Per controlar càrregues potents en circuits de CA s'utilitzen sovint relés electromagnètics. Els grups de contacte d'aquests dispositius serveixen com a font addicional de manca de fiabilitat a causa de la tendència a cremar, soldar. A més, la possibilitat d'espurnes durant el canvi sembla un desavantatge, que en alguns casos requereix mesures de seguretat addicionals. Per tant, les claus electròniques semblen preferibles. Una de les opcions per a aquesta clau es realitza en triacs.
Contingut
Què és un triac i per què és necessari
En electrònica de potència, un dels tipus s'utilitza sovint com a element de commutació controlat. tiristors - trinistors. Els seus avantatges:
- absència d'un grup de contacte;
- manca d'elements mecànics giratoris i mòbils;
- pes i dimensions reduïdes;
- recurs llarg, independentment del nombre de cicles on-off;
- baix cost;
- alta velocitat i funcionament silenciós.
Però quan s'utilitzen trinistors en circuits de CA, la seva conducció unidireccional es converteix en un problema. Perquè el trinistor passi corrent en dues direccions, cal recórrer a trucs en forma de connexió paral·lela en sentit contrari de dos trinistors controlats simultàniament. Sembla lògic combinar aquests dos SCR en un shell per facilitar la instal·lació i reduir la mida. I aquest pas es va fer l'any 1963, quan els científics soviètics i els especialistes de General Electric van presentar gairebé simultàniament sol·licituds de registre de la invenció d'un trinistor simètric - triac (en terminologia estrangera, triac, triac - triode per a corrent alternatiu).
De fet, el triac no és literalment dos trinistors col·locats en un cas.
Tot el sistema s'implementa en un sol cristall amb diferents bandes de conductivitat p i n, i aquesta estructura no és simètrica (tot i que la característica de corrent-tensió d'un triac és simètrica respecte a l'origen i és una característica I-V reflectida). d'un trinistor). I aquesta és la diferència fonamental entre un triac i dos trinistors, cadascun dels quals ha de ser controlat per un corrent positiu, en relació amb el càtode.
El triac no té ànode i càtode en relació a la direcció del corrent transmès, però en relació amb l'elèctrode de control, aquestes conclusions no són equivalents. Els termes "càtode condicional" (MT1, A1) i "ànode condicional" (MT2, A2) es troben a la literatura. Són convenients d'utilitzar per descriure el funcionament del triac.
Quan s'aplica una mitja ona de qualsevol polaritat, primer es bloqueja el dispositiu (secció vermella del CVC).A més, com passa amb el trinistor, l'activació del triac es pot produir quan es supera el nivell de tensió llindar per a qualsevol polaritat de l'ona sinusoïdal (secció blava). A les tecles electròniques, aquest fenomen (efecte dinistor) és més aviat nociu. S'ha d'evitar a l'hora de triar un mode de funcionament. L'obertura del triac es produeix aplicant corrent a l'elèctrode de control. Com més gran sigui el corrent, més aviat s'obrirà la clau (àrea discontínua vermella). Aquest corrent es crea aplicant una tensió entre l'elèctrode de control i el càtode condicional. Aquesta tensió ha de ser negativa o tenir el mateix signe que la tensió aplicada entre MT1 i MT2.
A un determinat valor actual, el triac s'obre immediatament i es comporta com un díode normal, fins al bloqueig (àrees puntejades en verd i sòlides). La millora de la tecnologia comporta una disminució del corrent consumit per desbloquejar completament el triac. Per a les modificacions modernes, és de fins a 60 mA i per sota. Però no s'ha de deixar portar per reduir el corrent en un circuit real: això pot provocar una obertura inestable del triac.
El tancament, com un trinistor convencional, es produeix quan el corrent baixa fins a un cert límit (gairebé a zero). En el circuit de corrent altern, això succeeix en el següent pas per zero, després del qual caldrà tornar a aplicar un pols de control. En els circuits de corrent continu, l'aturada controlada del triac requereix solucions tècniques feixugues.
