Закрыть

Triac что это: Тиристоры и Триаки (симисторы) — Десять Золотых Правил — Компоненты и технологии

Содержание

Тиристоры и Триаки (симисторы) — Десять Золотых Правил — Компоненты и технологии

Промышленный ряд тиристоров и триаков (симисторов) Philips предоставляет широкие возможности для создания устройств управления мощностью. Соблюдение же десяти несложных правил по использованию тиристоров и триаков поможет избежать трудностей и ошибок при проектировании.

Тиристоры

Тиристор — управляемый диод, в котором управление током от анода к катоду происходит за счет малого тока управляющего электрода (затвора).

Открытое состояние тиристора

Тиристор переходит в открытое состояние при подаче на затвор положительного смещения относительно катода. При достижении порогового значения напряжения затвора VGT (ток через затвор имеет значение IGT), тиристор переходит в открытое состояние. Для стабильного перехода в открытое состояние при коротком управляющем импульсе (менее 1 мкс) пиковое значение порогового напряжения необходимо увеличить.

После достижения тока нагрузки значения IL тиристор будет оставаться в открытом состоянии при отсутствии тока затвора.

Необходимо отметить, что значения параметров VGT, IGT и IL указаны в спецификации для температуры перехода 25 °C. Эти значения возрастают при понижении температуры. Поэтому внешние цепи тиристора должны рассчитываться для поддержания необходимых амплитуд VGT, IGT и IL при минимальной ожидаемой рабочей температуре.

Чувствительный затвор тиристоров, таких, как BT150, при увеличении температуры перехода выше Tj max может вызывать ложное срабатывание за счет тока утечки от анода к катоду.

Во избежание ложных срабатываний можно посоветовать следующие рекомендации:

  1. Рабочая температура перехода должна быть меньше значения Tj max.
  2. Использовать тиристоры с меньшей чувствительностью, такие, как BT151, либо уменьшить чувствительность имеющегося тиристора включением резистора номиналом 1 кОм или менее между затвором и катодом.
  3. При невозможности использования менее чувствительного тиристора необходимо приложить небольшое обратное смещение к затвору в фазе закрытого состояния тиристора для увеличения IL. В фазе отрицательного тока затвора необходимо уделить внимание уменьшению мощности рассеивания затвора.

Коммутация тиристора

Для перехода тиристора в закрытое состояние ток нагрузки должен снизиться ниже значения тока удержания IH на время, позволяющее всем свободным носителям заряда освободить переход. В цепях постоянного тока это достигается тем, что цепь нагрузки уменьшает ток до нуля, чтобы дать возможность тиристору выключиться. В цепях переменного тока цепь нагрузки уменьшает ток в конце каждой полуволны. В этой точке тиристор переходит в закрытое состояние.

Тиристор может перейти в состояние проводимости, если ток нагрузки не будет удерживаться ниже IH достаточное время.

Обратите внимание, что значение IH указывается для температуры перехода 25 °C и, подобно IL, оно уменьшается при повышении температуры. Поэтому для успешной коммутации цепь должна позволять уменьшаться току нагрузки ниже IH достаточное время при максимальной ожидаемой рабочей температуре перехода.

Триаки (симисторы)

Триак представляет собой «двунаправленный тиристор». Особенностью триака является способность проводить ток как от анода к катоду, так и в обратном направлении.

Состояние проводимости

В отличие от тиристоров триак может управляться как положительным, так и отрицательным током между затвором и T1. (Правила для VGT, IGT и IL те же, что для тиристоров, см. «Правило 1».) Это свойство позволяет триаку работать во всех четырех секторах, как показано на рис. 4.

Когда затвор управляется постоянным током или однополярными импульсами с нулевым значением тока нагрузки, в квадрантах (3+,3–) предпочтителен отрицательный ток затвора по нижеследующим причинам. (Внутреннее строение переходов триака характерно тем, что затвор наиболее отдален от области основной проводимости в квадранте 3+. )

  1. При более высоком значении IGT требуется более высокий пиковый IG.
  2. При более длинной задержке между IG и током нагрузки требуется большая продолжительность IG.
  3. Низкое значение dIT/dt может вызывать перегорание затвора при управлении нагрузками, создающими высокий dI/dt (включение холодной лампы накаливания, емкостные нагрузки).
  4. Чем выше IL (это относится и к квадранту 1–), тем большая продолжительность I
    G
    будет необходима для малых нагрузок, что позволит току нагрузки с начала полупериода достичь значения выше IL.

В стандартных цепях управления фазой переменного тока, таких, как регуляторы яркости и регуляторы скорости вращения, полярность затвора и T2 всегда одинаковы. Это означает, что управление производится всегда в 1+ и 3– квадрантах, в которых коммутирующие параметры триака одинаковы, а затвор наиболее чувствителен.

Примечание: 1+, 1–, 3– и 3+ это система обозначений четырех квадрантов, использующаяся для краткости: вместо того, чтобы записать «MT2+, G+», пишется 1+ и т. д. Эти данные получены из графика вольт-амперной характеристики триака. Положительному напряжению T2 соответствует положительное значение тока через T2, и наоборот (см. рис. 5). Следовательно, управление осуществляется только в квадрантах 1 и 3. А указатели (+) и (–) относятся к направлению тока затвора.

Ложные срабатывание триака

В ряде случаев возможны нежелательные случаи включения триаков. Некоторые из них не приведут к серьезным последствиям, в то время как другие потенциально разрушительны.

1. Уменьшение шумовых сигналов затвора

В электрически шумных окружающих средах ложное срабатывание может происходить, если шумовое напряжение на затворе превышает VGT, поэтому тока затвора достаточно для включения триака. Первый способ защиты — минимизировать возникающий шум. Лучше всего это может быть достигнуто уменьшением длины проводников, ведущих к затвору, и соединением цепи управления затвором непосредственно с выводом T1 (или катодом для тиристора). В случае, если это невозможно, следует использовать витую пару или экранированный кабель.

Дополнительную шумовую устойчивость можно обеспечить, уменьшив чувствительность затвора с помощью включения резистора до 1 кОм между затвором и T1. Если в качестве высокочастотного шунта используется конденсатор, желательно включить последовательно резистор между ним и затвором, чтобы уменьшить пик тока конденсатора через затвор и минимизировать возможность повреждения затвора от перегрузки.

В качестве решения этих проблем можно использовать триаки ряда «H» из номенклатуры Philips (например BT139-600H). Этот нечувствительный ряд (IGT min = 10 мA) специально разработан для обеспечения высокой шумовой устойчивости.

2. Превышение максимального значения скорости нарастания напряжения коммутации dVCOM/dt

Этот эффект может возникнуть при питании реактивных нагрузок, где есть существенный сдвиг фазы между напряжением и током нагрузки.

При выключении триака в то время, когда фаза тока нагрузки проходит через ноль, напряжение не будет нулевым из-за сдвига по фазе (см. рис. 6).

Если при этом скорость изменения напряжения превысит допустимое значение dVCOM/dt, триак может остаться в состоянии проводимости. Это происходит из-за того, что носителям заряда не хватает времени, чтобы освободить переход.

На параметр dVCOM/dt влияют два условия:

  • Скорость уменьшения тока нагрузки при переключении dICOM/dt. Высокое значение dICOM/dt снижает значение dVCOM/dt.
  • Температура перехода Tj. Чем выше Tj, тем ниже значение dVCOM/dt.

Если возможно превышение значения dVCOM/dt триака, то ложного срабатывания можно избежать использованием RC-демпфера между T1-T2. Это ограничит скорость изменения напряжения. Обычно выбирается углеродный резистор 100 Ом и конденсатор 100 нФ.

В качестве альтернативы можно предложить использование триаков Hi-Com (более подробно об этих триаках можно прочесть на сайте www. dectel.ru в разделе «Публикации» или в «КиТ» № 7’2002).

Обратите внимание, что резистор не может быть удален из демпфера, так как он используется в качестве ограничителя тока во избежание возникновения высокого значения dIT/dt в моменты коммутации.

3. Превышение максимального значения скорости нарастания тока коммутации dICOM/dt

Высокое значение dICOM/dt может быть вызвано повышенным током нагрузки, повышенной рабочей частотой (синусоидального тока) или несинусоидальным током нагрузки.

Известный пример — выпрямитель питания для индуктивных нагрузок, где применение стандартных триаков невозможно из-за того, что напряжение питания оказывается ниже напряжения обратной электромагнитной индукции нагрузки и ток триака резко стремится к нулю. Этот эффект проиллюстрирован на рис. 7.

При нулевом токе триака ток нагрузки будет спадать через мостовой выпрямитель. При индуктивных нагрузках возможно такое высокое значение dICOM/dt, при котором триак не может поддерживать даже небольшого значения dV/dt 50-герцовой синусоиды при прохождении нуля. В этом случае не будет эффекта от добавления демпфера.

Решение проблемы в том, что значение dICOM/dt может быть ограничено добавлением дросселя последовательно с нагрузкой. Альтернативное решение — использование Hi-Com-триаков.

4. Превышение максимального значения скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии dVD/dt

Высокая скорость изменения напряжения на силовых электродах непроводящего триака (или тиристора с чувствительным затвором) без превышения его V

DRM (см. рис. 8), вызывает внутренние емкостные токи. При этом внутреннего тока затвора может быть достаточно, чтобы перевести триак (тиристор) в состояние проводимости. Чувствительность к этому параметру увеличивается с ростом температуры.

Там, где возникает эта проблема, значение dVD/dt должно быть ограничено RC-демпфером между T1 и T2 для триака (или анодом и катодом для тиристора). Использование триаков Hi-Com в таких случаях может снять эти проблемы.

5. Превышение повторяющегося пикового напряжения в закрытом состоянии VDRM

Если напряжение на T2 превышает VDRM (это может происходить во время переходных процессов), то ток утечки T2-T1 достигнет значения, при котором триак может спонтанно перейти в состояние проводимости (рис. 9).

При нагрузке, допускающей выбросы тока, ток чрезвычайно высокой плотности может проходить через узкую открытую область перехода. Это может привести к выгоранию перехода и разрушению кристалла. Это может происходить в схемах управления лампами накаливания, емкостных нагрузках и схемах защиты мощных электронных ключей.

Превышение VDRM или dVD/dt не всегда приводит к потере работоспособности триака, а вот создаваемая dIT/dt скорость нарастания тока It может привести к выходу из строя прибора. Из-за того что требуется некоторое время для распространения проводимости по всему переходу, допустимое значение dIT/dt ниже чем, если бы триак был включен сигналом затвора. Если значение dIT/dt не будет превышать минимального значения, которое дается в его характеристиках, то, скорее всего, триак не выйдет из строя. Эта проблема может быть решена подключением ненасыщающейся индуктивности (без сердечника) последовательно с нагрузкой. Если это решение неприемлемо, то альтернативное решение может быть в том, чтобы обеспечить дополнительную фильтрацию и ограничение выбросов. Это повлечет использование параллельно питанию метал-оксидного варистора (МОВ) для ограничения напряжения и последовательное подключение LС-цепочки перед варистором.

