Was ist ein TRIAC?
Was ist ein TRIAC?
TRIAC-Definition
Ein TRIAC ist definiert als ein dreigliedriger Wechselstromschalter, der in beide Richtungen leitfähig ist und für Wechselstromsysteme geeignet ist.
Ein TRIAC ist definiert als ein dreigliedriger Wechselstromschalter, der in beide Richtungen leiten kann, im Gegensatz zu anderen Siliziumgelenkten Rechteckern. Er kann leiten, unabhängig davon, ob das angewendete Gattersignal positiv oder negativ ist, was ihn ideal für Wechselstromsysteme macht.
Dies ist ein dreigliedriges, vierlagiges, bidirektionales Halbleiterbauteil, das Wechselstromleistung steuert. TRIACs mit einer maximalen Leistung von 16 kW sind auf dem Markt erhältlich.
Die Abbildung zeigt das Symbol eines TRIACs, der zwei Hauptanschlüsse MT1 und MT2 in inverser Parallelschaltung und einen Gatteranschluss hat.
Aufbau des TRIACs
Zwei SCRs (Siliziumkontrollrektifier) sind in inverser Parallelschaltung mit einem gemeinsamen Gatteranschluss verbunden. Das Gatter ist mit beiden N- und P-Zonen verbunden, sodass ein Gattersignal unabhängig von der Polarität gegeben werden kann. Im Gegensatz zu anderen Bauteilen hat es keinen Anode- und Kathodenanschluss, sondern arbeitet bilaterale mit drei Anschlüssen: Hauptanschluss 1 (MT1), Hauptanschluss 2 (MT2) und Gatteranschluss (G).
Die Abbildung zeigt den Aufbau eines TRIACs. Es gibt zwei Hauptanschlüsse, nämlich MT1 und MT2, und der verbleibende Anschluss ist der Gatteranschluss.
Funktion des TRIACs
Der TRIAC kann durch Anlegen einer Gatterspannung, die höher ist als die Zündspannung, aktiviert werden. Alternativ kann er durch einen 35-Mikrosekunden-Gatterimpuls eingeschaltet werden. Wenn die Spannung unter der Zündspannung liegt, wird das Gatterauslösen verwendet.Es gibt vier verschiedene Betriebsmodi, und zwar:
Wenn MT2 und Gatter positiv bezogen auf MT1 sind In diesem Fall fließt der Strom über den Pfad P1-N1-P2-N2. Hierbei sind P1-N1 und P2-N2 vorwärts polarisiert, aber N1-P2 rückwärts polarisiert. Der TRIAC wird in der positiv polarisierten Region betrieben. Ein positives Gatter bezogen auf MT1 polarisiert P2-N2 vorwärts und führt zum Durchschlag.
Wenn MT2 positiv, aber Gatter negativ bezogen auf MT1 ist Der Strom fließt über den Pfad P1-N1-P2-N2. Aber P2-N3 ist vorwärts polarisiert und Ladungsträger werden in P2 injiziert.
Wenn MT2 und Gatter negativ bezogen auf MT1 sind Der Strom fließt über den Pfad P2-N1-P1-N4. Die beiden Übergänge P2-N1 und P1-N4 sind vorwärts polarisiert, aber der Übergang N1-P1 ist rückwärts polarisiert. Der TRIAC wird in der negativ polarisierten Region betrieben.
Wenn MT2 negativ, aber Gatter positiv bezogen auf MT1 ist, ist P2-N2 in dieser Bedingung vorwärts polarisiert. Ladungsträger werden injiziert, sodass der TRIAC einschaltet. Dieser Betriebsmodus hat den Nachteil, dass er nicht für Schaltkreise mit hohem (di/dt) verwendet werden sollte. Die Auslöseempfindlichkeit in Modus 2 und 3 ist hoch, und wenn eine geringe Auslösefähigkeit erforderlich ist, sollten negative Gatterimpulse verwendet werden. Das Auslösen im Modus 1 ist empfindlicher als im Modus 2 und 3.
Eigenschaften eines TRIACs
Die Eigenschaften des TRIACs ähneln denen eines SCR, gelten jedoch sowohl für positive als auch für negative TRIAC-Spannungen. Der Betrieb kann wie folgt zusammengefasst werden:
Erster Quadrant-Betrieb des TRIACs
Die Spannung am Anschluss MT2 ist positiv bezogen auf den Anschluss MT1, und die Gatterspannung ist ebenfalls positiv bezogen auf den ersten Anschluss.
Zweiter Quadrant-Betrieb des TRIACs
Die Spannung am zweiten Anschluss ist positiv bezogen auf den ersten Anschluss, und die Gatterspannung ist negativ bezogen auf den ersten Anschluss.
Dritter Quadrant-Betrieb des TRIACs
Die Spannung am ersten Anschluss ist positiv bezogen auf den zweiten Anschluss, und die Gatterspannung ist negativ.
Vierter Quadrant-Betrieb des TRIACs
Die Spannung am zweiten Anschluss ist negativ bezogen auf den ersten Anschluss, und die Gatterspannung ist positiv.
Wenn der TRIAC einschaltet, fließt ein starker Strom durch ihn, was zu Schäden führen kann. Um dies zu verhindern, sollte ein Strombegrenzungswiderstand verwendet werden. Mit geeigneten Gattersignalen kann der Feuerwinkel des Bauteils gesteuert werden. Gatterauslöseschaltungen, wie z.B. Diacs, können hierfür verwendet werden, wobei Gatterimpulse bis zu 35 Mikrosekunden verwendet werden können.
Vorteile des TRIACs
Er kann mit positiver oder negativer Polarität von Gattersignalen ausgelöst werden.
Er benötigt nur einen einzigen Wärmeableiter leicht größerer Größe, während für SCR zwei kleinere Wärmeableiter erforderlich sind.
Er benötigt nur einen einzigen Sicherungsschutz.
Ein sicherer Durchschlag in beide Richtungen ist möglich, aber für SCR muss ein paralleler Diode-Schutz gegeben werden.
Nachteile des TRIACs
Sie sind verglichen mit SCR weniger zuverlässig.
Er hat eine (dv/dt)-Bewertung, die niedriger ist als bei SCR.
Niedrigere Bewertungen sind im Vergleich zu SCR verfügbar.
Wir müssen vorsichtig mit der Auslöseschaltung sein, da er in beide Richtungen ausgelöst werden kann.
Anwendungen des TRIACs
Sie werden in Steuerschaltungen verwendet.
Er wird für das Schalten von Hochleistungsbeleuchtungen verwendet.
Er wird für die Steuerung von Wechselstromleistung verwendet.
