Co to jest triak?

Czym jest triak?

Definicja triaka

Triak to trójterminalowy przełącznik prądu zmiennego, który może przeprowadzać prąd w obu kierunkach, odpowiedni do systemów AC.

Triak definiuje się jako trójterminalowy przełącznik prądu zmiennego, który może przeprowadzać prąd w obu kierunkach, w przeciwieństwie do innych silikonowych sterowanych prostowników. Może przeprowadzać prąd, niezależnie od tego, czy sygnał bramki jest dodatni, czy ujemny, co czyni go idealnym dla systemów AC.

Jest to trójterminalowe, czterowarstwowe, dwukierunkowe półprzewodnikowe urządzenie kontrolujące moc prądu zmiennego. Na rynku dostępny jest triak o maksymalnym mocy 16 kW.

Rysunek przedstawia symbol triaka, który ma dwa główne terminale MT1 i MT2 połączone w odwrotnej równoległości oraz terminal bramki.

Konstrukcja triaka

Dwa SCR są połączone w odwrotnej równoległości z wspólnym terminalem bramki. Bramka jest podłączona zarówno do obszarów N, jak i P, co pozwala na sygnał bramki niezależnie od polaryzacji. W przeciwieństwie do innych urządzeń, nie ma anody i katody, działa dwustronnie z trzema terminalami: głównym terminalem 1 (MT1), głównym terminalem 2 (MT2) i terminal bramki (G).

Rysunek pokazuje konstrukcję triaka. Są dwa główne terminale, nazywane MT1 i MT2, a pozostały terminal to terminal bramki.

Działanie triaka

Triak można aktywować, stosując napięcie bramki wyższe niż napięcie przelamywania. Alternatywnie, można go włączyć za pomocą impulsu bramki o długości 35 mikrosekund. Gdy napięcie jest poniżej napięcia przelamywania, używa się włączania przez bramkę. Istnieją cztery różne tryby działania, które są:

Gdy MT2 i bramka są dodatnie względem MT1 Wtedy prąd płynie przez ścieżkę P1-N1-P2-N2. Tutaj, P1-N1 i P2-N2 są skierowane naprzód, ale N1-P2 jest skierowane wstecz. Triak działa w obszarze dodatnio skierowanym. Dodatnia bramka względem MT1 skierowana naprzód P2-N2 powoduje przelamanie.

Gdy MT2 jest dodatnie, ale bramka jest ujemna względem MT1 Prąd płynie przez ścieżkę P1-N1-P2-N2. Ale P2-N3 jest skierowane naprzód i nośniki ładunku są wprowadzane do P2 w triaku.

Gdy MT2 i bramka są ujemne względem MT1 Prąd płynie przez ścieżkę P2-N1-P1-N4. Dwa styki P2-N1 i P1-N4 są skierowane naprzód, ale styk N1-P1 jest skierowany wstecz. Triak działa w obszarze ujemnie skierowanym.

Gdy MT2 jest ujemne, ale bramka jest dodatnia względem MT1 P2-N2 jest skierowane naprzód w tym stanie. Nośniki ładunku są wprowadzane, więc triak włącza się. Ten tryb działania ma wadę, że nie powinien być używany w obwodach o wysokim (di/dt). Wrażliwość włączania w trybie 2 i 3 jest wysoka, a jeśli wymagana jest marginesowa zdolność włączania, powinny być używane ujemne impulsy bramki. Włączanie w trybie 1 jest bardziej wrażliwe niż w trybach 2 i 3.

Charakterystyka triaka

Charakterystyka triaka jest podobna do SCR, ale dotyczy zarówno dodatnich, jak i ujemnych napięć triaka. Działanie można podsumować następująco:

Działanie triaka w pierwszej ćwiartce

Napięcie na terminalu MT2 jest dodatnie względem terminalu MT1, a napięcie bramki również jest dodatnie względem pierwszego terminalu.

Działanie triaka w drugiej ćwiartce

Napięcie na terminalu 2 jest dodatnie względem terminalu 1, a napięcie bramki jest ujemne względem terminalu 1.

Działanie triaka w trzeciej ćwiartce

Napięcie na terminalu 1 jest dodatnie względem terminalu 2, a napięcie bramki jest ujemne.

Działanie triaka w czwartej ćwiartce

Napięcie na terminalu 2 jest ujemne względem terminalu 1, a napięcie bramki jest dodatnie.

Gdy triak włącza się, przez niego płynie duży prąd, co może spowodować uszkodzenie. Aby temu zapobiec, należy używać rezystora ograniczającego prąd. Prawidłowe sygnały bramki mogą kontrolować kąt zapłonu urządzenia. Do tego celu można używać obwodów włączających, takich jak diak, z impulsami bramki do 35 mikrosekund.

Zalety triaka

• Może być włączany przy dodatniej lub ujemnej polaryzacji impulsów bramki.

• Wymaga tylko jednego chłodnika o nieco większych rozmiarach, podczas gdy dla SCR potrzebne są dwa mniejsze chłodniki.

• Wymaga tylko jednego bezpiecznika do ochrony.

• Bezpieczne przelamanie w obu kierunkach jest możliwe, ale dla SCR ochrona powinna być zapewniona poprzez diodę połączoną równolegle.

Wady triaka

• Są mniej niezawodne niż SCR.

• Mają niższą ocenę (dv/dt) niż SCR.

• Dostępne są niższe klasyfikacje w porównaniu do SCR.

• Trzeba być ostrożnym w odniesieniu do obwodu włączającego, ponieważ może być włączany w obu kierunkach.

Zastosowania triaka

• Są używane w obwodach sterujących.

• Są używane do przełączania lamp o dużej mocy.

• Są używane do sterowania mocą prądu zmiennego.