Έλεγχος Triac: Ισχυρός έλεγχος φορτίου AC

Για τους σκοπούς της μεταγωγής φορτίων σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος, είναι βολικό να χρησιμοποιηθούν triacs, τα οποία είναι ένας τύπος θυρίστορ, αλλά διαφέρουν από τον θυρίστορ από την ικανότητα στην ανοιχτή κατάσταση να διεξάγει ρεύμα και στις δύο κατευθύνσεις.

Τα πρώτα σχέδια των τριακίδων είχαν ήδη εξεταστεί το 1963, τότε, για παράδειγμα, το Μορδοβιανό Ερευνητικό Ηλεκτροτεχνικό Ινστιτούτο έχει ήδη καταθέσει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για συμμετρικό θυρίστορ (δίπλωμα ευρεσιτεχνίας SU 349356 Α, Dumanevich AN και Evseev Yu.A.) και η General Electric ασχολήθηκε με την εμπορική εφαρμογή του ίδιου προϊόντος που ονομάζεται "Triac" στα δυτικά.

Τότε όπως ένα θυρίστορ Υπάρχουν σαφώς καθορισμένες κάθοδοι, ανόδους και ηλεκτρόδιο ελέγχου. Στο τριακ, η κάθοδος και οι άνοδοι αλλάζουν θέσεις κατά τη λειτουργία της, ανάλογα με την τρέχουσα κατεύθυνση στην τρέχουσα στιγμή.

Φυσικά, το σήμα προς το ηλεκτρόδιο ελέγχου (πύλη) του τριακ είναι πάντοτε παρεχόμενο σε σχέση με μια συγκεκριμένη υπό όρους καθοδασμό, αλλά το ρεύμα διαμέσου του ανοιχτού τριακ μπορεί να ρέει σε οποιαδήποτε κατεύθυνση και υπό αυτή την έννοια το τριακ σε ανοικτή κατάσταση μπορεί να θεωρηθεί ως δύο διόδουσυμπεριλαμβανόμενων στην αντίθετη παράλληλη.

Το τρίακ διακρίνεται από δομή ημιαγωγού πέντε επιπέδων. Παρομοίως με μεγαλύτερη ακρίβεια, μπορεί να παρασταθεί με τη μορφή δύο τριόριων θυρίστορ συνδεδεμένων σε αντίθετο παράλληλο και το ηλεκτρόδιο ελέγχου, σε αντίθεση με το θυρίστορ, είναι μόνο ένα.

Για να ελέγξετε ένα ισχυρό φορτίο, το triac, όπως ένας διακόπτης, συνδέεται σε σειρά με το κύκλωμα φορτίου. Και στη συνέχεια: στην κλειστή κατάσταση, το triac θα κλείσει, το φορτίο θα απενεργοποιηθεί και όταν εφαρμοστεί μια τάση σκανδάλης στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του triac, θα εμφανιστεί αγωγιμότητα μεταξύ των κύριων ηλεκτροδίων του triac - το ρεύμα θα ρέει μέσα από το φορτίο. Επιπλέον, το ρεύμα μπορεί να ρέει μέσα από ένα ανοιχτό τριακ σε οποιαδήποτε κατεύθυνση, όχι σαν ένα θυρίστορ.

Για να διατηρήσετε το triac ανοικτό, δεν χρειάζεται να κρατάτε το σήμα ελέγχου στο ηλεκτρόδιο ελέγχου, απλά δώστε ένα σήμα, μετά το οποίο το ρεύμα θα εγκατασταθεί και θα συνεχίσει να ρέει - αυτή είναι η διαφορά μεταξύ του triac και του τρανζίστορ. Όταν το ρεύμα μέσω του τριακ (μέσω του κυκλώματος φορτίου) πέφτει κάτω από το ρεύμα συγκράτησης (για εναλλασσόμενο ρεύμα - τη στιγμή που το ρεύμα περνάει από το μηδέν), κλείνει το τριακ και για να το ξεκλειδώσει θα χρειαστεί να επαναφέρετε το σήμα ξεκλειδώματος στο ηλεκτρόδιο ελέγχου.

Η πολικότητα της τάσης ελέγχου που τροφοδοτείται στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του τριακ μπορεί να είναι αρνητική ή να συμπίπτει με την πολικότητα της τάσης που εφαρμόζεται στην υπό όρους ανόδου. Για το λόγο αυτό, ένας τέτοιος έλεγχος είναι δημοφιλής όταν το σήμα ελέγχου τροφοδοτείται απευθείας από την υπό όρους άνοδο μέσω του κυκλώματος περιορισμού και του διακόπτη κυκλώματος - έχει ρυθμιστεί μόνο αρκετό ρεύμα για να ξεκλειδώσει το τριακ.

Λόγω της βαθιάς θετικής ανάδρασης, για παράδειγμα, με ένα επαγωγικό φορτίο, οι υψηλοί ρυθμοί μεταβολής της τάσης ή του ρεύματος του τριακ μπορεί να οδηγήσουν σε άκαιρη απεμπλοκή του τριακ και σε μια μεγάλη στιγμιαία ισχύ που θα διαχέεται γρήγορα στον κρύσταλλο και θα μπορεί να την καταστρέψει. Για την προστασία από τις επιβλαβείς εκπομπές, σε ορισμένα κυκλώματα εγκαθίσταται παράλληλα με το triac ένα βαρίστορ και τα αποσβεστήρες RC χρησιμοποιούνται για την προστασία από υψηλές τιμές dU / dt.

Χρησιμοποιώντας ένα τρισδιάστατο αντί για ένα ρελέ:

Οι ρυθμιστές ισχύος Triac για τον έλεγχο διαφόρων ισχυρών φορτίων σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος είναι πολύ δημοφιλείς σήμερα. Αυτοί οι ρυθμιστές για λαμπτήρες ονομάζονται dimmers, και ρυθμιστές για διάφορα όργανα, για κινητήρες συλλέκτη - απλά ρυθμιστές τριακ. Τα κυκλώματά τους είναι αρκετά συμπαγή και απλά, διότι αρκεί η περιοδική εφαρμογή 0,7 volts στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του triac σε ένα ρεύμα της τάξης των 10 mA, το οποίο υλοποιείται εύκολα χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα RC και σε μια πιο σύνθετη μορφή - με βάση έναν ελεγκτή PWM, στον ίδιο χρονισμό 555.