Пробник для проверки симисторов своими руками

Назначение и устройство

Симисторы – это полупроводниковые полууправляемые ключи, которые открываются импульсом тока через управляющий электрод. Чтобы его закрыть нужно прервать ток в цепи или приложить обратное напряжение.

По принципу действия они подобны аналогичны тиристорам. Отличаются лишь тем, что симистор представляет собой два тиристора, соединённых встречно-параллельно. Обозначение на схеме вы видите ниже.

По определению они часто используются в релейном режиме – простыми словами работают на «включение» и «отключение», кстати такие реле называются полупроводниковыми.

Отличия от электромеханического следующие — быстродействие на порядки выше, нет контактов, в связи с чем большая долговечность. Главное условие долгой эксплуатации – обеспечить номинальный тепловой режим и нагрузку.

Способы проверки

Для диагностики неисправностей электронной схемы нужно последовательно проверять её элементы. В первую очередь уделяют внимание силовым цепям, а именно всем полупроводниковым ключам. Для их проверки можно воспользоваться одним из способов:

• мультиметром (омметром или прозвонкой);
• батарейкой со светодиодом или лампочкой;
• на стенде.

Для диагностики следует выпаять элемент, потому что при проверке любых компонентов электронных схем на исправность, не выпаивая с платы, есть вероятность неправильных измерений. Например, вы обнаружите короткое замыкание не проверяемого элемента, а соединённых с ним в цепи параллельно.

В любом случае вы можете проверить симистор и тиристор на исправность не выпаивая, а если найдете возможную неисправность – выпаять и провести измерения повторно.

С помощью мультиметра

Для проверки симистора на пробой с помощью тестера нужно перевести прибор в режим звуковой прозвонки.

В большинстве случаев прозвонка совмещена с проверкой диодов.

Типовое расположение выводов или как еще это называют — цоколевка, изображена на рисунке ниже. А1 и А2 (иногда T1, T2) – это силовые выводы, через них протекает больший ток в нагрузку, а G (gate) – это управляющий электрод. Цоколевка может отличаться, поэтому проверяйте её в даташите вашего симистора

В режиме проверки диодов на экран выводится падение напряжения между щупами в миливольтах. При этом на щупах тестера есть напряжение, которое обеспечивает протекание тока в измеряемой цепи (как и в режиме Омметра).

Для проверки элемента на пробой коснитесь щупами выводов А1 и А2, если элемент исправен, то на экране появится «1» или 0L, а если пробит – значение близкое к 0. Если между выводами А1 и А2 нет КЗ – проверьте управляющий электрод. Для этого нужно прикоснуться щупами к одному из силовых выводов и управляющему электроду, на экране должно быть низкое значение 80-200.

Чтобы проверить, открывается симистор или нет, можно кратковременно замкнуть его управляющий электрод с одним из выводов мультиметра, так вы подадите на него управляющее напряжение (ток). Алгоритм проверки на примере тиристора вы видите ниже.

После того как вы уберете напряжение с управляющего электрода – симистор может обратно закрыться. Это связано с тем, что через него должен протекать какой-то минимальный ток, для удержания проводящем состоянии. Такое же явление может наблюдаться и в следующих способах проверки.

Тоже самое можно сделать омметром: если элемент пробит – сопротивление будет низким, а если не пробит – будет стремиться к бесконечности.

Такой способ проверки подробно рассмотрен в следующем видео, но учтите, что автор допустил ошибку в формулировке, назвав падение напряжения сопротивлением. В остальном оно очень наглядно.

С помощью батарейки с лампочкой или светодиодом

Если у вас нет мультиметра, вы можете легко проверить симистор простой схемой, для этого вам понадобится лампочка или светодиод и батарейка, схему вы видите ниже.

Если вместо светодиода использовать малогабаритную лампу накаливания от карманного фонаря, то резистор R1 нужно убрать из цепи, если использовать батарейку с малым напряжением — убрать резистор R2 или уменьшить его сопротивление. Использовать можно 3 включенных последовательно пальчиковых батарейки (3х1.5=4.5В) или вовсе — крону (9В). Если вы соберете переносной тестер по этой схеме, можете установить кнопку без фиксации с нормально-разомкнутыми контактами, как это показано на схеме.

