Руководство по выбору электромагнитного клапана SCR
Выбор подходящего тиристора (SCR) для схемы соленоида — довольно узкоспециализированная область электроники, но здесь я расскажу вам о ключевых моментах.
Выбор простого механического релейного выключателя — относительно простой процесс, но выбор тиристора требует особого внимания, учитывая специфические коммутационные свойства самого тиристора и индуктивное поведение соленоида, а также основные электрические параметры цепи.
Давайте рассмотрим основные этапы выбора:
⚡ 1. Согласование электрических параметров (непременное условие)
Начало любого этапа выбора. Номинальные характеристики тиристора должны быть выше требований вашей схемы.
Параметр | Определение | Выбор
Напряжение (VDRM/VRRM) — максимальное напряжение, которое может выдерживать тиристор в выключенном состоянии. Выберите значение, превышающее в 1.5–2 раза пиковое напряжение питания.
Для скачков напряжения в сети 120 В переменного тока используйте тиристор на 200 В или 400 В.
Ток (ITRMS) Максимальный непрерывный среднеквадратичный ток, который может удерживать тиристор в «включенном» состоянии. Выберите > Ток удержания соленоида в установившемся режиме с двукратным запасом прочности.
Импульсный ток (ИТТ) — максимальный однократный неповторяющийся ток, который может выдержать тиристор в течение одного цикла (например, 50/60 Гц). Выберите > Пусковой ток соленоида. Пусковой ток может быть в 10–20 раз больше значения тока в установившемся режиме.
Рекомендуется снизить номинальную мощность тиристора на 50-75%. Если ваш соленоид потребляет 1 ампер, то выбирайте тиристоры с номинальной мощностью 2-4 ампера.
🔥 2. Правильно настройте параметр тока удержания (самая распространенная ошибка)
Этот параметр является наиболее важным и чаще всего может сбить с толку новичка. Ток удержания (IH) тиристора — это минимальный уровень тока, который поддерживает тиристор во включенном состоянии после его переключения.
Проблема: Современные соленоиды спроектированы для энергоэффективной работы и, следовательно, потребляют очень малые токи после включения. Если установившийся ток ниже тока удержания тиристора, то последний автоматически отключается, вызывая нежелательные колебания и падение соленоида.
Как выбрать:
Узнайте минимально необходимый ток удержания соленоида. Он указан в техническом описании вашего компонента.
Выберите тиристор с током удержания ниже минимального рабочего тока соленоида.
Если у вас нет такой детали на складе, следует искусственно увеличить токовую нагрузку. Добавьте к катушке соленоида (параллельно с ней) резистор, обеспечивающий поддержание напряжения. Резистор должен потреблять дополнительный ток в размере от 5 до 10% от рабочего тока соленоида.
🛡️ 3. Определите, требуется ли вашей цепи защита демпфирующим элементом.
Как известно, соленоиды представляют собой индуктивные цепи. Когда индуктивная цепь отключается, это вызывает скачки высокого напряжения в цепи. Такие скачки могут привести к перегоранию тиристора. Для поглощения энергии и ограничения dV/dt к тиристору добавляется демпфирующая цепь (последовательно включенный резистор и конденсатор).
Варианты выбора:
Варианты Когда использовать
Тиристор со встроенной демпфирующей цепью. Простейшее решение для схем малой мощности и общего назначения.
Тиристор с внешней демпфирующей цепью. Наиболее популярен в условиях тяжелых нагрузок. Здесь можно контролировать фактические значения.
SCR (Snubberless) — вариант, используемый исключительно с чисто резистивными нагрузками или в некоторых специальных цепях переменного тока.
Отправная точка для схемы демпфирования:
Резистор (R): от 0.5 Ом до 1 Ом на вольт на контактах. Для цепи 24 В используйте резистор от 10 до 22 Ом в качестве отправной точки.
Конденсатор (C) от 5 мкФ до 1 мкФ на ампер на контактах. Для тока 1 А выберите конденсатор 0.47 мкФ или 1 мкФ.
Единственный надежный способ выбрать идеальное соотношение R/C — это проверить его на осциллографе.
🔧 4. Выберите подходящий пакет и технологию.
Рассмотрите физические и управляющие компоненты вашей схемы.
Дискретный тиристор против модуля. Для простых маломощных приложений используйте один дискретный тиристор в корпусе TO-220. Для мощных и трехфазных систем управления используйте специализированные модули тиристоров с несколькими тиристорами внутри.
Управление переменным/постоянным током:
Соленоиды постоянного тока: используйте один тиристор.
Соленоиды переменного тока: Вам потребуется управлять как положительной, так и отрицательной полуволнами синусоидального сигнала переменного тока. Используйте либо два тиристора, соединенных последовательно, либо один триак.
Краткое описание процесса отбора:
Выберите подходящий размер: проверьте пиковый и установившийся ток соленоида. Выберите тиристор вдвое большей мощности.
Зафиксируйте его. Выберите тиристор, который хорошо фиксируется при требуемом токе. При необходимости добавьте параллельный резистор.
Защитите его. Используйте демпфирующую схему на основе тиристоров — интегральную или внешнюю.
Схема подключения: один тиристор для постоянного тока, два тиристора/триак для переменного тока.














