Diseño y principio de funcionamiento.
La estructura de un tiristor simétrico consiste en una placa que consta de capas alternativas con cables eléctricos de tipo p y n y de los contactos de los electrodos de las acciones principales y de control.
En total, hay 5 capas de tipo p y n en la estructura del semiconductor. El área entre las capas se denomina unión pn, que posee una característica I - V no lineal con contraacción insignificante en la dirección opuesta, donde el signo menos es la capa n, y más es la capa p y el valor de resistencia más alto en la dirección opuesta. La ruptura de la unión pn se produce a voltajes de varios miles de voltios.
Durante la introducción del mecanismo en la dirección recta, la mitad derecha de la estructura entra en la obra. El lado izquierdo de la estructura está apagado, se considera una resistencia muy alta para la corriente con posesión.
Las características de un plan de tiristor dinámico y constante simétrico cuando actúa en la dirección de avance, al recibir una señal de control positiva corresponden a los mismos datos del tiristor que trabaja en la dirección directa.
¿Cómo funciona un triac? El principio de funcionamiento del dispositivo se basa en el paso de una señal eléctrica en dos direcciones . Esto permite utilizar los triacs como relé eléctrico en varios esquemas donde es necesario ajustar la carga o el paso de la corriente a través del circuito. Una de las ventajas indiscutibles de un tiristor simétrico es el hecho de que la provisión de un canal de paso no requiere la presencia de un nivel de voltaje constante en la tecla de control. Solo necesitas tenerlo no por encima de un cierto nivel, dependiendo del uso.
Especies
Hablando sobre los tipos de dispositivos, es necesario aceptar el hecho de que este triac se considera uno de los tipos de tiristores . Si hay diferencias en el trabajo, entonces el tiristor puede representarse como una especie de triac. Las diferencias se encuentran en el cátodo de control y en los diferentes principios de funcionamiento de estos tiristores.
Los dispositivos importados están ampliamente representados en el mercado ruso. Su principal diferencia con respecto a los triacs rusos es que no requieren una sintonización avanzada en el propio circuito. Esto hace posible ahorrar partes y espacio en la PCB. Como regla general, comienzan a funcionar simultáneamente después de la introducción del esquema. Solo necesita seleccionar con precisión el triac deseado para todos los datos necesarios.
Pros y contras
Una vez que hayamos entendido qué es un triac, exploremos las ventajas y desventajas de este dispositivo de control.
Las ventajas incluyen :
- No hay contactos mecánicos en el dispositivo.
- Largo período de funcionamiento, casi sin averías.
- El principio de funcionamiento de los dispositivos elimina el arco eléctrico durante el funcionamiento, incluso a la corriente de paso de potencia más alta.
- Bajo costo
Pero, como todos los accesorios, los tiristores simétricos no están exentos de inconvenientes:
- Significativa disipación de calor durante el funcionamiento.
- Susceptibilidad a las interferencias electromagnéticas y al ruido.
- Incapacidad para trabajar en frecuencias significativas de corriente variable.
- Caída de voltaje de hasta 2 voltios en el dispositivo en estado abierto. Sin embargo, este coeficiente no depende de la intensidad de la corriente que fluye. Este factor se considera un obstáculo para el uso de triacs en diseños de baja potencia.
Al mismo tiempo, los tiristores simétricos con las corrientes más altas se calientan, lo que requerirá el uso de dispositivos para enfriar la caja. En la industria, existe el enfriamiento de dispositivos potentes mediante el método activo, con el soporte de un ventilador.
Desarrollo tecnologico
La peculiaridad de los tiristores simétricos de 4 cuadrantes es su falsa inclusión, que puede causar un fallo. Esto requiere el uso de una cadena de seguridad adicional que contenga varios componentes.
Recientemente, se inventaron dispositivos de 3 cuadrantes, que tienen las ventajas necesarias :
- Al reducir el número de componentes necesarios, la placa se ha vuelto aún más compacta.
- Como resultado, se reduce la pérdida de esfuerzo y se reduce el costo del producto terminado.
- En ausencia de un amortiguador y un acelerador, fue posible utilizar tiristores simétricos en circuitos de alta frecuencia.
Además de la simplificación del esquema, se permitió el uso de un triac de 3 cuadrantes en dispositivos de calefacción: este sistema se calienta menos y no responde a la temperatura que lo rodea.
Alcance de uso
El principio de funcionamiento y las dimensiones compactas de los triac hacen posible su uso en casi todas partes . Al comienzo de su propia aparición, se utilizaron mecanismos en el diseño de transformadores fuertes y dispositivos de llenado.
Hoy en día, con la formación de la producción de semiconductores pequeños, los tiristores se han vuelto más compactos, lo que permite aplicarlos en los más diversos diseños y áreas.
Un triac es un mecanismo tan flexible y multifuncional que, debido a su propiedad, cambia a la posición de conducción por un impulso activado con un signo positivo o negativo que no depende de la tecla que expresa las propiedades de la polaridad momentánea. Según la esencia del nombre, el ánodo y el cátodo del dispositivo no tienen relevancia.