Если вы не будете собирать такой прибор, то просто кратковременно касайтесь управляющего электрода проводом, как было показано в способе с мультиметром.

Другие способы проверки

Пожалуй, самый удобный способ тестирования электронных компонентов — это универсальный тестер радиодеталей, его чаще называют транзистор-тестером. Он «умеет» мерять ёмкость, сопротивление, индуктивность, определять цоколевку и тип незнакомых компонентов, при этом работает от кроны.

Стоит такое устройство порядка 4-10 долларов на алиэкспресс в зависимости от комплекта поставки (с корпусом или без) и модели (даже самая дешевая – вполне функциональный инструмент домашнего мастера).

Для проверки исправности элемента вам нужно просто вставить его в клеммную колодку и нажать на единственную кнопку. Если компонент определился правильно – значит он исправен. Если вы видите, что на дисплее появилось изображение заведомо другой детали (резистор вместо тиристора, например) – значит он сгоревший

В сети есть масса схем небольших стендов или приборов для проверки симисторов. Их принцип работы ничем не отличается от описанных выше методов. Рассмотрим некоторые из них.

Для проверки симисторов на блоке управления в стиральной машины специалисты советуют использовать схему с лампочкой, не выпаивая деталь с платы.

Кстати, с заменой ключей в стиральной машине-автомат ремонтники сталкиваются довольно часто. В этом случае они отвечают за управление двигателем и регулировку оборотов, как и в пылесосе, а в электрочайнике – в цепи управления ТЭНом.

Еще одну схему проверочного стенда публиковали в одном из выпусков журнала «Радио» и подобную её с зарубежного форума. При проверке на стенде по такой схеме – вы можете проверить в обоих ли направлениях открывается симистор, для этого есть переключатели SA1, SA2 на первой схеме и S1 на второй.

Рекомендуем также посмотреть:

Мы рассмотрели основные способы для диагностики схем с тиристорами и симисторами. Они подходят для всех случаев, неважно где он был установлен в пылесосе, диммере, стиралке или другом приборе. Учтите, что при проверке ключ может самопроизвольно закрываться после снятия управляющего импульса – это связано с особенностью их внутреннего устройства и номинальных рабочих параметров.

Иногда радиокомпоненты вызывают сомнение в работоспособности, особенно, когда мы ремонтируем какой-то аппарат, а также, когда мы пытаемся впаять деталь из коробки в новую схему. И если с проверкой транзисторов и диодов проблем не возникает — обычным омметром мультиметра, то с такими полупроводниковыми приборами, как симисторы и тиристоры дело обстоит посложнее. Проблема в том, что с мультиметра мы можем проверить только пробой. А для испытаний на работоспособность надо иметь реальную схему. Её мы сейчас и спроектируем. Как известно, тиристоры являются односторонними ключами для коммутации постоянного тока (DC), а симисторы двунаправленными (AC), и они предназначены для работы от сети переменного тока. Так что нужно собрать несложный специальный тестер, который и проверит тиристор, так сказать "в бою".

Схема устройства для проверки тиристоров и симисторов

Список деталей тестера

D3 — LED 5мм зелёный;

D4 — LED 5 мм красный;

Tr1 — трансформатор на 230V — 12V 0.6A.

В этих деталях расположение контактов — это почти стандарт, поэтому при разработке устройства их проверки контакты гнезда распаяны в соответствии с порядком большинства контактов тиристоров, но это не означает, что некоторые экземпляры не имеют другой порядок — всё зависит от производителя и модели компонента.

Готовую схему размещают в корпусе сетевого адаптера на 10-15 вольт (уверены, их у каждого найдётся по несколько штук). А для того, чтобы проверять не только импортные (серии BT-138) тиристоры, но и отечественные, можно вывести три разноцветных провода с крокодилами на конце.

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.