Некоторые изготовители выражают сомнения в надежности схем с использованием MOB, так как они при высоких температурах окружающей среды входят в тепловой пробой и выходят из строя. Это является следствием того, что рабочее напряжение МОВ обладает обратным температурным коэффициентом. Однако при применении МОВ на 275 В (среднеквадратичное значение) для цепей 230 В риск перегорания МОВ минимален. Такие проблемы вероятны, если варистор на 250 В используется при высокой температуре окружающей среды в цепях со среднеквадратичным значением 230 В.

Состояние проводимости, dI

T/dt

Когда триак (тиристор) находится в состоянии проводимости под действием сигнала затвора, проводимость начинается в участке кристалла, смежном с затвором, и затем быстро распространяется на активную область. Эта задержка накладывает ограничение на значение допустимой скорости нарастания тока нагрузки. Высокое значение dIT/dt может быть причиной выгорания прибора, в результате чего произойдет короткое замыкание между T1 и T2.

При работе в квадранте 3+ еще больше снижается разрешенное значение dIT/dt из-за структуры перехода. Это может привести к мгновенному лавинному процессу в затворе и перегоранию во время быстрого нарастания тока. Разрушение триака может произойти не сразу, а при постепенном выгорании перехода Затвор-T1, что приведет к короткому замыканию после нескольких включений. Чувствительные триаки наиболее подвержены этому. Эти проблемы не относятся к Hi-Com триакам, так как они не работают в квадранте 3+.

Значение dIT/dt связано со скоростью нарастания тока затвора (dIG/dt) и максимальным значением IG. Высокие значения dIG/dt и пикового IG (без превышения номинальной мощности затвора) дают более высокое значение dIT/dt.

Самый простой пример нагрузки, создающей высокий начальный бросок тока, — лампа накаливания, которая имеет низкое сопротивление в холодном состоянии. Для резистивных нагрузок этого типа значение dIT/dt достигнет максимального значения при начале перехода в состояние проводимости в пике напряжения сети. Если есть вероятность превышения номинального значения dIT/dt триака, необходимо ограничить это включением катушки индуктивности или терморезистором с обратным температурным коэффициентом последовательно с нагрузкой.

Дроссель не должен насыщаться в течение максимума пика тока. Для ограничения значения dIT/dt необходимо использовать катушку индуктивности без сердечника.

Есть более правильное решение, с помощью которого можно избежать необходимости включения последовательно с нагрузкой токоограничивающих приборов. Оно состоит в том, чтобы использовать режим включения при нулевой разности потенциалов. Это дало бы плавный рост тока с начала полуволны.

Примечание: Важно помнить, что режим включения при нулевой разности потенциалов применим только к резистивным нагрузкам. Использование того же метода для реактивных нагрузок, где есть сдвиг фазы между напряжением и током, может вызвать однополярную проводимость, ведущую к возможному режиму насыщения индуктивных нагрузок, разрушительно высокому току и перегреву. В этом случае требуется более совершенный способ переключения при нулевом токе или схема управления фазой включения.

Отключение

Триаки, использующиеся в цепях переменного тока, коммутируются в конце каждого полупериода тока нагрузки, если не приложен сигнал затвора, чтобы поддержать проводимость с начала следующего полупериода. Правила для IH те же, что и для тиристора (см. «Правило 2»).

Некоторые особенности триаков Hi-Com

Триаки Hi-Com имеют отличную от обычных триаков внутреннюю структуру. Одно из отличий состоит в том, что две половины тиристора лучше изолированы друг от друга, что уменьшает их взаимное влияние. Это дает следующие преимущества:

  1. Увеличение допустимого значения dVCOM/dt. Это позволяет управлять реактивными нагрузками (в большинстве случаев) без использования демпфирующего устройства, без сбоев в коммутации. Это сокращает количество элементов, размер печатной платы, стоимость и устраняет потери на рассеивание энергии демпфирующим устройством.
  2. Увеличение допустимого значения dICOM/dt. Это значительно улучшает работу на более высоких частотах и для несинусоидальных напряжений без необходимости в ограничении dICOM/dt при помощи индуктивности последовательно с нагрузкой.
  3. Увеличение допустимого значения dVD/dt. Триаки очень чувствительны при высоких рабочих температурах. Высокое значение dVD/dt уменьшает тенденцию к самопроизвольному включению из состояния отсутствия проводимости за счет dV/dt при высоких температурах. Это позволяет применять их при высоких температурах для управления резистивными нагрузками в кухонных или нагревательных приборах, где обычные триаки не могут использоваться.

Из-за особой внутренней структуры работа триаков Hi-Com в квадранте 3+ невозможна. В большинстве случаев это не является проблемой, так как это наименее желательный и наименее используемый квадрант. Поэтому замена обычного триака на Hi-Com возможна почти всегда.

Более подробную информацию по триакам Hi-Com можно найти в специальной документации Philips: «Factsheet 013 — Understanding Hi-Com Triacs» и «Factsheet 014 — Using Hi-Com Triacs».

Способы монтажа триаков

При малых нагрузках или коротких импульсных токах нагрузки (меньше 1 с), можно использовать триак без теплоотводящего радиатора. Во всех остальных случаях его применение необходимо.

Существует три основных метода фиксации триака к теплоотводу — крепление зажимом, крепление винтом и клепка. Наиболее распространены первые два способа. Клепка в большинстве случаев не рекомендуется, так как может вызвать повреждение или деформацию кристалла, что приведет к выходу прибора из строя.

Фиксация к теплоотводу зажимом

Это — предпочтительный метод с минимальным тепловым сопротивлением, так как зажим достаточно плотно прижимает корпус прибора к радиатору. Это одинаково подходит как для неизолированных (SOT82 и SOT78), так и для изолированных корпусов (SOT186 F-корпусов и более ранних SOT186A X-корпусов). SOT78 известен еще как TO220AB.

Фиксация к теплоотводу при помощи винта

  1. Набор для монтажа корпуса SOT78 включает прямоугольную шайбу, которая должна быть установлена между головкой винта и контактом без усилий на пластиковый корпус прибора.
  2. Во время установки наконечник отвертки не должен воздействовать на пластиковый корпус триака (тиристора).
  3. Поверхность теплоотвода в месте контакта с электродом должна быть обработана с чистотой до 0,02 мм.
  4. Крутящий момент (с установкой шайбы) должен быть между 0,55–0,8 Н·м.
  5. По возможности следует избегать использования винтов-саморезов, так как это снижает термоконтакт между теплоотводом и прибором.
  6. Прибор должен быть механически зафиксирован перед пайкой выводов. Это минимизирует чрезмерную нагрузку на выводы.

Тепловое сопротивление

Тепловое сопротивление Rth — это сопротивление между корпусом прибора и радиатором. Этот параметр аналогичен электрическому сопротивлению R = V/I, поэтому тепловое сопротивление Rth = T/P, где T — температура в кельвинах, и P — рассеяние энергии в ваттах.

Для прибора, установленного вертикально без радиатора, тепловое сопротивление задается тепловым сопротивлением «переход — окружающая среда» Rth = Rth j–a.

  • Для корпуса SOT82 значение равно 100 К/Вт;
  • Для корпуса SOT78 значение равно 60 К/Вт;
  • Для корпусов F и X значение равно 55 К/Вт.

Для не изолированных приборов, установленных на теплоотвод, тепловое сопротивление является суммой сопротивлений «переход — корпус», «корпус — теплоотвод» и «теплоотвод — окружающая среда».

Для изолированных корпусов нет ссылки на термосопротивление Rth j–mb, так как Rth mb–h принят постоянным и дан с учетом использования термопасты. Поэтому тепловое сопротивление для изолированного корпуса является суммой тепловых сопротивлений «переходтеплоотвод» и «теплоотвод — окружающая среда».

Rth j–mb или Rth j–h фиксированы и даны в документации к каждому прибору. Rth mb–h также даются в инструкциях по установке для некоторых вариантов изолированного и неизолированного монтажа с использованием или без использования термопасты. Rth h–a регулируется размером теплоотвода и степенью воздушного потока через него. Для улучшения теплоотдачи всегда рекомендуется использование термопасты.

Расчет теплового сопротивления

Для вычисления теплового сопротивления теплоотвода для данного триака (тиристора) и данного тока нагрузки необходимо сначала вычислить рассеяние энергии в триаке (тиристоре), используя следующее уравнение:

Vo и Rs получены из «on-state» характеристики триака (тиристора). Если значения не указанны, то они могут быть получены из графика путем вычерчивания касательной к VT max. Точка на оси VT, где ее пересекает касательная, дает Vo, в то время как тангенс угла наклона касательной дает Rs.

Используя уравнение теплового сопротивления, данное выше, получаем:

Максимально допустимая температура перехода будет достигнута, когда Tj достигает Tj max при самой высокой температуре окружающей среды. Это дает нам T.

Полное тепловое сопротивление

Все расчеты по вычислению теплового сопротивления имеет смысл проводить для уже установившегося режима продолжительностью больше 1 с. Для импульсных токов или длительных переходных процессов меньше 1 с эффект отвода тепла уменьшается. Температура просто рассеивается в объеме прибора с очень небольшим достижением теплоотвода. В таких условиях нагрев перехода зависит от полного теплового сопротивления «переход — корпус прибора» Zth j–mb. Поэтому Zth j–mb уменьшается при уменьшении продолжительности импульса тока благодаря меньшему нагреву кристалла. При увеличении продолжительности до 1 с Zth j–mb увеличивается до значения, соответствующего установившемуся режиму Rth j–mb. Характеристика Zth j–mb приводится в документации для двунаправленного и однонаправленного электрического тока импульсами продолжительностью до 10 с.

Номенклатура и корпуса

Промышленный ряд тиристоров Philips начинается с 0,8 A в SOT54 (TO92) и заканчивается 25 A в SOT78 (TO220AB).

Промышленный ряд триаков (симисторов) Philips начинается с 0,8 A в SOT223 и заканчивается 25 A в SOT78.

Самый маленький корпус триака (тиристора) для поверхностного монтажа — SOT223 (рис. 11). Мощность рассеивания зависит от степени рассеивания тепла печатной платой, на которую устанавливается прибор.

Тот же кристалл устанавливается в неизолированный корпус SOT82 (рис. 13). Улучшенная теплоотдача этого корпуса позволяет использовать его при более высоких номинальных токах и большей мощности.

На рис. 12 показан наименьший корпус для обычного монтажа — SOT54. В этот корпус ставится кристалл, которым оснащаются SOT223.

SOT78 — самый распространенный неизолированный корпус, большинство устройств для бытовой техники производится с использованием этого корпуса (рис. 14).

На рис. 15 показан SOT186 (F-корпус). Этот корпус допускает в обычных условиях разность потенциалов 1500 В между прибором и теплоотводом.

Один из последних корпусов — SOT186A (X-корпус), показанный на рис. 16. Он обладает несколькими преимуществами перед предыдущими типами:

  1. Корпус имеет те же размеры, что и корпус SOT78 в зазорах выводов и монтажной поверхности, поэтому он может непосредственно заменять SOT78 без изменений в монтаже.
  2. Корпус допускает в обычных условиях разность потенциалов 2500 В между прибором и теплоотводом.

