Триаци - Работни вериги и схеми за приложение

Симистор може да се сравни с фиксиращо реле. Той незабавно ще се включи и затвори веднага щом се задейства и ще остане затворен, докато захранващото напрежение остане над нула волта или полярността на захранването не се промени.

Ако захранването е променлив ток (променлив ток), симисторът ще се отвори по време на периодите, в които цикълът на променлив ток пресича нулевата линия, но ще се затваря и включва ON веднага щом се задейства повторно.

Предимства на триак като статични превключватели

• Триаците могат да бъдат ефективно заменени за механични превключватели или релета за контрол на натоварванията в променливотокови вериги.
• Триаците могат да бъдат конфигурирани да превключват относително по-тежки товари чрез минимално задействане на тока.
• Когато триаците провеждат (затварят), те не произвеждат ефект на отпадане, както при механичните превключватели.
• Когато триаците се изключат (при AC пресичане на нула ), той прави това, без да произвежда никакви преходни процеси, поради задните ЕМП и т.н.
• Триаците също така премахват свързването на контактите или проблемите с дъгата, както и други форми на износване, които често се наблюдават при електрически ключове на механична основа.
• Триаците разполагат с гъвкаво задействане, което им позволява да бъдат превключвани във всяка дадена точка от входния променлив цикъл, чрез положителен сигнал с ниско напрежение през портата и общата земя.
• Това задействащо напрежение може да бъде от всеки източник на постоянен ток, като батерия или коригиран сигнал от самото захранване. Във всеки случай триакът ще премине през периоди на изключване, когато всяка полуцикълна форма на променлив ток се движи през линията на пресичане на нулата (текуща), както е показано по-долу:

Как да включите триак

Симисторът се състои от три терминала: Gate, A1, A2, както е показано по-долу:

За да включите триак, на неговия щифт на вратата (G) трябва да се приложи задействащ ток на затвора. Това води до протичане на ток през затвора и терминал А1. Токът на затвора може да бъде положителен или отрицателен по отношение на клемата А1 на триак. Терминал А1 може да бъде свързан общо към отрицателната VSS линия или положителната VDD линия на захранващото управление на портата.

Следващата диаграма показва опростената схема на триак, а също и вътрешната му силициева структура.

Когато се задейства задействащ ток към триаковата врата, той се включва чрез вградените му диоди, вградени обратно към гърба между терминал G и терминал A1. Тези 2 диода са инсталирани на кръстовищата P1-N1 и P1-N2 на симистора.

Триаци задействащи квадранти

Задействането на триак се осъществява чрез четири квадранта в зависимост от полярността на тока на затвора, както е показано по-долу:

Тези задействащи квадранти могат практически да бъдат приложени в зависимост от семейството и класа на триак, както е дадено по-долу:

Q2 и Q3 са препоръчителните задействащи квадранти за триаци, тъй като позволяват минимален разход и надеждно задействане.

Q4 задействащ квадрант не се препоръчва, тъй като изисква по-висок ток на портата.

Важни параметри за задействане на триаци

Знаем, че триак може да се използва за превключване на променливотоково натоварване с висока мощност през неговите терминали A1 / A2 чрез относително малко захранване с постоянен ток на неговия терминал Gate.

Докато проектирате верига за управление на триак, параметрите на задействането на вратата стават решаващи. Параметрите на задействане са: задействащ ток на триак на врата IGT, напрежение на задействане на вратата VGT и ток на заключване на порта на IL.

• Минималният ток на затвора, необходим за включване на триак, се нарича IGT задействащ ток на затвора. Това трябва да се приложи през портата и терминала A1 на триака, който е общ за захранването на спусъка на портата.
• Токът на затвора трябва да бъде по-висок от стойността, определена за най-ниската определена работна температура. Това гарантира оптимално задействане на симистора при всякакви обстоятелства. В идеалния случай стойността на IGT трябва да е 2 пъти по-висока от номиналната стойност в листа с данни.
• Напрежението на спусъка, приложено през портата и терминала А1 на триак, се нарича VGT. Той се прилага чрез резистор, който ще обсъди скоро.
• Токът на затвора, който ефективно фиксира триак, е токът на заключване и се дава като LT. Заключването може да се случи, когато токът на натоварване достигне стойността LT, само след това заключването се активира, дори когато токът на затвора е отстранен.
• Горните параметри са определени при температура на околната среда от 25 ° C и може да показват статистически промени, тъй като тази температура варира.

Неизолираното задействане на триак може да се извърши в два основни режима, първият метод е показан по-долу:

Тук положително напрежение, равно на VDD, се прилага през портата и клемата А1 на симистора. В тази конфигурация можем да видим, че A1 също е свързан към Vss или отрицателната линия на източника на захранване на портата. Това е важно, в противен случай симисторът никога няма да отговори.

Вторият метод е чрез прилагане на отрицателно напрежение към симисторната порта, както е показано по-долу:

Този метод е идентичен с предишния, с изключение на полярността. Тъй като портата се задейства с отрицателно напрежение, терминалът А1 вече е свързан общо с линията VDD вместо Vss на напрежението на източника на порта. Отново, ако това не бъде направено, триакът няма да отговори.

Изчисляване на резистора на затвора

Резисторът на порта настройва IGT или тока на портата на триак за необходимото задействане. Този ток се увеличава, когато температурата падне под определената температура на кръстовището 25 ° C.

Например, ако посоченият IGT е 10 mA при 25 ° C, това може да се увеличи до 15 mA при 0 ° C.

