Es pot comparar un triac amb un relé de bloqueig. S'encendrà instantàniament i es tancarà tan aviat com es desencadeni i romandrà tancat sempre que la tensió d'alimentació es mantingui per sobre de zero volts o que no es canviï la polaritat de l'alimentació.
Si el subministrament és de corrent altern (AC), el triac s’obrirà durant els períodes en què el cicle de corrent altern creua la línia zero, però es tancarà i s’encendrà tan aviat com es torne a activar.
Avantatges de Triac com a interruptors estàtics
- Els triacs es poden substituir eficaçment per commutadors mecànics o relés per controlar càrregues en circuits de corrent altern.
- Els triacs es poden configurar per canviar càrregues relativament pesades mitjançant un mínim activador de corrent.
- Quan els triacs condueixen (a prop) no produeixen efecte de rebot, com passa en els interruptors mecànics.
- Quan els triacs s’apaguen (a CA. zero creuament ), ho fa sense produir transitoris, a causa de CEM posteriors, etc.
- Els triacs també eliminen la fusió de contactes o problemes d'arc, i altres formes de desgast que solen veure's en els interruptors elèctrics de base mecànica.
- Els triacs tenen un activador flexible, que permet canviar-los en qualsevol punt determinat del cicle d'entrada d'AC, mitjançant un senyal positiu de baixa tensió a través de la porta i la terra comuna.
- Aquest voltatge de desencadenament podria provenir de qualsevol font de corrent continu, com ara una bateria o un senyal rectificat del propi subministrament de CA. En qualsevol cas, el triac passarà per períodes d’interruptor OFF cada vegada que cada forma d’ona de CA de mig cicle es desplaci per la línia de creuament (actual) de zero, tal com es mostra a continuació:
Com activar un Triac
Un triac consta de tres terminals: Gate, A1, A2, com es mostra a continuació:
Per activar un Triac, s’ha d’aplicar un corrent d’activació de porta al seu pas de porta (G). Això fa que un corrent de porta flueixi a través de la porta i la terminal A1. El corrent de la porta podria ser positiu o negatiu respecte al terminal A1 del triac. El terminal A1 es pot connectar de forma comuna a la línia VSS negativa o a la línia VDD positiva del subministrament de control de la porta.
El següent diagrama mostra l’esquema simplificat d’un Triac i també la seva estructura interna de silici.
Quan s’aplica un corrent de desencadenament a la porta triac, s’encén mitjançant els díodes incorporats incrustats de nou a esquena entre el terminal G i el terminal A1. Aquests 2 díodes s’instal·len a les unions P1-N1 i P1-N2 del triac.
Quadrants desencadenants de Triac
L’activació d’un triac s’implementa a través de quatre quadrants en funció de la polaritat del corrent de la porta, com es mostra a continuació:
Aquests quadrants desencadenants es poden aplicar pràcticament en funció de la família i la classe del triac, tal com es mostra a continuació:
Q2 i Q3 són els quadrants activadors recomanats per a triacs, ja que permeten un consum mínim i un activador fiable.
No s’aconsella el quadrant d’activació Q4, ja que requereix un corrent de porta més alt.
Paràmetres d'activació importants per a Triacs
Sabem que un triac es pot utilitzar per canviar una càrrega de CA de gran potència a través dels seus terminals A1 / A2 mitjançant un subministrador de disparador de CC relativament petit al seu terminal Gate.
Mentre es dissenya un circuit de control triac, els seus paràmetres d’activació de la porta esdevenen crucials. Els paràmetres de desencadenament són: triac gate triggering current IGT, gate triggering voltage VGT, and gate latching current IL.
- El corrent de porta mínim necessari per activar un triac s’anomena IGT de corrent de comporta. Això s’ha d’aplicar a través de la porta i del terminal A1 del Triac, que és comú al subministrament del disparador de la porta.
- El corrent de la porta ha de ser superior al valor nominal de la temperatura de funcionament especificada més baixa. Això garanteix un desencadenament òptim del triac en totes les circumstàncies. L’ideal seria que el valor IGT sigui 2 vegades superior al valor nominal del full de dades.
- La tensió d’activació aplicada a través de la porta i el terminal A1 d’un triac es coneix com a VGT. S’aplica a través d’una resistència que es debatrà en breu.
- El corrent de porta que bloqueja efectivament un triac és el corrent de bloqueig i es dóna com a LT. El bloqueig es pot produir quan el corrent de càrrega ha assolit el valor LT, només després d'això el bloqueig s'activa fins i tot mentre s'elimina el corrent de porta.
- Els paràmetres anteriors s’especifiquen a una temperatura ambient de 25 ° C i poden mostrar-se variacions a mesura que varia aquesta temperatura.
L'activació no aïllada d'un triac es pot fer en dos modes bàsics, el primer mètode es mostra a continuació:
Aquí s’aplica una tensió positiva igual al VDD a través de la porta i el terminal A1 del triac. En aquesta configuració podem veure que l'A1 també està connectat al Vss o a la línia negativa de la font d'alimentació de la porta. Això és important si no, el triac mai respondrà.
El segon mètode és aplicar un voltatge negatiu a la porta del triac, tal com es mostra a continuació:
Aquest mètode és idèntic a l'anterior excepte la polaritat. Atès que la porta s’activa amb un voltatge negatiu, el terminal A1 ara s’uneix en comú amb la línia VDD en lloc de Vss de la tensió de la font de la porta. De nou, si això no es fa, el triac no respondrà.
Càlcul de la resistència de la porta
La resistència de la porta estableix l'IGT o el corrent de la porta al triac per al desencadenament necessari. Aquest corrent augmenta a mesura que la temperatura baixa per sota de la temperatura de la unió de 25 ° C especificada.
Per exemple, si l'IGT especificat és de 10 mA a 25 ° C, pot augmentar fins a 15 mA a 0 ° C.
Per garantir que la resistència pugui subministrar IGT suficient fins i tot a 0 ° C, s'ha de calcular el màxim VDD disponible des de la font.
Un valor recomanat és d’uns 160 a 180 ohms de 1/4 de watt per a una porta VGT de 5V. Valors més alts també funcionaran si la temperatura ambiental és bastant constant.
Activació a través de CC extern o CA existent : Com es mostra a la figura següent, es pot canviar un triac mitjançant una font de corrent continu externa, com ara la bateria o el panell solar, o bé mitjançant un adaptador de CA / CC. Alternativament, també es pot activar des del propi subministrament de CA existent.
Aquí, l’interruptor S1 té una tensió insignificant, ja que commuta el triac a través d’una resistència fent que el corrent mínim passi pel S1, estalviant-lo així de qualsevol tipus de desgast.
Canvi d’un Triac per un relé Reed : Per canviar un triac per un objecte en moviment, es podria incorporar un activador de base magnètica. Un interruptor de canya i es pot utilitzar un imant aquestes aplicacions , com es mostra a continuació:
En aquesta aplicació, l’imant està unit a l’objecte en moviment. Sempre que el sistema mòbil passa del relé de canya, provoca la conducció del triac a través del seu imant unit.
El relé Reed també es pot utilitzar quan es requereix un aïllament elèctric entre la font activadora i el triac, com es mostra a continuació.
Aquí, la bobina de coure de dimensió adequada s’enrotlla al voltant del relé de canya i els terminals de la bobina es connecten a un potencial de CC mitjançant un interruptor. Cada vegada que es prem l’interruptor es produeix un desencadenament aïllat del triac.
A causa del fet que els relés de commutació de canya estan dissenyats per suportar milions d’operacions ON / OFF, aquest sistema de commutació esdevé extremadament eficient i fiable a la llarga.
Un altre exemple d’activació aïllada del triac es pot veure a continuació, aquí s’utilitza una font de CA externa per canviar un triac a través d’un transformador d’aïllament.
A continuació, es mostra una altra forma de desencadenament aïllat de triacs mitjançant un acoblament de cèl·lules fotogràfiques. En aquest mètode, un LED i un fotocèl·lula o un díode fotogràfic estan muntats de manera integral dins d’un sol paquet. Aquests acobladors opto estan fàcilment disponibles al mercat.
Al diagrama següent es mostra un canvi inusual del triac en forma de circuit apagat / mitja potència / plena potència. Per implementar un 50% menys de potència, el díode es commuta en sèrie amb la porta triac. Aquest mètode obliga el Triac a activar-se només pels semicicles d’entrada alternatius positius alternatius.
El circuit es pot aplicar de manera efectiva per controlar les càrregues de l’escalfador o altres càrregues resistives amb inèrcia tèrmica. Pot ser que això no funcioni per al control de la il·luminació, ja que la freqüència dels cicles de corrent altern mig positiva provocarà un parpelleig molest a les llums, de manera que no es recomana aquest disparador per a càrregues inductives com ara motors o transformadors.
Estableix el circuit de triac de restabliment
El següent concepte mostra com es pot utilitzar un triac per fer un pany de restabliment mitjançant un parell de botons.
En prémer el botó de configuració es bloqueja el triac i la càrrega activada, mentre es prem el botó de reinicialització, es bloqueja el pestell.
Circuits de temporitzador de retard Triac
Es pot configurar un triac com a circuit de temporitzador de retard per activar o apagar una càrrega després d’un retard predeterminat definit.
El primer exemple següent mostra un circuit de temporitzador OFF amb retard basat en triac. Inicialment, quan s’alimenta, el triac s’encendrà.
Mentrestant, el 100uF comença a carregar-se i, un cop assolit el llindar, s’activa l’UJT 2N2646, encenent el SCR C106.
El SCR redueix la porta a terra apagant el triac. El retard es decideix per la configuració de 1 M i el valor del condensador en sèrie.
El següent circuit representa un circuit temporitzador de triac ON. Quan s’alimenta, el triac no respon immediatament. El diac roman apagat mentre el condensador 100uF es carrega fins al seu llindar de disparació.
Un cop succeeix això focs de diac i disparadors el triac activat. El temps de retard depèn dels valors de 1M i el 100uF.
El següent circuit és una altra versió d’un temporitzador basat en triac. Quan s’encén, l’UJT s’encén mitjançant el condensador 100uF. L’UJT manté l’interruptor SCR OFF, privant el triac del corrent de la porta i, per tant, el triac també roman apagat.
Després d'un temps, segons l'ajust del paràmetre predeterminat 1M, el condensador està completament carregat apagant l'UJT. Ara el SCR s’encén, activant el triac i també la càrrega.
Circuit intermitent de làmpades Triac
Aquest circuit de parpelleig triac es pot utilitzar per llampar una làmpada incandescent estàndard amb una freqüència que es pot ajustar entre 2 i aproximadament 10 Hz. El circuit funciona rectificant la tensió de xarxa mitjançant un díode 1N4004 juntament amb una xarxa RC variable. En el moment que el condensador electrolític es carrega fins a la tensió de ruptura del diac, es va obligar a descarregar-lo pel diac, que al seu torn dispara el triac, cosa que provoca un parpelleig del llum connectat.
Després d'un retard establert pel control de 100 k, el condensador es torna a carregar per provocar una repetició del cicle de parpelleig. El control 1 k estableix el corrent d’activació del triac.
Conclusió
Triac és un dels components més versàtils de la família electrònica. Els triacs es poden utilitzar per implementar diversos conceptes de circuits útils. A la publicació anterior vam conèixer algunes aplicacions senzilles del circuit triac, però hi ha innombrables maneres de configurar i aplicar un triac per crear el circuit desitjat.
En aquest lloc web ja he publicat molts circuits basats en triac als quals podeu consultar per obtenir més informació, aquí teniu l’enllaç:
Anterior: díode de túnel: circuit de treball i aplicació Següent: Circuits LDR i principi de treball
