управления:
2У221А, 2У221В, КУ221А, КУ221Г, КУ221Д	10 В
2У221Б, КУ221Б, КУ221В	30 В
Неповторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии:
КУ221А, КУ221В	750 В
КУ221Б	800 В
КУ221Г	700 В
КУ221Д	600 В
Импульсный ток в открытом состоянии:
пилообразная форма импульсов тока при tи=27 мкс и f=16 кГц для 2У221А—2У221В, КУ221А—КУ221В	8 А
синусоидальная форма импульсов тока при tи=13 мкс и f=16 кГц для 2У221А—2У221В, КУ221А—КУ221В	15 А
синусоидальная форма импульсов тока при tи=50 мкс и f=50 Гц	100 А
прямоугольная форма импульсов тока при tи2 мкс, dUзс/dt≥100 А/мкс и f=20 кГц для 2У221А—2У221В	15 А
экспоненциальная форма импульсов тока при tи=1,5 мс, tир=80 мкс и f=3 Гц для КУ221А—КУ221Д	70 А
Средний ток в открытом состоянии в однофазной однополупериодной схеме с активной нагрузкой и синусоидальной форме тока при f=50 Гц и β=180°	3,2 А
Скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии:
2У221А	700 В/мкс
КУ221А	500 В/мкс
2У221Б, 2У221В, КУ221Б—КУ221Д	200 В/мкс
Скорость нарастания тока в открытом состоянии при Iу.пр.и.мин=1 А, Iу.пр.и.макс=3 А и ty.ф≤1 мкс:
2У221А—2У221В	1300 А/мкс
КУ221А, КУ221В	1150 А/мкс
КУ221Б	1250 А/мкс
КУ221Г	1050 А/мкс
КУ221Д	900 А/мкс
Прямой импульсный ток управления	2 А
Минимальный импульсный ток управления:
2У221А—2У221В, КУ221А—КУ221В	0,15 А
КУ221Г, КУ221Д	0,1 А
Максимальная длительность импульса прямого тока управления	30 мкс
Минимальная длительность импульса прямого тока управления:
2У221А—2У221В	0,5 мкс
КУ221А—КУ221Д	2 мкс
Температура окружающей среды:
2У221А—2У221В	—60°С. Тк=+85°С
КУ221А—КУ221Д	—40°С. Тк=+85°С

Изгибы и скручивание выводов не допускаются.

Пайка выводов допускается не ближе 4 мм от корпуса при температуре паяльника не свыше +250°С в течение 4 с.

Пайка к корпусу тиристора запрещается.

При необходимости изоляции тиристора от корпуса (шасси) между шасси и тиристором прокладывают слюдяной или пленочный изолятор. При этом на изолятор с двух сторон рекомендуется наносить слой теплопроводящей пасты КПТ-8.

Зависимость допустимого импульсного тока в открытом состоянии от температуры корпуса

Зависимости допустимого импульсного тока в открытом состоянии от длительности импульса

Зависимости допустимого импульсного тока в открытом состоянии от длительности импульса

Зависимости допустимого импульсного тока в открытом состоянии от длительности импульса

Зависимости допустимой частоты следования импульсов тока от длительности импульса

Зависимости допустимой частоты следования импульсов тока от длительности -импульса

Зависимость скорости нарастания тока в открытом состоянии от импульсного напряжения в закрытом состоянии

Зависимость времени выключения от импульсного напряжения в закрытом состоянии

Зависимость допустимой частоты следования импульсов тока от температуры корпуса

Зависимость времени выключения от импульсного тока в открытом состоянии

Зависимость времени выключения от импульсного напряжения управления

© 2019 Полупроводниковые приборы: Диоды, Тиристоры, Оптоэлектронные приборы

Показать оптовые цены

КУ221Б Тиристоры кремниевые, диффузионные, структуры p-n-p-n, триодные, незапираемые, импульсн, высокочаст

Тиристоры кремниевые КУ221Б, диффузионные, структуры p-n-p-n, триодные, незапираемые, импульсные, высокочастотные.
Предназначены для применения в телевизионных приемниках цветного изображения при частоте до 30 кГц.
Выпускаются в металлостеклянном корпусе с жесткими выводами.
Тип тиристора приводится на корпусе.
Масса тиристора не более 7 г.