За да се гарантира, че резисторът може да достави достатъчно IGT дори при 0 ° C, той трябва да бъде изчислен за максимално наличния VDD от източника.

Препоръчителна стойност е около 160 до 180 ома 1/4 вата за 5V порта VGT. По-високите стойности също ще работят, ако температурата на околната среда е доста постоянна.

Задействане през външен DC или съществуващ AC : Както е показано на следващата фигура, триак може да се превключва или чрез външен източник на постоянен ток, като батерия или слънчев панел, или AC / DC адаптер. Като алтернатива може да се задейства и от самото съществуващо захранване с променлив ток.

Тук превключвателят S1 има незначително напрежение върху него, тъй като превключва симистора през резистор, причинявайки преминаване на минимален ток през S1, като по този начин го спасява от всякакво износване.

Превключване на триак през Reed Relay : За превключване на симистор от движещ се обект може да се включи магнитно задействане. Тръстиков превключвател и магнит може да се използва за такива приложения , както е показано по-долу:

В това приложение магнитът е прикрепен към движещия се обект. Всеки път, когато движещата се система мине покрай релето, тя задейства симистора в проводимост чрез прикрепения към него магнит.

Reed реле може да се използва и когато е необходима електрическа изолация между задействащия източник и симистора, както е показано по-долу.

Тук медната намотка с подходящ размер се навива около тръстиковото реле и клемите на намотката са свързани към постоянен ток чрез превключвател. Всеки път, когато ключът се натисне, предизвиква изолирано задействане за триак.

Поради факта, че релетата с тръстикови превключватели са проектирани да издържат на милиони операции ON / OFF, тази превключваща система става изключително ефективна и надеждна в дългосрочен план.

Друг пример за изолирано задействане на триак може да се види по-долу, тук се използва външен източник на променлив ток за превключване на симистор през изолиращ трансформатор.

Още една форма на изолирано задействане на симистори е показана по-долу с помощта на разклонители Photo-cell. При този метод светодиодът и фотоклетката или фотодиодът са интегрирани в един пакет. Тези опто съединители са лесно достъпни на пазара.

Необичайно превключване на симистора под формата на верига за изключване / половин мощност / пълна мощност е показано на диаграмата по-долу. За да реализира 50% по-малко мощност, диодът се превключва последователно с триаковата порта. Този метод принуждава триака да се включи само за алтернативните положителни полупериоди на променлив ток.

Веригата може ефективно да се прилага за управление на нагревателни натоварвания или други резистивни товари с топлинна инерция. Това може да не работи за управление на осветлението, тъй като честотата на половин положителен цикъл на променлив ток ще доведе до досадно трептене на осветлението по същия начин, това задействане не се препоръчва за индуктивни натоварвания като двигатели или трансформатори.

Задайте нулиране на фиксираща верига триак

Следващата концепция показва как триак може да се използва за изработване на зададено резе на резето с помощта на няколко бутони.

Натискането на бутона за настройка фиксира симистора и товара е ВКЛЮЧЕН, докато натискането на бутона за нулиране блокира ключалката.

Вериги с таймер за забавяне на триак

Симистор може да бъде настроен като верига на таймера за закъснение за включване или изключване на товара след зададено предварително определено закъснение.

Първият пример по-долу показва верига на таймера за закъснение, базирана на триак. Първоначално при захранване триакът ще се включи.

Междувременно 100uF започва зареждане и след достигане на прага UJT 2N2646 се задейства, като включва SCR C106.

SCR късо затваря вратата към земята, като изключва симистора. Закъснението се определя от настройката 1M и стойността на серийния кондензатор.

Следващата верига представлява верига с таймер на триак за закъснение. При захранване симисторът не реагира веднага. Diac остава изключен, докато кондензаторът 100uF се зарежда до прага на запалване.

След като това се случи, diac пожари и тригери симисторът ВКЛ. Времето на забавяне зависи от стойностите на 1M и 100uF.

Следващата схема е друга версия на таймер, базиран на триак. Когато се включи, UJT се включва през кондензатора 100uF. UJT поддържа SCR превключвателя ИЗКЛЮЧЕН, лишавайки симистора от тока на портата и по този начин симисторът също остава изключен.

След известно време, в зависимост от настройката на предварително зададената 1M, кондензаторът е напълно зареден, като изключва UJT. SCR сега се включва, задейства симистора ON, както и товара.

Схема на мигач на триак лампа

Тази верига на мигач с триак може да се използва за мигане на стандартна лампа с нажежаема жичка с честота, която може да се регулира между 2 и около 10 Hz. Веригата работи чрез коригиране на мрежовото напрежение от диод 1N4004 заедно с променлива RC мрежа. В момента, в който електролитният кондензатор се зареди до напрежението на пробив на diac, той се принуди да се разреди през diac, което от своя страна задейства триак, което води до мигане на свързаната лампа.

След закъснение, зададено от контрола 100 k, кондензаторът се зарежда отново, за да предизвика повторение на мигащия цикъл. Контролът 1 k задава тока на задействане на триак.

Заключение

Triac е един от най-гъвкавите компоненти на електронното семейство. Триаците могат да се използват за реализиране на различни полезни концепции на веригата. В горния пост научихме за няколко прости приложения на симисторната верига, но има безброй начини, по които триак може да бъде конфигуриран и приложен за създаване на желана схема.

В този уебсайт вече публикувах много вериги, базирани на триак, към които можете да се обърнете за по-нататъшно обучение, ето връзката към него: