Популярні сімістори ON SEMICONDUCTOR

1. Ефект dv / dt і способи боротьби з ним
2. Переваги сімісторов в порівнянні з електромеханічними реле і контакторами
3. застосування сімісторов
4. драйвери надяскравих світлодіодів
5. Потужні N-канальні МОП-транзистори на 40 В
6. Про компанію

Сімістори (симетричні або двонаправлені тиристори - Тріаки або triac) - напівпровідникові ключі, призначені для роботи в мережах змінної напруги, які проводять струм в обох напрямках і мають симетричну вольт-амперну характеристику. У більшості випадків сімістори використовуються в якості ключового регулятора змінного струму, витіснивши застосовувалися раніше для цього пристрою, що складаються з двох зустрічно-паралельно включених тиристорів.

На малюнку 1 наведені напівпровідникова структура симистора і квадранти із зазначенням напруги на електродах для кожного режиму роботи.

Мал. 1. Напівпровідникова структура симистора і напруги на електродах при роботі
в чотирьох квадрантах

Тріак може управлятися як позитивним, так і негативним напругою між керуючим електродом (затвором) і МТ1 (Main Terminal 1 - основний електрод 1 симистора). Ця особливість дозволяє сімісторов працювати у всіх чотирьох секторах. При роботі сімістора на навантаження в мережі змінного струму 220 В (регулятори швидкості обертання двигуна, регулятори яскравості лампи або диммери) полярності затвора і основного електрода МТ1 завжди збігаються. З цього випливає, що в таких випадках сімістори працюють в першому і третьому квадрантах. При цьому параметри комутації триаков практично однакові, а затвор володіє максимальною чутливістю. Вольт-амперна характеристика перемикання для цього випадку і основні параметри симистора наведені на малюнку 2.

Мал. 2. Вольт-амперна характеристика і основні параметри сімісторов

Струм утримання характеризує мінімальне значення струму через симистор, при якому він ще знаходиться у відкритому стані. Якщо подивитися на напівпровідникову структуру симистора, то можна переконатися, що цей прилад не може мати ідеальну симетрію характеристики і параметрів, тому виробники не випускають Тріаки на дуже великі струми, які досяжні у тиристорів. Крім того, у сімісторов можуть відрізнятися значення струмів управління для різних квадрантів (ці параметри наводяться в документації виробника). Основні параметри найбільш популярних сімісторов фірми ON Semiconductor відображені в таблицях 1 і 2. Назви для безсвинцевим компонентів виробник наводить із закінченням «G» (від слова Green - зелений або екологічно чистий, в даному випадку - без свинцю та інших шкідливих речовин).

Таблиця 1. Основні параметри сімісторов ON Semiconductor малої і середньої потужності

TO-92
(TO-226AA) 0,6 400 8,0 5,0 5,0 5,0 7,0 MAC97A8 600 Z0103MA 1,0 600 3,0 3,0 3,0 5,0 Z0107MA 5,0 5,0 5,0 7,0 Z0109MA 10 10 10 10 Z0103MN SOT-223 3,0 3,0 3,0 5,0 Z0107MN 5,0 5,0 5,0 7,0 Z0109MN 10 10 10 10 T2322B TO-225AA
(TO-126) 2,5 200 25 10 10 10 10 2N6073A 4,0 400 30 5,0 5,0 5,0 10 2N6075A 600 MAC4DHM D-PAK
(Case 369C) 40 5,0 5,0 5,0 10 MAC4DSM 10 10 10 - MAC4DSN 800 MAC4DCN 35 35 35 -

