Triac: načelo rada, primjene, uređaja i upravljanja

Od članka saznat ćete što je triac, kako funkcionira i kako to funkcionira. Ali prije svega, vrijedi spomenuti da je triac isti kao i tiristor (samo simetričan). Stoga ne možemo bez članaka bez opisa načela funkcioniranja tiristora i njihovih značajki. Bez znanja o osnovama neće biti moguće dizajnirati i izgraditi ni najjednostavniju shemu kontrole.

tiristori

Tiristor je prebacivanje poluvodički uređaj, koji je sposoban prenositi struju u samo jednom smjeru. Često se zove ventil i privlači analogije između njega i kontrolirane diode. Tiristori imaju tri terminala, od kojih je jedna kontrolna elektroda. To je, da je to izravno, gumb kojim se element prebacuje na vodljivi način rada. Članak će razmotriti poseban slučaj tiristora - triac - uređaja i njegovog djelovanja u različitim krugovima.

Tiristor je još uvijek ispravljač, prekidač, pa čak i pojačalo signala. Često se koristi kao regulator (ali samo kada se cijeli krug napaja iz izvora AC napona). Svi tiristori imaju neke značajke koje treba detaljnije raspravljati.

Svojstva tiristora

Među velikim brojem karakteristika ovog poluvodičkog elementa, moguće je razlikovati najznačajnije:

1. Tiristori, poput dioda, sposobni su provoditi električna struja samo u jednom smjeru. U tom slučaju, oni rade u shemi kao ispravljač dioda.
2. Iz stanja isključenog tiristora, moguće je prevesti tiristor slanjem signala s određenim oblikom na upravljačku elektrodu. Stoga zaključak - tiristor kao prekidač ima dvije države (oba su stabilna). Triac može raditi na isti način. Načelo rada tipa elektroničkog tipa koji se temelji na njoj vrlo je jednostavan. No, kako bi se vratio na početno otvoreno stanje, nužno je da se ispune određeni uvjeti.
3. Sadašnji upravljački signal, koji je potreban za kristalno tranzicije tiristora od zaključanom stanju na otvorenom, daleko manje nego rad (doslovno mjereno u miliampera). To znači da je tiristor ima svojstva tekućeg pojačalo.
4. Moguće je fino podesiti prosječnu struju koja struji kroz priključeno opterećenje, pod uvjetom da je opterećenje serijski povezano s tiristrom. Točnost podešavanja izravno ovisi o duljini signala na upravljačkoj elektrodi. U tom slučaju, tiristor djeluje kao regulator snage.

Tiristor i njegova struktura

Tiristor je poluvodički element koji ima kontrolne funkcije. Kristal se sastoji od četiri sloja p i n tipa, koji se izmjenjuju. Triac je također izgrađen točno. Načelo rada, primjena, struktura ovog elementa i ograničenja u uporabi detaljno se razmatraju u članku.

Opisana struktura također se zove četveroslojna struktura. Ekstremni dio p-strukture s pozitivnim terminalom napajanja povezanog s njom naziva se anoda. Slijedom toga, druga regija n (također ekstremna) je katoda. Na njega se primjenjuje negativni napon napajanja.

Koje su svojstva tiristora

Ako punu analizu strukture tiristora, moguće je pronaći u njoj tri prijelaza (elektron-šupljina). Time, što je jednako sklop može se oblikovati na poluvodičkih tranzistora (polarnom, bipolarni, polja) i diode, koji omogućuju da se razumjeti ponašanje prilikom kontrole snage tiristora elektrode.

U slučaju kada je anoda pozitivna u odnosu na katodu, dioda se zatvara, a time i tiristor također ponaša slično. U slučaju promjene polariteta, oba su dioda pomaknuta, a tiristor je također zaključan. Triac također funkcionira na sličan način.

Načelo rada na prstima, naravno, nije lako objasniti, ali ćemo to pokušati učiniti dalje.