Силовая электроника — ТРИАК — CoderLessons.com

TRIAC акроним расшифровывается как Triode для переменного тока. TRIAC — это полупроводниковое устройство с тремя клеммами, которые контролируют поток тока, таким образом, название Triac. В отличие от SCR, TRIAC является двунаправленным, а SCR — двунаправленным. Он идеально подходит для работы с использованием переменного тока для коммутации, так как он может управлять током для обеих половин в цикле переменного тока. Это ясно объяснено на диаграмме ниже.

Триак Символ

Принципиальная схема TRIAC показана ниже. Он напоминает два тиристора, расположенных вплотную.

Структура ТРИАК

Структура TRIAC рассматривается как DIAC с дополнительным входным контактом, встроенным для обеспечения управления устройством. Как и другие силовые устройства, TRIAC изготовлен из кремния. Следовательно, процесс изготовления кремния приводит к производству более дешевых устройств. Как указано ниже, TRIAC имеет шесть областей, а именно; четыре области N-типа и две области P-типа.

Триак Операция

Работа TRIAC основана на тиристоре. Это облегчает функцию переключения в электрических компонентах и ​​системах переменного тока. Они широко используются в диммерах, потому что они позволяют использовать обе половины цикла переменного тока. В результате это делает их более эффективными в использовании энергии. Столько, сколько возможно использовать тиристоры для работы в качестве TRIAC, это не экономически выгодно для операций, которые требуют низкой мощности. Можно рассмотреть триак с точки зрения двух тиристоров.

TRIAC обычно используются в приложениях, которые не требуют очень высокой мощности, потому что они демонстрируют несимметричное переключение в своей работе. Это невыгодно для приложений, использующих высокую мощность, так как это вызывает электромагнитные помехи. В результате, TRIAC используются для управления двигателем, диммерами для освещения дома и маленькими электрическими вентиляторами для контроля скорости.

Триак против Эстафеты

Тиристоры (триаки и их однонаправленные родственники, SCR) являются твердотельными устройствами, тогда как реле являются электромеханическими устройствами. Симисторы могут переключать как переменный, так и постоянный ток, но, как сказал XTL, они не остановят протекание тока, если ток между MT1 и MT2 не упадет ниже порогового уровня или вы не принудительно отключите устройство.

(примечание: я потратил 13 лет на управление промышленным двигателем, мы разработали оборудование, которое переключалось на многие тысячи ампер и тысячи тысяч вольт через тиристоры.)

Реле — довольно простые в использовании устройства; Вы активируете катушку, и контакты включаются. Вы обесточиваете катушку, и контакты разомкнуты. Простой транзистор может управлять им, но вам понадобится некоторое подавление (диод с обратным смещением на катушке реле как минимум), чтобы предотвратить смерть вашего транзистора из-за индуктивного отката. Ваш контрольный сигнал и ваш контролируемый сигнал полностью изолированы друг от друга.

Контакты реле не непобедимы; если вы открываете контакты под нагрузкой, вы можете заставить их «замерзнуть» (то есть они не откроются). Кроме того, если вы используете реле, рассчитанное на питание, и пытаетесь переключать слабые сигналы, контакты могут в конечном итоге испачкаться, и вы не получите хорошее соединение между контактами.

Триаки, будучи твердотельными, в основном молчат. Если вы не используете импульсный трансформатор или оптоизолятор, ваша цепь управления будет находиться под потенциалом вашей управляемой цепи (обычно нейтральной для ваших цепей 120/220 В). Тиристоры могут использоваться для управления фазой нагрузки, то есть вы можете регулировать яркость света или (примерно) контролировать скорость двигателя переменного тока. Это практически невозможно с реле. Вы также можете делать аккуратные трюки, например, пропуская только полные циклы «х», чтобы сделать менее «шумный» контроль фазы. SCR также хороши для сброса всей энергии в конденсаторе в нагрузку (приложения типа вспышки или рельсового пистолета). Некоторые источники питания также используют SCR в качестве ломовых устройств; они включают и замыкают подачу (перегорая предохранитель в процессе), защищая нагрузку от перенапряжения.

Тиристоры не получают резких скачков напряжения или тока, когда они выключены; это может привести к их случайному включению или разрушению устройств. Простое демпфирование помогает контролировать эти режимы отказа.

Тиристоры также не полностью изолируют нагрузку от источника; если вы измеряете напряжение на нагрузке с выключенным тиристором, вы измеряете полное напряжение. У них тиристор выключен, но выключен не означает «открытый» — это означает «высокое сопротивление». Это может вызвать проблемы с некоторыми приложениями.

Если вы переключаете сигнал переменного тока, тиристоры довольно безболезненны; они отключатся вокруг следующего перехода через ноль. Если вы контролируете DC . .. снова … вам есть о чем подумать. Постоянный ток также проблематичен для реле, потому что вы почти всегда будете размыкать контакты реле под нагрузкой, поэтому для этого вы должны настроить реле.

Короче говоря: да, триаки могут заменить реле практически в каждом приложении. Если вы не хотите беспокоиться о демпфировании и изоляции, вы всегда можете купить твердотельные реле; это триаки с соответствующей схемой управления, чтобы они работали почти так же, как реле.

triac — это… Что такое triac?

  • Triac — Triodo para Corriente Alterna Algunos ejemplos de TRIACs. Tipo Semiconductor Símbolo electrónico …   Wikipedia Español

  • Triac — ist eine englische Abkürzung für Triode for Alternating Current. Auf deutsch sind auch die Begriffe Zweirichtungs Thyristortriode oder Symistor zu finden. Es handelt sich um ein elektronisches Bauteil mit Halbleiterschichtstruktur, das vom… …   Deutsch Wikipedia

  • triac — TRIÁC, triace, s. n. (electron.) Dispozitiv semiconductor care permite circulaţia curentului electric în ambele sensuri. – Din engl. triac. Trimis de dante, 01.07.2004. Sursa: DEX 98  triác s. n., pl. triáce Trimis de siveco, 10.08.2004. Sursa:… …   Dicționar Român

  • Triac — means:* TRIAC or TRIode for Alternating Current. * Triac (car) Green vehicle * Tiratricol Common thyroid hormone analogue used for treating thyroid hormone resistance syndrome …   Wikipedia

  • triac — ● triac nom masculin (anglais triac, de alternative current) Composant électronique bidirectionnel à une seule électrode de commande …   Encyclopédie Universelle

  • Triac —   [Kurzwort aus englisch triode alternating current switch »Trioden Wechselstromschalter«] der, (s)/ s, Zweirichtungs Thyrịstortriode, Halbleiterbauelement mit einer Schichtenstruktur, aus der sich eine Funktion wie bei zwei …   Universal-Lexikon

  • triac — ☆ triac [trī′ak΄ ] n. [tri(ode) a(lternating )c(urrent switch)] Electronics a type of thyristor that functions as an electrically controlled switch for alternating current …   English World dictionary

  • TRIAC — A TRIAC, or TRIode for Alternating Current is an electronic component approximately equivalent to two silicon controlled rectifiers (SCRs/thyristors) joined in inverse parallel (paralleled but with the polarity reversed) and with their gates… …   Wikipedia

  • Triac — Pour les articles homonymes, voir Triac (homonymie). Symbole électronique du triac Le triac est un composant électronique équivalent à la mise en parallèle de deux thyristors montés t …   Wikipédia en Français

  • Triac — Un Triac es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores . La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el triac es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el triac es un interruptor… …   Enciclopedia Universal

  • triac — simetrinis trinistorius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. bidirectional triode thyristor vok. Doppelwegthyristor, m rus. симистор, m; симметричный триодный тиристор, m; триак, m pranc. thyristor triode bidirectionnel, f; triac …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Leister TRIAC ST — LEISTER — Сварочные фены — Ручные аппараты Leister — Оборудование для сварки пластиков — Продукция

    Новый TRIAC ST, как и его предшественник фен TRIAC S, предназначен прежде всего для сварки и обработки пластмасс и полимеров. Он отличается удобством в применении, надежностью и универсальностью. Легкий, идеально сбалансированный аппарат с эргономичной рукояткой станет незаменимым помощником при решении самых различных задач, как при работах в помещении, так и под открытым небом. Для фена TRIAC SТ подходит более 80 насадок, все насадки совместимы с TRIAC S и TRIAC АТ.

    141.227 TRIAC ST 230 В / 1600Вт комплект, с евроштекером

    Ручной фен Ляйстер Триак СТ применяют для создания надежного соединения листового полипропилена, а также для оперативного сваривания деталей из полипропилена. Прибор является незаменимым при выполнении работ по укладке гидроизоляционного материала, а также при формировании полимерных покрытий, образующих кровлю строений. Также его часто применяют при восстановлении автомобильных бамперов. Сварочные фены Leister легко соединяют ПВХ пленки и ткани различного типа, и его нередко используют при производстве масштабных надувных изделий, либо при изготовлении полипропиленовых чаш для бассейнов, и прочих емкостей.

    Как можно комплектовать фен Ляйстер Триак?

    Особенностью фена Ляйстер Триак является тот факт, что при наличии соответствующих насадок, можно сформировать самодостаточный комплект, который будет способен эффективно выполнять разнообразные задачи.

    • Набор для укладки и сварки напольных материалов (покрытий). Для этого к стандартному устройству прилагают насадки для укладки и для оперативной сварки линолеума.
    • Набор для сварочных работ с баннерами либо для сварки геомембран. Для этого, в комплект, к стандартному устройству, прилагают щелевую насадку и прикаточный ролик из силикона.
    • Набор для сварки листового полипропилена. Для этого к стандартному устройству прилагают насадки для термопласта, и насадки для сварки полипропилена.

    Трехквадрантные симисторы, их особенности и преимущества 3Q-триаков перед 4Q

    Современная бытовая техника разрабатывается так, чтобы сделать процесс эксплуатации максимально комфортным для пользователя.

    Многие приборы имеют встроенные схемы управления мощностью. Регулируемые светильники, вентиляторы, миксеры и пылесосы сегодня можно встретить практически в каждом доме. А человек, обладающий навыками пайки, может купить симистор и самостоятельно собрать регулятор для прибора, в котором данная функция изначально не предусмотрена.

    Симистор (или триак) делает управление мощностью предельно простым и удобным, практически не влияя на КПД. Это надежный элемент, не содержащий механических деталей и не подверженный износу (при соблюдении рекомендуемых условий эксплуатации). И всё же у традиционного четырехквадрантного (4Q) симистора есть один существенный недостаток – плохая приспособленность к работе на индуктивную нагрузку. Поэтому сегодня набирают популярность трехквадрантные триаки (3Q), лишенные данного недостатка.

    Что представляют собой квадранты симистора


    рис.1 Схематическое обозначение симистора и его ВАХ

    У традиционного симистора есть четыре режима, в которых возможно его открывание. Они определяются двумя секторами ВАХ (рисунок 1) и двумя вариантами полярности управляющего вывода. Каждому из режимов соответствует один из квадрантов, называемых Q1, Q2, Q3 и Q4 (применяется несколько вариантов обозначения, соответствие между ними смотрите в таблице 1).