Таблиця 2. Основні параметри сімісторов ON Semiconductor в корпусах TO-220

TO-220AB 6 400 60 25 60 25 60 MAC8N TO-220AB 8 800 80 35 35 35 - MAC9M TO-220AB 600 50 50 50 - MAC9N TO-220AB 800 MAC228A8 TO-220AB 600 5 5 5 10 MAC228A10 TO-220AB 800 BTA08-600CW3G TO-220AB Isolated * 600 90 50 50 50 - BTA08-800CW3G TO-220AB Isolated 800 BTB08-600CW3G TO-220AB 600 BTB08-800CW3G TO-220AB 800 BTA08-600BW3G TO-220AB Isolated 600 90 50 50 - BTA08-800BW3G TO-220AB Isolated 800 BTB08-600BW3G TO-220AB 600 BTB08-800BW3G TO-220AB 800 MAC12SM TO-220AB 12 600 5 5 5 - MAC12SN TO -220AB 800 MAC12M TO-220AB 600 100 35 35 35 - MAC12N TO-220AB 800 MAC212A8 TO-220AB 600 50 50 50 75 MAC212A10 TO-220AB 800 BTA12-600CW3G TO-220AB Isolated 600 105 35 35 35 - BTA12-800CW3G TO- 220AB Isolated 800 BTB12-600CW3G TO-220AB 600 BTB12-800CW3G TO-220AB 800 BTA12-600BW3G TO-220AB Isolated 600 120 50 50 50 - BTA12-800BW3G TO-220AB Isolated 800 BTB12-600BW3G TO-220AB 600 BTB12-800BW3G TO- 220AB 800 MAC15SM TO-220AB 15 6 00 5,0 5,0 5,0 - MAC15SN TO-220AB 800 MAC15M TO-220AB 600 150 35 35 35 - MAC15N TO-220AB 800 MAC15A6 TO-220AB 400 50 50 50 75 MAC15A8 TO-220AB 600 MAC15A10 TO-220AB 800 MAC16M TO-220AB 600 50 50 50 - MAC16N TO-220AB 800 MAC16CM TO-220AB 16 600 35 35 35 - MAC16CN TO-220AB 800 BTA16-600CW3G TO-220AB Isolated 600 170 35 35 35 - BTA16-600CW3G TO-220AB Isolated 800 BTB16-600CW3G TO-220AB 600 BTB16-800CW3G TO-220AB 800 BTA16-600BW3G TO-220AB Isolated 600 50 50 50 - BTA16-800BW3G TO-220AB Isolated 800 BTB16-600BW3G TO-220AB 600 BTB16-800BW3G TO-220AB 800 * Isolated - ізольований корпус ТО-220 з внутрішньою ізоляцією кристала.

Максимально допустимі струми сімісторов ON Semiconductor знаходяться в діапазоні від 0,6 до 16 А. Сімістори однієї серії найчастіше відрізняються чутливістю затвора. Для застосувань з невеликими перешкодами по ланцюгах харчування зазвичай вибирають прилади з низьким струмом управління. Для роботи при великих імпульсних перешкодах перевага віддається ТРІАК з високим значенням струму управління (див. Значення струму затвора в таблицях 1 і 2). Сімістори характеризуються високим допустимим струмом перевантаження, який вище максимально допустимого середнього струму приблизно в 10 разів.

ТРІАК зручно управляти від низьковольтних логічних виходів. На малюнках 3 і 4 проілюстровано управління симистором від логічних рівнів із забезпеченням оптичної розв'язки.

Мал. 3. Включення (відкривання) симистора рівнем логічного нуля із забезпеченням гальванічної розв'язки

Мал. 4. Включення (відкривання) симистора рівнем логічної одиниці із забезпеченням гальванічної розв'язки

Мінімально допустима напруга живлення для схем, наведених на малюнках 3 і 4, обмежена падінням напруги на відкритому транзисторі і светодиоде оптрона. Падіння напруги на відкритому транзисторі становить близько 0,1 В; падіння на відкритому светодиоде знаходиться в межах від 1 до 1,5 В в залежності від типу оптрона. Падіння напруги на обмеженому резисторі R3 - це різниця між напругою живлення логічної частини схеми (або мікроконтролера) і сумою падінь напруг на відкритому транзисторі і светодиоде. З цих співвідношень читач може легко розрахувати мінімально допустима напруга живлення логічної частини схеми для надійного відкривання симистора. Струм управління симистором буде визначатися вихідним каскадом оптопари і коефіцієнтом передачі струму між входом і виходом оптрона (Current Transfer Ratio або CTR).

Ефект dv / dt і способи боротьби з ним

Керуючий сигнал для симистора необхідний тільки для його включення (вимикання відбувається при зниженні комутованого струму нижче струму утримання), але при високій швидкості зміни комутованого напруги dv / dt є ймовірність самовільного включення ТРІАК навіть при відсутності керуючого сигналу. З цієї причини виробники сімісторов вказують максимально допустиму величину dv / dt, при якій некероване включення ТРІАК не відбувається. Перевищення швидкості наростання перевищує зазначені величини в документації може призвести до виходу симісторних структур з ладу. Причинами небажаних включень можуть стати імпульсні перешкоди по ланцюгах харчування навантаження або викиди напруги при спрацьовуванні ключа, що працює на індуктивне навантаження. Ефективний спосіб вирішення цієї проблеми - включення снабберной (демпфирующей) RC-ланцюга паралельно виходу ключового каскаду, як показано на малюнку 5.

Мал. 5. Управління симистором з перемиканням по нульового рівня і захистом снабберной
RC-ланцюгом

У снабберной ланцюга бажано використовувати металлопленочні поліестерний конденсатор. Його номінал вибирається в межах 0,01 ... 0,1 мкФ, опір резистора - від 20 до 500 Ом. Ці значення слід розглядати тільки в якості орієнтовних величин. Докладний розрахунок снабберних ланцюгів можна знайти в керівництві по застосуванню AN1048 / D компанії On Semiconductor ( «RC Snabber Networks for Thyristor Power Control and Transient Supression»).

