Triac: Gerät, Funktionsprinzip, Umfang

Ein Triac ist ein Halbleiterbauelement. Sein vollständiger Name ist ein symmetrischer Triodenthyristor. Seine Besonderheit ist, dass Strom in beide Richtungen geleitet werden kann. Dieses Schaltungselement hat drei Ausgänge: einen für die Steuerung und die anderen beiden für die Stromversorgung. In diesem Artikel betrachten wir das Funktionsprinzip, die Einrichtung und den Zweck des Triacs in verschiedenen Stromkreisen von Elektrogeräten.

Aufbau und Funktionsprinzip

Die Besonderheit des Triacs ist die bidirektionale Leitfähigkeit des durch das Gerät fließenden elektrischen Stroms. Der Aufbau des Gerätes basiert auf der Verwendung von zwei antiparallelen Thyristoren mit gemeinsamer Ansteuerung. Dieses Funktionsprinzip gab den Namen von den abgekürzten "symmetrischen Thyristoren". Da der elektrische Strom in beide Richtungen fließen kann, macht es keinen Sinn, die Leistungsklemmen als Anode und Kathode. Die Steuerelektrode ergänzt das Gesamtbild.

Symbole im Diagramm nach GOST:

Das Erscheinungsbild ist wie folgt:

Es gibt fünf Übergänge im Triac, mit denen Sie zwei Strukturen organisieren können. Welches verwendet wird, hängt vom Ort der Bildung (spezifische Leistungsabgabe) der negativen Polarität ab.

Wie funktioniert ein Triac? Anfänglich ist das Halbleiterbauelement gesperrt und es fließt kein Strom durch es. Wird die Steuerelektrode mit Strom beaufschlagt, geht diese in den geöffneten Zustand über und der Triac beginnt, Strom durch sich selbst zu leiten. Beim Betrieb am Wechselstromnetz ändert sich die Polarität der Kontakte ständig. Die Schaltung, in der das betreffende Element verwendet wird, funktioniert problemlos. Schließlich wird der Strom in beide Richtungen geleitet. Damit der Triac seine Funktionen erfüllen kann, wird ein Stromimpuls an die Steuerelektrode angelegt, nach dem Entfernen des Impulses der Strom durch die bedingte Anode und die Kathode fließt weiter, bis der Stromkreis unterbrochen wird oder sie mit umgekehrter Polarität erregt werden.

Bei Verwendung in einem Wechselstromkreis schließt der Triac auf der umgekehrten Halbwelle einer Sinuswelle, dann Sie müssen einen Impuls mit entgegengesetzter Polarität anwenden (derselbe, unter dem sich die "Power" -Elektroden befinden) Element).

Das Funktionsprinzip der Steuerung kann je nach Fall und Anwendung angepasst werden. Nach dem Öffnen und Starten des Durchflusses ist es nicht erforderlich, die Steuerelektrode mit Strom zu versorgen. Der Stromkreis wird nicht unterbrochen. Schalten Sie ggf. den Strom aus, senken Sie den Strom im Stromkreis unter den Wert des Haltewertes oder unterbrechen Sie den Stromkreis kurzzeitig.

Steuersignale

Um mit einem Triac das gewünschte Ergebnis zu erzielen, wird nicht Spannung, sondern Strom verwendet. Damit sich das Gerät öffnen kann, muss es sich auf einem bestimmten kleinen Niveau befinden. Für jeden Triac kann die Steuerstromstärke unterschiedlich sein, sie ist dem Datenblatt für ein bestimmtes Element zu entnehmen. Bei einem KU208 Triac muss dieser Strom beispielsweise größer als 160 mA sein und bei KU201 mindestens 70 mA.

Die Polarität des Steuersignals muss mit der Polarität der konventionellen Anode übereinstimmen. Zur Steuerung des Triacs werden häufig ein Schalter und eine Strombegrenzung verwendet. WiderstandWenn es von einem Mikrocontroller gesteuert wird, müssen Sie möglicherweise einen zusätzlichen Transistor installieren, um den MK-Ausgang nicht zu verbrennen, oder einen Triac-Opto-Treiber wie MOC3041 und dergleichen verwenden.

Vier-Quadranten-Triacs können mit einem Signal beliebiger Polarität getriggert werden. Dieser Vorteil hat auch den Nachteil, dass möglicherweise ein erhöhter Steuerstrom erforderlich ist.

Bei Abwesenheit wird das Gerät durch zwei Thyristoren ersetzt. In diesem Fall ist es notwendig, ihre Parameter richtig auszuwählen und das Steuerschema neu zu erstellen. Immerhin wird das Signal auf zwei Steuerausgänge geführt.

Vorteile und Nachteile

Wozu dient das Halbleiterbauelement? Die beliebteste Verwendung ist die Wechselstromschaltung. In dieser Hinsicht ist der Triac sehr praktisch - mit einem kleinen Element können Sie die Hochspannungsversorgung steuern.