Triac se utiliza como un relé de estado sólido. Es peculiar a un pequeño valor de la corriente de arranque requerida para sobrecargar con grandes corrientes. Las funciones clave en este dispositivo se pueden realizar mediante un interruptor o teniendo un relé de alta sensibilidad y otros pares de contactos con una corriente de hasta 50 mA, y el tamaño de la corriente de sobrecarga solo puede estar limitado por señales para las cuales se diseñó el triac.
No menos extenso es el uso de un simistor como atenuador y control de velocidad del motor eléctrico . El circuito se basa en el uso de componentes de arranque, que están formados por un desplazador de fase RC, y el potenciómetro controla la iluminación, y la resistencia está diseñada para limitar la corriente de sobrecarga. El desarrollo de pulsos se realiza con el apoyo del dinistor. Ya después de las averías en el dinistor, que se producen como resultado de la diferencia de potencial a través del condensador, el pulso que se produce en el condensador se activa instantáneamente en el triac.
En la industria, se utilizan dispositivos potentes para controlar máquinas, bombas y otros equipos eléctricos, en los que es necesario realizar un cambio suave de la corriente de flujo. En la vida cotidiana, el uso de triacs es aún más amplio:
- Esto es casi toda la herramienta: desde un taladro manual y un destornillador hasta un cargador para baterías de automóviles.
- Numerosos electrodomésticos: aspiradoras, ventiladores, secadores de pelo, etc.
- En diseños de compresores para el hogar - aires acondicionados y refrigeradores.
- Calentadores eléctricos: chimeneas, hornos, hornos microondas.
El uso generalizado de dispositivos fue el impulso para el estudio de los atenuadores, un dispositivo popular para el control de iluminación suave en la actualidad. El principio de funcionamiento del atenuador automático se basa en el uso de un triac.
Restricciones de uso
El triac tiene varias limitaciones cuando se aplica, en particular con sobrecarga inductiva. Las limitaciones afectan la tasa de cambio de voltaje (dV / dt) entre los ánodos del triac y la tasa de cambio de la corriente de operación di / dt.
De hecho, durante el período de transición del triac desde la posición cerrada al estado de conducción, el circuito externo puede causar una corriente considerable. En este caso, no se produce el período de caída instantánea del esfuerzo en la extracción del triac. Por lo tanto, al mismo tiempo, habrá tensión y potencia instantánea en desarrollo actual, que pueden alcanzar cantidades significativas.
La energía confundida en un espacio pequeño activa un aumento repentino en la temperatura de las uniones pn. Si la temperatura crítica es demasiado alta, se destruirá un triac, causado por un aumento de la corriente di / dt.
Además, las restricciones se aplican a los cambios en los esfuerzos de dos categorías: en dV / dt en relación con un triac cerrado y en un triac abierto (este último, además, se llama velocidad de conmutación).
La velocidad excesiva de aumento del esfuerzo incluido entre las conclusiones A1 y A2 del triac enterrado puede provocar su apertura en caso de falta de señal en el electrodo de control. Esta manifestación es causada por la capacidad interna del triac. La carga de corriente eléctrica de esta capacidad puede ser necesaria para desbloquear el triac.
Sin embargo, esto no se considera el principal requisito previo para la divulgación inoportuna. El valor máximo de dV / dt al cambiar un triac, como principio, es muy insignificante, y un cambio muy rápido en la fuerza de las derivaciones del triac durante su período de bloqueo puede provocar inmediatamente un nuevo encendido. Del mismo modo, el triac se desbloquea de nuevo, mientras que debe cerrarse.
Cheque del triac
Cualquiera, incluso el dispositivo más confiable puede fallar. No es una excepción y un triac. Por este motivo, es importante comprender cómo se puede monitorear su operatividad para llevar a cabo su reemplazo. Para esto puedes usar 2 formas.
El primer método es utilizar 2 óhmetros analógicos . Las siguientes mediciones se realizan de la siguiente manera:
- Sondas 1 ohmiómetro conectado al cátodo y al ánodo del triac. Será más cómodo si las sondas se sujetan con clips para que no salten. Si ingresas a un dispositivo, la resistencia será muy extensa: el puntero "mentirá";
- Las sondas 2 óhmetros se conectan de la siguiente manera: una única sonda está unida al ánodo y otra sonda toca el electrodo de control.
Si el tiristor correspondiente está en buenas condiciones, entonces se producirá su apertura y la reacción en el primer ohmiómetro caerá a varios ohmios.
El segundo método de control consiste en marcar un multímetro. Para que las mediciones sean confiables, el interruptor del probador se coloca en la posición de "comprobación de diodo". Luego los cables de prueba se fijan en el ánodo y el cátodo. En el caso de sondas de aguja, se puede utilizar un adaptador con un cable. A diferencia de un ohmiómetro, el multímetro demostrará una resistencia igual a 1. Luego, bloqueamos el electrodo negativo y la compuerta con un cable delgado. El desbloqueo del semiconductor ocurrirá y la resistencia real del triac se mostrará en la pantalla del probador.