トライアックゲートトリガー入門

トライアックは、光調光器、モータ速度制御器、加熱レギュレータなどのAC電源制御アプリケーションで広く使用されています。トライアックの信頼性の高いトリガーは、デバイスが指定されたゲートトリガー電流を上回るゲート電流(I])をすべての動作条件下で提供することに依存します。必要なゲート電流を下回すことは、噴射スイッチ、電力の消滅、または電源オンに終わるための完全な故障を引き起こす可能性があります。この記事は、このような正確なゲートと実際のゲートの要因を考慮し、必要な電圧ガイドを拡張します。

トライアックの操作とゲートトリガーの理解

トライアックは、トリガーされたときに両方の方向に電流を通す双方向のサイリスタです。 主要なターミナル1(MT1)、メインターミナル2(MT2)、ゲートがあります。 ゲート電流は、ゲートとMT1(または時々ゲートとMT2の間でいくつかの象限)の間に適用され、デバイスをオンにするキャリアを注入する必要があります。 トリガーされたら、トライアックは、電流が下がりまで伝導に導電する。 波の境界の境界をゼロに保つまで。

トライアックトリガーは、MT1とMT2に相対的にゲート電流の極性に基づいて4つの象限で定義されます。 ほとんどの標準的なトライアックは、クアドラントI(MT2正、ゲート正)およびIII(MT2負、ゲート負)で最も敏感です。 しかし、多くの近代トライアック、特にスヌーバーレスタイプは、同様のゲート電流要件で4つの象限でトリガーできます。 常に必要なI[FLT:LTLT:[FLT]と各車両のデータシートを確認してください。 [FLTFLT]と関連回路] [FLTF] [FLT] [FLT] [F] [FLT] [F] [F]] [F] [FLT] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F

主変数 必要なゲートの流れに影響を及ぼす

正確なゲート電流計算は、これらの変数を理解する必要があります。

ゲートトリガー電流(I]GT[)とゲートトリガー電圧(V[]]GT[)])

これらは、ターンオンを保証する最小値(25°Cで)です。 データシートは、典型的にリストIGT]]とVGTすべての4つの象限。 しかし、これらは静的DCのしきい値です。 AC制御または短パルストリガの場合、実際の必須ピーク電流は、三方体の動的動作とサーキットゲートの誘導のためにより高い場合があります。

温度効果

IGT]は接合温度低下として増加します。 -40°Cでは、必要なゲート電流は25°C値の1.5〜2倍になります。 逆に、高温(125°C)で、トライアックはより敏感になります。 設計は、トリガーを保証するために、最も低い動作温度を考慮する必要があります。

ゲートの脈拍の幅

短いゲートの脈拍(例えば、10 μs)はより長い脈拍(例えば、100 μs)と比較される回転オンのための十分な充満を注入するのにより高いピーク電流を要求します。多くのマイクロ制御回路は狭い脈拍を作り出します;常に脈拍幅を確認し、それに応じてゲートの流れを調節して下さい。AC負荷のために、ゲート ドライブは掛け金が超過することを確認する十分な長さを維持しなければなりません。

流れおよび掛け金の流れを荷を積んで下さい

トライアックは、ゲートパルス終了後、その遅延電流ILに達しなければなりません。 トリガーの瞬間に負荷電流が低すぎると、トライアックは再びオフする可能性があります。 これは、ゼロ交差の近くで特に重要です。 高いゲート電流は、迅速で完全なターンオン、dV / dtとdi / dtのストレスを最小限に抑えるのに役立ちます。

必要なゲートの流れを計算する:基本的な方式

基本計算は、ゲートドライブループに適用されるオームの法律を使用します。

[]Igate[]]] = (V])] - V[GT[])]) / R[[[[[ゲート ]

どこ:

  • [Vsource[]]は、ゲートドライブ回路(例えば、3.3 Vの論理、5 V DC、またはAC電圧を整形)への電圧供給です。
  • []VGT[]はゲートトリガー電圧(通常1.0〜1.5V)です。
  • []Rgate[[]は、任意のシリーズ抵抗と内部ゲート抵抗(必須)を含むゲートループの総抵抗です。

計算された Igate]] は、最小 I] より、同一またはそれ以上のものでなければなりません。 データシートで指定された、安全マージンが少なくとも20%〜50%の部分間変化、温度、および老化のアカウントに。 ACトリガー(例えば、三重電対を介してマイクロコントローラから)の場合、ピークゲートは、RMS値ではなく重要な値ではありません。

実用的なゲート ドライブ サーキット デザイン

一般的な回路は、ゼロ交差検出器またはトライアックゲートを駆動する簡単なトランジスタで、オプトカプラー(例えば、MOC3021)を使用します。 オプトカプラー出力とトライアックゲート間の抵抗は、電流を制限します。

例1:マイクロコントローラからDCトリガー

BT136-600Eのような標準的なトライアックのゲートを運転するのに5 Vの論理出力を使用するとします。 I]GTは25 mAの最高(典型的な10 mA)およびV[GTは1.5 Vの最高です。 信頼できる操作のために最悪のシナリオ:低いVsource[FLT]とVの[FLT]]の[FLT:]V[FLT]]を計算します:[FLT]V[FLT]:[FLT]V[F]V[F]:[FLT]V[F]V[F]V[FLT]V[F]]]:[F]]:[F]:[FLT:[F]:[F][F]:[F][F][F][F][F][F][F[F[FLT:[F][F][F][F][F][F