Kako funkcionira otključavanje tiristora

Da biste razumjeli princip tiristora, trebate obratiti pažnju na ekvivalentni krug. Može se sastojati od dvije poluvodičke triode (tranzistora). Ovdje je prikladno razmotriti postupak otključavanja tiristora. Određena struja teče kroz upravljačku elektrodu tiristora. U ovom slučaju struja ima izravno usmjerenu pristranost. Ova se struja smatra osnovnom za tranzistor s strukturom n-p-n.

Stoga, u kolektoru, struja će biti nekoliko puta veća (potrebno je višestruko povećati vrijednost regulacijske struje pomoću dobitka tranzistora). Dalje se može vidjeti da je ova trenutna vrijednost bazna vrijednost za drugi tranzistor s vodljivom strukturom pn i otključana je. U ovom slučaju, kolektorska struja drugog tranzistora bit će jednaka proizvodu čimbenika dobitaka oba tranzistora i početno postavljene upravljačke struje. Triakovi (načelo rada i njihovo vođenje raspravlja se u članku) imaju slična svojstva.

Nadalje, ta se struja mora sažeti s prethodno postavljenom strujom upravljačkog kruga. I ispasti će točno vrijednost koja je potrebna za održavanje prvog tranzistora u stanju otključavanja. U slučaju da je kontrolna struja vrlo velika, dva tranzistora su istovremeno zasićena. Unutarnji OC i dalje održava vodljivost čak i kada originalna struja na upravljačkoj elektrodi nestane. Istodobno, na anodu tiristora otkriva se prilično velika struja.

Kako iskopčati tiristor

Prijelaz na zaključano stanje tiristora je moguć ako se na upravljačku elektrodu otvorenog kruga ne primijeni nikakav signal. U ovom slučaju, struja pada na određenu vrijednost, koja se naziva hipostatska struja (ili struja zatvaranja).

Tiristorski će se također isključiti u slučaju da postoji odspajanje u krugu opterećenja. Ili kada se napon koji se primjenjuje na krug (vanjski) mijenja polaritet. To se događa na kraju svakog polu ciklusa u slučaju kada krug napaja izvor AC.

Kada tiristor radi u krugu istosmjerna struja, zaključavanje se može obaviti jednostavnim prekidačem ili mehaničkim gumbom. Priključeno je na serijsko opterećenje i koristi se za isključivanje strujnog kruga. Princip rada je sličan regulator snage na triacu, Međutim, postoje neke osobitosti u shemi.

Metode za isključivanje tiristora

No, moguće je paralelno spojiti prekidač, a zatim se zaustavlja struja anode, a tiristor se prenosi u zaključano stanje. Neke vrste tiristora mogu se ponovo uključiti ukoliko su kontaktni prekidači otvoreni. To se može objasniti činjenicom da pri otvaranju kontakata parazitski kondenzatori tranzitnih tiristara akumuliraju naboj, stvarajući tako smetnje.

Stoga je poželjno postaviti prekidač tako da se nalazi između katode i upravljačke elektrode. Time će se osigurati da se tiristor isključi normalno, a struja zadržavanja je odrezana. Ponekad se povećava udobnost i brzina i pouzdanost, umjesto mehaničkog ključa koristi se pomoćni tiristor. Treba napomenuti da je rad triac u mnogočemu sličan onome tiristora.

triacs

A sada bliže temi članka - trebate uzeti u obzir poseban slučaj tiristora - triac. Princip njegova djelovanja sličan je onome što je ranije bilo razmotreno. Ali postoje neke razlike i karakteristike. Stoga moramo razgovarati o tome detaljnije. Triac je uređaj temeljen na kristalu poluvodiča. Vrlo često se koristi u sustavima koji rade na izmjeničnoj struji.

Najjednostavnija definicija ovog uređaja je prekidač, ali kontroliran. U zaključanom stanju radi točno na isti način kao i prekidač s otvorenim kontaktima. Kada se signal primijeni na upravljačku elektrodu triac, uređaj prelazi u otvoreno stanje (vodljivost). Prilikom rada u ovom načinu moguće je paralelno nacrtati prekidač čiji su kontakti zatvoreni.

Kada nema nikakvog signala u upravljačkom krugu, u bilo kojem od polukruga (kod rada na izmjeničnim strujnim krugovima), triac se prebacuje s otvorenog na zatvoreni način rada. Triaki su naširoko koristi u relejnom modu (na primjer, kod konstrukcije svjetlosno osjetljivih prekidača ili termostata). Ali oni se često koriste i u kontrolnim sustavima koji djeluju u skladu s principima fazne kontrole napona na teretu (oni su glatki regulatori).

Struktura i načelo rada triac

Triac nije ništa više nego simetrični tiristor. Prema tome, na temelju imena, može se zaključiti da se lako može zamijeniti s dva tiristora koji su paralelno uključeni i isključeni. U svakom smjeru, sposoban je prolaziti strujom. Triac ima tri glavna izlaza - kontrolu, signalizaciju i glavni (anod, katoda) tako da može proći radne struje.

Dvosmjerni tiristor (načelo rada za „neznalice” da je poluvodički element koji pruža na svoju pozornost) je otvoren kada je kontrola pin je minimalna vrijednost struje. Ili, u slučaju kada su dvije druge elektrode iz potencijalnom razlikom većom od granične vrijednosti.

U većini slučajeva prekoračenje napona uzrokuje da triac djeluje spontano na maksimalnu amplitudu napona napajanja. Prijelaz na zaključano stanje događa se kada se promijeni polaritet ili kada se radna struja smanji na razinu nižu od trenutne struje.

Kako otvoriti triac

Kada se napaja iz utičnice izmjeničnu struju promjena načina rada se javlja zbog promjene polariteta napona preko radnih elektroda. Iz tog razloga, ovisno o polaritetu kontrolne struje, mogu se razlikovati četiri vrste ovog postupka.

Recimo da postoji napon koji se primjenjuje između radnih elektroda. I na upravljačkoj elektrodi, napon preko znaka je suprotan onoj koja se primjenjuje na anodni krug. U ovom slučaju, triac će se kretati kvadrantom - načelo djelovanja, kao što vidite, vrlo je jednostavno.

Postoje 4 kvadranta, a za svaku od njih je definirana struja otključavanja, držanja, uključivanja. Tekuće otvaranje mora se zadržati sve dok vrijeme više ne prijeđe (u 2-3) vrijednost struje zadržavanja. To je upravo struja komutacije triac - minimalna potrebna struja otključavanja. Ako se riješite struje u upravljačkom krugu, triac će biti u stanju vođenja. A to će raditi u tom načinu do tada, dok će struja u anodnom krugu biti veća od zadržavanja.

Koja su ograničenja korištenja trojaka

Teško je koristiti kada je opterećenje induktivno tipa. Stopa promjene napona i struje je ograničena. Kada triac odlazi iz zaključanog na otvoreni, pojavljuje se značajna struja u vanjskom krugu. Napon ne pada odmah na naponske priključke triac. I moć će se odmah razviti i doći do prilično velikih vrijednosti. Energija koja se raspršuje, zbog malog prostora, oštro podiže temperaturu poluvodiča.

Ako je prekoračena kritična vrijednost, kristal je uništen, zbog prekomjerno brzog povećanja trenutne snage. Ako se na triac, koji je u zaključanom stanju i koji se naglo povećava, primjenjuje određeni napon, kanal će se otvoriti (ako nema signala u upravljačkom krugu). Taj se fenomen može opaziti jer se naboj nakuplja u unutarnjem parazitskom kapacitetu poluvodiča. A struja punjenja ima dovoljno vrijednosti za otključavanje triac.