Що таке Тріак?

Триак (триод для чергування струму) являє собою три-тривалий напівпровідниковий пристрій, який може проводити струм в обох напрямках, коли тригер. На відміну від силіконово керованого випрямляча (SCR), який проводить лише один напрямок, триак дозволяє двонаправлений контроль, що робить його ідеальним для AC-додатків. Це важливо, що є членом сімейства тиристів, часто описано як два SCR, підключені поперек паралельно на один чіп. Це унікальне будівництво дозволяє тріаку переключати і контролювати потужність в AC ланцюгах з одним сигналом воріт, що спрощує проектування схеми.

Будівництво трюка

Внутрішня структура тріака складається з чотирьох чергуючих шарів П-типу та напівпровідників Н-типу, що утворюють структуру ПНПН. Цей стекан ділюється на два основних регіони, які відповідають двома антипаралелем СКР. У приладі є три термінали: Основний термінал 1 (MT1), Основний термінал 2 (MT2), а шлюки (G). Шлюмовий термінал розташований біля МТ1 бічних і використовується для запуску провідника в будь-якому напрямку. Конструкція використовує складний дифузій або сплаву процес, щоб забезпечити симетричні пускові характеристики. Багато сучасні триаки, що включають в себе "гат-тригермети" область на вмирному глибинному глибинні

Фізично, триаки доступні в різних пакетах — від невеликих поверхневих пакетів SOT-223 для низькопотужних додатків для великих TO-247 або TO-3P для промислових навантажень, що обробляють десятки ампер. Внутрішній штамп монтується на мідній або алюмінієвій вкладці для теплової дисипсації, оскільки триаки генерують значне тепло при проведенні проведення.

Принцип роботи Тріака

Триак працює шляхом перемикання між його відключенням (блокування) стану і на (провідниковому) стані у відповідь на сигнали воріт. Коли невеликий струм (типово кілька міліамп) наноситься між воротами і МТ1, він запускає внутрішні стику тиристора в провідник, що дозволяє струм перетікає між МТ1 і МТ2. Як тільки триак залишається затриманим на довгий час, оскільки основний струм терміналу перевищує струм холдингу, навіть після виходу сигналу воріт. Цей затримуючий майно робить тріаку самодотримання перемикача до струму змінного струму змінного струму, що падає на нульову під час природної нульовості хвилі.

Під час роботи змінного струму триак може бути триак запущений в обох півциклах (позитивна або негативна полярність) тому що ворота можуть бути пульсовані або поляризацією відносно МТ1. Це двонаправлене тригерування дозволяє контролювати фазу: затримуючи імпульс воріт після нульового переправлення кут проводів знижується, тим самим контролюючи потужність, доставлену на навантаження. Наприклад, в світлому дмері триак вогнем пізніше в циклі, щоб зменшити яскравість. Пристрій автоматично вимкнений, коли струм опускається нижче струмом холдингу (який відбувається в кінці кожного півцикла в схемах змінного струму).

Режими вигвинчування

Триак мають чотири можливі тригерні чотири смородини, визначені поляризацією МТ2 відносно МТ1 і поляризацією імпульсу воріт. У більшості споживачів застосування триак запускається в чотирисмугових I і III (позитивних воріт щодо МТ1 для обох поляризаторів МТ2), що вимагає найнижчого струма воріт. Правильний вибір тригерного контуру забезпечує надійний поворот через всі умови експлуатації.

Основні характеристики трюків

При виборі трика для дизайну необхідно оцінити кілька критичних специфікацій, щоб забезпечити надійну роботу.

  • Вольф-РМ (VDRM / VRRM): Максимальна повторювана пікова напруга тріака може блокуватися в обох напрямках. Загальні значення діапазон від 400V для побутової техніки до 1200V для промислових трифазних систем.
  • Current Rating (IT(RMS)):] Максимальна номінальна RMS-поточна трійка може проводитися без перегріву. Типові рейтинги між 4A і 40A; високопотужні модулі можуть перевищувати 100A.
  • Gate Trigger Current (IGT): Мінімальний струм воріт, необхідний для перемикання триак від блокуючого стану. IGT значення діапазону від 3 мА до 50 мА, з меншими значеннями, відданими для логіко-рівневого тригерингу.
  • Гат Тригер напруги (VGT):] Врам-до-MT1 напруга, необхідна для виробництва струменя, як правило, 1V до 2,5V.
  • Holding Current (IH): Мінімальний основний струм терміналу, який повинен тягнути, щоб тримати триак в стані після запуску. Якщо струм краплі нижче IH, пристрій перевернув до блокування. Значення діапазону від 5 мА до 50 мА.
  • Latching Current (IL):] Мінімальний струм, необхідний для протягування триака відразу після видалення шлюзу. IL зазвичай вище, ніж IH.
  • Critical rate Rise Off-State Voltage (dv/dt): Амірація імунітету тріака до помилкового запуску через швидко змін напруги. Високі рейтинги dv/dt (≥200 V/μs) необхідні для індуктивних навантажень.
  • Critical rate Rise of On-State Current (di/dt):] Максимальна допустима швидкість поточного збільшення під час повороту; перевищена це може призвести до пошкодження.