    Подробное

    T2+,G+

    T2+,G–

    T2–,G–

    T2–,G+

    Сокращенное

    1+

    1–

    3–

    3+

    Стандартное

    1

    2

    3

    4

    I

    II

    III

    IV

    таблица 1 Соответствие разных обозначений квадрантов симистора

    Последний квадрант плох тем, что в данном режиме снижается стабильность работы прибора и резко возрастает ток через управляющий вывод. Это может сжечь микроконтроллер, при помощи которого осуществляется управление мощностью. Чтобы предотвратить переход симистора в четвертый квадрант используются специальные схемы защиты.

    На рисунке 2 показаны режимы работы симистора во всех квадрантах.

    Цифрами 1 и 3 обозначены секторы ВАХ (смотрите рисунок 1).

    Знаки + и — показывают полярность управляющего вывода.


     

    рис.2 Квадранты симистора

    Чем 3Q-триак отличается от 4Q?

    Характерный недостаток традиционных четырехквадрантных триаков заключается в том, что в цепях с реактивной нагрузкой (электродвигатели, трансформаторы) у них случаются ложные срабатывания из-за помех. Чтобы их компенсировать, необходима защитная схема. Обычно её роль играет демпферная RC-цепочка, устанавливаемая между силовыми электродами симистора. Она позволяет ограничить скорость нарастания напряжения. Если требуется ограничить скорость нарастания тока, в цепь симистора устанавливается индуктивность.
    Защитные и демпфирующие компоненты удорожают схему и увеличивают её габариты, а за счет большего числа элементов может пострадать и надежность готового прибора. Кроме того, работоспособность схемы зависит от правильного подбора номиналов. Если сопротивление сделать слишком высоким, демпферная цепочка может работать нестабильно, а при слишком низком сопротивлении симистор может открываться из-за напряжения на заряженном конденсаторе. Для бытовых приборов обычно используется конденсатор на 0,1 мкФ и резистор на 100 Ом или больше.
    Основное отличие 3Q-триаков от 4Q заключается в том, что они вообще не нуждаются в демпферных цепочках, благодаря чему готовая схема получается компактной и надежной, а её себестоимость даже ниже, несмотря на использование более совершенного полупроводникового прибора. Современные трехквадрантные симисторы выпускаются в корпусах SOT223, SOT408 и SOT404, что позволяет разрабатывать миниатюрные регуляторы для компактной бытовой электроники.

    Применение 3Q-триаков

    Раньше в бытовой технике управление осуществлялось при помощи механических реле и переключателей. Некоторые приборы и сегодня используют данный подход. К примеру, температура подошвы утюга удерживается в заданном диапазоне за счет постоянного включения и выключения нагревательного элемента. Аналогичным образом работают холодильники, кондиционеры и некоторые другие устройства.

    Главный недостаток механических переключателей – ограниченный ресурс работы. При коммутации возникает искра, из-за которой контакты обгорают, постепенно ухудшая эксплуатационные характеристики. Типичное значение коммутационной износостойкости реле, устанавливаемых в бытовую технику, составляет порядка 10-20 тысяч циклов. Для симметричных тиристоров подобных ограничений не существует, поскольку они не содержат механических элементов, подверженных износу.

    Сегодня 3Q-триаки успешно вытесняют устаревшие способы управления в таких устройствах как:


    • электроплиты и духовки;
    • вытяжки и вентиляторы;
    • регулируемые пылесосы;
    • швейные машины;
    • стиральные и посудомоечные машины с разными режимами;

    • миксеры и прочая техника.

    Современный трехквадрантный триак представляет собой эффективное и долговечное устройство для управления практически всеми видами бытовых приборов. Схемы на симисторах отличаются высокой надежностью и универсальностью.

    Главным преимуществом 3Q-симисторов является возможность применять их в цепях с любыми видами нагрузки, включая двигатели и мощные трансформаторы. В качестве примера, приведем схему управления пылесосом мощностью до 1500 Вт.

    рис.3 Схема управления мощностью пылесоса на 3Q-триаке

    Особенности работы 4Q-триака

    Четвертый квадрант (обозначается как Q4, 3+ или G+) создает сразу несколько неудобств:
    1. Чтобы обеспечить гарантированное открывание, управляющий ток должен быть выше, чем в остальных квадрантах.
    2. Время переключения триака в режим проводимости также значительно дольше, чем в других квадрантах.
    3. Самое низкое значение допустимой скорости нарастания тока коммутации. Это может приводить к сгоранию триака в момент включения холодной лампы накаливания и прибора с емким конденсатором на входе.
    Кроме того, возможны самопроизвольные включения в квадранте 3+ при резком росте напряжения на закрытом симисторе. Также в некоторых режимах работы 4Q-триак может потерять способность закрываться в нужный момент. Это влияет на стабильность работы устройства и требует усложнять схему защитными цепями.
    Особенности работы 3Q-триака
    Трехквадрантный триак лишен перечисленных выше недостатков. Управлять им в квадранте 3+ (Q4) невозможно, но стабильность работы намного выше, исключены самопроизвольные включения и не требуется усложнять схему дополнительными элементами.
     

    рис.4  Индуктивная нагрузка создает высокое  dVCOM/dt

    3Q-триак не нуждается в RC-цепочке при работе с реактивной нагрузкой

    В большинстве схем рабочими являются только 2 квадранта. При управлении переменным током (с применением переменного резистора) задействованы квадранты 1+ и 3-. При управлении постоянным током (с применением микроконтроллера) используются квадранты 1- и 3-. Таким образом, отказ от управления в квадранте 3+ вообще не создаёт неудобств.

    Преимущества трехквадрантных симисторов

    1. Высокое предельное значение dVcom/dt
    В цепях с реактивной нагрузкой возникает существенный фазовый сдвиг тока и напряжения. При прохождении тока через нулевое значение триак должен выключиться, однако из-за реактивной нагрузки на силовых выводах тиристора будет присутствовать ненулевое напряжение. Если оно будет при этом меняться со скоростью, превышающей допустимое значение dVcom/dt, симистор может не закрыться в заданный момент.

    Это явление зависит от температуры полупроводникового прибора. Поэтому неправильно рассчитанная схема при испытаниях может работать корректно, а при эксплуатации – давать сбои.


    рис.5 Переходные процессы в цепях с реактивной нагрузкой приводят к повышению dVcom/dt

    Для компенсации данного эффекта схема дополняется демпфирующей RC-цепочкой. Однако, как было отмечено выше, чувствительность и стабильность симисторов зависит от температуры. Поэтому при определенных условиях даже демпфирующая цепочка не сможет обеспечить достаточный уровень защиты. 3Q-триаки лишены указанного недостатка.

    2. Высокое предельное значение dVD/dt
    Если по каким-то причинам на закрытом 4Q-триаке напряжение нарастает с большой скоростью, это может спровоцировать его открывание. Подобные ситуации также возникают в цепях с индуктивной нагрузкой. Кроме того, скачки напряжения могут возникать из-за внешних факторов, например, грозовых разрядов.

    Если в какой-то момент напряжение на силовых выводах триака будет меняться со скоростью, превышающей допустимое значение dVD/dt, в приборе может возникнуть ток (за счет внутренней емкости). Этого тока может хватить для открывания симистора. Для устранения данной проблемы также используется RC-цепь. 3Q-триак лишён подобного недостатка и в защитной схеме не нуждается.

    3. Высокое предельное значение dIcom/dt
    Если симистор коммутирует двигатель постоянного тока, подключенный к нему через диодный мост, возникает ещё один нежелательный эффект. Двигатель в определенные моменты работает как генератор, создавая ЭДС, обратную приложенному напряжению. Из-за этого ток нагрузки становится несинусоидальным, а dIcom/dt может оказаться достаточно высоким, чтобы не позволить 4Q-триаку запереться в нужный момент времени.
    Для решения данной проблемы обычно используется индуктивность (несколько мГн), включаемая последовательно с триаком, чтобы ограничить резкий рост или понижение тока коммутации. 3Q-триак может эффективно коммутировать ток с высокими значениями dIcom/dt без ограничивающей индуктивности.
    Лабораторные исследования трехквадрантных триаков продемонстрировали их превосходство над четырехквадрантными аналогами в большинстве рабочих режимов. Отдельно следует подчеркнуть, что недостатки четырехквадрантных триаков усиливаются при повышении температуры. Поэтому даже идеально рассчитанные защитные цепочки обеспечивают стабильную работу только в ограниченном температурном диапазоне. Если же в процессе эксплуатации полупроводниковый прибор перегреется, могут возникнуть сбои в работе.
    3Q-триаки продемонстрировали стабильную работу даже при 150 °C, что на 25 градусов превышает предельное эксплуатационное значение для бытовых полупроводниковых приборов.

    Симистор — тиристоры — Учебник 2021

    ТРИАК

    Глава 7 — Тиристоры

    SCR являются однонаправленными (односторонними) токовыми устройствами, что делает их полезными для управления только DC. Если два SCR соединены параллельно друг другу, так как два диода Шокли были объединены вместе, чтобы сформировать DIAC, у нас есть новое устройство, известное как TRIAC : (рис. Ниже)

    Эквивалент SCI TRIAC и схематический символ TRIAC

    Поскольку отдельные SCR более гибкие для использования в современных системах управления, они чаще встречаются в схемах, таких как двигатели; TRIAC обычно смотрятся в простых, маломощных приложениях, таких как бытовые диммерные переключатели. Простая схема диммера лампы показана на рисунке ниже, в комплекте с фазосдвигающей сетью резисторов-конденсаторов, необходимой для последующего срабатывания.

    Контроль фазы TRIAC

    TRIAC известны тем, что они не стреляют симметрично . Это означает, что они обычно не срабатывают при одном и том же уровне напряжения затвора для одной полярности, как и для другой. Вообще говоря, это нежелательно, так как несимметричное срабатывание приводит к формированию волны тока с большим разнообразием гармонических частот. Волновые формы, симметричные выше и ниже их средних осевых линий, состоят только из гармоник с нечетным номером. С другой стороны, несимметричные формы сигналов содержат четные гармоники (которые могут сопровождаться или не сопровождаться гармониками с нечетным номером).

    В интересах уменьшения общего содержания гармоник в энергосистемах, чем меньше и менее разнообразны гармоники, тем лучше, чем больше индивидуальных SCR предпочитают TRIAC для сложных высокомощных схем управления. Один из способов сделать симметричную форму сигнала TRIAC более симметричной — использовать устройство, внешнее по отношению к TRIAC, во время запуска импульса. DIAC, размещенный последовательно с воротами, справедливо справляется с этим: (рис. Ниже)

    DIAC улучшает симметрию управления

    Напряжения размыкания DIAC имеют тенденцию быть гораздо более симметричными (то же самое в одной полярности, как и у других), чем пороги срабатывания TRIAC. Поскольку DIAC предотвращает любой ток затвора до тех пор, пока напряжение срабатывания не достигнет определенного, повторяемого уровня в любом направлении, точка обстрела TRIAC от одного полупериода к следующему имеет тенденцию быть более последовательной, а форма волны более симметричной выше и ниже его осевой линии.

