Триак: что это такое, принип работы, ВАХ, маркировка и разновидности

что это такое, принип работы, ВАХ, маркировка и разновидности

Симистор – электронная деталь, основанная на принципах полупроводимости.. В американской терминологии электроники они называются триаками. Главной особенностью этих радиодеталей является способность проводить ток в оба направления. Симистор выполняет роль ключа-регулятора, который используется для создания цепей и является двунаправленным транзистором. Состоят они из силовых электродов. Один из находится на стороне электрода управления, а другого в его основе.

Свой термин они получили при использовании двух параллельных тиристоров и управляющего электрода. Статья содержит материал по тому как они используются, как и где используются, какую структуру имеют, а также где их можно использовать. В качестве дополнения, статья содержит два видеоматериала, а также научную статью.

Симистор: вид с двух сторон.

Симистор: вид с двух сторон.

Содержание

Как он работает и для чего нужен

Симистор является полупроводниковым прибором. Его полное название – симметричный триодный тиристор. Его особенность – возможно проводить ток в обе стороны. Данный элемент цепи имеет три вывода: один является управляющим, а два других силовыми. В этой статье мы рассмотрим принцип работы, устройство и назначение симистора в различных схемах электроприборов. В таблице ниже представлены характеристики популярных симисторов:

характеристики популярных симисторов

Таблица характеристик популярных симисторов.

Конструкция и принцип действия

Особенность симистора является двунаправленной проводимости идущего через прибор электрического тока. Конструкция устройства строится на использовании двух встречно-параллельных тиристоров с общим управлением. Такой принцип работы дал название от сокращенного «симметрические тиристоры». Поскольку электроток может протекать в обе стороны, нет смысла обозначать силовые выводы как анод и катод. Дополняет общую картину управляющий электрод. В симисторе есть пять переходов, позволяющих организовать две структуры. Какая из них будет использоваться зависит от места образования (конкретный силовой вывод) отрицательной полярности.

Симистор.

Симистор.

Как работает устройство

Исходно полупроводниковый прибор находится в запертом состоянии и ток по нему не проходит. При подаче тока на управляющий электрод, последний переходит в открытое состояние и симистор начинает пропускать через себя ток. При работе от сети переменного тока полярность на контактах постоянно меняется. Схема, где используется рассматриваемый элемент, при этом будет работать без проблем. Ведь ток пропускается в обоих направлениях. Чтобы симистор выполнял свои функции, на управляющий электрод подают импульс тока, после снятия импульса ток через условные анод и катод продолжает протекать до тех пор, пока цепь не будет разорвана или они не будут находится под напряжением обратной полярности.

Это один из видов тиристоров, отличающийся от базового типа большим числом p-n переходов, и как следствие этого, принципом работы (он будет описан ниже). Характерно, что в элементной базе некоторых стран данный тип считается самостоятельным полупроводниковым устройством. 

При использовании в цепи переменного тока симистор закрывается на обратной полуволне синусоиды, тогда нужно подавать импульс противоположной полярности (той же, под которой находятся «силовые» электроды элемента).

Что такое симистор (триак)

Принцип действия системы управления может корректироваться в зависимости от конкретного случая и применения. После открытия и начала протекания подавать ток на управляющий электрод не нужно. Цепь питания разрываться не будет. При надобности отключить питание следует понизить ток в цепи ниже уровня величины удержания или кратковременно разорвать цепь питания.

Управляющие сигналы

Чтобы добиться желаемого результата с симистором используют не напряжение, а ток. Чтобы прибор открылся, он должен быть на определённом небольшом уровне. Для каждого симистора сила управляющего тока может быть разной, её можно узнать из даташита на конкретный элемент. Например, для симистора КУ208 этот ток должен быть больше 160 мА, а для КУ201 —не менее 70 мА.

Симистор иностранного производства.

Симистор иностранного производства.

Полярность управляющего сигнала должна совпадать с полярностью условного анода. Для управления симистором часто используют выключатель и токоограничительный резистор, если он управляется микроконтроллером – может понадобиться дополнительная установка транзистора, чтобы не сжечь выход МК, или использовать симисторный оптодрайвер, типа MOC3041 и подобных. Четырёхквадрантные симисторы могут отпираться сигналом с любой полярностью. В этом преимуществе есть и недостаток – может потребоваться увеличенный управляющий ток. При отсутствии прибор заменяется двумя тиристорами. При этом следует правильно подбирать их параметры и переделывать схему управления. Ведь сигнал будет подаваться на два управляющих вывода.

Интересно по теме: Как проверить стабилитрон.

Достоинства и недостатки

Для чего нужен рассматриваемый полупроводниковый прибор? Самый популярный вариант использования – коммутация в цепях переменного тока. В этом плане симистор очень удобен – используя небольшой элемент можно обеспечить управление высоковольтного питания. Популярны решения, когда им заменяют обычное электромеханическое реле. Плюс такого решения – отсутствует физический контакт, благодаря чему включение питания становится надежнее, переключение бесшумным, ресурс на порядки больше, быстродействие выше. Еще одно достоинство симистора – относительно невысокая цена, что вместе с высокой надёжностью схемы и временем наработки на отказ выглядит привлекательно.

Симистр на 0,6А.

Полностью избежать минусов разработчикам не удалось. Так, приборы сильно нагреваются под нагрузкой. Приходится обеспечивать отвод тепла. Мощные (или «силовые») симисторы устанавливают на радиаторы. Ещё один недостаток, влияющий на использование, это создание гармонических помех в электросети некоторыми схемами симисторных регуляторов (например, бытовой диммер для регулировки освещенности).

Что такое симистор (триак)

Отметим, что напряжение на нагрузки будет отличаться от синусоиды, что связано с минимальным напряжением и током, при которых возможно включение. Из-за этого подключать следует только нагрузку, не предъявляющую высоких требований к электропитанию. При постановке задачи добиться синусоиды такой способ коммутации не подойдёт. Симисторы сильно подвержены влиянию шумов, переходных процессов и помех. Также не поддерживаются высокие частоты переключения.

Область применения

Характеристики, небольшая стоимость и простота устройства позволяет успешно применять симисторы в промышленности и быту. Их можно найти:

  • В стиральной машине.
  • В печи.
  • В духовках.
  • В электродвигателе.
  • В перфораторах и дрелях.
  • В посудомоечной машине.
  • В регуляторах освещения.
  • В пылесосе.

На этом перечень, где используется этот полупроводниковый прибор, не ограничивается. Применение рассматриваемого проводникового прибора осуществляется практически во всех электроприборах, что только есть в доме. На него возложена функция управления вращением приводного двигателя в стиральных машинках, они используются на плате управления для запуска работы всевозможных устройств – легче сказать, где их нет.

Основные характеристики

Рассматриваемый полупроводниковый прибор предназначен для управления схемами. Независимо от того, где в схеме он применяется, важны следующие характеристики симисторов:

  1. Максимальное напряжение. Показатель, который будучи достигнут на силовых электродах не вызовет, в теории, выхода из строя. Фактически является максимально допустимым значением при условии соблюдения диапазона температур. Будьте осторожны – даже кратковременное превышение может обернуться уничтожением данного элемента цепи.
  2. Максимальный кратковременный импульсный ток в открытом состоянии. Пиковое значение и допустимый для него период, указываемый в миллисекундах.
  3. Рабочий диапазон температур.
  4. Отпирающее напряжение управления (соответствует минимальному постоянному отпирающему току).
  5. Время включения.
  6. Минимальный постоянный ток управления, нужный для включения прибора.
  7. Максимальное повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии. Этот параметр всегда указывают в сопроводительной документации. Обозначает критическую величину напряжения, предельную для данного прибора.
  8. Максимальное падение уровня напряжения на симисторе в открытом состоянии. Указывает предельное напряжение, которое может устанавливаться между силовыми электродами в открытом состоянии.
  9. Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии и напряжения в закрытом. Указываются соответственно в амперах и вольтах за секунду. Превышение рекомендованных значений может привести к пробою или ошибочному открытию не к месту. Следует обеспечивать рабочие условия для соблюдения рекомендованных норм и исключить помехи, у которых динамика превышает заданный параметр.
  10. Корпус симистора. Важен для проведения тепловых расчетов и влияет на рассеиваемую мощность.

Вот мы и рассмотрели, что такое симистор, за что он отвечает, где применяется и какими характеристиками обладает. Рассмотренные простым языком теоретические азы позволят заложить основу для будущей результативной деятельности. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Полупроводниковая структура симистора

Структура симистора состоит из пластины, состоящей из чередующихся слоев с электропроводностями p- и n- типа и из контактов электродов основного и управляющего действия. Всего в структуре полупроводника содержится пять слоев p- и n-типа. Область между слоями называется p-n-переходом, который обладает нелинейной ВАХ с небольшим сопротивлением в обратном направлении, где минус – это n-слой, а плюс – p-слой и высокое значение сопротивления в обратном направлении. Пробой p-n-перехода происходит при напряжении равном несколько тысяч вольт.

Во время включения симистора в прямом направлении в работу вступает правая половина структуры. Левая область структуры выключена, она считается для тока, с обладанием очень высоким сопротивлением. Характеристики симистора динамического и статического плана при его действии в прямом направлении, при поступлении положительного управляющего сигнала соответствуют аналогичным характеристикам тиристора, работающего в прямом направлении.

По этой схеме к СЭУ прилагается напряжение со знаком плюс, относительно СЭ, а p—n-переходы j2  и j подключаются в прямом, а p—n-переходы j1  и j– в обратную сторону. Благодаря этому структура может рассматриваться, как структура тиристора, подключенная в обратном направлении, не принимающая участие в работе по пропусканию тока. В этом случае действие прибора определяется при помощи левой части структуры и представляет собой обратно ориентированную p—n—p—n структуру с добавочным пятым слоем n

0 , который граничит со слоем p1.

Использование симистора

Симистор представляется настолько гибким и универсальным устройством, что благодаря его свойству переключения в проводящее состояние запускаемым импульсом с положительным или отрицательным знаком, который не зависит от источника  проявляющего свойства мгновенной полярности. По сути названия анод и катод для прибора не имеют большой актуальности.