Застосування трюків

Триаки несуть у контрольі живлення змінного струму через їх простоту та економічності. До поширених додатків відносяться:

  • Light Dimmers: Фази-контролю ланцюгів, які регулюють яскравість ламп інкандуси і галогенних.
  • Мотор Спідготовки: Використовується в електромережах, електроінструментах, пилососах для регулювання швидкості змінної швидкості.
  • Heater Controllers: ]Heater Controller РёР·: ] Температурне регулювання в паяльних прасках, тостерах, промислових нагрівальних елементах.
  • Solid-State (SSRs): Triacs формує вихідний етап багатьох КСВ, що використовуються в системах автоматизації.
  • Захист від перенапруги: Crowbar ланцюги, які подорожують триак, щоб скоротити джерело живлення при перенапругу відбувається.
  • AC Статичні перемикачі: Безконтактний перемикач ламп, насосів та соленоїдів.

Переваги та обмеження трюків

Переваги

  • Двостороння провідність з єдиного сигналу воріт зменшує кількість компонентів.
  • Не рухомі частини, що забезпечують німу операцію і тривалий термін експлуатації.
  • Низькі силові гальмівні диски (мульти) необхідні для перемикання високовольтних струмів змінного струму (напірні пристрої).
  • Сумісний з стандартними фазоконтролем ICs та оптокупелями.

Лімітації

  • Не підходить для контурів постійного струму (вони не можуть вимкнути без нульового поточного переправлення).
  • Припустимо, щоб dv / dt помилкове запускання з індуктивними навантаженнями; часто потрібно з'єднання з руббером.
  • Вищена напругою в порівнянні з SCR, що веде до більшої кількості теплової дисипсації на високих струмах.
  • Дифузійність до паралельного для більшого струму через нерівне поширення.

Порівняння з SCR та іншими пристроями

Хоча SCR проводить тільки в одному напрямку, триак проводить в обох напрямках, роблячи його кращим вибором для AC-додатків, де необхідний один вимикач для обох півциклів. Однак SCRs пропонують низькі втрати проводів і більш високу ди / длювальну толерантність до імпульсних ланцюгів живлення. Для дуже високих струмів або напруг, спинки-на-задній SCR часто перетворюють один трійник. Ще одна альтернатива - перемикач змінного струму MOSFET (як твердотільний реле за допомогою двох MOSFETs), що забезпечує більш швидке перемикання і нижчий на опір, але вимагає більш складного гальма.

Як вибрати трюх для вашого дизайну

Вибір правої трійки передбачає відповідність її специфікаціям до навантаження та контролю навколишнього середовища. Почати, визначивши струм RMS навантаження та пікову напругу, додаючи запас безпеки 20–30%. Для резисторних навантажень (теплових, ламп розжарювання), стандартний триак з мінімальним водопровідником може бути суфікс. Для індуктивних навантажень (мотори, соленоїди), передчасованість високих показників dv/dt та у комплектації RC-напівлюкс (типово 10–100 Ом та 0.01–0.1 мкг) у трійці. Чутливість воріт: якщо водіння безпосередньо з мікроконтролю слід враховувати температуру 10 °C

Висновок

Тріаки залишаються фундаментальним рішенням для контролю живлення змінного струму через численні споживчі та промислові додатки. Їх двонаправне ведення, простий гальмівний диск, а також широке доступність робить їх компонентом для інженерів. Розуміння їх побудови, принцип роботи та ключові характеристики — так як рейтинг напруги, струм воріт та можливість dv/dt — можна вибрати і застосувати триак надійно. Для подальшого читання консультуйтеся STMicroелектроніки застосунок на триак, що триакувають та Електронні посібники з Triacs досягти міцних параметрів. Завжди відповідати надані параметри керування.