[]R]ゲート[[]] = (4.5 V - 1.5 V) / 0.0375 A = 80 Ω

抵抗力が制限されているかどうかは、抵抗値が82Ωの基準値を選択します。P = I2R ≈ (0.0375)2 × 82 ≈ 0.115 W - 0.25 W抵抗を使用してください。

例2:AC電源とOptcouplerによるトリガー

MOC3021(全サイクル制御のためのゼロ交差回路OFF付き)を使用して相制御のために、オプトカプラーの出力トランジスタ(または三重電)はゲート電流を供給します。 ACライン(例、120 Vまたは230 V)からのピーク電圧は、ゲートパルス中にゲート抵抗器全体に適用されます。 ピークゲート電流を安全なレベルに制限する抵抗器を使用してください。 230 V RMSライン(V 325 V)とV LT[F]とV]をV [F]と[F]をV]をV [F]と[F]を[F]を[F]]と[F]]を[F]]]: [V] [F] [F] [F]] [V] [V]] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [[F] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V

[R]gate[[]]] = (325 V - 2 V) / 0.05 A = 6460 Ω

6.8 kΩの標準値を選択します。抵抗器の電圧評価は400 V以上でなければなりません。また、光電器がゲートパルスの持続時間に必要なピーク電流を供給することができることを確認してください。

バリエーションと安全マージンの取り扱い

堅牢な設計を作成するには、これらの追加要因を考慮する:

温度補償

低温で、IGT:1]は2倍にすることができます。 安全マージンを1.5〜2倍に使用して、データシートの最悪のIGT]を25°Cで使用してください。 または、IGT](例えば、I[FLT:FLT:6]を5mAとして、より低いI[FLT]で3]を3R]に3Rを3R1R1R1R1R2R2Rで選択します。

ゲートの電力の消散

ゲート電力定格(P[]])を超過しないでください。 DCゲートドライブの場合、P]ゲート = V[]GT[]×[]])。 多くのトライアスは、パルスの10〜20 Wのピークゲート電力定格を持っています。 短い滞在は十分な範囲で十分です。

ゲートのキャパシタンスの効果

ゲート対MT1の静電容量(典型的には数百pF)は、小さな遅延を引き起こす可能性があります。高周波PWMまたは高速ACライン制御のために、RgateとC[]]]]によって形成されるRCの時間定数を考慮して下さい。それは50 / 60Hzのアプリケーションのためのまれに問題です。

スヌーバー回路

トライアックを横断したスヌーバー(R-Cネットワーク)は、多くの場合、dV/dtを制限する必要があります。スヌーバーは、高dV/dtレートで容量性カップリングを介して小さなゲート電流を注入することができます。ゲートが開いていると、偽のトリガーを引き起こします。シリーズゲート抵抗器は、これを防ぐことができます。Rゲートを最大に増加させ、信頼性の高いターンオンを保証します。

一般的なトライアックの計算例

典型的な3種類の3種類の3種類の3種類の3種類の3種類の3種類の3種類を比較して、

  • [標準トライアック(BT136-600E):[] ]]GT] = 25 mA、VGT] = 1.5 V。 5 Vロジックの場合、R[] = = [5 - 1.5] / (0.025 × 1.5) = 93.3Ω] = ] = [FLT = [FLT:]] = [FLT: [F]] = [F] = [F] = [[FLT:[F] = [[F] = [F] [[F] = [[F] = [[F] = [[F]] = [[F] = [[F] = [[FLT]] = [[F]] = [[F] = [[F]] = [[F] = [[F] = [[FLT:[F] [[F] = [[FLT:[FLT
  • [] 敏感なゲートの三重心(BTA16-600SW):[] I]GT = 5 mA、V]GT[[[] = 1.3 V. 3.3 V ロジックを使用して:Rゲート = [[[FLT:] = [[[[FLT:]]]] / [[FLT:]]]] [[FLT:[FLT]]]]]]]]] [[[[[[[[[FLT:[[[[FLT:[FLT]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[
  • []高補正トライアック(ACST1235-8FP):[] I]GT = 35mA、V]GT[[ = 1.7 V。 12 Vパルス供給で光学式を介してACドライブの場合:Rゲート = = [12 - .5]]]]GT[[[FLT:]]]]GT[[[[[FLT:[[[FLT:[FLT:[FLT:]]]]]]]]]]]]]]] - [[[[[[[[[[[[[FLT:[FLT:[FLT:[FLT:[FLT:[FLT:[[[[[[F]]]]]]]]]]]]]]]]]]] - [[[[[[[[[[[[F

コンテンツ

トライアックトリガー用のゲート電流を計算することは、オームの法律の簡単なアプリケーションですが、すべての条件で信頼性の高いパフォーマンスを実現するには、デバイスパラメータ、温度効果、および負荷相互作用を理解する必要があります。 常に寛大な安全マージン(1.5xから2x最小I[]]]GT[[])を許可し、ゲートパルス幅とピーク電力制限を確認し、最悪のシナリオのための設計。 STのを駆動する:[FLT]を5:[FLT]]を駆動する]と[FLT]を[FLT]を駆動]:[FLT] - [FLT] - [FLT] - [F] - [FLT] - [FLT] - [FLT] - [FLT] - [F] - [FLT] - [FLT] - [F] - [FLT] - [FLT] - [FLT] - [F] - [FLT] - [F] - [FLT] - [FLT] - [FLT] - [FLT] - [F] - [[FLT -