    Практически все характеристики и рейтинги SCR одинаково применимы к TRIAC, за исключением того, что TRIAC, конечно, двунаправленные (могут обрабатывать ток в обоих направлениях). Не стоит упоминать об этом устройстве, кроме важного оговорки относительно его терминальных обозначений.

    Из эквивалентной схемы, показанной ранее, можно подумать, что основные клеммы 1 и 2 являются взаимозаменяемыми. Это не так! Хотя полезно представить, что TRIAC состоит из двух SCR, соединенных вместе, он фактически построен из одного куска полупроводникового материала, соответствующим образом легированного и слоистого. Фактические рабочие характеристики могут несколько отличаться от фактических рабочих характеристик эквивалентной модели.

    Это делается наиболее очевидным, противопоставляя две простые схемы, которые работают, а другая — нет. Следующие две схемы представляют собой изменение схемы диммера лампы, показанного ранее, для ускорения удалены фазосдвигающий конденсатор и DIAC. Хотя в результирующей схеме отсутствует тонкая способность управления более сложной версией (с конденсатором и DIAC), она работает : (рис. Ниже)

    Эта схема с затвором в MT 2 функционирует.

    Предположим, мы должны были обменять два основных терминала ТРИАК. Согласно эквивалентной принципиальной схеме, показанной ранее в этом разделе, своп не должен иметь никакого значения. Схема должна работать: (рис. Ниже)

    Когда ворота заменены на MT 1, эта схема не работает.

    Однако, если эта схема будет построена, будет установлено, что она не работает! Нагрузка не будет потребляться, TRIAC отказывается стрелять вообще, независимо от того, насколько низкий или высокий уровень сопротивления установлен на резисторе управления. Ключом к успешному запуску TRIAC является то, чтобы затвор получал свой инициирующий ток от главной клеммы 2 стороны схемы (главный терминал на противоположной стороне символа TRIAC от терминала затвора). Идентификация терминалов MT 1 и MT 2 должна выполняться через номер детали TRIAC со ссылкой на лист данных или книгу.

    • ОБЗОР:
    • TRIAC действует так же, как два SCR, подключенных друг к другу для двунаправленной (AC) операции.
    • Элементы управления TRIAC чаще встречаются в простых схемах с малой мощностью, чем сложные высокомощные схемы. В больших схемах управления мощностью несколько SCR, как правило, предпочитают.
    • Когда используется для управления мощностью переменного тока для нагрузки, TRIAC часто сопровождаются DIAC, соединенными последовательно с их клеммами затвора. DIAC помогает огню TRIAC более симметрично (более последовательно от одной полярности к другой).
    • Основные терминалы 1 и 2 на TRIAC не являются взаимозаменяемыми.
    • Для успешного запуска TRIAC ток затвора должен поступать от основной клеммы 2 (MT 2 ) стороны схемы!

    TRIAC | Руководство для начинающих

    В этом руководстве мы узнаем о некоторых основах TRIAC. В процессе мы разберемся со структурой, символом, работой, характеристиками, применением TRIAC.

    Введение

    Как известно, SCR как однонаправленное устройство имеет обратную блокирующую характеристику, которая предотвращает протекание тока в обратном смещенном состоянии. Но для многих приложений требуется двунаправленное управление током, особенно в цепях переменного тока.Чтобы достичь этого с помощью SCR, два SCR должны быть соединены встречно параллельно для управления как положительными, так и отрицательными полупериодами входа.

    Однако эту структуру можно заменить специальным полупроводниковым устройством, известным как TRIAC, для выполнения двунаправленного управления. TRIAC — это устройство двунаправленной коммутации, которое может эффективно и точно управлять мощностью переменного тока. Они часто используются в контроллерах скорости двигателя, цепях переменного тока, системах контроля давления, светорегуляторах и другом оборудовании управления переменным током.

    В начало

    Основы TRIAC

    Симистор — важный член семейства тиристорных устройств. Это двунаправленное устройство, которое может пропускать ток как в прямом, так и в обратном смещении, и, следовательно, это устройство управления переменным током. Симистор эквивалентен двум спина к спине SCR, подключенным к одной клемме затвора, как показано на рисунке.

    TRIAC — это аббревиатура переключателя TRIode AC. TRI означает, что устройство, состоящее из трех клемм, а AC означает, что оно контролирует мощность переменного тока или может проводить в обоих направлениях переменный ток.

    Симистор имеет три клеммы, а именно: главный терминал 1 (MT1), главный терминал 2 (MT2) и затвор (G), как показано на рисунке. Если MT1 смещен вперед по отношению к MT2, то ток течет от MT1 к MT2. Точно так же, если MT2 смещен в прямом направлении относительно MT1, тогда ток течет от MT2 к MT1.

    Вышеупомянутые два условия достигаются всякий раз, когда стробирующий элемент запускается с помощью соответствующего стробирующего импульса. Подобно SCR, симистор также включается путем подачи соответствующих импульсов тока на вывод затвора.Как только он включен, он теряет контроль над своей проводимостью. Таким образом, траекторию можно выключить, уменьшив ток до нуля через главные клеммы.

    В начало

    Конструкция TRIAC

    Симистор представляет собой пятислойный трехконтактный полупроводниковый прибор. Клеммы обозначены как MT1, MT2 как анодные и катодные выводы в случае SCR. А вентиль изображен как G, похожий на тиристор. Вывод затвора соединен с областями N4 и P2 металлическим контактом и находится рядом с выводом MT1.

    Терминал MT1 подключен к областям N2 и P2, а MT2 подключен к областям N3 и P1. Следовательно, клеммы MT1 и MT2 подключены как к P, так и к N областям устройства, и, таким образом, полярность приложенного напряжения между этими двумя клеммами определяет ток, протекающий через слои устройства.

    Когда ворота открыты, MT2 становится положительным по отношению к MT1 для трассы с прямым смещением. Следовательно, цепь работает в режиме прямой блокировки до тех пор, пока напряжение на симисторе не станет меньше, чем напряжение прямого переключения.Аналогично для симистора с обратным смещением, MT2 становится отрицательным по отношению к MT1 с открытым затвором.

    До тех пор, пока напряжение на симисторе не станет меньше обратного напряжения отключения, устройство работает в режиме обратной блокировки. Тракт можно сделать проводящим за счет положительного или отрицательного напряжения на зажиме затвора.

    В начало

    Работа и работа TRIAC

    К клеммам симистора можно подключать различные комбинации отрицательного и положительного напряжения, поскольку это устройство двунаправленного действия. Четыре возможных комбинации электродных потенциалов, которые заставляют симистор работать в четырех различных рабочих квадрантах или режимах, обозначены как.

    1. МТ2 положительный по отношению к МТ1 с положительной полярностью затвора по отношению к МТ1.
    2. МТ2 положительный по отношению к МТ1 с отрицательной полярностью затвора по отношению к МТ1.
    3. МТ2 отрицателен по отношению к МТ1 с отрицательной полярностью затвора по отношению к МТ1.
    4. МТ2 отрицателен по отношению к МТ1 с положительной полярностью затвора по отношению к МТ1.

    Как правило, ток фиксации выше во втором квадранте или режиме, в то время как ток запуска затвора выше в четвертом режиме по сравнению с другими режимами для любого симистора.

    В большинстве приложений используется цепь отрицательного тока запуска, что означает, что 2 и 3 квадранты используются для надежного запуска при двунаправленном управлении, а также когда чувствительность затвора критична. Чувствительность затвора самая высокая, когда обычно используются режимы 1 и 4.

    Режим 1: MT2 положительный, ток затвора положительный

    Когда вывод затвора становится положительным по отношению к MT1, ток затвора протекает через переход P2 и N2.Когда этот ток течет, слой P2 заполняется электронами, и далее эти электроны диффундируют к краю перехода J2 (или перехода P2-N1).

    Эти электроны, собранные слоем N1, создают пространственный заряд на слое N1. Следовательно, больше дырок из области P1 диффундирует в область N1, чтобы нейтрализовать отрицательные объемные заряды. Эти дырки попадают в переход J2 и создают положительный объемный заряд в области P2, что заставляет больше электронов инжектироваться в P2 из N2.

    Это приводит к положительной регенерации, и, наконец, основной ток течет от MT2 к MT1 через области P1- N1 — P2 — N2.

    Режим 2: MT2 положительный, ток затвора отрицательный

    Когда MT2 положительный, а вывод затвора отрицательный по отношению к MT1, ток затвора протекает через переход P2-N4. Этот ток затвора смещает в прямом направлении переход P2-N4 для вспомогательной структуры P1N1P2N4. Это приводит к тому, что симистор сначала проводит через слои P1N1P2N4.

    Это еще больше увеличивает потенциал между P2N2 в сторону потенциала MT2. Это заставляет ток устанавливать слева направо в слое P2, что смещает переход P2N2 вперед. И поэтому основная структура P1N1P2N2 начинает проводить.

    Первоначально проводимая вспомогательная структура P1N1P2N4 рассматривается как SCR пилот-сигнала, в то время как более поздняя проводимая структура P1N1P2N2 рассматривается как основная SCR. Следовательно, анодный ток контрольного тиристора служит током затвора для основного тиристора. Чувствительность к току затвора в этом режиме меньше, и, следовательно, для включения симистора требуется больший ток затвора.

    Режим 3: MT2 отрицательный, ток затвора положительный

    В этом режиме MT2 становится отрицательным по отношению к MT1, и устройство включается путем подачи положительного напряжения между затвором и выводом MT1. Включение инициируется N2, который действует как дистанционное управление затвором, и структура приводит к включению симистора P2N1P1N3.

    Внешний ток затвора смещает в прямом направлении переход P2-N2. Слой N2 вводит электроны в слой P2, которые затем собираются переходом P2N1.В результате увеличивается ток, протекающий через переход P2N1.

    Отверстия, введенные из слоя P2, диффундируют через область N1. Это создает положительный пространственный заряд в P-области. Следовательно, больше электронов из N3 диффундируют в P1, чтобы нейтрализовать положительные объемные заряды.

    Следовательно, эти электроны попадают в переход J2 и создают отрицательный объемный заряд в области N1, что приводит к инжекции большего количества дырок из P2 в область N1. Этот процесс регенерации продолжается до тех пор, пока структура P2N1P1N3 не включит симистор и не проведет внешний ток.

    Поскольку симистор включается удаленным затвором N2, устройство менее чувствительно к положительному току затвора в этом режиме.

    Режим 4: MT2 отрицательный, ток затвора отрицательный

    В этом режиме N4 действует как удаленный затвор и вводит электроны в область P2. Внешний ток затвора смещает переход P2N4 в прямом направлении. Электроны из области N4 собираются переходом P2N1, увеличивая ток через переход P1N1.

    Следовательно, структура P2N1P1N3 включается посредством рекуперативного действия.Симистор более чувствителен в этом режиме по сравнению с положительным током затвора в режиме 3.

    Из приведенного выше обсуждения можно сделать вывод, что режимы 2 и 3 являются менее чувствительной конфигурацией, для которой требуется больший ток затвора для запуска симистора, тогда как более распространенными режимами срабатывания симистора являются 1 и 4, которые имеют большую чувствительность. На практике выбирается более чувствительный режим работы, при котором полярность затвора должна совпадать с полярностью клеммы MT2.

    Вернуться к началу

    Характеристики V-I TRIAC

    Траектория функционирует как два тиристора, соединенных встречно параллельно, и, следовательно, VI-характеристики симистора в 1-м и 3-м квадрантах будут аналогичны VI-характеристикам тиристоров. Когда терминал MT2 является положительным по отношению к терминалу MT1, говорят, что маршрут находится в режиме прямой блокировки.

    Через устройство протекает небольшой ток утечки при условии, что напряжение на устройстве ниже, чем напряжение отключения.При достижении напряжения отключения устройства симистор включается, как показано на рисунке ниже.

    Однако можно также включить симистор ниже VBO, применив импульс затвора, так что ток через устройство должен быть больше, чем ток фиксации симистора.

    Аналогичным образом, когда терминал MT2 становится отрицательным по отношению к MT1, трасса находится в режиме обратной блокировки. Через устройство протекает небольшой ток утечки, пока он не сработает по напряжению отключения или по методу срабатывания затвора.Следовательно, положительный или отрицательный импульс на затвор запускает симистор в обоих направлениях.

    Напряжение питания, при котором симистор начинает проводить, зависит от тока затвора. Если ток затвора больше, меньшее будет напряжение питания, при котором симистор включается. Вышеупомянутый запуск режима -1 используется в первом квадранте, тогда как запуск режима 3 используется в 3-м квадранте.

    Из-за внутренней структуры симистора фактические значения тока фиксации, тока срабатывания затвора и тока удержания могут немного отличаться в разных режимах работы.Поэтому номиналы у трейков значительно ниже, чем у тиристоров.

    В начало

    Преимущества

    Симистор может срабатывать при подаче напряжения как положительной, так и отрицательной полярности на затвор.

    • Он может работать и переключать оба полупериода сигнала переменного тока.
    • По сравнению с конфигурацией встречно-параллельного тиристора, которая требует двух радиаторов немного меньшего размера, симистор требует одного радиатора немного большего размера. Следовательно, симистор экономит место и экономит затраты в приложениях питания переменного тока.
    • В приложениях постоянного тока тиристоры должны быть подключены к параллельному диоду для защиты от обратного напряжения. Но симистор может работать и без диода, безопасный пробой возможен в любую сторону.

    В начало

    Недостатки

    • Они доступны в более низких номиналах по сравнению с тиристорами.
    • При выборе схемы запуска затвора требуется тщательное рассмотрение, поскольку симистор может срабатывать как в прямом, так и в обратном смещении.
    • Они имеют низкий рейтинг du / dt по сравнению с тиристорами.
    • Они имеют очень малую частоту переключения.
    • Симисторы менее надежны, чем тиристоры.

    Вернуться к началу

    Приложения

    Из-за двунаправленного управления переменным током симисторы используются в качестве контроллеров мощности переменного тока, контроллеров вентиляторов, контроллеров нагревателей, пусковых устройств для тиристоров, трехпозиционного статического переключателя, регуляторов освещенности и т. Д. Ниже рассматриваются приложения переключения и управления фазой.

    Симистор в качестве переключателя высокой мощности

    Поскольку симистор использует низкое напряжение затвора и токи для управления высоким напряжением и токами нагрузки, он часто используется в качестве переключающего устройства во многих коммутационных операциях. На рисунке ниже показано использование симистора в качестве переключателя ВКЛ / ВЫКЛ переменного тока для управления лампой высокой мощности.

    Когда переключатель S находится в положении 1, симистор находится в режиме прямой блокировки и, следовательно, лампа остается в выключенном состоянии. Если переключатель переведен в положение 2, через клемму затвора протекает небольшой ток затвора, и, следовательно, симистор включается.Это дополнительно заставляет лампу включаться для получения полной мощности.

    Управление фазой с помощью симистора

    Подобно тиристорам, метод фазового управления с изменением средней мощности нагрузки также возможен с симисторами. Регулируя угол срабатывания в каждом полупериоде входного переменного тока, можно управлять мощностью, подаваемой на нагрузку. Задержка, на которую задерживается запуск, называется углом задержки, а угол, на который проводит симистор, называется углом проводимости.

    На рисунке ниже показано использование симистора для метода управления фазой с целью выработки переменной мощности для нагрузки. Диоды D1 и D2 пропускают ток к клемме затвора в положительном и отрицательном полупериодах соответственно.

    Как только на схему подается входной переменный ток, симистор находится в состоянии блокировки (вперед или назад) при условии, что приложенное напряжение меньше VBO или ток затвора меньше минимального тока затвора. Во время положительного полупериода входа диод D1 смещен в прямом направлении, и, следовательно, на затвор подается положительный ток затвора.

    Таким образом, срабатывает затвор, и симистор переходит в состояние проводимости.Во время отрицательного полупериода входа диод D2 смещен в прямом направлении, следовательно, через него протекает ток затвора, в результате чего симистор включается.

    Аналогичным образом, мощность переменного тока, подаваемая на нагрузку, регулируется в любом направлении с помощью надлежащего стробирующего сигнала. Угол проводимости симистора регулируется путем изменения сопротивления R2 в указанной выше цепи.

    В начало

    Симистор против SCR

    • Симистор — это двунаправленное устройство, тогда как SCR — однонаправленное устройство.
    • Клеммы симистора — это MT2, MT1 и затвор, в то время как SCR имеет клеммы анода, катода и затвора.
    • Как для положительного, так и для отрицательного тока затвора, тракт проводит, но только с направлением тока затвора включает тиристор.
    • Четыре различных режима работы возможны с симистором, тогда как с SCR возможен один режим работы.
    • Симисторы
    • доступны с меньшими номиналами по сравнению с тиристорами.
    • Характеристики симистора лежат в первом и третьем квадранте, а характеристики SCR лежат в первом квадранте.
    • Надежность меньше по сравнению с SCR.

    В начало

    TRIAC Circuits: Basics & Applications

    Автор: Морин ВанДайк |

    Термин «TRIAC» означает триод для переменного тока. Как следует из названия, этот электронный компонент обычно используется в качестве элемента управления в цепях переменного тока.

    TRIAC — это полупроводниковые устройства с тремя выводами. Они работают с использованием одного вывода, то есть затвора, для запуска прохождения электрического тока через два других вывода, то есть основные выводы или аноды. Хотя эти устройства похожи на другие электронные переключатели, такие как кремниевые выпрямители (SCR), в отличие от некоторых из этих альтернатив, они могут одинаково хорошо проводить в обоих направлениях.

    TRIAC

    часто находят применение в качестве переключателей в широком спектре электрического оборудования, таком как лампы, вентиляторы и двигатели. Независимо от их применения, все СИСТЕМЫ TRIAC используют основные принципы работы, изложенные выше.Помимо этих общих характеристик, они обычно подразделяются на те, которые используются для простых схем переключателя TRIAC или схем переменной мощности (или диммера) TRIAC.

    Функции переключателей TRIAC

    TRIAC используются по-разному, в том числе как:

    Простые электронные переключатели

    В этом приложении TRIAC запускается напряжением переменного тока на его затворе. Резистор используется последовательно с затвором, чтобы ограничить ток, протекающий к клемме.TRIAC позволяет току течь в любом направлении, причем поток изменяется в зависимости от полярности напряжения затвора. Напряжение затвора может быть получено из напряжения переменного тока, приложенного к клеммам нагрузки TRIAC. Если приложение требует, чтобы ток протекал только в одном направлении, к затвору последовательно подключается диод для преобразования переменного напряжения в постоянное. В этой конфигурации ток, протекающий через TRIAC для данной нагрузки, является фиксированным.

    Контроллеры уровня мощности или диммера

    Триггер затвора для этого варианта использования более сложный, поскольку он включает изменение его фазы в зависимости от напряжения нагрузки.Напряжение триггера определяется напряжением нагрузки, но с приложенным к нему фазовым сдвигом. Схема фазовращателя состоит из переменного резистора и конденсатора. Напряжение конденсатора используется в качестве напряжения триггера, фаза которого изменяется путем изменения переменного резистора. Часто переключатель DIAC (диод для переменного тока) подключается между конденсатором и затвором TRIAC, чтобы добиться резкого включения TRIAC.

    TRIAC находят применение в ряде электрических приложений, в том числе в качестве:

    • Диммеры для ламп
    • Регуляторы мощности для электронагревателей
    • Регуляторы скорости для двигателей

    Проблемы со схемами TRIAC и решениями

    При использовании схем TRIAC важно знать об общих встречающихся проблемах и способах их решения.Некоторые из проблем, связанных с использованием схем TRIAC, включают:

    Эффект скорости

    Этот эффект относится к непреднамеренному включению TRIAC из-за внезапного изменения напряжения на его основных клеммах. Проблема решается подключением демпферной цепи резистор-конденсатор (RC) между основными выводами.

    Эффект люфта

    Люфт возникает в цепях управления фазой, когда сопротивление установлено на максимальное значение, чтобы снизить уровни мощности подключенного устройства до минимума. Эффект вызван отсутствием пути разряда для собственной емкости TRIAC на его клеммах нагрузки и препятствует включению подключенного устройства. Решение состоит в том, чтобы обеспечить путь разряда путем подключения последовательно с DIAC резистора большого номинала или конденсатора между затвором и основными выводами.

    Несимметричный обжиг

    В схемах управления фазой эта проблема возникает из-за того, что симисторы имеют разные напряжения включения для каждого направления. Такая конструкция приводит к плохому профилю электромагнитного излучения для TRIAC.Эта проблема решается путем использования DIAC последовательно с затвором TRIAC, который выравнивает характеристики стрельбы TRIAC.

    Фильтрация гармоник

    Поскольку TRIAC включается, когда напряжение на его выводах не равно нулю, он генерирует гармоники, которые делают его непригодным для использования в чувствительном электронном оборудовании, таком как схемы беспроводной связи. Использование фильтра гармоник подавляет электромагнитные помехи.

    Свяжитесь с MagneLink, если вам нужен переключатель TRIAC

    в компании MagneLink, Inc.мы интегрируем TRIAC с нашими магнитными переключателями в наши корпуса MLT, MLP и MLU. Каждый из этих стилей подходит для разных приложений. Например, корпуса MLT подходят для использования в суровых условиях, корпуса MLP подходят для тяжелых условий эксплуатации, а корпуса MLU имеют резьбовой корпус, который больше подходит для скрытого монтажа.

    Чтобы узнать больше о наших предложениях по переключателям типа TRIAC, посетите страницу с нашими продуктами. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить информацию или расценки на заказное решение переключателя.


    Симистор — Как работают диммерные переключатели

    В последнем разделе мы видели, что диммерный переключатель быстро включает и выключает световую цепь, чтобы уменьшить энергию, поступающую к переключателю света. Центральным элементом в этой схеме переключения является переключатель переменного тока на триоде или симистор .

    Симистор — небольшое полупроводниковое устройство, похожее на диод или транзистор. Подобно транзистору, симистор состоит из различных слоев полупроводникового материала .Это включает материал N-типа , который имеет много свободных электронов, и материал P-типа , который имеет много «дырок», куда могут уходить свободные электроны. Чтобы узнать об этих материалах, ознакомьтесь с разделом «Как работают полупроводники». И для демонстрации того, как эти материалы работают в простом транзисторе , см. Как работают усилители.