Основные технические параметры тиристора КУ221Б:
• Повторяющееся импульсное напряжение: 50 В;
• Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии: 750 В;
• Максимальный повторяющийся импульсный ток в открытом состоянии: 100 А;
• Средний импульсный ток в открытом состоянии: 3,2 А;
• Импульсное напряжение в открытом состоянии: не более 3,5 В;
• Неотпирающее постоянное напряжение управления: 30 В;
• Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии: не более 0,3 мА;
• Отпирающий постоянный ток управления: не более 150 мА;
• Импульсное отпирающее напряжение управления: не более 7 В;
• Скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии: 200 В/мкс;
• Время выключения: не более 10 мкс;
• Рабочий интервал температуры окружающей среды: -60. +125 °С

Технические характеристики тиристоров
2У221А, 2У221Б, 2У221В, КУ221А, КУ221Б, КУ221В, КУ221Г, КУ221Д:

Наименование тиристора	Максимально допустимые значения параметров при Тп=max						Значения параметров при Тп=25°С							TС MAX
	IОС.СР	IОС.П	UЗС.П	UОБР.П	PОС. СР	(duзс/dt)max	UОС.И	IУ.ОТ	UУ.ОТ	tВКЛ	tВЫКЛ	IЗС.П	IОБР.П
	А	А	В	В	Вт	В/мкс	В	мА	В	мкс	мкс	мА	мА	°С
2У221А	3,2	100	800	50	—	700	3,5	100	5	—	6	0,3	—	85
2У221Б	3,2	100	800	50	—	200	3,5	100	5	—	4	0,3	—	85
2У221В	3,2	100	700	50	—	200	3,5	100	5	—	15	0,3	—	85
КУ221А	3,2	100	700	50	—	500	3,5	100	3	—	4,5	0,3	—	85
КУ221Б	3,2	100	750	50	—	200	3,5	100	3	—	6	0,3	—	85
КУ221В	3,2	100	700	50	—	200	3,5	100	3	—	2,4	0,3	—	85
КУ221Г	3,2	100	600	50	—	200	3,5	100	3	—	—	0,3	—	85
КУ221Д	3,2	100	500	50	—	200	3,5	100	3	—	—	0,3	—	85

Условные обозначения электрических параметров тиристоров:
• I_{ОС. СР.} — Средний ток в открытом состоянии.
• I_{ОС. П.} — Повторяющийся импульсный ток в открытом состоянии.
• U_ЗС. — Постоянное напряжение в закрытом состоянии.
• U_{ЗС. П.} — Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии.
• U_ОБР. — Постоянное обратное напряжение.
• U_{ОБР. П.} — Повторяющееся импульсное обратное напряжение.
• P_{ОС. СР.} — Средняя рассеиваемая мощность в открытом состоянии.
• (dU_зс/dt) _max — Максимальная скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии.
• U_ОС. — Постоянное напряжение в открытом состоянии.
• U_{ОС. И.} — Импульсное напряжение в открытом состоянии.
• I_{У. ОТ.} — Отпирающий постоянный ток управления.
• I_{У. ОТ. И.} — Отпирающий импульсный ток управления.
• U_{У. ОТ.} — Отпирающее постоянное напряжение управления.
• U_{У. ОТ. И.} — Отпирающее импульсное напряжение управления.
• t_ВКЛ — Время включения тиристора.
• t_ВЫКЛ — Время выключения тиристора.
• I_ЗС. — Постоянный ток в закрытом состоянии.
• I_{ЗС. П.} — Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии.
• I_ОБР. — Постоянный обратный ток.
• I_{ОБР. П.} — Повторяющийся импульсный обратный ток.
• T_{С. MAX} — Максимальная температура окружающей среды.