トライアックへの深いダイビング:建設、作業原理、および主な仕様

トライアックとは?

トライアック(変流電流のトリデオ)は、トリガーされたときに両方の方向で電流を流すことができる3ターミナル半導体デバイスです。シリコン制御整流器(SCR)とは異なり、これは1方向にのみ導い、トライアックは双方向制御を可能にし、ACアプリケーションに最適です。これは、基本的に、単一チップ上で並列で接続された2つのSCRとして記述されている、タイリストアファミリーのメンバーです。このユニークな構造は、単一の信号回路と単一の信号を簡素化し、単一の信号を制御することを可能にします。

トライアックの建設

トライアックの内部構造は、P型とN型半導体材料の4つの交互層で構成され、PNPN構造を形成しています。このスタックは、2つの抗パラレルSCRに対応する2つの主要領域に分けられます。デバイスには3つのターミナルがあります。メインターミナル1(MT1)、メインターミナル2(MT2)、ゲート(G)。ゲートターミナルはMT1の側面の近くに位置し、どちらの方向で伝導をトリガーするために使用されます。この構造は、近代的なダイアグラムおよびダイアグラムをトリガーする高度な機能を採用しています。

物理的に、三重は、小型の表面実装 SOT-223 パッケージから、低電力アプリケーション向けに、産業用負荷処理用 10 個の T-247 または TO-3P パッケージまで、さまざまなパッケージで利用できます。内部の金型は、導電時に大幅な熱を発生させるため、熱放散用の銅またはアルミニウムタブに取り付けられます。

トライアックの働き原則

トライアックは、ゲート信号に対応するため、オフ(ブロック)状態とオン(コンダクタリング)状態を切り替えることで動作します。ゲートとMT1の間に小さな電流(通常、数ミリアンペア)が適用されると、内部のサイリスタジャンクションを伝導にトリガーし、MT1とMT2の間で電流を流すことを可能にします。トリガーされたら、メインターミナル電流が終わる限りトライアックは、ゲートがゼロエンタリングされるまで、信号をゼロエンタリングするまで、信号をゼロエンタックスにすることで、ゲートをゼロエンタックスにすることができます。

AC 操作中、ゲートは MT1 に相対的な極性と脈打たれるので、三重電は、ハーフサイクル(陽性または負極性)で誘発することができます。この二方向のトリガーは、相制御を可能にします。ゼロ交差後のゲートパルスを遅延させることにより、導電角度が低下し、負荷に渡された電力を制御する。例えば、光調光器では、三重電は、サイクルで後で明るさを低下させる。デバイスは、電流が半分に下がるときに、各回路を遮断します。

トリガーモード

トライアックは、MT2の極性によって定義された4つの可能なトリガーの検疫能力をMT1にし、ゲートパルスの極性を有します。ほとんどの消費者アプリケーションでは、トライアックは、最も低いゲートトリガー電流を必要とするMT1の陽性ゲートであるQuadrants IとIII(MT1の対比で陽性ゲート)でトリガーされます。トリガー回路の適切な選択は、すべての動作条件全体で信頼性の高いターンオンを保証します。

トライアックの主要仕様

デザインのためのトライアックを選択するときは、信頼性の高い操作を確保するために、いくつかの重要な仕様が評価されなければなりません。

[電圧評価(VDRM / VRRM):[]]]最大の反復ピーク電圧は、三重電は、両方の方向でブロックすることができます。家庭用電化製品のための400Vから産業三相システムのための1200Vの範囲です。
[現在の評価(IT(RMS)):[]]]の最大定格RMS電流は過熱することなくトリアを実行できます。典型的な評価は4A〜40Aの間です。高出力モジュールは100Aを超えることができます。
[ ゲートトリガー電流(IGT):[]]]) トライアックをブロックから実行状態に切り替える必要最小ゲート電流。 IGT値は3mAから50mAの範囲で、論理レベルのトリガーに優先する値が低い。
[] ゲートトリガー電圧(VGT):[]] トリガー電流を生成するために必要なゲートto-MT1電圧、通常1V〜2.5V。
[] ホールディング電流(IH):[ トリガー後にトライアックを状態に保つためにフローしなければならない最小メインターミナル電流。 IHの下の電流が低下すると、デバイスはブロックするようになります。値の範囲は5 mAから50 mAです。
[] 降下電流(IL):[] ゲートトリガー除去直後にトライアックをラッチするために必要な最小電流。 ILは、一般的にIHよりも高い。
[オフ・ステート電圧(dv/dt):]]の上昇の気候上率は急速な電圧変更による偽の制動機へのtriacの免除の測定。誘導負荷のための高いdv/dtの評価(≥200 V/μs)は必要です。
[ オンスタディ電流の上昇の気候率(di/dt):[]] ターンオン時の電流増加の最大許容率; これを超えると、ダメージを引き起こす可能性があります。