  • Одно из популярных и простейших сфер использования симистора может считаться его применение в качестветвердотельного реле. Для него характерно малое значение пускового тока достаточного для нагрузки с большими токами. Функцию ключа в таком устройстве может играть геркон, или обладающее большой чувствительностью термореле и прочие контактные пары с током до 50мА, при этом величина тока нагрузки может ограничиваться исключительно показателями, на которые рассчитан симистор.
  • 2Не менее широко использование симистора в качестве регулятора интенсивности освещения и управления скоростью вращения электромотора. Схема построена на спользовании запускающих элементов, которые устанавливаются RC-фазовращателем, такой элемент, как потенциометр регулирует интенсивность освещения, а резистор служит для ограничения тока нагрузки. Формирование импульсов выполняется с помощью динистора. После пробоя в динисторе, который происходит в результате разности потенциалов на конденсаторе, импульс разряда конденсатора, возникающий мгновенно включает симистор.
  • Управление мощностью в нагрузке с использованием в схеме добавочной RC-цепочки, что дает большой фазовый сдвиг, который облегчает задачу по управлению мощности.
Обозначение симистора на схеме.

Обозначение симистора на схеме.

Преимущества использования симисторов

  • Увеличение разрешенной критической величины напряжения коммутации, что разрешает управления большими реактивными нагрузками без существенных сбоев в коммутации. Это позволяет уменьшить число компонентов, размеры печатной платы, снизить цену и убрать потери на рассеивание энергии демпфером.
  • Повышение критической величины изменения тока коммутации, что повышает качество работы на высокой частоте для несинусоидального напряжения.
  • Большая чувствительность к высокой температуре рабочего процесса.
  • Высокое значение допустимого напряжения снижает стремление к самовключению из состояния отсутствия проводимости при большой температуре, что разрешает их использование для резистивных нагрузок по управлению бытовой и нагревательной техникой.
  • Долговечность симистора, обусловленная рабочими температурными перепадами, отличается практически неограниченным ресурсом.
  • Отсутствие искрообразования и возможность управления в момент нулевого тока в сети, что снижает электромагнитные помехи.

Основные достоинства симистора:

  1. большая частота срабатывания для высокой точности управления;
  2. высокий ресурс по сравнению с релейными электромеханическими устройствами;
  3. возможность добиться небольших размеров приборов;
  4. отсутствие шума при включении и отключении электроцепей.

Силовая электроника, с использованием  симисторов, разработанная отечественными производителями благодаря своим качественным показателям может составить западным фирмам высокую конкуренцию.

Материал по теме: Как подключить конденсатор

Виды симисторов

Говоря о видах симисторов, следует принять тот факт, что это симистор является одним из видов тиристоров.  Когда имеются в виду различия по работе, то и тиристор можно представить своего рода разновидностью симистора. Различия касаются лишь по управляющему катоду и в разных принципах работы этих тиристоров. Читайте что такое импульсный блок питания.

Поврежденные симисторы.

Поврежденные симисторы.

Импортные симисторы широко представлены на отечественном рынке. Их основное отличие от отечественных  симисторов заключается в том, что они не требуют предварительной настройки в самой схеме, что позволяет экономить  детали и место на печатной плате. Как правило, они начинают работать сразу после включения в схему. Следует лишь точно подобрать необходимый симистор по всем требуемым характеристикам.

  • На замену Z00607 хорошо подходят ы BT131-600, только они максимально подходят по всем характеристикам
  • Полностью аналогичный у Z7M является МАС97А8.
  • z3m . Такой же , как и чуть выше.  Различия в токе по управляющему ключу и в максимальном напряжении. Полностью аналогичен по замене на  MAC97A8
  • ВТА 16 600 — импортный , рассчитанный на использование в цепях до 16 ампер и напряжением до 600 вольт
  • Этот очень часто используется концерном Samsung в производстве бытовых приборов.  Аналогом этого полупроводника и, несомненно, более лучшим, является BT 134-800. ы m2lz47 являются не самыми надежными с точки зрения условий эксплуатации в приборах с нестабильными параметрами питающей сети.
  • тс122 25. Данный симистор очень часто называют силовым тиристором, так как он используется в электроприборах или электроинструменте в механизмах плавного пуска.  Отличительной особенность данного а является его большая надежность на протяжении большого срока работы.
  • 131 6 , другое название данного а  ВТ 131-600, но есть и упрощенное  название, и на многих деталях имеется именно упрощенная маркировка. С этим моментом очень часто связано то, что по оригинальной или упрощенной маркировке не всегда можно найти именно ту информацию, которая нужна.

Схемы управления

Схемы управления симистором отличаются простотой и надежностью. Там, где без применения симисторов требовалось большое количество деталей, и производилась тщательная подгонка по параметрам – симисторы значительно упростили всю принципиальную схему.  Включение в схему только основных элементов позволяет миниатюризировать не только саму печатную плату, но и весь прибор в целом. Читайте принцип работы индикаторной отвертки.

Что такое симистор (триак)

Схема диммера на симисторе позволяет создать компактное дополнение к выключателю освещения, для плавной регулировки уровня освещения. При необходимости схему можно дополнить компонентами для плавного изменения освещения в зависимости от яркости внешнего фона.

Схема регулятора на симисторе включает в себя непосредственно сам датчик температуры, питающую сеть, и прибор нагрузки. Изменение показаний датчика температуры приводит к изменени показателей тока на ключе симистора, что приводит либо к увеличению напряжения, либо к уменьшению. Забудьте о сложных механических устройствах с биметаллическими пластинами и выгорающих контактах. Схемы управления скоростью вращения двигателя принципиально ничем не отличаются по принципу построения от других аналогичных. Нюансы касаются только параметров тока и напряжения на двигатель.

Симистр на электронной схеме.

Симистр на электронной схеме.

Управление симистором через оптопару позволяет подключать электрооборудование, которым нужно управлять. Непосредственно к компьютеру через порт LPT. Оптопара в данном примере позволяет защитить непосредственно материнскую плату компьютера от перегрузки и выхода из строя.  Своего рода умны предохранитель с функцией управления. Управление симистором с микроконтроллера позволяет добиться очень точных показателей по току и напряжению, при которых происходит управление самим симистором и распределению питающего напряжения на различные устройства нагрузки.

Заключение

Рейтинг автора

Автор статьи

Инженер по специальности "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем", МИФИ, 2005–2010 гг.

Написано статей

В статье описаны все особенности строения и работы симистора. Более подробно о них можно узнать из статьи Работа симистора. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.elektronchic.ru

www.samelectrik.ru

www.howelektrik.com

www.principraboty.ru

Предыдущая

ПолупроводникиЧто такое динистор?

Следующая

ПолупроводникиЧто такое тиристоры?

Тиристоры и Триаки (симисторы) - Десять Золотых Правил

 В этой статье мы рассмотрим 10 основных правил применения тиристоров и триаков (симисторов) при проектировании устройств управления мощностью.

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

1

Вольтамперная характеристика тиристора показана на Рис. 2.

2

Открытое состояние тиристора.
Тиристор переходит в открытое состояние при подаче положительного смещения на затвор 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.


Правило 1. Для того чтобы тиристор (триак) перевести в открытое состояние: ток затвора Е IGT необходимо подавать до достижения тока нагрузки Е IL. Эти условия должны выполняться при минимальной ожидаемой рабочей температуре перехода.


Чувствительный затвор тиристоров, таких как BT150, при увеличении температуры перехода выше Tjmax может вызывать ложное срабатывание за счёт тока утечки от анода к катоду.
Во избежание ложных срабатываний можно посоветовать следующие рекомендации:

  1. Рабочая температура перехода должна быть меньше значения Tjmax.
  2. Использовать тиристоры с меньшей чувствительностью, такие как BT151, или уменьшить чувствительность имеющегося тиристора включением резистора номиналом 1КОм 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 снизится ниже значения тока удержания IHна 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 IHдостаточное 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.


Правило 2. Для переключения тиристора (или триака), ток нагрузки должен быть < IH в течение достаточного времени позволяющего вернуться к состоянию отсутствия проводимости. Это условие должно быть выполнено при самой высокой ожидаемой рабочей температуре перехода.


Триак (симистор)
Триак представляет собой "двунаправленный тиристор". Особенностью триака является способностью проводить ток как от анода к катоду, так и в обратном направлении.

3

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 четырёх секторах, как показано в рис. 4.

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.
(Внутреннему строению переходов триака характерно то, 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, ёмкостные нагрузки),
  4. Чем выше IL (это относится и к квадранту 1-), тем большая продолжительность IG 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 вольтамперной характеристики триака. Положительному напряжению T2 соответствует положительное значение тока через T2, и наоборот (см. Рис. 5).

РИС.5

Следовательно, управление осуществляется только в квадрантах 1 и 3. А указатели (+) и (-) относятся к направлению тока затвора.


Правило 3. При проектировании необходимо избегать включения триака в 3+ квадранте (MT2-, G +).


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

(а) 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 1Ком 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" (например BT139-600H). Этот нечувствительный ряд (IGT min =10mA) специально разработан для обеспечения высокой шумовой устойчивости.


Правило 4. Для минимизации шумового срабатывания следует свести к минимуму длину проводников к затвору. Подключить общий провод непосредственно к T1 (или катоду). Желательно использовать витую пару или экранированный кабель. Можно поставить резистор до 1Ком между затвором и T1, или шунтировать затвор конденсатором и соединённым с ним последовательно резистором.
Один из вариантов - использование нечувствительных триаков ряда "H".


(b) 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).

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:

  1. Скорость спадания тока нагрузки при переключении, dICOM/dt. Высокое значение dICOM/dt снижает значение dVCOM/dt.
  2. 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 100nF.
В качестве альтернативы можно предложить использование Hi-Com триаков (более подробно об этих триаках можно прочесть в номере 7 журнала "Компоненты и Технологии" за 2002 год).
Обратите внимание, что резистор не может быть удалён из демпфера, так как он используется в качестве ограничителя тока, во избежание возникновения высокого значения dIT/dt в моменты коммутации.

(c) 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 такого - 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 стремиться к нулю. Этот эффект проиллюстрирован на (рис. 7).

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 50Hz 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.

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

РИС.8

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 Hi-Com триаков в таких случаях может снять эти проблемы.