Característiques i limitacions
Hi ha restriccions sobre l'ús d'un triac quan es canvia una càrrega reactiva (inductiva o capacitiva). En presència d'aquest consumidor al circuit de CA, les fases de tensió i corrent es desplacen entre si. La direcció del canvi depèn de la naturalesa de la reactivitat i de la magnitud - sobre el valor del component reactiu. Ja s'ha dit que el triac s'apaga en el moment que el corrent passa per zero. I la tensió entre MT1 i MT2 en aquest moment pot ser força gran. Si la velocitat de canvi de tensió dU/dt al mateix temps supera el valor llindar, és possible que el triac no es tanqui. Per evitar aquest efecte, s'inclou paral·lel a la ruta de potència del triac varistors. La seva resistència depèn de la tensió aplicada i limiten la velocitat de canvi de la diferència de potencial. El mateix efecte es pot aconseguir utilitzant una cadena RC (snubber).
El perill d'excedir la velocitat d'augment de corrent en canviar la càrrega està associat al temps finit de l'activació del triac. En el moment en què el triac encara no s'ha tancat, pot resultar que s'aplica una gran tensió i, al mateix temps, un corrent suficientment gran flueix pel camí d'alimentació. Això pot provocar l'alliberament d'una gran potència tèrmica al dispositiu i el cristall es pot sobreescalfar. Per eliminar aquest defecte, cal, si és possible, compensar la reactivitat del consumidor mitjançant la inclusió seqüencial en el circuit de reactivitat d'aproximadament el mateix valor, però de signe contrari.
També cal tenir en compte que, en estat obert, cauen al voltant de 1-2 V al triac, però com que l'abast són potents interruptors d'alta tensió, aquesta propietat no afecta l'ús pràctic dels triacs. La pèrdua d'1-2 volts en un circuit de 220 volts és comparable a l'error de mesura de tensió.
Exemples d'ús
L'àrea principal d'ús del triac és la clau en els circuits de CA.No hi ha restriccions fonamentals sobre l'ús d'un triac com a clau DC, però tampoc no té sentit. En aquest cas, és més fàcil utilitzar un trinistor més barat i comú.
Com qualsevol clau, el triac està connectat al circuit en sèrie amb la càrrega. Engegar i apagar el triac controla el subministrament de tensió al consumidor.
A més, el triac es pot utilitzar com a regulador de tensió en càrregues que no es preocupen per la forma de la tensió (per exemple, làmpades incandescents o escalfadors tèrmics). En aquest cas, l'esquema de control té aquest aspecte.
Aquí, s'organitza un circuit de desplaçament de fase sobre les resistències R1, R2 i el condensador C1. Ajustant la resistència, s'aconsegueix un canvi al començament del pols en relació amb la transició de la tensió de xarxa a zero. Un dinistor amb una tensió d'obertura d'uns 30 volts és responsable de la formació del pols. Quan s'arriba a aquest nivell, s'obre i passa corrent a l'elèctrode de control del triac. És obvi que aquest corrent coincideix en direcció amb el corrent a través del camí de potència del triac. Alguns fabricants produeixen dispositius semiconductors anomenats Quadrac. Tenen un triac i un dinistor al circuit de l'elèctrode de control en una carcassa.
Aquest circuit és senzill, però el seu corrent de consum té una forma clarament no sinusoïdal, mentre que es creen interferències a la xarxa de subministrament. Per suprimir-los, cal utilitzar filtres, almenys les cadenes RC més senzilles.
Avantatges i inconvenients
Els avantatges del triac coincideixen amb els avantatges del trinistor descrits anteriorment. A ells, només cal afegir la capacitat de treballar en circuits de CA i un control senzill en aquest mode. Però també hi ha desavantatges.Principalment es refereixen a l'àrea d'aplicació, que està limitada pel component reactiu de la càrrega. No sempre és possible aplicar les mesures de protecció suggerides anteriorment. A més, els desavantatges inclouen:
- augment de la sensibilitat al soroll i la interferència en el circuit de l'elèctrode de control, que pot provocar falses alarmes;
- la necessitat d'eliminar la calor del cristall: la disposició dels radiadors compensa les petites dimensions del dispositiu i, per canviar càrregues potents, l'ús contactors i el relleu esdevé preferit;
- limitació de la freqüència de funcionament: no importa quan es treballa a freqüències industrials de 50 o 100 Hz, però limita l'ús en convertidors de tensió.
Per a l'ús competent dels triacs, cal conèixer no només els principis de funcionament del dispositiu, sinó també les seves deficiències, que determinen els límits de l'ús de triacs. Només en aquest cas, el dispositiu desenvolupat funcionarà durant molt de temps i de manera fiable.
Articles semblants:
