Lehrbuch

Das TRIAC

COMO MEDIR TRIACs | Eletrônica para Iniciantes #101 (Januar 2019).

Anonim

Das TRIAC

Kapitel 7 - Thyristoren


SCRs sind unidirektionale (Einweg-) Stromgeräte, wodurch sie nur zur Steuerung von DC nützlich sind. Wenn zwei SCRs parallel zueinander verbunden sind, so wie zwei Shockley-Dioden zu einem DIAC zusammengefügt wurden, haben wir ein neues Gerät namens TRIAC : (Abbildung unten)

Das TRIAC SCR-Äquivalent und das TRIAC-Schaltplansymbol

Da einzelne SCRs in fortschrittlichen Steuerungssystemen flexibler einsetzbar sind, werden diese häufiger in Schaltungen wie Motorantrieben verwendet. TRIACs werden normalerweise in einfachen, energiesparenden Anwendungen wie Haushaltsdimmer verwendet. Eine einfache Lampenabblendschaltung ist in Fig. 8 gezeigt, die mit dem phasenverschiebenden Widerstands-Kondensator-Netzwerk, das für das Nach-Spitzen-Brennen notwendig ist, vervollständigt ist.

TRIAC-Phasensteuerung der Leistung

TRIACs sind berüchtigt dafür, nicht symmetrisch zu feuern. Dies bedeutet, dass diese normalerweise nicht für genau die gleiche Gate-Spannungsebene für die eine Polarität wie für die andere auslösen. Im Allgemeinen ist dies nicht wünschenswert, da ein unsymmetrisches Brennen zu einer Stromwellenform mit einer größeren Vielfalt von harmonischen Frequenzen führt. Wellenformen, die oberhalb und unterhalb ihrer durchschnittlichen Mittellinien symmetrisch sind, bestehen nur aus ungeradzahligen Harmonischen. Unsymmetrische Wellenformen enthalten andererseits geradzahlige Harmonische (die auch von ungeradzahligen Harmonischen begleitet sein können oder nicht).

Im Interesse des Reduzierens des Gesamtoberschwingungsgehaltes in Leistungssystemen, je weniger und weniger diversitär die Oberwellen sind, desto besser - ein weiterer Grund, warum individuelle SCRs gegenüber TRIACs für komplexe Steuerstromkreise mit hoher Leistung bevorzugt sind. Eine Möglichkeit, den Stromverlauf des TRIACs symmetrischer zu gestalten, besteht darin, ein externes Gerät zu verwenden, um den Triggerimpuls zeitlich zu steuern. Ein DIAC, der in Reihe mit dem Tor platziert ist, macht das recht gut: (Abbildung unten)

DIAC verbessert die Symmetrie der Kontrolle

DIAC-Kippspannungen sind tendenziell viel symmetrischer (die gleiche Polarität wie die anderen) als TRIAC-Triggerspannungsschwellenwerte. Da der DIAC jeden Gatestrom verhindert, bis die Auslösespannung einen bestimmten, wiederholbaren Pegel in jeder Richtung erreicht hat, neigt der Zündpunkt des TRIAC von einer Halbwelle zur nächsten dazu, konsistenter zu sein, und die Wellenform ist mehr symmetrisch oberhalb und unterhalb seine Mittellinie.

Praktisch alle Eigenschaften und Bewertungen von SCRs gelten gleichermaßen für TRIACs, mit der Ausnahme, dass TRIACs natürlich bidirektional sind (Strom in beiden Richtungen verarbeiten können). Über dieses Gerät muss nicht viel mehr gesagt werden, abgesehen von einem wichtigen Vorbehalt bezüglich seiner Endbezeichnungen.

Aus dem zuvor gezeigten Ersatzschaltbild könnte man meinen, dass die Hauptanschlüsse 1 und 2 austauschbar waren. Diese sind nicht! Obwohl es hilfreich ist, sich vorzustellen, dass der TRIAC aus zwei SCR zusammengesetzt ist, ist er tatsächlich aus einem einzigen Stück Halbleitermaterial aufgebaut, geeignet dotiert und geschichtet. Die tatsächlichen Betriebseigenschaften können geringfügig von denen des entsprechenden Modells abweichen.

Dies wird am deutlichsten, wenn man zwei einfache Schaltungsdesigns gegenüberstellt, eines, das funktioniert, und eines, das nicht funktioniert. Die folgenden zwei Schaltungen sind eine Abwandlung der zuvor gezeigten Lampenabblendschaltung, wobei der phasenverschiebende Kondensator und DIAC der Einfachheit halber entfernt sind. Obwohl die resultierende Schaltung die Feinsteuerungsfähigkeit der komplexeren Version (mit Kondensator und DIAC) nicht aufweist, funktioniert sie: (FigureBelow)

Diese Schaltung mit dem Gate zu MT 2 funktioniert.

Angenommen, wir würden die beiden Hauptterminals des TRIAC tauschen. Gemäß dem zuvor in diesem Abschnitt gezeigten Ersatzschaltbild sollte der Tausch keinen Unterschied machen. Die Schaltung sollte funktionieren: (Abbildung unten)

Wenn das Gate zu MT 1 getauscht wird, funktioniert diese Schaltung nicht.

Wenn diese Schaltung jedoch gebaut wird, wird festgestellt, dass es nicht funktioniert! Die Last erhält keine Leistung, der TRIAC wird überhaupt nicht gezündet, egal wie niedrig oder hoch ein Widerstandswert ist, auf den der Steuerwiderstand eingestellt ist. Der Schlüssel zum erfolgreichen Triggern eines TRIAC besteht darin, sicherzustellen, dass das Gate seinen Triggerstrom von der Seite des Hauptanschlusses 2 (der Hauptanschluss auf der dem Gate-Anschluss gegenüberliegenden Seite des TRIAC-Symbols) erhält. Die Identifizierung der MT1- und MT2-Terminals muss über die Teilenummer des TRIAC unter Bezugnahme auf ein Datenblatt oder ein Buch erfolgen.

  • REZENSION:
  • Ein TRIAC verhält sich ähnlich wie zwei SCRs, die Rücken an Rücken für den bidirektionalen (AC) Betrieb verbunden sind.
  • TRIAC-Steuerungen werden häufiger in einfachen Stromkreisen mit geringer Leistung als in komplexen Stromkreisen mit hoher Leistung eingesetzt. In großen Leistungssteuerschaltungen werden mehrere SCR bevorzugt.
  • Wenn TRIACs verwendet werden, um Wechselstrom zu einer Last zu steuern, werden sie oft von DIACs begleitet, die mit ihren Gate-Anschlüssen in Reihe geschaltet sind. Der DIAC hilft dem TRIAC, symmetrischer zu strahlen (konstanter von einer Polarität zur anderen).
  • Die Hauptklemmen 1 und 2 an einem TRIAC sind nicht austauschbar.
  • Um einen TRIAC erfolgreich auszulösen, muss der Gate-Strom von der Hauptklemme 2 (MT 2 ) des Schaltkreises kommen!