Правило 5. Если есть вероятность превышения значения dVD/dt или dVCOM/dt, необходимо включить RC демпфер между T1 и T2. Если есть вероятность превышения значения dICOM/dt, необходимо включить последовательно с нагрузкой катушку индуктивности в несколько mH.
Альтернатива - использование HI-Com триаков


(e) 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 (см. 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.

РИС.9

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 даётся в его характеристиках, то, скорее всего, триак не выйдет из строя. Эта проблема может быть решена, подключением не насыщающейся 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 повлечёт 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 275В (среднеквадратичное значение) для 230В цепей, риск перегорания МОВ минимален. Такие проблемы вероятны, если варистор на 250В используется при высокой температуре окружающей среды в цепях со среднеквадратичным значением 230В.


Правило 6. Если есть вероятность превышения VDRM триака во время переходных процессов, необходимо принять следующие меры:
Ограничить высокое значение dIT/dt ненасыщаемой катушкой индуктивности на единицы mH последовательно с нагрузкой; Использовать MOB параллельно питанию в комбинации с фильтром к источнику питания.


Состояние проводимости, dIT/dt
Когда триак(тиристор) находятся в состоянии проводимости под действием сигнала затвора, проводимость начинается в участке кристалла смежным к затвору, и затем быстро распространяясь 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 произойдёт короткое замыкание между T1 и T2.
При работе в 3+ квадранте, ещё 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 приведёт 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 3+ квадранте.
Значение dIT/dt связано со скоростью нарастания тока затвора(dIG/dt) и максимальным значением IG. Высокие значения dIG/dt и пикового IG (без превышения номинальные мощности затвора) дают более высокое значение dIT/dt.


Правило 7. Продуманная схема управления затвором и отказ от работы в квадранте 3+ увеличивает 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 значение при начале перехода в состояние проводимости в пике напряжения сети. Если есть вероятность превышения номинального значение dIT/dt триака, необходимо ограничить это включением катушки индуктивности mH 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 и/или схема управления фазой включения.


Правило 8. Если есть вероятность превышения значения dIT/dt необходимо установить последовательно с нагрузкой индуктивность в несколько mH или терморезистор с обратным температурным коэффициентом.
Для резистивных нагрузок можно использовать режим включения при нулевой разности потенциалов.


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 для тиристора. См. Правило 2.

Некоторые особенности Hi-Com триаков
Hi-Com триаки имеют отличную от обычных триаков внутреннюю. 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 необходимости в демпфирующем устройстве, 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 счёт 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 различной внутренней структуры работа Hi-Com триаков 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 почти всегда возможна.
Более подробную информацию по Hi-Com триакам можно найти в специальной литературе:
Factsheet 013 - Understanding Hi-Com Triacs, and
Factsheet 014 - Using Hi-Com Triacs.

Способы монтажа триаков.
При малых нагрузках или коротких импульсных токах нагрузки (меньше чем 1 секунда), 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 клёпка. Наиболее распространены первые два способа. Клёпка - в большинстве случаев не рекомендуется, так как может вызвать повреждение или деформацию кристалла , что приведёт 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-корпус и более ранних SOT186A X-корпус).
Примечание: SOT78 известен 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 0.02mm.
  4. Крутящий момент (с установкой шайбы) должен быть между 0.55Nm- 0.8Nm.
  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.

Правило 9. При монтаже триака (тиристора) необходимо избегать приложения чрезмерных механических усилий. Перед пайкой необходимо закрепить прибор одним из трёх выше перечисленных способов. Особое внимание необходимо уделить плотности прилегания корпуса прибора к радиатору.


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(K)/P(W), где T - температура в Кельвинах, и P-рассеяние энергии в ваттах.

Для прибора, установленного вертикально без радиатора, тепловое сопротивление задаётся тепловым сопротивлением переход-окружающая среда Rth =Rth j-a.
-Для корпуса SOT82 значение равно 100 K/W;
-Для корпуса SOT78 значение равно 60K/W; -Для корпусов F и X значение равно 55K/W .

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

Rth j-a = Rth j-mb + Rth mb-h + Rth h-a
(не изолированный корпус).

Для изолированных корпусов нет ссылки на термосопротивление Rth j-mb ,так как Rth mb-h принят постоянным и дан с учётом использования термопасты. Поэтому, тепловое сопротивление для изолированного корпуса является суммой тепловых сопротивлений переход-теплоотвод и теплоотвод-окружающая среда.

Rth j-a = Rth j-h + Rth h-a
(изолированный корпус).

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, мы должны сначала вычислить рассеяние энергии в триаке (тиристоре), используя следующее уравнение:

P = Vo * IT (AV) + Rs * IT(RMS)2

Vo и Rs получены из "on-state" характеристики триака (тиристора). Если значения не указанны, то они могут быть получены из графика путём вычерчивания касательной к VT max. Точка на оси VT, где её пересекает касательная, даёт Vo, в то время как тангенс угла наклона касательной дает Rs. Используя уравнение теплового сопротивления, данное выше, получаем: Rth j-a = T/P. Максимально допустимая температура перехода будет, когда Tj достигает Tj max при самой высокой температуре окружающей среды. Это дает нам T.

РИС.10

Полное тепловое сопротивление
Все расчёты по вычислению теплового сопротивления имеет смысл проводить для уже установившегося режима продолжительностью больше чем 1 секунда. Для импульсных токов или длительных переходных процессов меньше чем 1 секунда 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 секунды, 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 секунд.


Правило 10. Для надёжной работы прибора, необходимое значение Rth j-a должно быть достаточно низко, чтобы держать температуру перехода в пределах Tj max при самой высокой ожидаемой температуре окружающей среды.


Номенклатура и корпуса
Промышленный ряд тиристоров Philips начинается с 0.8A в SOT54 (TO92) и заканчивается 25A в SOT78 (TO220AB).
Промышленный ряд триаков (симисторов) Philips начинается с 0.8A в SOT223 и заканчивается 25A 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 ставиться кристалл, которым оснащаются SOT223.
SOT78 самый широко 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 1,500V между прибором и теплоотводом.
Один из последних - корпус SOT186A (X-корпус), показанный на рис. 16. Он обладает несколькими преимуществами перед предыдущими типам:

  1. Корпус имеет те же размеры, как 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 2,500V между прибором и теплоотводом.

РИС.11

РИС.12

РИС.13

РИС.14

РИС.15

РИС.16

10 ПРАВИЛ

Правило 1. Для того чтобы тиристор (триак) перевести в открытое состояние: ток затвора Е IGT необходимо подавать до достижения тока нагрузки Е IL. Эти условия должны выполняться при минимальной ожидаемой рабочей температуре перехода.

Правило 2. Для переключения тиристора (или триака), ток нагрузки должен быть < IH в течение достаточного времени позволяющего вернуться к состоянию отсутствия проводимости. Это условие должно быть выполнено при самой высокой ожидаемой рабочей температуре перехода.

Правило 3. При проектировании необходимо избегать включения триака в 3+ квадранте (MT2-, G +).

Правило 4. Для минимизации шумового срабатывания следует свести к минимуму длину проводников к затвору. Подключить общий провод непосредственно к T1 (или катоду). Желательно использовать витую пару или экранированный кабель. Можно поставить резистор до 1Ком между затвором и T1, или шунтировать затвор конденсатором и соединённым с ним последовательно резистором.
Один из вариантов - использование нечувствительных триаков ряда "H".

Правило 5. Если есть вероятность превышения значения dVD/dt или dVCOM/dt, необходимо включить RC демпфер между T1 и T2. Если есть вероятность превышения значения dICOM/dt, необходимо включить последовательно с нагрузкой катушку индуктивности в несколько mH.
Альтернатива - использование HI-Com триаков.

Правило 6. Если есть вероятность превышения VDRM триака во время переходных процессов, необходимо принять следующие меры:
Ограничить высокий dIT/dt не насыщаемой катушкой индуктивности на несколько mH последовательно с нагрузкой;
Использовать MOB параллельно питанию в комбинации с фильтром к источнику питания.

Правило 7. Продуманная схема управления затвором и отказ от работы в квадранте 3+ увеличивает значение dIT/dt.

Правило 8. Если есть вероятность превышения значения dIT/dt необходимо установить последовательно с нагрузкой индуктивность в несколько mH или терморезистор с обратным температурным коэффициентом.
Для резистивных нагрузок можно использовать режим включения при нулевой разности потенциалов.

Правило 9. При монтаже триака (тиристора) необходимо избегать приложения чрезмерных механических усилий. Перед пайкой необходимо закрепить прибор одним из трёх выше перечисленных способов. Особое внимание необходимо уделить плотности прилегания корпуса прибора к радиатору.

Правило 10. Для надёжной работы прибора, необходимое значение Rth j-a должно быть достаточно низко, чтобы держать температуру перехода в пределах Tj max при самой высокой ожидаемой температуре окружающей среды.

 

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 IG 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 VDRM (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, dIT/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.
Препарат Triac (Триак) и его применение в мезотерапии

Содержание статьи


Мезотерапевтический препарат Triac – это эффективное средство борьбы с целлюлитными отложениями. Воздействие этого синтетического вещества, соответствующего гормону щитовидной железы, активизирует метаболические процессы белков, липидов и углеводов. Мезотерапия Триаком позволяет улучшить работу сердечно-сосудистой и нервной систем человека.

Производитель данного раствора – испанская компания «Мезоэстетик» — одно из наиболее успешных предприятий по выпуску биоревитализационных и пилинговых средств омоложения. Фирма использует в процессе производства передовые технологии. В ее «арсенал» также входит линейка препаратов, предназначенных для похудения, одним из которых и является Триак.

Показания и противопоказания к применению

Можно!

Курс инъекций этим препаратом показан людям, страдающим излишним весом. Он расщепляет местные жировые отложения и оказывает эффективное воздействие при устранении целлюлита. Данный липолитик также позволяет избавиться от второго подбородка, не оставляя при этом неприятных отечностей.

Нельзя!

Триак не рекомендуется пациентам, у которых диагностирована аллергия на йод или наблюдается тиреотоксикоз – переизбыток в организме гормонов щитовидной железы! Людям с сердечными недугами, связанными с нарушениями ритма, также следует воздержаться от инъекций этого препарата.

Ввод Триака сопровождается сильными болевыми ощущениями, что может доставить дискомфорт клиентам со слишком повышенной чувствительностью.