    Вот как материал N-типа и P-типа устроен в симисторе.

    Вы можете видеть, что симистор имеет две клеммы, которые подключены к двум концам цепи.Между двумя выводами всегда есть разница в напряжении, но она меняется в зависимости от колебаний переменного тока. То есть, когда ток движется в одну сторону, верхний вывод заряжается положительно, а нижний вывод заряжается отрицательно, а когда ток движется в другую сторону, верхний вывод заряжается отрицательно, а нижний вывод заряжается положительно.

    Затвор также подключен к цепи посредством переменного резистора . Этот переменный резистор работает так же, как и переменный резистор в старой конструкции диммерного переключателя, но он не тратит почти так много энергии, генерируя тепло.Вы можете увидеть, как переменный резистор вписывается в схему на схеме ниже.

    Так что здесь происходит? В двух словах:

    • Симистор действует как переключатель, управляемый напряжением.
    • Напряжение на затворе управляет действием переключения.
    • Переменный резистор регулирует напряжение на затворе.

    В следующем разделе мы рассмотрим этот процесс более подробно.

    Basic Triac-SCR Projects Circuits Tutorial

    by Lewis Loflin

    На этой странице обсуждаются базовые симисторы и тиристоры.Симистор — это двунаправленный трехконтактный двойной тиристорный переключатель (SCR). Это устройство может переключать ток в любом направлении, подавая небольшой ток любой полярности между затвором и вторым главным контактом.

    Симистор изготовлен путем объединения двух тиристоров в обратном параллельном соединении. Он используется в приложениях переменного тока, таких как регулирование яркости света, управление скоростью двигателя и т. Д. Симисторы также могут использоваться в микроконтроллере управления мощностью со схемой фазовой синхронизации.

    Если кто-то не знаком с диодами и выпрямлением переменного тока, см. Следующее:


    Включение / выключение диода

    На рисунке выше изображен кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) или тиристер. Это диод с «затвором». SCR не только проводит в одном направлении, как любой другой диод, но и затвор позволяет отключать и отключать саму проводимость. Когда переключатель ON нажат, SCR включается, и ток течет с отрицательного на положительный через SCR и нагрузку.После включения SCR будет оставаться включенным до тех пор, пока не будет нажат выключатель, нарушающий текущий путь.

    Обратите внимание, что переключатель ON называется «нормально разомкнутым» (Н. О.) и при нажатии замыкает (замыкает) соединение. Выключатель OFF, называемый нормально закрытым (N.C.), разрывает (размыкает) соединение при нажатии. Оба они кнопочные.

    В цепи над нагрузкой находится лампа постоянного тока. Нажмите переключатель S1, и включатся и будут продолжать оставаться включенными, пока не будет нажат переключатель S2.

    В этом примере мы разместили диод последовательно с переключателем включения / выключения затвора. Когда вы нажимаете переключатель ON, двигатель запускается, загорается свет и т. Д. Когда переключатель отпускается, питание прекращается без использования переключателя OFF. Это связано с тем, что входное напряжение переменного тока возвращается к нулю вольт на 180 и 360 градусов, отключая SCR. И как диод, SCR проводит только половину цикла.

    В этом примере схемы мы разместили переменный резистор (потенциометр) последовательно с диодом затвора.(Это было также известно как ручка регулировки громкости старого стиля. ) «Поворачивая ручку», мы можем изменить точку срабатывания при включении SCR только части полупериода или, если сопротивление достаточно, выключить SCR.


    Это иллюстрирует процесс с двухполупериодным нефильтрованным постоянным током

    В другом примечании мы можем управлять двухполупериодным пульсирующим нефильтрованным постоянным током с помощью тиристора. Также см. Основы выпрямления и фильтрации переменного тока

    .

    Подробнее см. Что такое светоактивированный кремниевый управляемый выпрямитель? (LASCR) и спецификация оптопары h21C6 SCR.(PDF файл)

    Выше представлена ​​практическая схема тестирования SCR. Лампа загорится только при нажатии Sw3. Лампа будет иметь половинную яркость, потому что тиристор действует как полуволновой выпрямитель. R4 может находиться в диапазоне от 100 до 470 Ом. Лампа должна быть полностью выключена, если выключатель не нажат или устройство не неисправно. (Полностью или частично закорочены.)

    Эта схема также хороша для сравнения различных тиристоров одного и того же номера детали. Например, однажды у меня была неисправная печатная плата с шестью тиристорами, но один тиристор из шести при работе включался при совершенно другом напряжении срабатывания триггера, чем остальные пять.Лампа имела другой уровень яркости, чем остальные пять. Замена этого одного SCR устранила эту очень дорогую печатную плату.


    Знакомство с симисторами

    Симистор — это твердотельный переключатель переменного тока. Небольшой ток на клемме затвора может переключать очень большие токи переменного тока. Думайте о симисторе как о двух последовательно соединенных тиристорах, в которых катод одного тиристора соединен с анодом другого и наоборот. Ворота соединены между собой. Поскольку у нас есть две конфигурации типа SCR, можно переключать оба полупериода.

    Примечание: я видел бумажные примеры использования двух тиристоров, расположенных один за другим, в качестве симистора, но это может не работать так же! Остерегайтесь этого.

    В приведенном выше примере замыкание переключателя приведет к включению симистора. Идея состоит в том, чтобы использовать небольшой переключатель малой мощности для управления устройствами большой мощности, такими как двигатели или нагреватели. Опасность здесь заключается в том, что на самом переключателе присутствует высокое напряжение переменного тока. Это также может быть большой проблемой для твердотельных контроллеров, если они не используют небольшое реле, которое некоторые микроволновые печи делают именно так.

    Выше представлена ​​практическая схема тестирования TRIAC. Нажмите любой переключатель, и лампа включится с половинной яркостью. Сожмите оба вместе на полную яркость. Это позволяет тестировать обе стороны SCR по отдельности. Яркость должна быть одинаковой для обеих сторон, иначе TRIAC неисправен. Когда ни один переключатель не нажат, лампа должна быть полностью выключена. R1 и R2 должны быть в диапазоне от 100 до 470 Ом.


    Схема симистора с наилучшим откликом и диак.

    Ключ к успешному срабатыванию симистора — убедиться, что затвор получает свое пусковое напряжение со стороны главной клеммы 2 схемы (основной клеммы на противоположной стороне символа TRIAC от клеммы затвора). Идентификация клемм Mt1 и Mt2 должна выполняться по номеру детали TRIAC со ссылкой на технический паспорт или книгу.

    DIAC, или «диод переменного тока», представляет собой триггерный диод, который проводит ток только после того, как его напряжение пробоя было мгновенно превышено. Когда это происходит, сопротивление DIAC резко уменьшается, что приводит к резкому уменьшению падения напряжения на самом DIAC, что приводит к резкому увеличению тока, протекающего через затвор симистора.

    Это обеспечивает быстрое и чистое срезание TRIAC.DIAC остается в режиме проводимости до тех пор, пока напряжение не упадет до очень низкого значения, намного ниже напряжения срабатывания. Это называется удерживающим током. Ниже этого значения диак снова переключается в состояние высокого сопротивления (выключено). Это двунаправленное поведение, то есть обычно одинаковое как для положительного, так и для отрицательного полупериодов.

    Большинство DIAC имеют напряжение пробоя около 30 В. Таким образом, их поведение в некоторой степени похоже на (но гораздо более точно контролируется и происходит при более низких напряжениях, чем) неоновая лампа.

    ЦИАП

    не имеют электрода затвора, в отличие от некоторых других тиристоров. Некоторые TRIAC содержат встроенный DIAC последовательно (я никогда не видел такого в полевых условиях) с терминалом «затвора» TRIAC для этой цели. ДИАП также называют симметричными триггерными диодами из-за симметрии их характеристической кривой. Поскольку DIAC являются двунаправленными устройствами, их выводы помечены не как анод и катод, а как A1 и A2 или Mt1 («Главный вывод») и Mt2. Большинство листов спецификаций не удосуживаются маркировать A1 / A2 или Mt1 / Mt2.

    Также см. Как проверить DIAC


    Диммер для коммерческих ламп в странах с напряжением 220 В. Br100 — диак.

    Диак обеспечивает более чистое переключение симистора. Диоды — это специализированные диоды Шокли, соединенные спина к спине.


    Демпферы

    Демпферная цепь (обычно RC-типа) часто используется между МТ1 и МТ2. Демпфирующие цепи используются для предотвращения преждевременного срабатывания, вызванного, например, скачками напряжения в сети переменного тока или индуктивными нагрузками, такими как двигатели.Кроме того, резистор затвора или конденсатор (или оба параллельно) могут быть подключены между затвором и MT1 для дальнейшего предотвращения ложного срабатывания. Это может увеличить требуемый ток запуска и, возможно, задержку выключения при разрядке конденсатора.

    В этой схеме выше «горячая» сторона линии переключается, а нагрузка подключается к холодной или заземленной стороне. Резистор на 100 Ом и конденсатор 0,1 мкФ предназначены для демпфирования симистора. Эти компоненты должны использоваться с индуктивными нагрузками, такими как двигатели, контакторы и т. Д.

    Для получения дополнительной информации о вышеуказанном оптопаре см. Оптоизолятор серии moc30xx (файл в формате pdf)

    Что такое TRIAC-TRIode для AC?

    TRIAC- TRIode для AC

    TRIAC используется для управления напряжением переменного тока в таких приложениях, как управление электрическим нагревом, регуляторы освещения, небольшие двигатели и т. Д. TRIAC является двунаправленным устройством.

    · Как и SCR, TRIAC фиксируется после запуска и выключается, когда ток ниже удерживающего тока ( I H ), что происходит в конце каждого изменения.

    • ТРИАК принадлежит к семейству тиристоров. Он может проводить в обоих направлениях.

    • Таким образом, TRIAC похож на два тиристора, соединенных встречно (встречно параллельно), но только с тремя выводами.

    • Три терминала обозначены как MT1 (Главный терминал 1), MT2 (Главный терминал 2), а терминал ворот — буквой G. • Когда напряжение на клемме MT 1 является положительным по отношению к MT 2 , импульс тока затвора заставит левый тиристор проводить.При изменении анодных напряжений импульс тока затвора заставляет 2-й (правый) тиристор проводить. Характеристики V-I TRIAC • В TRIAC два SCR соединены встречно параллельно. • Следовательно, ВАХ TRIAC в квадранте 1 st и 3 rd будут аналогичны прямым характеристикам тиристоров. • TRIAC проводит в обоих направлениях, следовательно, это двунаправленное устройство, и на его выводах могут быть различные комбинации положительного и отрицательного напряжения.
    Существует четыре возможных комбинации электродного потенциала, как указано ниже: —

    — Клемма MT2 и Gate положительны по отношению к MT1.

    — MT2 положительный по отношению к MT1, но вывод затвора отрицательный по отношению к MT1.

    — МТ2 и вывод затвора отрицательны по отношению к МТ1.

    –MT2 отрицательный по отношению к MT1, но вывод затвора положительный по отношению к MT1.

