De TRIAC

SCR's zijn unidirectionele (eenrichtings) stroomapparaten, waardoor ze alleen nuttig zijn voor het regelen van DC. Als twee SCR's back-to-back parallel worden samengevoegd, net zoals twee Shockley-diodes werden samengevoegd om een ​​DIAC te vormen, hebben we een nieuw apparaat dat bekend staat als de TRIAC:(figuur hieronder)

Het TRIAC SCR-equivalent en het schematische TRIAC-symbool.

Omdat individuele SCR's flexibeler kunnen worden gebruikt in geavanceerde besturingssystemen, worden deze vaker gezien in circuits zoals motoraandrijvingen; TRIAC's worden meestal gezien in eenvoudige, energiezuinige toepassingen zoals huishoudelijke dimmerschakelaars. Een eenvoudig lampdimmercircuit wordt getoond in het onderstaande figuur, compleet met het faseverschuivende weerstand-condensatornetwerk dat nodig is voor na-piekafvuren.

TRIAC fasecontrole van vermogen

TRIAC's zijn berucht omdat ze niet symmetrisch vuren. Dit betekent dat deze meestal niet op exact hetzelfde poortspanningsniveau worden geactiveerd voor de ene polariteit als voor de andere. In het algemeen is dit ongewenst, omdat asymmetrisch afvuren resulteert in een stroomgolfvorm met een grotere verscheidenheid aan harmonische frequenties. Golfvormen die symmetrisch zijn boven en onder hun gemiddelde middellijnen, bestaan ​​alleen uit oneven harmonischen. Asymmetrische golfvormen daarentegen bevatten even genummerde harmonischen (die al dan niet vergezeld kunnen gaan van oneven genummerde harmonischen).

In het belang van het verminderen van de totale harmonische inhoud in voedingssystemen, geldt:hoe minder en minder divers de harmonischen, hoe beter - nog een reden waarom individuele SCR's de voorkeur hebben boven TRIAC's voor complexe, krachtige regelcircuits. Een manier om de huidige golfvorm van de TRIAC meer symmetrisch te maken, is door een extern apparaat van de TRIAC te gebruiken om de triggerpuls te timen. Een DIAC die in serie met de poort is geplaatst, doet dit redelijk:(figuur hieronder)

DIAC verbetert de symmetrie van de controle

DIAC-doorbreekspanningen hebben de neiging veel symmetrischer te zijn (dezelfde in de ene polariteit als de andere) dan TRIAC-triggerende spanningsdrempels. Aangezien de DIAC elke poortstroom verhindert totdat de triggerspanning een bepaald, herhaalbaar niveau in beide richtingen heeft bereikt, heeft het ontstekingspunt van de TRIAC van de ene halve cyclus naar de volgende de neiging consistenter te zijn, en de golfvorm meer symmetrisch boven en onder zijn middellijn.

Vrijwel alle kenmerken en classificaties van SCR's zijn gelijkelijk van toepassing op TRIAC's, behalve dat TRIAC's natuurlijk bidirectioneel zijn (kunnen stroom in beide richtingen aan). Er hoeft niet veel meer te worden gezegd over dit apparaat, behalve een belangrijk voorbehoud met betrekking tot de terminalaanduidingen.

Uit het eerder getoonde equivalente schakelschema zou men kunnen denken dat de hoofdklemmen 1 en 2 uitwisselbaar waren. Deze zijn niet! Hoewel het handig is om je de TRIAC voor te stellen als zijnde samengesteld uit twee SCR's die aan elkaar zijn verbonden, is hij in feite gemaakt van een enkel stuk halfgeleidend materiaal, op de juiste manier gedoteerd en gelaagd. De werkelijke werkingskenmerken kunnen enigszins afwijken van die van het equivalente model.

Dit wordt het duidelijkst gemaakt door twee eenvoudige circuitontwerpen te contrasteren, een die werkt en een die niet werkt. De volgende twee circuits zijn een variatie op het eerder getoonde lampdimmercircuit, de faseverschuivende condensator en DIAC zijn omwille van de eenvoud verwijderd. Hoewel het resulterende circuit niet het fijne regelvermogen heeft van de meer complexe versie (met condensator en DIAC), functioneert het wel:(figuur hieronder)

Dit circuit met de poort naar MT2 werkt wel.

Stel dat we de twee hoofdterminals van de TRIAC zouden omwisselen. Volgens het equivalente schakelschema dat eerder in dit gedeelte is weergegeven, zou de verwisseling geen verschil moeten maken. Het circuit zou moeten werken:(figuur hieronder)

Met de poort verwisseld naar MT1 werkt dit circuit niet.

Als dit circuit echter wordt gebouwd, zal blijken dat het niet werkt! De belasting krijgt geen stroom, de TRIAC weigert helemaal te vuren, ongeacht hoe laag of hoog een weerstandswaarde is waarop de regelweerstand is ingesteld. De sleutel tot het succesvol activeren van een TRIAC is om ervoor te zorgen dat de poort zijn activeringsstroom ontvangt van de hoofdterminal 2-zijde van het circuit (de hoofdterminal aan de andere kant van het TRIAC-symbool van de gate-terminal). Identificatie van de MT1- en MT2-terminals moet gebeuren via het onderdeelnummer van de TRIAC met verwijzing naar een gegevensblad of boek.

BEOORDELING:

• Een TRIAC werkt net als twee SCR's die back-to-back zijn aangesloten voor bidirectionele (AC) werking.
• TRIAC-besturingen worden vaker gezien in eenvoudige circuits met een laag vermogen dan in complexe circuits met een hoog vermogen. In grote stroomregelingscircuits hebben meerdere SCR's de voorkeur.
• Wanneer ze worden gebruikt om wisselstroom naar een belasting te regelen, gaan TRIAC's vaak gepaard met DIAC's die in serie zijn geschakeld met hun gate-terminals. De DIAC helpt de TRIAC meer symmetrisch te vuren (consistenter van de ene polariteit naar de andere).
• Hoofdaansluitingen 1 en 2 op een TRIAC zijn niet uitwisselbaar.
• Om met succes een TRIAC te activeren, moet de poortstroom van de hoofdterminal 2 (MT2) kant van het circuit komen!

GERELATEERD WERKBLAD:

• Thyristors-werkblad