Способы введения препарата и рекомендации после процедуры

Максимальное количество препарата на одну инъекционную процедуру составляет 3 мл. Как колоть мезококтейль, зависит от особенностей локализации жировых отложений пациента и профессионального опыта косметолога.

При выборе правильной дозировки, Triac не влияет на функционирование отделов головного мозга и не оказывает существенного воздействия на уровень артериального давления.

В течение 24 часов после проведения процедуры пациенту не рекомендуется находиться под солнечными или УФ-лучами, так как препарат может приводить к фотосенсибилизации.

Состав препарата

Основным ингредиентом средства является трийодтриуксусная кислота.

«За» и «против» препарата

В последнее время все больше споров разгорается вокруг Триака. Бесспорными его преимуществами являются устранение целлюлита и активизация процесса меланогенеза. Однако наряду с положительным эстетическим эффектом, инъекции препарата могут привести к проблемам со здоровьем.

После проведения ряда исследований американские ученые пришли к выводу, что употребление биодобавки Триак чревато сбоями в организме. Специалисты определили такие негативные последствия от приема этого препарата:

  • разбалансировка гормонального фона;
  • нарушения процесса кровообращения;
  • проблемы с работой щитовидной железы;
  • повышение нервной возбудимости;
  • изменения внешности.

Одним из главных аргументов противников препарата является утверждение, что под его воздействием разрушаются не только липидные отложения, но и белки.

Отзывы пользователей

Полина: «Последнее время стала париться по поводу своих лишних килограммов. Подружка посоветовала купить Триак, потому что сама его колола и результат ей очень понравился. Я решила попробовать. Уже скоро стала замечать, что жирок постепенно уходит. Сейчас выгляжу красивой и подтянутой. Так что и фигура, и настроение теперь просто супер!»

Ксения: «Долго не решалась колоть себе Triac. Столько начиталась всяких ужасов про него. А потом решила: чем черт не шутит! И прошла курс уколов. Знаете, все плохое, что пишут про Триак, – ерунда. Это классное средство, которое реально помогает похудеть. Да и цена вполне вменяемая».

Инна: «Недавно прочла в Интернете описание Триака. Решила попробовать. Честно говоря, сначала не надеялась, что в Ульяновске можно будет на него наткнуться. Но все-таки удалось в одной аптеке найти. Было страшновато немного: говорили, что процедура болючая. Но потом взяла себя в руки. Как оказалось, результат того стоил. Кожа стала упругой, большой животик заметно «сдулся». Большое спасибо Триаку!»

Симметричный тринистор (TRIAC, триак)

Добавлено 13 октября 2018 в 21:04

Сохранить или поделиться

SCR тиристоры являются однонаправленными (односторонними) относительно тока устройствами, что делает их полезными для управления только постоянным током. Если объединить два SCR тиристора параллельно друг другу, но в противоположных направлениях, как были объединены два динистора (диода Шокли), чтобы сформировать симметричный динистор (DIAC), мы получим новое устройство, известное как симметричный тринистор, TRIAC (триак) (рисунок ниже).

Симметричный тринистор (TRIAC, триак)Симметричный тринистор (TRIAC, триак)Эквивалентная схема на базе SCR тиристоров и условное обозначение симметричного тринистора (TRIAC тиристора)Эквивалентная схема на базе SCR тиристоров и условное обозначение симметричного тринистора (TRIAC тиристора)

Поскольку отдельные SCR тиристоры более гибки для использования в современных системах управления, они чаще встречаются в схемах, таких как драйверы двигателей; симметричные тринисторы (TRIAC) обычно встречаются в простых, маломощных приложениях, таких как бытовые диммерные коммутаторы. На рисунке ниже показана простая схема регулировки яркости лампы вместе с фазосдвигающей резисторно-конденсаторной цепью, необходимой для срабатывания после пика.

Управление питанием с использованием фазы на основе симметричного тринистора (TRIAC)Управление питанием с использованием фазы на основе симметричного тринистора (TRIAC)

Симметричные тринисторы (TRIAC) известны тем, что они отпираются несимметрично. Это означает, что они обычно не срабатывают при одном и том же уровне напряжения управляющего электрода как для одной полярности, так и для другой. Вообще говоря, это нежелательно, так как несимметричное срабатывание приводит к формированию формы сигнала тока с множеством гармонических частот. Формы сигналов, симметричные выше и ниже их средних осевых линий, состоят только из гармоник с нечетными номерами. С другой стороны, несимметричные формы сигналов содержат четные гармоники (которые могут сопровождаться или нет гармониками с нечетными номерами).

В интересах уменьшения общего содержания гармоник в системах питания, чем меньше и менее разнообразны гармоники, тем лучше, – еще одна причина, почему для сложных, высокомощных схемах управления предпочитают отдельные SCR тиристоры, а не симметричные тринисторы (TRIAC). Одним из способов получения симметричной формы сигнала тока через TRIAC является использование устройства, внешнего по отношению к симметричному тринистору, для выбора момента выдачи переключающего импульса. Симметричный динистор, помещенный последовательно с управляющим электродом, прекрасно справляется с этой задачей (рисунок ниже).

Симметричный динистор (DIAC) улучшает симметричность управленияСимметричный динистор (DIAC) улучшает симметричность управления

Напряжения переключения симметричного динистора (DIAC) имеют тенденцию быть гораздо более симметричными (для одной полярности такое же, как для другой), чем пороги напряжения переключения симметричного тринистора (TRIAC). Поскольку симметричный динистор (DIAC) предотвращает любой ток управляющего электрода до тех пор, пока переключающее напряжение не достигнет определенного, повторяемого уровня в любом направлении, точка отпирания симметричного тринистора (TRIAC) в одном полупериоде и в следующем имеет тенденцию быть более постоянной, а форма сигнала – более симметричной выше и ниже относительно его осевой линии.

Практически все характеристики и параметры SCR тиристоров одинаково применимы и симметричным тринисторам (TRIAC), за исключением того, что TRIAC, конечно, является двунаправленным (может проводить ток в обоих направлениях). Об этом устройстве больше нечего рассказывать, кроме важной оговорки относительно обозначений его выводов.

Из эквивалентной схемы, показанной ранее, можно подумать, что основные выводы 1 и 2 являются взаимозаменяемыми. Это не так! Хотя полезно представлять, что симметричный тринистор TRIAC состоит из двух тринисторов (SCR тиристоров), соединенных вместе, он фактически построен из одного куска полупроводникового материала, легированного и разделенного на слои соответствующим образом. Фактические рабочие характеристики могут несколько отличаться от характеристик эквивалентной модели.

Это становится наиболее очевидным, противопоставляя две простые схемы, из которых одна работает, а другая – нет. Следующие две схемы представляют собой варианты схемы диммера лампы, показанной ранее, в которой для упрощения удалены фазосдвигающий конденсатор и симметричный динистор (DIAC). Хотя в результирующей схеме отсутствует возможность тонкой настройки управления ее более сложной версии (с конденсатором и DIAC), она работает (рисунок ниже).

Схема с соединенными управляющим электродом и основным выводом 2 работаетСхема с соединенными управляющим электродом и основным выводом 2 работает

Предположим, мы должны были поменять местами два основных вывода симметричного тринистора (TRIAC). Согласно эквивалентной принципиальной схеме, показанной в этой статье ранее, обмен местами не должен иметь никакого значения. Эта схема должна работать (рисунок ниже).

Схема с соединенными управляющим электродом и основным выводом 1 не работаетСхема с соединенными управляющим электродом и основным выводом 1 не работает

Однако если эта схема будет собрана, выяснится, что она не работает! На нагрузку не будет подаваться питание, симметричный тринистор TRIAC не будет отпираться вообще, независимо от того, насколько низкое или высокое значение сопротивления установлено на резисторе управления. Ключом к успешному запуску симметричного тринистора TRIAC является то, что управляющий электрод получает свой переключающий ток со стороны основного вывода 2 (основной вывод на противоположной стороне условного обозначения TRIAC от вывода управляющего электрода) в схеме. Идентификация выводов ОВ1 и ОВ2 должна выполняться по модели детали через техническое описание или справочник.

Резюме

  • Симметричный тринистор TRIAC действует так же, как два SCR тиристора, подключенных друг к другу в противоположных направлениях для двунаправленной работы (с переменным током).
  • Управление на симметричном тринисторе TRIAC чаще встречается в простых схемах с малой мощностью, а не в сложных схемах высокой мощности. В больших схемах управления питанием, как правило, предпочитают несколько SCR тиристоров.
  • При использовании для управления питанием нагрузки переменным током симметричные тринисторы TRIAC часто сопровождаются симметричными динисторами DIAC, подключенными последовательно с их управляющими электродами. Симметричный динистор DIAC помогает симметричному тринистору TRIAC отпираться более симметрично (более одинаково в обеих полярностях).
  • Основные выводы 1 и 2 у симметричного тринистора TRIAC не являются взаимозаменяемыми.
  • Для успешного запуска симметричного тринистора TRIAC ток управляющего электрода должен поступать со стороны основного вывода 2 (ОВ2) в схеме!

Оригинал статьи:

Теги

SCR / тринистор (кремниевый управляемый выпрямитель)ОбучениеСимистор / TRIAC / триак (симметричный тринистор)ТиристорЭлектроника

Сохранить или поделиться

особенности прибора и области применения

Схемотехнически триак представляет собой два тиристора, включённых встречно-параллельно. Прибор имеет многослойную структуру с двумя силовыми выводами и одним управляющим электродом. При подаче управляющего импульса триак переходит в открытое состояние. Длительность, амплитуда и скорость нарастания импульсов подбирается индивидуально, опираясь на паспортные данные прибора. Как электронный переключатель триак значительно превзошёл своих электромеханических предшественников, выделяясь: 

  • • малыми размерами и низкой стоимостью; 
  • • надёжностью и большим сроком службы; 
  • • отсутствием контактов, вызывающих дребезг. 

Из недостатков следует выделить ограничение в работе даже на средних частотах и высокую чувствительность к помехам. Устраняют их с помощью установки радиоэлементов, снижающих действие помех. Однако эти факторы не мешают активно применять триаки в бытовой технике и промышленной сфере. В новой электронной технике часто можно встретить разновидность триака – оптосимистор. Замена управляющего вывода на встроенный светодиод является перспективным направлением, исключая прямой электрический контакт между силовой и управляющей частью. Такое решение повышает безопасность и надёжность схемы в целом.