トライアックの用途

Triacsは、シンプルさと費用効果が大きいため、AC電源制御で多岐に渡ります。一般的なアプリケーションには以下が含まれます。

光調光器:]蛍光灯とハロゲンランプの明るさを調整する相制御回路。
[ モータ速度制御:[]] 電動ファン、電源ツール、可変速度調整のための掃除機で使用される。
ヒーターコントローラ:[]] はんだ付けする鉄、トースター、工業用加熱要素の温度調整。
[]ソリッドステートリレー(SSR):[]] トライアスは、自動化システムで使用される多くのSSRの出力ステージを形成します。
[過電圧保護:[]]過電圧が発生したときに、三重回路を短時間に渡るクローバー回路。
AC静電スイッチ:]]ランプ、ポンプ、ソレノイドの無接触切換。

トライアックの利点と限界

利点

単ゲート信号からの双方向の伝導により、部品数を削減します。
可動部は無声操作と長寿命を実現。
高電流(アンプ)を切り替えるために必要な低電力ゲートドライブ(マイラン)。
標準の位相制御ICおよびopocouplersと互換性がある。

制限事項

DC回路には適さない(電流ゼロの交差なしでは電源遮断できない)。
誘導負荷でdv/dt false トリガーに影響する。スヌーバー回路はしばしば必要である。
SCRと比較して、オンステート電圧低下が高まり、高電流でより多くの熱放散につながります。
不均等な共有によるより高い電流のために並行して困難。

SCRやその他デバイスとの比較

SCRは1方向にのみ伝導しますが、三方は両方の方向で導線します。単一のスイッチが半分周期のために必要とされるACアプリケーションのための好まれた選択をします。しかし、SCRはより低い伝導の損失を提供し、パルス電力回路のためのより高いdi/dt許容差を提供します。非常に高い電流または電圧のために、バックツーバックSCRはしばしば単一のトライアックを抜きます。別の選択肢は、MOSFETベースのACスイッチ(ソリッドステートのリレーのような)であり、より速く、より複雑なドライブを2つ必要です。

設計のトライアックを選択する方法

右三重電器を選択すると、その仕様を負荷および制御環境に合わせることを含みます。負荷のRMS電流とピーク電圧を決定することから始まり、20〜30%の安全マージンを追加します。抵抗負荷(ヒートアー、電球)、最小限のスナブラーを備えた標準的なトライアは、十分である可能性があります。誘導負荷(モーター、ソレノイド)は、高25°V / Dt定格を優先し、V / Dtを直接制御するかどうかを考慮します。または、Vt = または、Vt = t = t = または、または、または、または、Vt = t = t = または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、

コンテンツ

Triacsは、無数の消費者および産業用途におけるAC電力制御のための基本的なスイッチングソリューションです。双方向の伝導、シンプルなゲートドライブ、および広い可用性により、エンジニアのコンポーネントに使用できます。構造、作業原理、および主要な仕様を理解することで、電圧評価、ゲートトリガー電流、およびdv/dt機能など、トライアスを信頼性で選択および適用できます。さらなる読書については、]STMicroelectronicsの三方用ノートアプリケーションをトリガー[FLT]と[FLT]を長持ち、および[FLT]を長持ち、および[FLT]を長持ち、および[FLT]を長持ち、[F][F][FLT]]を長方]、[F]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[[F[F[F]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T]、[T