Triak: zařízení, princip činnosti, rozsah

Triak je polovodičové zařízení. Celé jeho jméno je symetrický triodový tyristor. Jeho zvláštností je, že je možné vést proud v obou směrech. Tento obvodový prvek má tři výstupy: jeden je ovládání a další dva jsou napájení. V tomto článku se podíváme na princip fungování, zařízení a účel triaku v různých obvodech elektrických spotřebičů.

Návrh a princip činnosti

Zvláštností triaku je obousměrná vodivost elektrického proudu procházejícího zařízením. Konstrukce zařízení je založena na použití dvou antiparalelních tyristorů se společným ovládáním. Tento princip činnosti dal název podle zkrácených „symetrických tyristorů“. Protože elektrický proud může proudit v obou směrech, nemá smysl označovat silové svorky jako anoda a katoda. Řídící elektroda doplňuje celkový obraz.

Symboly na diagramu v souladu s GOST:

Vzhled je následující:

V triaku je pět přechodů, což vám umožňuje uspořádat dvě struktury. Který z nich bude použit, závisí na místě vzniku (specifický výkon) negativní polarity.

Jak triak funguje? Zpočátku je polovodičové zařízení uzamčeno a neproudí jím žádný proud. Když je na řídicí elektrodu aplikován proud, přejde tato do otevřeného stavu a triak začne procházet proudem přes sebe. Při provozu na střídavé napětí se polarita kontaktů neustále mění. Obvod, kde je dotyčný prvek použit, bude fungovat bez problémů. Koneckonců, proud prochází v obou směrech. Aby triak mohl plnit své funkce, je na řídicí elektrodu aplikován proudový impuls, po odebrání impulsu proud přes podmíněnou anodu a katoda pokračuje v toku, dokud není obvod přerušen nebo nejsou napájeny s obrácenou polaritou.

Při použití v AC obvodu se triak zavře na reverzní půlvlně sinusové vlny, pak musíte použít puls opačné polarity (stejný, pod kterým jsou umístěny „napájecí“ elektrody) živel).

Princip činnosti řídicího systému lze upravit v závislosti na konkrétním případě a aplikaci. Po otevření a spuštění toku není nutné dodávat proud do řídicí elektrody. Napájecí obvod se nerozbije. V případě potřeby vypněte napájení, snižte proud v obvodu pod úroveň udržovací hodnoty nebo na krátkou dobu přerušte napájecí obvod.

Řídicí signály

K dosažení požadovaného výsledku s triakem se nepoužívá napětí, ale proud. Aby se zařízení otevřelo, musí být na určité malé úrovni. Pro každý triak může být síla ovládacího proudu odlišná, lze to zjistit z datového listu pro konkrétní prvek. Například pro triak KU208 musí být tento proud větší než 160 mA a pro KU201 alespoň 70 mA.

Polarita řídicího signálu se musí shodovat s polaritou konvenční anody. K ovládání triaku se často používá spínač a omezovač proudu. odporPokud je ovládán mikrokontrolérem, možná budete muset nainstalovat další tranzistor, aby nedošlo k vypálení výstupu MK, nebo použít triakový opto ovladač, například MOC3041 a podobně.

Čtyřkvadrantové triaky lze spustit se signálem jakékoli polarity. Tato výhoda má také tu nevýhodu, že může být vyžadován zvýšený řídicí proud.

Pokud chybí, je zařízení nahrazeno dvěma tyristory. V tomto případě je nutné správně vybrat jejich parametry a předělat schéma ovládání. Koneckonců, signál bude veden na dva řídicí výstupy.

Výhody a nevýhody

K čemu je dotyčné polovodičové zařízení? Nejoblíbenější použití je pro přepínání AC. V tomto ohledu je triak velmi pohodlný - pomocí malého prvku můžete ovládat vysokonapěťový napájecí zdroj.