Учитывая то, что переменное напряжение присутствует в каждом доме, многие радиолюбители с удовольствием конструируют электронные регуляторы и переключатели на его основе. В результате получаются готовые устройства, способные изменять: 

  • • нагрев жала паяльника; 
  • • напряжение на выходе блока питания; 
  • • яркость свечения настольной лампы; 
  • • скорость вращения некоторых типов вентиляторов. 

Область применения триаков в бытовой сфере серийного производства постоянно растёт. Их можно внедрять везде, где необходим плавный запуск или остановка устройства. Например, кухонные и бытовые электроприборы, строительный электроинструмент и нагревательная техника. Одним из наиболее распространённых изделий на основе триака является диммер – выключатель освещения с плавным пуском, ставший нормой во многих домах. Приобрести триак несложно, однако важно правильно подобрать модель, необходимую для конкретной ситуации. Получить консультацию по этому вопросу можно у наших менеджеров.

Симистор принцип работы

Симисторы: принцип работы

 

Симистор -  один из видов тиристоров, отличающийся от базового типа большим числом p-n переходови  принципом работы.

Использование симистора

Симистор наиболее часто используется в полупроводниковых устройствах для коммутации и управления мощностью систем переменного тока.

Схема переключения симистора

Приведенная выше схема показывает простую схему переключения симистора с триггером постоянного тока. При разомкнутом переключателе SW1 ток не поступает в затвор симистора, и поэтому лампа выключена. Когда SW1 замкнут, ток затвора подается на триак от батареи V G через резистор R, и триак приводится в полную проводимость, действуя как замкнутый переключатель, и полная мощность потребляется лампой от синусоидального источника питания.

Поскольку батарея подает положительный ток затвора на триак всякий раз, когда переключатель SW1 замкнут, триак постоянно находится в режимах g + и ΙΙΙ + независимо от полярности клеммы MT 2 .

Конечно, проблема с этой простой схемой переключения симистора состоит в том, что нам потребовался бы дополнительный положительный или отрицательный источник питания затвора, чтобы запустить триак в проводимость. Но мы также можем активировать триак, используя фактическое напряжение питания переменного тока в качестве напряжения срабатывания затвора. Рассмотрим схему ниже.

Схема показывает триак, используемый как простой статический выключатель питания переменного тока, обеспечивающий функцию «ВКЛ» — «ВЫКЛ», аналогичную в работе предыдущей схеме постоянного тока. Когда переключатель SW1 разомкнут, триак действует как разомкнутый переключатель, и лампа пропускает нулевой ток. Когда SW1 замкнут, триак отключается от «ВКЛ» через токоограничивающий резистор R и самоблокируется вскоре после начала каждого полупериода, таким образом переключая полную мощность на нагрузку лампы.

Поскольку источник питания является синусоидальным переменным током, триак автоматически отключается в конце каждого полупериода переменного тока в качестве мгновенного напряжения питания, и, таким образом, ток нагрузки кратковременно падает до нуля, но повторно фиксируется снова, используя противоположную половину тиристора в следующем полупериоде, пока выключатель остается замкнутым. Этот тип управления переключением обычно называется двухполупериодным управлением, поскольку контролируются обе половины синусоидальной волны.

Поскольку симистор фактически представляет собой две SCR, подключенные друг к другу, мы можем продолжить эту схему переключения симистора, изменив способ срабатывания затвора, как показано ниже.

Модифицированная цепь переключения симистора

Как и выше, если переключатель SW1 разомкнут в положении A, то ток затвора отсутствует, а лампа выключена. Если переключатель находится в положении B, то ток затвора протекает в каждом полупериоде так же, как и раньше, и лампа получает полную мощность, когда триак работает в режимах Ι + и ΙΙΙ–.

Однако на этот раз, когда переключатель подключен к положению C, диод предотвратит срабатывание затвора, когда MT 2 будет отрицательным, так как диод имеет обратное смещение. Таким образом, симистор работает только в положительных полупериодах, работающих только в режиме I +, и лампа загорается при половине мощности. Затем, в зависимости от положения переключателя, нагрузка выключена при половине мощности или полностью включена .

Фазовый контроль симистора

Другой распространенный тип схемы симистической коммутации использует управление фазой для изменения величины напряжения и, следовательно, мощности, подаваемой на нагрузку, в данном случае на двигатель, как для положительной, так и для отрицательной половин входного сигнала. Этот тип управления скоростью двигателя переменного тока обеспечивает полностью переменное и линейное управление, поскольку напряжение можно регулировать от нуля до полного приложенного напряжения, как показано на рисунке.

Эта базовая схема запуска фазы использует триак последовательно с двигателем через синусоидальный источник переменного тока. Переменный резистор VR1 используется для управления величиной фазового сдвига на затворе симистора, который, в свою очередь, управляет величиной напряжения, подаваемого на двигатель, путем его включения в разное время в течение цикла переменного тока.

Вызывание напряжение симистора является производным от VR1 — C1 комбинации через Диак (Диак является двунаправленным полупроводниковым устройством , которое помогает обеспечить резкий триггер импульс тока, чтобы полностью включение симистора).

В начале каждого цикла C1 заряжается через переменный резистор VR1. Это продолжается до тех пор, пока напряжение на С1 не станет достаточным для запуска диака в проводимость, что, в свою очередь, позволяет конденсатору С1 разрядиться в затвор симистора, включив его.

Как только триак запускается в проводимость и насыщается, он эффективно замыкает цепь управления фазой затвора, подключенную параллельно ему, и триак берет на себя управление оставшейся частью полупериода.

Как мы видели выше, триак автоматически отключается в конце полупериода, и процесс запуска VR1-C1 снова запускается в следующем полупериоде.

Однако, поскольку для триака требуются разные величины тока затвора в каждом режиме переключения, например, Ι + и ΙΙΙ–, поэтому триак является асимметричным, что означает, что он не может запускаться в одной и той же точке для каждого положительного и отрицательного полупериода.

Эта простая схема управления скоростью симистора подходит не только для управления скоростью двигателя переменного тока, но и для диммеров ламп и управления электронагревателем, и на самом деле очень похожа на регулятор симистора, используемый во многих домах. Однако коммерческий симисторный диммер не должен использоваться в качестве регулятора скорости двигателя, так как, как правило, симисторные диммеры предназначены для использования только с резистивными нагрузками, такими как лампы накаливания.

Принцип работы симистора

Давайте разберем, как работает симистор на примере простой схемы, в которой переменное напряжение подается на нагрузку через электронный ключ на базе этого элемента. В качестве нагрузки представим лампочку — так удобнее будет объяснять принцип работы.

Схема реле на симисторе (триаке)

В исходном положении прибор находится в запертом состоянии, ток не проходит, лампочка не горит. При замыкании ключа SW1 питание подается на на затвор G. Симистор переходит в открытое состояние, пропускает через себя ток, лампочка загорается. Поскольку схема работает от сети переменного напряжения, полярность на контактах симистора постоянно меняется. Вне зависимости от этого, лампочка горит, так как прибор пропускает ток в обоих направлениях.

При использовании в качестве питания источника переменного напряжения, ключ SW1 должен быть замкнуть все время, пока необходимо чтобы нагрузка была в работе. При размыкании контакта во время очередной смены полярности цепь разрывается, лампочка гаснет. Зажжется она снова только после замыкания ключа.

Если в той же схеме использовать источник постоянного тока, картина изменится. После того как ключ SW1 замкнется, симистор откроется, потечет ток, лампочка загорится. Дальше этот ключ может возвращаться в разомкнутое состояние. При этом цепь питания нагрузки (лампочки) не разрывается, так как симистор остается в открытом состоянии. Чтобы отключить питание, надо либо понизить ток ниже величины удержания (одна из технических характеристик), либо кратковременно разорвать цепь питания.

Сигналы управления

Управляется симистор не напряжением, а током.

Для открытия на затвор надо подать ток определенного уровня. В характеристиках указан минимальный ток открывания — вот это и есть нужная величина. Обычно ток открывания совсем небольшой. Например, для коммутации нагрузки на 25 А, подается управляющий сигнал порядка 2,5 мА. При этом, чем выше напряжение, подаваемое на затвор, тем быстрее открывается переход.

Схема подачи напряжения для управления симистором

Чтобы перевести симистор в открытое состояние, напряжение должно подаваться между затвором и условным катодом. Условным, потому что в разные моменты времени, катодом является то один силовой выход, то другой.

Полярность управляющего напряжения, как правило, должна быть либо отрицательной, либо должна совпадать с полярностью напряжения на условном аноде. Поэтому часто используется такой метод управления симистором, при котором сигнал на управляющий электрод подаётся с условного анода через токоограничительный резистор и выключатель.

Управлять симистором часто удобно, задавая определённую силу тока управляющего электрода, достаточную для отпирания.

Некоторые типы симисторов (так называемые четырёхквадрантные симисторы) могут отпираться сигналом любой полярности, хотя при этом может потребоваться больший управляющий ток.

Как отпирается симистор

При питании от сети переменного тока происходит смена режимов работы за счет изменения полярности у напряжения на рабочих электродах. По этой причине в зависимости от того, какая полярность у тока управления, можно выделить 4 типа проведения этой процедуры.

Допустим, между рабочими электродами приложено напряжение. А на электроде управления напряжение по знаку противоположно тому, которое приложено к цепи анода. В этом случае сместится по квадранту симистор - принцип работы, как можно увидеть, довольно простой.

Существует 4 квадранта, и для каждого из них определен ток отпирания, удерживающий, включения. Отпирающий ток необходимо сохранять до той поры, покуда не превысит в несколько раз (в 2-3) он значение удерживающего тока. Именно это и есть ток включения симистора – минимально необходимый ток отпирания. Если же избавиться от тока в цепи управления, симистор будет находиться в проводящем состоянии. Причем он в таком режиме будет работать до той поры, покуда ток в цепи анода будет больше тока удержания.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

триггерных режимов, работа и приложения

TRIAC (триод для переменного тока) - это полупроводниковое устройство, широко используемое в системах управления питанием и коммутации. Он находит применение в коммутации, управлении фазой, конструкциях прерывателей, управлении яркостью в лампах, управлении скоростью в вентиляторах, двигателях и т. Д. Система управления мощностью предназначена для контроля уровня распределения переменного или постоянного тока. Такие системы управления питанием можно использовать для ручного переключения электропитания на бытовые приборы или когда уровни температуры или освещения выходят за пределы предварительно установленного уровня.

