Triak: urządzenie, zasada działania, zakres

Triak to urządzenie półprzewodnikowe. Jego pełna nazwa to symetryczny tyrystor triodowy. Jego osobliwością jest to, że możliwe jest prowadzenie prądu w obu kierunkach. Ten element obwodu ma trzy wyjścia: jedno to sterowanie, a pozostałe dwa to zasilanie. W tym artykule przyjrzymy się zasadzie działania, strukturze i celowi triaka w różnych obwodach urządzeń elektrycznych.

Budowa i zasada działania

Osobliwością triaka jest dwukierunkowa przewodność prądu elektrycznego przepływającego przez urządzenie. Konstrukcja urządzenia opiera się na zastosowaniu dwóch antyrównoległych tyrystorów ze wspólnym sterowaniem. Ta zasada działania dała nazwę od skrótu „tyrystory symetryczne”. Ponieważ prąd elektryczny może płynąć w obu kierunkach, nie ma sensu oznaczać zacisków zasilania jako anoda i katoda. Elektroda kontrolna uzupełnia ogólny obraz.

Symbole na schemacie zgodnie z GOST:

Wygląd wygląda następująco:

W triaku jest pięć przejść, co pozwala na uporządkowanie dwóch struktur. To, który z nich zostanie użyty, zależy od miejsca powstania (właściwa moc wyjściowa) o ujemnej polaryzacji.

Jak działa triak? Początkowo urządzenie półprzewodnikowe jest zablokowane i nie przepływa przez nie prąd. Po przyłożeniu prądu do elektrody sterującej, ta ostatnia przechodzi w stan otwarty, a triak zaczyna przepuszczać przez siebie prąd. Podczas pracy na sieci prądu przemiennego polaryzacja styków stale się zmienia. Obwód, w którym używany jest dany element, będzie działał bez problemów. W końcu prąd płynie w obu kierunkach. Aby triak mógł wykonywać swoje funkcje, do elektrody sterującej przykładany jest impuls prądowy, po usunięciu impulsu prąd płynący przez warunkową anodę i katoda kontynuuje przepływ, dopóki obwód nie zostanie przerwany lub są zasilane z odwrotną polaryzacją.

W przypadku zastosowania w obwodzie prądu przemiennego triak zamyka się na odwrotnej półfali fali sinusoidalnej, a następnie należy przyłożyć impuls o przeciwnej polaryzacji (ten sam, pod którym znajdują się elektrody „mocy” element).

Zasada działania systemu sterowania może być regulowana w zależności od konkretnego przypadku i zastosowania. Po otwarciu i uruchomieniu przepływu nie jest konieczne doprowadzenie prądu do elektrody sterującej. Obwód zasilania nie pęknie. Jeśli to konieczne, wyłącz zasilanie, zmniejsz prąd w obwodzie poniżej poziomu wartości podtrzymania lub przerwij obwód zasilania na krótki czas.

Sygnały sterujące

Aby osiągnąć pożądany wynik za pomocą triaka, nie stosuje się napięcia, ale prądu. Aby urządzenie się otworzyło, musi znajdować się na pewnym małym poziomie. Dla każdego triaka natężenie prądu sterującego może być różne, można to znaleźć w karcie katalogowej konkretnego elementu. Na przykład dla triaka KU208 prąd ten musi być większy niż 160 mA, a dla KU201 co najmniej 70 mA.

Polaryzacja sygnału sterującego musi odpowiadać biegunowości konwencjonalnej anody. Do sterowania triakiem często stosuje się przełącznik i ogranicznik prądu. rezystorJeśli jest sterowany przez mikrokontroler, może być konieczne zainstalowanie dodatkowego tranzystora, aby nie spalić wyjścia MK, lub użycie triakowego sterownika opto, takiego jak MOC3041 i tym podobne.

Triaki czterokwadrantowe mogą być wyzwalane sygnałem o dowolnej polaryzacji. Ta zaleta ma również tę wadę, że może być wymagany zwiększony prąd sterujący.

Jeśli go nie ma, urządzenie zastępuje dwa tyrystory. W takim przypadku konieczne jest prawidłowe dobranie ich parametrów i ponowne wykonanie schematu sterowania. W końcu sygnał zostanie podany na dwa wyjścia sterujące.

Zalety i wady

Do czego służy dane urządzenie półprzewodnikowe? Najpopularniejszym zastosowaniem jest przełączanie AC. Pod tym względem triak jest bardzo wygodny – za pomocą niewielkiego elementu można sterować zasilaczem wysokiego napięcia.