Řešení jsou populární, když nahrazují obvyklé elektromechanické relé. Výhodou takového řešení je, že neexistuje žádný fyzický kontakt, díky čemuž se zapnutí napájení stává spolehlivějším, přepínání je bezhlučné, zdroj je řádově větší a výkon je vyšší. Další výhodou triaku je jeho relativně nízká cena, která spolu s vysokou spolehlivostí obvodu a MTBF vypadá atraktivně.

Vývojářům se nepodařilo zcela vyhnout nedostatkům. Například spotřebiče se při zatížení velmi zahřívají. Musíme zajistit odvod tepla. Na radiátory jsou instalovány výkonné (neboli „silové“) triaky. Další nevýhodou ovlivňující použití je vytváření harmonických elektrické rušení některé obvody triakových ovladačů (například domácí stmívač pro stmívání).

Všimněte si, že napětí na zátěži se bude lišit od sinusoidy, která je spojena s minimálním napětím a proudem, při kterém je možné zapnutí. Z tohoto důvodu připojujte pouze zátěž, která nemá vysoké požadavky na napájení. Při nastavování problému k dosažení sinusoidy nebude tato metoda přepínání fungovat. Triaky jsou vysoce citlivé na hluk, přechodové jevy a interference. Rovněž nejsou podporovány vysoké spínací frekvence.

Oblast použití

Vlastnosti, nízké náklady a jednoduchost zařízení umožňují úspěšně používat triaky v průmyslu a každodenním životě. Najdete je:

1. V pračce.
2. V troubě.
3. V pecích.
4. V elektromotoru.
5. V vrtacích kladivech a vrtačkách.
6. Vhodné do myčky.
7. Ve stmívačích.
8. Ve vysavači.

Tento seznam není omezen na místo, kde se používá toto polovodičové zařízení. Příslušné vodivé zařízení se používá téměř ve všech elektrických spotřebičích, které existují pouze v domě. Je pověřena funkcí řízení otáčení hnacího motoru v pračkách; používají se na řídicí desce ke spuštění provozu všech druhů zařízení - je snadnější říci, kde nejsou.

Hlavní charakteristiky

Uvažované polovodičové zařízení je určeno k ovládání obvodů. Bez ohledu na to, kde v obvodu je použit, jsou důležité následující vlastnosti triaků:

1. Maximální napětí. Indikátor, jehož dosažení na výkonových elektrodách teoreticky nezpůsobí poruchu. Ve skutečnosti je to maximální přípustná hodnota za předpokladu dodržení teplotního rozsahu. Buďte opatrní - i krátkodobý přebytek může mít za následek zničení tohoto prvku obvodu.
2. Maximální krátkodobý impulsní proud v otevřeném stavu. Špičková hodnota a pro ni povolené období uvedené v milisekundách.
3. Rozsah pracovních teplot.
4. Napětí řídicí brány (odpovídá minimálnímu konstantnímu proudu brány).
5. Čas zapnutí.
6. K zapnutí nástroje je vyžadován minimální řídicí proud DC.
7. Maximální opakující se impulsní napětí ve vypnutém stavu. Tento parametr je vždy uveden v průvodní dokumentaci. Udává kritickou hodnotu napětí, limit pro toto zařízení.
8. Maximální pokles napětí na triaku v otevřeném stavu. Udává mezní napětí, které lze nastavit mezi napájecími elektrodami při otevření.
9. Kritická rychlost nárůstu zapínacího proudu a vypnutého napětí. Udává se v ampérech a voltech za sekundu. Překročení doporučených hodnot může vést k poruše nebo chybnému otevření mimo místo. Zajistěte, aby provozní podmínky odpovídaly doporučeným limitům, a eliminujte rušení, při kterém reproduktor překročí specifikovaný parametr.
10. Triak. Důležité pro tepelné výpočty a ovlivňuje ztrátový výkon.

Zkoumali jsme tedy, co je triak, za co je zodpovědný, kde se používá a jaké má vlastnosti. Uvažováno v jednoduchém jazyce, teoretické základy položí základ pro budoucí efektivní činnosti. Doufáme, že poskytnuté informace byly pro vás užitečné a zajímavé!