TRIAC TRIAC

TRIAC эквивалентен двум SCR, соединенным в обратной параллели с затворами, соединенными вместе. В результате, TRIAC функционирует как двунаправленный переключатель для передачи тока в обоих направлениях после срабатывания затвора. TRIAC - это трехконтактное устройство с основным терминалом 1 (MT1), главным терминалом 2 (MT2) и шлюзом. Терминалы MT1 и MT2 используются для соединения фазной и нейтральной линий, а затвор используется для подачи запускающего импульса. Ворота могут быть вызваны положительным или отрицательным напряжением.Когда клемма MT2 получает положительное напряжение по отношению к клемме MT1, а затвор получает положительный триггер, тогда левый SCR триггера TRIAC запускается, и цепь завершается. Но если полярность напряжения на клеммах MT2 и MT1 меняется на противоположную, и на затвор подается отрицательный импульс, тогда правый SCR триака проводит. Когда ток затвора удаляется, TRIAC отключается. Таким образом, минимальный ток удержания Ih должен поддерживаться на затворе для поддержания проводимости TRIAC.


Запуск TRIAC

Обычно в TRIAC возможно 4 режима запуска:

TRIAC-SYMBOL TRIAC-SYMBOL TRIAC-SYMBOL
  1. Положительное напряжение на MT2 и положительный импульс на затворе
  2. Положительное напряжение на MT2 и отрицательный импульс на затвор
  3. Отрицательное напряжение на МТ2 и положительный импульс на затворе
  4. Отрицательное напряжение на МТ2 и отрицательный импульс на затворе

Факторы, влияющие на работу TRIAC

В отличие от SCR, TRIACS требует надлежащей оптимизации для правильного функционирования ,Триаки имеют присущие им недостатки, такие как эффект скорости, эффект люфта и т. Д. Поэтому проектирование схем на основе триака требует надлежащего ухода.

Эффект скорости сильно влияет на работу TRIAC

Существует внутренняя емкость между клеммами MT1 и MT2 симистора. Если на клемму MT1 подается резко возрастающее напряжение, это приводит к прорыву напряжения на затворе. Это запускает триак без необходимости. Это явление называется эффектом скорости. Эффект «Скорость» обычно возникает из-за переходных процессов в сети, а также из-за высокого пускового тока при включении больших индуктивных нагрузок.Этого можно уменьшить, подключив сеть R-C между терминалами MT1 и MT2.

RATE EFFECT RATE EFFECT СКОРОСТЬ ЭФФЕКТА

Эффект люфта в цепях диммера лампы выражен очень сильно:

Эффект люфта в обратном направлении - это серьезный гистерезис управления, который развивается в цепях управления лампой или управления скоростью с использованием потенциометра для управления током затвора. Когда сопротивление потенциометра увеличивается до максимума, яркость лампы уменьшается до минимума. Когда горшок поворачивается обратно, лампа никогда не включается, пока сопротивление банка не уменьшится до минимума.Причиной этого является разрядка конденсатора в симисторе. Схемы диммера лампы используют Diac для подачи импульса запуска на затвор. Поэтому, когда конденсатор внутри симистора разряжается через диак, возникает эффект обратной лашировки. Это можно исправить, используя последовательно подключенный резистор с Diac или добавив конденсатор между затвором и клеммой MT1 Triac.

PCBWay PCBWay
Backlash Effect Backlash Effect Эффект люфта

Влияние RFI на TRIAC

Радиочастотные помехи

серьезно влияют на работу симисторов.Когда триак включает нагрузку, ток нагрузки резко увеличивается от нуля до высокого значения в зависимости от напряжения питания и сопротивления нагрузки. Это приводит к генерации импульсов RFI. Сила RFI пропорциональна проводу, соединяющему нагрузку с триаком. Подавитель LC-RFI исправит этот дефект.

Работа TRIAC

Показана простая схема применения TRIAC. Как правило, TRIAC имеет три терминала M1, M2 и вентиль. TRIAC, нагрузка лампы и напряжение питания соединены последовательно.Когда питание включено в положительном цикле, ток течет через лампу, резисторы и DIAC (при условии, что на вывод 1 оптопары поступают пусковые импульсы, что приводит к тому, что выводы 4 и 6 начинают проводить), и достигает источника питания, а затем только лампа светится эта половина цикла непосредственно через клеммы M2 и M1 TRIAC. В отрицательном полупериоде повторяется то же самое. Таким образом, лампа светится в обоих циклах контролируемым образом в зависимости от импульсов запуска на оптоизоляторе, как показано на графике ниже.Если это подается на двигатель вместо лампы, мощность регулируется, что приводит к регулированию скорости.

TRIAC Circuit TRIAC Circuit Цепь TRIAC TRIAC Wave Forms TRIAC Wave Forms Волновые формы TRIAC

Приложения TRIAC:

TRIAC используются во многих приложениях, таких как регуляторы освещенности, регуляторы скорости для электрических вентиляторов и других электродвигателей, а также в современных компьютеризированных цепях управления многочисленными бытовыми малыми и крупными предприятиями. бытовая техника. Их можно использовать как в цепях переменного, так и постоянного тока, однако первоначальная конструкция должна была заменить использование двух SCR в цепях переменного тока.Существует два семейства TRIAC, которые в основном используются для прикладных целей, это BT136, BT139.

TRIAC BT136:

TRIAC BT136 - это семейство TRIAC, его текущая скорость составляет 6 ампер. Мы уже видели применение TRIAC с использованием BT136 выше.

Особенности BT136:

  • Прямой запуск от драйверов с низким энергопотреблением и логических интегральных схем
  • Способность к высокому блокирующему напряжению
  • Низкий ток удержания для нагрузок с малым током и минимальных электромагнитных помех при коммутации
  • Планарная пассивация для прочности и надежности напряжения
  • Чувствительный вентиль
  • Запуск по всем четырем квадрантам

Применение BT136:

  • Универсально полезно для управления двигателем
  • Коммутация общего назначения

TRIAC BT139:

TRIAC BT139 также входит в семейство TRIAC. имеет текущую скорость 9Амп.Основное различие между BT139 и BT136 заключается в скорости тока, а BT139 TRIACS используются для приложений с высокой мощностью.

Особенности BT139:

  • Прямой запуск от драйверов и логических схем с низким энергопотреблением
  • Способность к высокому блокирующему напряжению
  • Планарная пассивация для прочности и надежности напряжения
  • Чувствительный вентиль
  • Срабатывание во всех четырех квадрантах

Применения BT139:

  • Управление двигателем
  • Промышленное и бытовое освещение
  • Отопление и статическое переключение

Фото Кредит

,

DIAC и TRIAC - Работа, эксплуатация и строительство

Существует несколько приложений, в которых предпочтительно регулировать мощность, подаваемую на нагрузку. Например: с помощью электрических методов управления скоростью двигателя или вентилятора. Но эти методы не позволяют дополнительно точно контролировать поток энергии в системе; происходит значительная потеря энергии. В настоящее время были разработаны такие устройства, которые могут обеспечить точное управление потоком больших блоков питания в системе.Эти устройства работают как управляемые переключатели и могут выполнять функции управляемого выпрямления, регулирования и инверсии мощности в нагрузке. Основными полупроводниковыми коммутационными устройствами являются UJT, SCR, DIAC и TRIAC.

Difference between Diac and Triac Difference between Diac and Triac Разница между Diac и Triac

Ранее мы изучали основные электрические и электронные компоненты, такие как транзистор, конденсатор, диод и т. Д. Но, чтобы понять переключающие устройства, такие как scr, diac и triac, мы должны знать о тиристоре ,Тиристор представляет собой один тип полупроводникового устройства, включающего три или более клемм. Он однонаправленный, похож на диод, но переключается как транзистор. Тиристоры используются для контроля высоких напряжений и токов в двигателях, системах отопления и освещения.


Разница между диаком и триаком

Различия между диаком и триаком в основном включают в себя то, что такое диак и триак, конструкцию триака и диака, работу, характеристики и области применения.

Что такое Diac и Triac?

Мы знаем, что тиристор - это полуволновое устройство, похожее на диод, которое будет питать только половину мощности.Устройство Triac состоит из двух тиристоров, которые соединены в противоположном направлении, но параллельно, но оно управляется одним и тем же затвором. Triac - это двумерный тиристор, который активируется на обеих половинах цикла переменного тока i / p с помощью импульсов затвора + Ve или -Ve. Три терминала Triac являются MT1; MT2 и терминал ворот (G). Генерирующие импульсы подаются между MT1 и клеммами затвора. Ток «G» для переключения 100A из симистора составляет не более 50 мА или около того.

TRIAC TRIAC TRIAC

DIAC - это двунаправленный полупроводниковый переключатель, который можно включать в обеих полярностях.Полной формой названия DIAC является диод переменного тока. Diac подключается вплотную с помощью двух стабилитронов, и основное применение этого DIAC заключается в том, что он широко используется, чтобы помочь даже активировать TRIAC при использовании в выключателях переменного тока, диммерных устройствах и цепях стартера для люминесцентных ламп.

DIAC DIAC DIAC

Конструкция и эксплуатация DIAC

По сути, DIAC является двухполюсным устройством; это комбинация параллельных полупроводниковых слоев, которая позволяет активировать в одном направлении.Это устройство используется для активации устройства для симистора. Базовая конструкция diac состоит из двух терминалов, а именно MT1 и MT2. Когда терминал MT1 спроектирован + Ve относительно терминала MT2, передача будет иметь место в структуре p-n-p-n, которая является еще одним четырехслойным диодом. Diac может выполнять как для направления. Тогда символ диака выглядит как транзистор.

PCBWay PCBWay
Construction of DIAC Construction of DIAC Конструкция DIAC

DIAC - это, по сути, диод, который проводит после напряжения переключения, выбранного VBO, и превышается.Когда диод превышает напряжение отключения, он переходит в отрицательное динамическое сопротивление области. Это приводит к снижению падения напряжения на диоде с ростом напряжения. Таким образом, происходит быстрое увеличение текущего уровня, который поддерживается устройством.

