Introducción

El triac (triodo para corriente alterna) es un tisristor bidireccional que actúa como un interruptor para potencia AC. Su capacidad de conducir corriente en ambas direcciones lo hace indispensable en aplicaciones tales como dimmers ligeros, controladores de velocidad de ventilador, arranques suaves motor, y relés de estado sólido. Para diseñar un circuito que activa el triac religado en el momento deseado evitando la sensibilidad accidental de giro, dos parámetros críticos

La sensibilidad de la puerta determina la corriente mínima de la puerta (I GT]) necesaria para reducir la triac en la conducción. Tensión de la propiedad especifica el mínimo de la tensión de la puerta a la terminal (V] ]

¿Qué es la sensibilidad de Gate?

La sensibilidad de la puerta se refiere a la [FLT] [FLT:] I GT que, cuando se inyecta en la terminal de la puerta con respecto a la terminal A1 (MT1), hará que el triac cambie de la sensibilidad del estado de bloqueo al triletro]

La sensibilidad de la puerta no es un absoluto fijo; varía con temperatura, cuadrante de operación (ya que los triacs pueden desencadenar en cuatro cuadrantes), y la corriente de carga. La mayoría de las hojas de datos proporcionan I GT] valores polares para ]] cuadrantes I a IV[el peor diseñador de MT2]

Factores que afectan a la sensibilidad de la puerta

  • Temperatura:] A medida que aumenta la temperatura de unión, la corriente mínima de la puerta necesaria para desencadenar el triac disminuye generalmente. Un triac que activa de forma fiable con 10 mA a 25 °C puede desencadenar con sólo 5 mA a 100 °C. Esta dependencia de temperatura debe ser considerada en circuitos expuestos a oscilaciones de temperatura ancha.
  • Ancho de pulso de pulso: Los pulsos de puerta muy cortos (microseconds) pueden requerir una corriente instantánea más alta que los pulsos más largos (Cientos de microsegundos) porque la carga de la puerta debe ser inyectada rápidamente para alcanzar la condición de cierre.
  • Corriente de carga y tensión: Después de que el pulso de la puerta termine, el triac debe tener suficiente corriente terminal principal (I T) para el cierre. Una alta sensibilidad de la puerta no garantiza la captura si la corriente de carga es demasiado baja.
  • [FLT2 positive, gate] [FLT] [FLT]] [FLT2]] [FLT2]] [FLT2] [FLT]] [FLT2]] [FLT2] [FLT2] [FLT2 positive, gate] [FLT2 positive [FLT] [FLT]] [FLT2]]

Al seleccionar un triac, los ingenieros deben asegurarse de que el circuito de la unidad de la puerta pueda suministrar el peor caso I GT sobre todo el rango de temperatura de funcionamiento. Usar un triac con sensibilidad innecesariamente alta puede llevar a false disparando debido a la sensibilidad del ruido.

Tensión de control de la tensión del trono (Voltaje del desencadenante de la cadena)

El rango de salida GT es el voltaje mínimo entre el terminal de la puerta y el MT1 requerido para iniciar la inyección de corriente de la puerta. No es lo mismo que el voltaje de la separación (que es el voltaje a través de la M2-LT6]

El voltaje de la Umbral es importante por dos razones. Primero, determina el voltaje mínimo necesario para activar el triac en un circuito de la unidad de la puerta. Segundo, afecta la inmunidad ruidosa de la puerta. Si el umbral es muy bajo (por ejemplo, 0.5 V), los picos de ruido al azar o las pequeñas corrientes de fuga de un microcontrolador pin puede desencadenar el triacLT nominal falso.

Relación entre V GT y I GT[

[LT] [FLT] [FLT] [FLT] [FLT] [FLT]] [FLT]] [FLT]] [FLT]]] [FLT]] [FLT]] [FLT]] [FLT]]

Los diseñadores raramente necesitan modelar la relación precisa. En cambio, aseguran que el conductor de la puerta puede suministrar el necesario I GT a un voltaje de salida que supere el máximo V ]GT[LT:2]

Impacto de la temperatura en el voltaje del umbral

La temperatura de la puerta es muy alta ] ] ]] [FLT:]] [FLT:]] [FLT:]]] [FLT: [FLT:]]

Comercio-Offs Entre la sensibilidad de la puerta y el voltaje de la mano

La sensibilidad de la puerta y el voltaje del umbral están inversamente relacionados en muchas familias de triac. Un triac con sensibilidad de puerta muy alta (bajo I GT, por ejemplo, 5 geog) tiende a tener una menor [FLT [LT]

Los diseñadores deben entender estos cambios al elegir un triac. Un triac altamente sensible puede ser perfecto para un circuito de baja potencia alimentado por una batería o una salida lógica CMOS (por ejemplo, 3,3 V oferta), pero será más propenso a un giro falso del ruido. Un triac menos sensible es más robusto en entornos industriales ruidosos porque el mayor voltaje del umbral y la corriente proporcionan un margen contra la interferencia.

Impacto en el diseño de circuito

Sensibilidad de puerta y tensión de umbral influencia directamente el diseño del circuito de la unidad de puerta.

  • [LT:4] [LT] [FLT] [FLT] [FLT] [FLT] [FLT]] [FLT]] [FLT] [FLT]] [FLT] [FLT]] [FLT] [FLT] [FLT] [FLT]] [FLT] [FLT]] [FLT] [FLT]] [
  • Pulse drive (via opto‐triac): Muchos circuitos modernos usan un opto-triac (por ejemplo, MOC3023, MOC3063) para proporcionar aislamiento. La salida del opto-triac es un fototristor que suministra la corriente de la puerta al triac principal.
  • ]Pulse transformer drive: Se utiliza en aplicaciones de alta potencia donde se necesitan aislamiento completo y altas corrientes de pulso. El transformador debe ser capaz de entregar la corriente de la puerta máxima sin saturación y con suficiente tensión para superar V] GT[ durante el pulso.