Lösungen sind beliebt, wenn sie das Übliche ersetzen elektromechanisches Relais. Der Vorteil einer solchen Lösung besteht darin, dass es keinen physischen Kontakt gibt, wodurch das Einschalten zuverlässiger wird, das Schalten geräuschlos ist, die Ressource um Größenordnungen größer ist und die Leistung höher ist. Ein weiterer Vorteil des Triacs ist sein relativ niedriger Preis, der zusammen mit der hohen Zuverlässigkeit der Schaltung und der MTBF attraktiv aussieht.

Die Entwickler haben es versäumt, die Nachteile vollständig zu vermeiden. Beispielsweise werden Geräte unter Last sehr heiß. Wir müssen für Wärmeabfuhr sorgen. Leistungsstarke (oder "Power") Triacs werden an Radiatoren installiert. Ein weiterer Nachteil, der die Verwendung beeinträchtigt, ist die Erzeugung von harmonischen elektrische Störungen einige Schaltungen von Triac-Controllern (z. B. ein Haushaltsdimmer zum Dimmen).

Beachten Sie, dass die Spannung an den Lasten von der Sinuskurve abweicht, die mit der minimalen Spannung und dem minimalen Strom verbunden ist, bei denen ein Einschalten möglich ist. Aus diesem Grund sollte nur eine Last angeschlossen werden, die keinen hohen Leistungsbedarf hat. Wenn das Problem eingestellt wird, eine Sinuskurve zu erreichen, funktioniert diese Umschaltmethode nicht. Triacs sind sehr anfällig für Rauschen, Transienten und Interferenzen. Außerdem werden hohe Schaltfrequenzen nicht unterstützt.

Anwendungsgebiet

Die Eigenschaften, die geringen Kosten und die Einfachheit des Gerätes ermöglichen den erfolgreichen Einsatz von Triacs in Industrie und Alltag. Sie finden sie:

1. In der Waschmaschine.
2. Im Ofen.
3. In den Öfen.
4. Im Elektromotor.
5. In Bohrhämmern und Bohrmaschinen.
6. Spülmaschinenfest.
7. Bei Dimmern.
8. Im Staubsauger.

Diese Liste ist nicht darauf beschränkt, wo diese Halbleitervorrichtung verwendet wird. Die Verwendung des betreffenden leitfähigen Geräts erfolgt in fast allen Elektrogeräten, die nur im Haus vorhanden sind. Es ist mit der Funktion der Steuerung der Drehung des Antriebsmotors in Waschmaschinen betraut; sie werden auf der Steuerplatine verwendet, um den Betrieb aller Arten von Geräten zu starten - es ist einfacher zu sagen, wo sie nicht sind.

Hauptmerkmale

Das betrachtete Halbleiterbauelement dient zur Steuerung von Schaltungen. Unabhängig davon, wo in der Schaltung sie eingesetzt werden, sind die folgenden Eigenschaften der Triacs wichtig:

1. Maximale Spannung. Ein Indikator, der, wenn er an den Leistungselektroden erreicht wird, theoretisch keinen Ausfall verursacht. Tatsächlich ist dies der maximal zulässige Wert, sofern der Temperaturbereich eingehalten wird. Seien Sie vorsichtig - auch ein kurzzeitiger Überschuss kann zur Zerstörung dieses Schaltungselements führen.
2. Maximaler Kurzzeitstoßstrom im geöffneten Zustand. Der Spitzenwert und der zulässige Zeitraum dafür, angegeben in Millisekunden.
3. Arbeitstemperaturbereich.
4. Steuergatespannung (entspricht dem minimalen konstanten Gatestrom).
5. Einschaltzeit.
6. Minimaler DC-Steuerstrom, der zum Einschalten des Instruments erforderlich ist.
7. Maximale sich wiederholende Stoßspannung im Sperrzustand. Dieser Parameter wird immer in der Begleitdokumentation angegeben. Gibt den kritischen Spannungswert an, den Grenzwert für dieses Gerät.
8. Maximaler Spannungsabfall am Triac im geöffneten Zustand. Gibt die Grenzspannung an, die zwischen den Leistungselektroden im geöffneten Zustand eingestellt werden kann.
9. Kritische Anstiegsrate von Durchlassstrom und Sperrspannung. Angegeben jeweils in Ampere und Volt pro Sekunde. Eine Überschreitung der empfohlenen Werte kann zu einem Ausfall oder einer fehlerhaften Öffnung führen. Stellen Sie sicher, dass die Betriebsbedingungen den empfohlenen Grenzwerten entsprechen, und beseitigen Sie Störungen, bei denen der Lautsprecher den angegebenen Parameter überschreitet.
10. Triac-Körper. Wichtig für thermische Berechnungen und beeinflusst die Verlustleistung.

Wir haben also untersucht, was ein Triac ist, wofür er verantwortlich ist, wo er eingesetzt wird und welche Eigenschaften er hat. In einfacher Sprache betrachtet, legen die theoretischen Grundlagen den Grundstein für zukünftiges effektives Handeln. Wir hoffen, die bereitgestellten Informationen waren für Sie nützlich und interessant!