Диод остается в своем состоянии передачи до тех пор, пока ток через него не упадет ниже, что называется током удержания, который обычно выбирается буквами IH. Ток удержания DIAC возвращается в свое непроводящее состояние.Его поведение является двунаправленным, и, следовательно, его функция имеет место на обеих половинах чередующегося цикла.

Характеристики DIAC

В-I характеристики диака показаны ниже

Вольт-амперная характеристика диака показана на рисунке. Он выглядит как буква Z из-за симметричных характеристик переключения для каждой полярности приложенного напряжения.

Diac работает как разомкнутая цепь, пока его переключение не будет превышено. В этом положении диак работает до тех пор, пока его ток не уменьшится до нуля.Из-за своей ненормальной конструкции не переключается резко в состояние низкого напряжения при низком уровне тока, таком как симистор или SCR, после того, как он входит в передачу, диак сохраняет почти непрерывную характеристику сопротивления -Ve, что означает, что напряжение уменьшается с увеличение в течении. Это означает, что, в отличие от симистора и SCR, нельзя рассчитывать, что диак поддерживает низкое падение напряжения, пока его ток не упадет ниже уровня удерживающего тока.

Characteristics of DIAC Characteristics of DIAC Характеристики DIAC

Конструкция и эксплуатация TRIAC

Traic - это трехконтактное устройство, а клеммами симистора являются MT1, MT2 и Gate.Здесь терминал ворот является терминалом управления. Поток тока в симисторе является двунаправленным, что означает, что ток может течь в обоих направлениях. Структура триака показана на рисунке ниже. Здесь, в структуре симистора, два антистатика соединены в антипараллеле, и это будет действовать как переключатель для обоих направлений. В вышеупомянутой структуре терминалы MT1 и затвор находятся рядом друг с другом. Когда клемма затвора открыта, триак будет препятствовать обеим полярностям напряжения на MT1 и MT2.

Construction of TRIAC Construction of TRIAC Конструкция TRIAC

Чтобы узнать больше о TRIAC, перейдите по следующей ссылке: TRIAC - определение, применение и работа

Характеристики TRIAC

Характеристики VI TRIAC обсуждаются ниже

Симистор разработан с двумя SCR, которые изготовлены в противоположном направлении в кристалле. Рабочие характеристики симистора в 1-м и 3-м квадрантах аналогичны, но для направления тока и приложенного напряжения.

V-I характеристики симистора в первом и третьем квадрантах в основном равны характеристикам SCR в первом квадранте.

Может работать с напряжением управления затвором + Ve или -Ve, но в типичной работе напряжение затвора обычно составляет + Ve в первом квадранте и -Ve в третьем квадранте.

Напряжение питания симистора для включения зависит от тока затвора. Это позволяет использовать триак для плавного и постоянного регулирования мощности переменного тока в нагрузке от нуля до полной мощности без потери управления устройством.

Characteristics of TRIAC Characteristics of TRIAC Характеристики TRIAC

Таким образом, все дело в разнице между diac и triac, работой и ее характеристиками. После всего обсуждения вышеизложенного мы можем заключить, что диак и триак очень полезны для применения силовой электроники в целях управления. Мы надеемся, что вы лучше поняли эту концепцию. Кроме того, любые вопросы, касающиеся этой концепции или проектов в области электротехники и электроники, пожалуйста, дайте ваши ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже.

Фото Кредиты:

.
TRIAC - Символ, Конструкция, Работа с прикладными схемами

Слово TRIAC может быть расширено как TRI ода для A постоянного C urrent. В то время как другие силовые электронные переключатели, такие как MOSFET, IGBT и т. Д., Используются для переключения / управления питанием постоянного тока, TRIAC используется для управления питанием переменного тока, поскольку после включения TRIAC может работать в обоих направлениях, позволяя переменному напряжению полностью проходить как в положительном, так и в положительном направлениях. отрицательный цикл.

TRIAC - это трехполюсное полупроводниковое коммутационное устройство, которое используется для управления током в цепи.Это один из самых важных членов семейства тиристоров; это двунаправленное устройство , которое может передавать ток как в прямом, так и в обратном направлении, что означает, что они могут проводить как в условиях сигнала затвора , так и положительного и отрицательного.

TRIAC

TRIAC Symbol

TRIAC могут быть сформированы путем соединения двух эквивалентных SCR в обратной параллели друг к другу, и ворота двух SCR соединены вместе, чтобы сформировать единый вентиль.Если вы новичок в DIAC, то вы можете прочитать статью Введение в DIAC, чтобы узнать больше об этом. Символ на TRIAC будет похож на изображение ниже, он имеет три терминала: основной терминал 1 (MT1), главный терминал 2 (MT2) и вентиль (G).

TRIAC Symbol

MT1 и MT 2 также называются анодом 1 и анодом 2. TRIAC может быть включен в цепь таким образом, что ток течет либо от MT1 к MT2, либо от MT2 к MT1, тока не будет, пока мы ввести импульс тока затвора в G.

TRIAC Construction

Ниже показана структура TRIAC , это четырехслойное устройство, состоящее из шести областей легирования. Терминал затвора спроектирован таким образом, чтобы иметь омический контакт с областями N и P, что помогает устройству срабатывать как с положительной, так и с отрицательной полярностью.

TRIAC Construction

Хотя TRIAC является двунаправленным устройством, каждый предпочитает указывать напряжение и ток, используя MT1 в качестве эталона, чтобы уменьшить путаницу.

Принцип работы и работа TRIAC

TRIAC может перейти в состояние проводимости, если приложенное напряжение равно напряжению пробоя, , но наиболее предпочтительным способом включения TRIAC является предоставление импульса затвора , положительного или отрицательного. Если ток затвора высокий, то для включения TRIAC достаточно небольшого напряжения. Поскольку TRIAC является двунаправленным и имеет возможность включаться при обеих полярностях импульса затвора, он может работать в четырех различных типах режимов работы , как указано ниже

1.MT2 является положительным по отношению к MT1 с положительной полярностью по отношению к MT1.

2. MT2 является положительным по отношению к MT1 с отрицательной полярностью по отношению к MT1.

3. MT2 является отрицательным по отношению к MT1 с отрицательной полярностью по отношению к MT1.

4. MT2 является отрицательным по отношению к MT1 с положительной полярностью по отношению к MT1.

MT2 является положительным по отношению к MT1 с положительной полярностью затвора по отношению к MT1

Когда клемма MT2 положительна по отношению к клемме MT1, ток будет течь по пути P1-N1-P2-N2.Во время этой операции соединение между уровнями P1-N1 и P2-N2 является с прямым смещением , тогда как соединение между N1-P2 является с обратным смещением . Когда положительный сигнал подается на затвор, переход между P2-N2 смещается в прямом направлении и происходит пробой.

MT2 является положительным по отношению к MT1 с отрицательной полярностью по отношению к MT1

Когда MT2 положительный, а импульс затвора отрицательный, поток тока будет проходить по тому же пути, что и первый режим, которым является P1-N1-P2-N2, но здесь соединение между P2-N2 смещено в прямом направлении, и Носители тока вводятся в слой P2.

TRIAC Working Principle and Operation

MT2 является отрицательным по отношению к MT1 с отрицательной полярностью по отношению к MT1

Когда клемма MT2 является положительной и отрицательный импульс подается на клемму затвора, ток будет течь по пути P2-N1-P2-N2. Во время операции соединение между слоями P2-N1 и P1-N4 смещено в прямом направлении, тогда как соединение между слоями N1-P1 является смещенным в обратном направлении, следовательно, говорят, что TRIAC работает в области с отрицательным смещением.

MT2 отрицательно по отношению к MT1 с положительной полярностью затвора по отношению к MT1

Когда терминал MT2 является отрицательным и затвор запускается с положительным импульсом, соединение между P2-N2 смещено в прямом направлении, и несущие тока вводятся, следовательно, TRIAC включается.

TRIAC Working Principle and Operation

TRIAC обычно не работает в режиме 4, поскольку он имеет недостаток, заключающийся в том, что его не следует использовать для цепей с высоким ди / дт.Чувствительность запуска TRIAC в режимах 2 и 3 высока, и отрицательный стробирующий импульс используется в случае предельной возможности запуска. Запуск в режиме 1 даже более чувствителен, чем запуск в режимах 2 и 3, но для запуска требуется положительный импульс затвора. В большинстве случаев режимы запуска 2 и 3 являются предпочтительными.

VI характеристики TRIAC

Поскольку TRIAC является двунаправленным устройством, кривая характеристик VI TRIAC будет находиться в первом и третьем квадранте графика, что аналогично характеристикам VI тиристора .Если вы полностью знакомы с тиристорами, такими как SCR, вы можете проверить статью Введение в SCR. Когда терминал MT2 установлен положительным по отношению к терминалу MT1, TRIAC будет работать в режиме прямой блокировки.

На начальном этапе из-за сопротивления TRIAC через устройство будет протекать небольшой ток утечки, так как приложенное напряжение меньше напряжения пробоя. Когда напряжение увеличивается и достигает напряжения пробоя , включается TRIAC, и через устройство начинает протекать большой ток.

Помимо увеличения напряжения устройства, TRIAC может быть включен путем подачи импульса затвора, даже если приложенное напряжение меньше напряжения пробоя. Та же самая операция может быть выполнена в отрицательном направлении TRIAC, который может оставить нас с зеркальным отображением той же кривой на отрицательном квадранте. Напряжение питания, при котором TRIAC начинает проводимость, будет зависеть от тока затвора, подаваемого на TRIAC. Если ток затвора выше, то напряжение, необходимое для включения TRIAC, может быть меньше.Характеристическая кривая, приведенная выше, показывает работу TRIAC в режиме 1 в первом квадранте и в режиме 3 в третьем квадранте.

TRIAC Применение:

Как упоминалось ранее, TRIAC обычно используются для переключения напряжения переменного тока. Пример схемы TRIAC приложения для коммутации переменного тока показан ниже.