    VI-характеристики TRIAC

    ТРИАК | Тиристоры | Учебник по электронике

    SCR

    — это однонаправленные (односторонние) устройства тока, что делает их полезными только для управления постоянным током.Если два тиристора соединены последовательно параллельно, так же, как два диода Шокли были соединены вместе, чтобы сформировать DIAC, у нас есть новое устройство, известное как TRIAC: (рисунок ниже)

    Эквивалент TRIAC SCR и условное обозначение TRIAC.

    Поскольку отдельные тиристоры более гибкие для использования в современных системах управления, они чаще встречаются в схемах, таких как моторные приводы; TRIAC обычно используются в простых устройствах с низким энергопотреблением, таких как бытовые диммерные переключатели.На рисунке ниже показана простая схема регулятора яркости лампы вместе с цепью фазосдвигающего резистора-конденсатора, необходимой для срабатывания после пика.

    TRIAC фазоуправление мощностью

    TRIAC известны тем, что не стреляют симметрично. Это означает, что они обычно не срабатывают при точно таком же уровне напряжения затвора для одной полярности, что и для другой. Вообще говоря, это нежелательно, потому что асимметричное срабатывание приводит к форме волны тока с большим разнообразием гармонических частот.Формы сигналов, которые симметричны выше и ниже их средних осевых линий, состоят только из гармоник с нечетными номерами. С другой стороны, асимметричные сигналы содержат гармоники с четными номерами (которые также могут сопровождаться или не сопровождаться гармониками с нечетными номерами).

    В интересах уменьшения общего содержания гармоник в энергосистемах, чем меньше и менее разнообразны гармоники, тем лучше — это еще одна причина, по которой отдельные тиристоры предпочитают триАК для сложных мощных цепей управления.Один из способов сделать форму сигнала тока TRIAC более симметричным — это использовать устройство, внешнее по отношению к TRIAC, для синхронизации запускающего импульса. DIAC, размещенный последовательно с воротами, справляется с этой задачей: (рисунок ниже)

    DIAC улучшает симметрию управления

    Напряжение переключения

    DIAC имеет тенденцию быть гораздо более симметричным (одинаковым в одной полярности, чем в другой), чем пороговые значения напряжения срабатывания TRIAC. Поскольку DIAC предотвращает любой ток затвора до тех пор, пока напряжение запуска не достигнет определенного повторяемого уровня в любом направлении, точка срабатывания TRIAC от одного полупериода к следующему имеет тенденцию быть более согласованной, а форма волны более симметричной сверху и снизу. его осевая линия.

    Практически все характеристики и рейтинги SCR в равной степени применимы к TRIAC, за исключением того, что TRIAC, конечно, двунаправленные (могут обрабатывать ток в обоих направлениях). Больше нечего сказать об этом устройстве, за исключением важной оговорки, касающейся обозначений клемм.

    Судя по эквивалентной схеме, показанной ранее, можно подумать, что главные клеммы 1 и 2 взаимозаменяемы. Это не так! Хотя полезно представить TRIAC как состоящий из двух SCR, соединенных вместе, на самом деле он построен из единого куска полупроводникового материала, должным образом легированного и многослойного.Фактические рабочие характеристики могут незначительно отличаться от аналогичной модели.

    Это становится наиболее очевидным при сравнении двух простых схемотехнических решений, одна из которых работает, а другая — нет. Следующие две схемы представляют собой разновидность схемы регулятора яркости лампы, показанной ранее, из них для простоты удалены фазовращающий конденсатор и DIAC. Хотя полученной схеме не хватает возможности точного управления более сложной версией (с конденсатором и DIAC), она работает: (рисунок ниже)

    Эта схема с логическим элементом MT2 действительно функционирует.

    Предположим, мы должны поменять местами два основных терминала TRIAC. Согласно эквивалентной схеме, показанной ранее в этом разделе, замена не должна иметь никакого значения. Схема должна работать: (рисунок ниже)

    Если вентиль переключен на MT1, эта схема не работает.

    Однако, если эта схема будет построена, обнаружится, что она не работает! Нагрузка не получит питания, симистор вообще не сработает, независимо от того, насколько низкое или высокое значение сопротивления установлено на управляющем резисторе.Ключ к успешному запуску TRIAC — убедиться, что затвор получает ток срабатывания со стороны основного вывода 2 схемы (основной вывод на противоположной стороне символа TRIAC от вывода затвора). Идентификация терминалов MT1 и MT2 должна производиться по артикулу TRIAC со ссылкой на технический паспорт или книгу.

    ОБЗОР:

    • TRIAC действует так же, как два тиристора, подключенных спина к спине для работы в двух направлениях (AC).
    • Элементы управления
    • TRIAC чаще встречаются в простых схемах с низким энергопотреблением, чем в сложных схемах большой мощности. В схемах управления большой мощностью, как правило, предпочтение отдается нескольким тиристорам.
    • При использовании для управления подачей переменного тока на нагрузку, TRIAC часто сопровождается DIAC, соединенными последовательно с их выводами затвора. DIAC помогает TRIAC стрелять более симметрично (более последовательно от одной полярности к другой).
    • Основные клеммы 1 и 2 на TRIAC не взаимозаменяемы.
    • Для успешного запуска TRIAC ток затвора должен поступать со стороны главной клеммы 2 (MT2) схемы!

    СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

    Что такое ТРИАК? Файл.

    .. — Мир электротехники

    Что такое TRIAC?
    Основным недостатком SCR является то, что он может проводить ток только в одном направлении. Следовательно, SCR может управлять только постоянным током. мощность или полупериоды переменного тока с прямым смещением в нагрузке, однако в переменном токе В системе часто желательно и необходимо контролировать как положительные, так и отрицательные полупериоды. Для этого используется полупроводниковое устройство, называемое симистором.
    Симистор — это трехконтактное полупроводниковое переключающее устройство, которое может управлять переменным током в нагрузке.
    Triac — это аббревиатура от triode a.c. выключатель. «Tri» — указывает на то, что устройство имеет три клеммы, а «ac» означает, что устройство управляет переменным током или может проводить ток в любом направлении.
    Ключевую функцию симистора можно понять, обратившись к рисунку (i). Цепь управления симистора может быть настроена для прохождения желаемых частей положительного и отрицательного полупериода переменного тока. питание через нагрузку RL. Таким образом, как показано на рисунке (ii), симистор проходит положительный полупериод питания от θ1 до 180 ° i.е. заштрихованная часть положительного полупериода. Точно так же заштрихованная часть отрицательного полупериода будет проходить через нагрузку, таким образом, переменный ток и, следовательно, переменный ток. мощность, протекающую через нагрузку, можно контролировать.

    Что такое TRIAC cont …….

    Так как симистор может управлять проводимостью как положительных, так и отрицательных полупериодов переменного тока. Его иногда называют двунаправленным полупроводниковым триодным переключателем. Указанное выше действие симистора, конечно, не является выпрямляющим действием (как в SCR), поэтому симистор не упоминает выпрямление в своем названии.
    Конструкция симистора:
    Симистор — это трехконтактный пятислойный полупроводниковый прибор, прямая и обратная характеристики которого идентичны прямым характеристикам SCR. Эти три вывода обозначены как главный вывод MT1, главный вывод MT2 и вентиль G.
    На рисунке (i) показана конструкция симистора. Как мы увидим, симистор эквивалентен двум отдельным тиристорам, соединенным обратно параллельно (т. Е. Анод каждого из них подключен к катоду другого) с общими затворами, как показано на рисунке (ii).Таким образом, симистор действует как двунаправленный переключатель, то есть может проводить ток в любом направлении, в отличие от тиристора, который может проводить ток только в одном направлении. На рисунке (iii) показано схематическое обозначение симистора. Символ состоит из двух параллельных диодов, соединенных в противоположных направлениях одним выводом затвора. Можно видеть, что даже символ симистора указывает на то, что он может проводить ток для любой полярности основных клемм (MT1 и MT2), то есть он может действовать как двунаправленный переключатель.Затвор обеспечивает контроль над проводимостью в любом направлении.

    В отношении симистора следует отметить следующие моменты:
    (i) Симистор может проводить ток (конечно, с надлежащим током затвора) независимо от полярности основных клемм MT1 и MT2. Поскольку больше нет определенного анода или катода, основные выводы обозначаются как MT1 и MT2.
    (ii) Симистор может быть включен либо с положительным, либо с отрицательным напряжением на затворе устройства.
    (iii) Как и в случае с тиристором, как только симистор переходит в состояние проводимости, затвор теряет всякое управление.Симистор можно выключить, уменьшив ток в цепи до значения тока удержания.
    (iv) Основным недостатком симисторов по сравнению с тиристорами является то, что симисторы имеют значительно более низкие возможности обработки тока. Большинство симисторов доступны с номиналами менее 40 А при напряжении до 600 В.
    Работа симистора:
    На рисунке (i) показана работа симисторной цепи. Управляемый источник питания подключается к основным клеммам симистора через сопротивление нагрузки RL. Схема затвора состоит из батареи, токоограничивающего резистора R и переключателя S.Действие схемы
    выглядит следующим образом:
    Работа симистора
    (i) При разомкнутом переключателе S не будет тока затвора, и симистор будет отключен. Даже при отсутствии тока затвора симистор можно включить при наличии напряжения питания. становится равным напряжению переключения симистора. Однако нормальный способ включения симистора — это введение надлежащего тока затвора.

    (ii) Когда переключатель S замкнут, ток затвора начинает течь в цепи затвора. Аналогично SCR, напряжение переключения симистора может быть изменено путем протекания надлежащего тока затвора.Если на затвор подано несколько миллиампер, симистор начнет проводить ток независимо от того, положительный или отрицательный вывод MT2 относительно положительного или отрицательного. MT1.

    (iii) Если клемма MT2 положительна относительно MT1, симистор включается, и обычный ток течет от MT2 к MT1. Если клемма MT2 отрицательная по отношению к MT1, симистор снова включается, но на этот раз обычный ток течет от MT1 к MT2.
    Вышеупомянутая операция симистора показывает, что он может действовать как переменный ток. контактор для включения или выключения переменного тока нагрузки. Дополнительным преимуществом симистора является то, что, регулируя ток затвора до надлежащего значения, можно получить любую часть как положительных, так и отрицательных полупериодов переменного тока. питание может протекать через нагрузку, что позволяет регулировать передачу переменного тока. мощность от источника до нагрузки. Так работает симистор.
    Характеристики симистора:
    На рисунке (i) показаны VI-характеристики симистора. Поскольку симистор по существу состоит из двух тиристоров противоположной ориентации, изготовленных на одном кристалле, его рабочие характеристики в первом и третьем квадрантах одинаковы, за исключением направление приложенного напряжения и тока.Из характеристик симистора можно отметить следующие моменты:
    Характеристики симистора
    (i) Характеристики V-I симистора в I и III квадрантах по существу идентичны характеристикам SCR в I квадранте.

    (ii) Симистор может работать как с положительным, так и с отрицательным управляющим напряжением затвора, но при нормальной работе обычно напряжение затвора положительное в квадранте I и отрицательное в квадранте III.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.