Особливо важливо звернути увагу на забезпечення допустимих режимів роботи сімісторов при їх роботі на індуктивне навантаження. На малюнку 6 наведено діаграми напруг при роботі сімістора на резистивную і індуктивну навантаження. На активному навантаженні струм через симистор збігається по фазі з вихідним напругою. При роботі на індуктивне навантаження струм через симистор має фазовий зсув q (затримку). Через це в моменти перемикання за нульовим рівнем струму напруга на сімісторов не дорівнює нулю (з'являються викиди напруги). Найбільш неприємний момент відбувається при виключенні ТРІАК, що працює на індуктивне навантаження. У ці моменти швидкість наростання напруги на сімісторов dv / dt може досягти неприпустимо великих значень і вивести прилад із ладу, якщо не вжити жодних заходів захисту (снабберная RC-ланцюг, варістор, захисні обмежувальні діоди - супресори).

Мал. 6. Діаграми напруг при роботі сімістора на активну і індуктивну навантаження

Для забезпечення перемикання сімістора за нульовим рівнем струму можна використовувати схему з оптичною розв'язкою, наведеної на малюнку 5. Вбудована в оптрони схема управління забезпечує надійне спрацьовування по нульовому току.

Переваги сімісторов в порівнянні з електромеханічними реле і контакторами

Механічний ресурс електромеханічних реле обмежений і визначається максимально можливою кількістю перемикань. Кількість перемикань напівпровідникових ключів при правильному розрахунку і допустимих умовах експлуатації приладів практично не має обмежень. Сімістори дозволяють комутувати навантаження в кожному напівперіод напруги мережі. Електромеханічні реле не можуть перемикати навантаження з частотою, допустимої для триаков. Крім того, висока частота перемикань електромеханічних реле різко знижує їх ресурс навіть при малому навантаженні. Перемикання реле викликає іскроутворення, тому необхідно застосовувати спеціальні заходи для іскрогасіння. У деяких випадках повністю усунути утворення іскор не вдається, що веде до створення потужних електромагнітних завад. Високочастотні перешкоди можуть призводити до збоїв в роботі прецизійної чутливої ​​техніки, а сімісторних комутатори при перемиканні з нульового рівня створюють істотно менші перешкоди цього типу.

застосування сімісторов

Триаки надійно застосовуються в багатьох електропобутових приладах:

• блоки регулювання освітлення або диммери;

• будівельний електроінструмент (дрилі, перфоратори, шліфувальні машини та ін.);

• електричні нагрівачі з регулюванням температури нагріву (плити, печі);

• компресори холодильників і кондиціонерів;

• пилососи, фени, вентилятори, швейні, пральні і посудомийні машини.

У промисловості застосування сімісторов аналогічно побутового використання: це управління електродвигунами, освітлювальними і нагрівальними приладами.

Обсяги виробництва і застосування сімісторов постійно збільшуються. Широка номенклатура цієї продукції ON Semiconductor дозволяє розробнику знайти оптимальне рішення для багатьох поставлених завдань. Більшість розглянутих в статті сімісторов підтримуються на складі компанії КОМПЕЛ і практично завжди доступні для розробників.

Отримання технічної інформації, замовлення зразків, поставка - e-mail: [email protected]

драйвери надяскравих
світлодіодів

Драйвери NCP3066 і NCV3066 забезпечують постійний струм для живлення надяскравих світлодіодів. Вони підтримують напругу в колі зворотного зв'язку на дуже низькому номінальному значенні 235 мВ, що використовується для регулювання середнього струму лінійки світлодіодів. Крім цього, вони мають широкий діапазон вхідної напруги (до 40 В), для роботи від джерел живлення 12 В постійного або змінної напруги чи від акумуляторних батарей. Дані мікросхеми розроблені для топологій boost, buck, buck / boost і SEPIC і вимагають мінімальної кількості зовнішніх компонентів. Вони мають функцію включення / вимикання, яка відправляє пристрою в режим очікування (<100 мкA), або може бути використана для прямого ослаблення світіння світлодіодів. Мікросхема NCP3066 випускається в корпусах PDIP-8 і SOIC-8, а також в корпусі DFN-8. NCV3066, яка відповідає вимогам автомобільних застосувань, має корпусу PDIP-8 і SOIC-8, а також корпус DFN-8.

Потужні N-канальні
МОП-транзистори на 40 В

ON Semiconductor представила потужні МОП-транзистори NТD5803Т і NTD5807N. Вироби використовують канальну технологію, яка дозволяє досягати відмінних показників по току для виробів в стандартній промисловій упаковці DPAK-4. Ці транзистори можуть з успіхом застосовуватися в автомобільних застосуваннях, для LCD-підсвічування, драйверів світлодіодів, в електродвигунах постійного струму і для синхронного випрямлення харчування, де важливі продуктивність системи і економія простору. Транзистор NТD5803N підтримує струм 76 А; NТD5807Т розрахований на 23 A. Ці вироби виходять слідом за вже існуючою моделлю NТD5802ТN, що працює при струмі 101 А.

Про компанію

...Читати далі