TRIAC Application

Приведенная выше схема показывает типичную настройку системы коммутации с использованием TRIAC.Первоначально, когда переключатель SW1 разомкнут, в схему затвора не будет подаваться ток, и через лампу ток будет нулевым. Если переключатель включен, ток начинает течь через резистор R, и на клемму G затвора будет подаваться импульс. Данный импульс затвора поможет сломать соединения TRIAC и помочь ему провести, следовательно, напряжение переменного тока Vs будет проходить через цепь и загорается лампа.

TRIAC могут быть использованы в различных приложениях, таких как

  • Цепи управления, такие как управление скоростью электрического вентилятора и меньшие органы управления двигателем
  • High Power выключатель освещения и диммеры
  • Управление электропитанием переменного тока бытовой техникой

Различные типы пакетов TRIAC

Для удобства использования и различных применений, TRIAC разработаны в различных упаковках, таких как штырь / стандартный тип, тип капсулы / диска и тип стержня.

Pin / стандартный тип: TRIAC стандартного типа будут выглядеть как небольшая микросхема с тремя выводами, которые представляют собой MT1, MT2 и вентиль (G), и радиатор сверху. Эти типы TRIACS используются в бытовой электронике. Некоторые из общих пакетов: TMA36S-L, TMA54S-L, TMA84S-L, TMA124S-L, TMA126S-L, TMA206S-L, TMA106S-L и т. Д.

Pin Type TRIAC

Капсула / Тип диска: Капсулы / Тип диска TRIAC будут иметь форму диска с удлиненными проводами к клеммам.Эти TRIAC обладают высокой токовой способностью и выполнены с керамическим уплотнением. Они могут использоваться в таких приложениях, как быстрое управление двигателем и переключение переменного тока. Некоторые из распространенных пакетов TRIAC дискового типа, доступных на рынке, это KS100A, KS200A, KS300A, KS500A, KS600A. KS800A, KS1000A.

Disc Type TRIAC

Тип гвоздика: ТРИАС типа гвоздика в основном используются в приложениях с высокой мощностью, они имеют резьбовое дно, которое выступает в качестве одного из основных выводов, и имеет два вывода на его верхней части, которые являются другим основным выводом и затвором.Эти TRIAC могут использоваться в приложениях управления фазой в преобразователе, схемах освещения, регулируемых источниках питания, а также схемах управления температурой и скоростью и источниках питания двигателя. Некоторые из распространенных пакетов, доступных на рынке, это TO-118, TO-93, TO-48, TO-94, TO-48, TO-65 и RSD7

.

.

Triac - Wikipedia, la eniclopedia libre

Este artículo o sección necesita referencias que aparezcan en una publicación acreditada.

Este aviso fue puesto el 16 de septiembre de 2014.

и TRIAC или Triodo para Corriente Alterna является непрозрачным полупроводником, созданным для семейства тиристоров. Различия между конвенционными конвенциями и региональными соглашениями.Де-форма разговорной подряды решает трижды и не прерывает работу.

Внутренняя и внутренняя политика в области формальностей, связанных с правами SCR и direcciones opuestas. Электроды, представленные в электронном виде: MT1, MT2 (en este caso pierden la denominación de anodo y cátodo) и puerta (G). Ввод в действие Триальского соглашения в области здравоохранения и электротехники.

Aplicaciones más comunes [editar]

  • Универсальный вариант идеального контроля над альтернативой (C.A.).
  • Уничтожение и устранение недостатков в связи с этим. Эстатическое возрождение мучительных отношений с собранием прерываний.
  • Funciona como interoror electrónico y también a pila.
  • Извлеченные из эксплуатации трижды в полном объеме и в полном объеме, контроль за движением детей и детей, управляющих компьютерами. Никаких подробностей, связанных с этим, в том числе и в случае, когда речь идет о том, что является обязательным условием, и каким-либо иным образом, окончательным и полным перечнем альтернативных вариантов.

Funcionamiento [editar]

Modos de activación. Cuadrantes, 1 (arriba a la izquierda), 2 (abajo a la izquierda), 4 (abajo a la derecha)

Параллельное объяснение функциональности в Триасе-де-Жанейро с разделением на несколько этапов (G) и окончательный раздел (MT2), окончательное первичное условие (MT1).

En los cuadrantes 1 y 2, MT2 es positivo, y la corriente fluye de MT2 a MT1 a través de capas P, N, P y N.La región N unida a MT2 не имеет значительного участия. В полном объеме 3 года 4, MT2 является негативным, с точки зрения скорости потока MT1 и MT2, там и травмы Кап, P, N, P, N. Регион N Unida и MT2, как актив, Pero La Region N unida и MT1 участвуя в обсуждениях, не участвуя во всех судебных разбирательствах.

Относительно зависимой, особенной, особенной, частной, общей, разумной (menor corriente de puerta Requerida); ,

Все права на аппликационные услуги, связанные с добычей и продажей MT2, с учетом всех потребностей, 1 год, 3 года, в течение последних двух лет (положительные и отрицательные результаты в отношении MT1). Отличные аппликации с поляридацией поляризации и возбудителя оперы 2 года 3.

Cuadrante 1 [editar]

Операция по Cuadrante 1 Происхождение в МТ2 и Позитив в отношении МТ1.

Эквивалент NPN-транзистора, работающий на основе транзистора, Эквивалент NPN-базы данных, эквивалентный транзистору PNP, Активация и тестирование. Партнерская служба в области естественных и общественных наук и туризма в МТ1, проходящая через базу данных по транзистору NPN. En este caso, la inyección de agujeros en el p-silicio hace que las capas apiladas n, p yn debajo de MT1 se comporten com trans with NPN, qu se se activea debido a la presentcia de una corriente en su base.На самом деле, это очень важно, как обычно, MT2 сам по себе является транзистором PNP, так как он всегда активен, как поляризация, так и пустыня в отношении suisisor (MT2). Por lo tanto, el esquema de activación es el mismo que un SCR.

Sin embargo, la estructura es diferente de SCRs. В частности, TRIAC siempre tiene una pequeña corriente que fluye directamente desde la puerta a MT1 a través del Silicio de dopaje Типа pin pasar Por la Uni-P-n Entre La Base y El Emisor Del Transist эквивалент NPN.В настоящее время он не имеет ничего общего со стандартом триангуляции, который должен быть сопоставим с точки зрения SCR.

Cuadrante 2 [editar]

Операция дель Куадранте 2 Текущий рейтинг негативного отношения к MT1 и положительного отношения к MT1.

Тринадцатилетний срок действия контракта на поставку в МТ1 Грейс-ха-де-Пуэрта-де-Травес-де-ла-Уньон-п-н Бахо-ла-Пуэрта. Фактически, это необходимо для создания транзисторных транзисторов NPN и транзисторов PNP, в том числе старых.

Медитация, проводимая в настоящее время в полном объеме, с потенциальными изысками, в том числе с точки зрения различий, MT1, с разницей в возможностях, с точки зрения МТ2, в том числе и в естественных условиях. транзитный транзистор NPN с терминалом MTN и последовательный транзистор с транзистором PNP entr MT2 и аварийный процесс И наконец, все, что нужно для этого, - это мэр.

Cuadrante 3 [editar]

Операция по уходу за 3-й день рождения в связи с переходом на MT1.

El процедурная политика и другие этапы. В самом начале, в конце концов, терминал MT1 и время поляризации hacia delante (paso 1). Прямая и прямая связь с обществом меньшинств и других стран, в том числе электронов, в том числе капа-па-ха-ха-ха-пуэрта. Algunos de estos электроны не являются рекомбинантными и нерегулярными (etapa 2). Фактически, необходимо уменьшить потенциальную де-факто де-факто, действующую и основанную на транзисторе pnp que se enciende (краткий прямой транзистор, основанный на принципе контроля над деноминацией).Под капотом ниже действующего собирателя транзистора PNP и реального времени: на самом деле, на самом деле, на транзисторной базе данных NPN, установленной в терминале MT2, находится в конце, se activa.

Cuadrante 4 [editar]

Операция по поиску и продвижению 4 Происхождение в отношении MT2 и негатива относительно MT1.

Активация и аналогичные цели 3.Порядок действий не ограничен. Медико-санитарная программа, основанная на принципах «капа-ха-ха-ха-ха-ха-ха-ха», MT1, in theectan portadores minoritarios en forma de electronices libres en región p algunos de ellos se recogen por un unión np subyacente y pasan a la unión conti -регион грех рекомбинарный. Como en el caso de un pararo en el cuadrante 3, чтобы уменьшить потенциальные возможности деактивируемого транзистора PNP, формируемого по типу капа-и-лас-до-капсул. Под капотом ниже действующего собирателя транзитного транзистора PNP и реального времени, в котором он находится, находится на заднем плане транзистор NPN, установленный в терминале MT2, на котором имеется терминал MT2, que a su vez se activa ,

Ejemplo de aplicación: Control de fase (потенция) [editar]

Figura 1. Circuito Dimmer (atenuador de luz)

En la figura 1 se Presenta una aplicación basic del triac. Состояния, обеспечивающие полный контроль над ситуацией и состоянием окружающей среды, в совокупности с энциклопедическими и региональными условиями, позитивными и негативными в отношении сеноидального сеноида. По-моему, что-то похожее на шокли.Конфигурационная система, которая должна быть отрицательной, с другой стороны, является обязательным условием для того, чтобы дать ей представление о том, что нужно сделать, чтобы ее можно было увидеть в обратном порядке. Формула результата, полученная в результате проверки и передачи данных в соответствии с рисунком "контроль над делом". Альтернативный вариант контроля качества, возможный контроль над проводимостью. Существуют unidesad disonibles actualmente que pueden manejar cargas de más de 10kW.

Valores típicos [editar]

ESPECIFICACIONES DE ALGUNOS TRIAC
Ном.переменные Parámetros Valor típico Единица
V GT Voltaje umbral de puerta 0,7 - 1,5 В
I GT Corriente Umbral de Puerta 5 - 50 мА
V drm Voltaje pico directo en estado apagado repetitivo 600 - 800 В
V rmm Voltaje pico inverso en estado apagado repetitivo 600 - 800 В
I T Corriente Eficaz En Estado Encendido 4 - 40 А
I цм Corriente pico en estado encendido no repetitivo 100 - 270 А
В т Voltaje directo en estado encendido 1.5 В

Véase también [editar]

Библиография [editar]

  • Бойлестад, Нашельский. Electrónica: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos. EU: Pearson, 2003.
,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о