Симистор и коммутация нагрузки

Для понимания работы симистора нужно в начале поговорить о тиристоре, по сути это два транзистора p-n-p и n-p-n у которого соединены n и p переходы как показано на рисунке.
Получается, что при подаче напряжения на управляющий электрод такой сборке транзисторов мы открываем npn транзистор, который своим током эмиттер-коллектор открывает уже pnp транзистор.
Как очевидно из чертежа тиристор проводит электрический ток только в одном направление, но имеет управляющий контакт по мимо анода и катода. Так же из схемы соединения двух транзисторов вытекает, что для открытия тиристора нужно подать ток на управляющий контакт, а как только тиристор откроется, то можно убрать напряжение на управляющем контакте, при этом тиристор будет сам себя поддерживать в отрытом состоянии, пока протекает его ток.

Если отключить тиристор от источника тока, то он закроется и повторное открытие будет только после подачи напряжения на управляющий сигнал.

Если соединить встречно два тиристора мы получим симметричный триодный тиристор или СИМИСТОР (от англ. TRIAC — triode for alternating current)  Анод каждого симистора соединен с катодом «коллеги» и управляющие контакты также соединены друг с другом. При таком подключение мы позволяем одной полуволне переменного тока пройти через один тиристор, а второй полуволне через второй симистор.

Если потребителю (например лампа накаливания или электродвигатель) приходят обе полуволны от синусоиды, то считается полная мощность. Если мы возьмем два одинаковых тиристора, то они у нас будут открыты постоянно, так как один тиристор в полуволне будет отрывать своим обратным током второй тиристор, поэтому нужно взять два разных тиристора.

Тиристор с анодным управлением (для открытия нужно отрицательное напряжение)
Тиристор с катодным управлением (для открытия нужно положительное напряжение)

Для управление таким(из анодного и катодного тиристора) симистором нужно успевать подавать управляющее напряжение в каждой полуволне, но для этого можно использовать напряжение от нашего источника и подключить его к кнопке, через резистор. Тогда при прохождение верхней полуволны мы будем открывать анодный тиристор, а при прохождение нужней полуволны открывать катодный тиристор. Применение такого выключателя не совсем оправдано, так как можно использовать обычный выключатель, а использование этого эффекта лучше применить для управление мощностью.

С помощью симистора можно управлять оборотами вращения коллекторного электродвигателя переменного тока (стиральная машина), управлять двигателями постоянного тока или асинхронными с помощью симистора не получится, так как для управления асинхронным двигателем нужно менять частоту, например инвертером, а для управления двигателем постоянного тока нужно менять напряжение.

Когда мы подключаем нагрузку, по умолчанию симистор закрыт, но через потенциометр(переменный резистор) и резистор R2 начинает заряжаться конденсатор, когда напряжение на конденсаторе достигает 32 вольта, он открывает динистор (тиристор без управляющего вывода, который открывается при достижение определенного напряжения)

Динистор подает ток на симистор, который открывается и подает ток на нагрузку, но при этом из-за того что конденсатор какое-то время потратил на зарядку, синусоида открывается как бы в усеченном виде.

Так если выкрутить потенциометр в максимальное сопротивление, то конденсатор вообще не успеет зарядиться за полуволну и симистор не откроется. А если выкрутить переменный резистор в минимальное сопротивление, то зарядка конденсатора будет происходить практически мгновенно и мы получим 100% каждой полуволны.

При протекании нижней полуволны конденсатор зарядиться напряжением обратной полярности именно по этому для работы регулятора мощности нужен динистор симисторного типа, т.е. который отрывается при достижение напряжения определенной величины, независимой от полярности.