Ejemplo de selección de resistor de puerta

= 25 mA a 25 °C, y V [FLT] [FLT]] [FLT]] [FLT]

R G = (V]] ] [V] [FLT] [X] [L] [L] [L] [L]] [L]] [L]] [L] [L] [L] [L] [L] [L]]

= (5 V − 0.2 V − 1,5 V) / 0.025 A = 132 Ω (colocación 130 Ω o 120 Ω).

A alta temperatura, V GT será más bajo (quizá 1.0 V) y I GT[] será más bajo (quizáz 15 mA), por lo que la corriente de la puerta real será (5120 = 11.0

Si se utiliza un triac de ágata sensible (I GT = 5 mA) se utiliza, el resistor sería mucho mayor: (5−0.2−1.2) / 0.005 = 720 Ω. El resistor más grande reduce la corriente de la unidad y la disipación de potencia, pero hace que el circuito sea más susceptible a un acoplamiento capacitivo.

Circuitos de inmunidad y de soborno

Los triacs pueden ser desencadenados por eventos dv/dt altos (cambios de tensión rapidos en MT2‐MT1) incluso cuando no se aplica corriente de puerta. Este fenómeno se llama dv/dt desencadenando. Un triac con sensibilidad de puerta muy alta a menudo tiene menor capacidad dv/dt porque la región de la puerta se activa más fácilmente por las corrientes de desplazamiento.

La sensibilidad de la puerta también afecta la eficacia de un snubber. Un triac menos sensible puede tolerar un dv/dt superior sin un snubber, simplificando el diseño. Sin embargo, al conducir cargas inductivas (motores, válvulas solenoide), un snubber casi siempre es requerido independientemente de la sensibilidad de la puerta para evitar el error debido a la conmutación dv/dt.

Aplicaciones y criterios de selección

Dimmers de luz y reguladores de voltaje AC

En los circuitos de corte de fase, el triac debe desencadenar precisamente en un punto específico de la onda AC (el ángulo de disparo). La sensibilidad de la puerta determina directamente la corriente de transmisión requerida desde el IC de control de fase (por ejemplo, un DIAC o un microcontrolador con una detección de cero cruce).

Controladores de velocidad de motor

24T = 3D/T = 2D/C. La sensibilidad de la puerta debe ser ajustada al conductor. Los triacs son muy sensibles y pueden desencadenar el pico de tensión generado por el back-EMF al final de cada medio ciclo, causando que el motor funcione incontrolablemente.

Relés de Estado sólido (SSR)

En los módulos SSR, el triac se activa mediante un opto-triac o un transformador. La sensibilidad de la puerta debe ajustarse a las características de salida del dispositivo de aislamiento. Muchas SSR industriales utilizan conmutación de cero-crossing para reducir el EMI, lo que requiere que el conductor de la puerta aplique corriente sólo cuando el voltaje de la red está cerca de cero.

Control de helicópteros y regulación de potencia

Las cargas resistivas (calentadores, lámparas incandescentes) son las más fáciles de conducir porque no son inductivas y tienen una forma de onda actual bien definida. La sensibilidad de la puerta puede ser elegida casi arbitrariamente, pero el costo y la disponibilidad a menudo conducen a usar triacs de sensibilidad estándar (por ejemplo, serie BT136).

Pruebas y medición de parámetros de puerta

Los ingenieros de diseño rara vez miden I GT] y V] GT a menos que estén desarrollando un nuevo producto o depurando un diseño marginal. Los límites de hojas de datos proporcionan una garantía fiable.

  • Prueba de la corriente de gatillo de gato: Una fuente de corriente variable está conectada entre la puerta y MT1 mientras que una fuente de DC (por ejemplo, 12 V) se aplica entre MT2 y MT1 a través de un resistor de carga. La corriente de la puerta se aumenta lentamente hasta que el triac se encienda (visible como una gota repentina en el voltaje MT2-MT1).
  • Prueba de tensión de activación de la fuente: Con la misma configuración, la tensión de la puerta se monitorea en el momento de la entrega. La lectura del voltímetro (puerta a MT1) es V ]GT.
  • Caracterización cuadrante: La prueba se repite para las cuatro combinaciones cuadrantes, revirtiendo la polaridad del suministro DC o la fuente actual de la puerta. El peor caso (más grande I] GT[) se toma nota.

Todas las pruebas se realizan a una temperatura ambiente conocida (25 °C) y con un sintonía de calor para evitar el auto-calentado. La dependencia de temperatura se puede comprobar colocando el triac en una cámara térmica. Tal caracterización detallada es esencial para circuitos críticos de seguridad como en el equipo médico o el aeroespacial.

Conclusión

La sensibilidad de la puerta y el voltaje del umbral son fundamentales para el funcionamiento fiable de los circuitos de control de AC basados en triac. La sensibilidad de la puerta (I GT) define la corriente de la unidad mínima necesaria para activar el dispositivo; el voltaje del umbral (]

Para un control de baja potencia, un triac de puertas sensibles con un bajo V GT puede ser ideal para un controlador de motor industrial o un relé de estado sólido expuesto al ruido eléctrico duro, un triac con mayor I[LT:5]

Para más lectura, consulte las notas de aplicación de los fabricantes de semiconductores como STMicroelectrónica en los métodos de triac Gate Triggering, N Las aplicaciones de controlador de triacductores de Semiconductor y los tutoriales generales sobre