Rozwiązania są popularne, gdy zastępują zwykłe przekaźnik elektromechaniczny. Zaletą takiego rozwiązania jest brak kontaktu fizycznego, dzięki czemu włączanie zasilania staje się bardziej niezawodne, przełączanie jest bezgłośne, zasób jest o rzędy wielkości większy, a wydajność wyższa. Kolejną zaletą triaka jest jego stosunkowo niska cena, która w połączeniu z wysoką niezawodnością obwodu i MTBF wygląda atrakcyjnie.

Deweloperom nie udało się całkowicie uniknąć wad. Na przykład urządzenia bardzo się nagrzewają pod obciążeniem. Musimy zapewnić odprowadzanie ciepła. Potężne (lub „mocowe”) triaki są zainstalowane na grzejnikach. Kolejną wadą wpływającą na użytkowanie jest tworzenie harmonicznych zakłócenia elektryczne niektóre obwody sterowników triakowych (na przykład ściemniacz domowy do ściemniania).

Należy zauważyć, że napięcie na obciążeniach będzie różnić się od sinusoidy, co jest związane z minimalnym napięciem i prądem, przy którym możliwe jest włączenie. Z tego powodu podłączaj tylko obciążenie, które nie ma wysokich wymagań mocy. Podczas ustawiania zadania na osiągnięcie sinusoidy ta metoda przełączania nie zadziała. Triaki są bardzo podatne na szumy, stany nieustalone i zakłócenia. Ponadto nie są obsługiwane wysokie częstotliwości przełączania.

Obszar zastosowań

Charakterystyka, niski koszt i prostota urządzenia pozwalają z powodzeniem stosować triaki w przemyśle i życiu codziennym. Możesz je znaleźć:

1. W pralce.
2. W piecu.
3. W piecach.
4. W silniku elektrycznym.
5. W młotach obrotowych i wiertarkach.
6. Można myć w zmywarce.
7. W ściemniaczach.
8. W odkurzaczu.

Ta lista nie ogranicza się do tego, gdzie używane jest to urządzenie półprzewodnikowe. Korzystanie z przedmiotowego urządzenia przewodzącego odbywa się w prawie wszystkich urządzeniach elektrycznych, które istnieją tylko w domu. Powierzono mu funkcję sterowania obrotami silnika napędowego w pralkach, są one wykorzystywane na tablicy sterowniczej do uruchomienia pracy wszelkiego rodzaju urządzeń - łatwiej powiedzieć, gdzie ich nie ma.

Główna charakterystyka

Rozważane urządzenie półprzewodnikowe jest przeznaczone do sterowania obwodami. Niezależnie od tego, gdzie w obwodzie jest używany, ważne są następujące cechy triaków:

1. Maksymalne napięcie. Wskaźnik, który osiągnięty na elektrodach mocy teoretycznie nie spowoduje awarii. W rzeczywistości jest to maksymalna dopuszczalna wartość, pod warunkiem przestrzegania zakresu temperatur. Uważaj – nawet krótkotrwały nadmiar może skutkować zniszczeniem tego elementu obwodu.
2. Maksymalny krótkotrwały prąd impulsowy w stanie otwartym. Wartość szczytowa i dozwolony okres dla niej, określone w milisekundach.
3. Zakres temperatur pracy.
4. Napięcie bramki sterującej (odpowiada minimalnemu stałemu prądowi bramki).
5. Czas włączenia.
6. Minimalny prąd sterujący DC wymagany do włączenia przyrządu.
7. Maksymalne powtarzalne napięcie impulsowe w stanie wyłączenia. Ten parametr jest zawsze wskazany w dołączonej dokumentacji. Wskazuje krytyczną wartość napięcia, limit dla tego urządzenia.
8. Maksymalny spadek napięcia na triaku w stanie otwartym. Wskazuje napięcie graniczne, które można ustawić między elektrodami mocy, gdy są otwarte.
9. Krytyczna szybkość wzrostu prądu w stanie załączenia i napięcia w stanie wyłączenia. Wskazane odpowiednio w amperach i woltach na sekundę. Przekroczenie zalecanych wartości może doprowadzić do awarii lub błędnego otwarcia nie na miejscu. Zapewnij warunki pracy zgodne z zalecanymi limitami i wyeliminuj zakłócenia, w których głośnik przekracza określony parametr.
10. Korpus triaka. Ważne dla obliczeń termicznych i wpływa na rozpraszanie mocy.

Zbadaliśmy więc, czym jest triak, za co odpowiada, gdzie jest używany i jakie ma cechy. Rozpatrywane prostym językiem podstawy teoretyczne będą stanowić podstawę przyszłych skutecznych działań. Mamy nadzieję, że podane informacje były dla Ciebie przydatne i interesujące!