Triac: načelo delovanja, uporabe, naprave in upravljanja

Iz članka boste izvedeli, kaj je triak, kako deluje in kako deluje. Najprej pa velja omeniti, da je triac enak kot tiristor (samo simetričen). Zato brez članka brez opisa načela delovanja tiristorjev in njihovih značilnosti ne moremo storiti ničesar. Brez poznavanja osnov ne bo mogoče načrtovati in zgraditi niti najpreprostejšega sistema nadzora.

Tiristorji

Tiristor je preklop polprevodniška naprava, ki je sposoben prenosa toka v samo eni smeri. Pogosto se imenuje ventil in črpa analogije med njim in nadzorovano diodo. Tiristorji imajo tri priključke, od katerih je ena kontrolna elektroda. To je, če rečemo, gumb, s katerim se element preklopi v prevodni način. Članek bo obravnaval poseben primer tiristorja - trika - naprave in njegovega delovanja v različnih vezjih.

Tiristor je še vedno usmernik, stikalo in celo signalni ojačevalnik. Pogosto se uporablja kot regulator (vendar samo, če se celotno vezje napaja iz AC napetostnega vira). Vsi tiristorji imajo nekatere značilnosti, o katerih je treba podrobneje razpravljati.

Lastnosti tiristorjev

Med velikim številom značilnosti tega polprevodniškega elementa je mogoče razlikovati najpomembnejše:

1. Tiristorji, tako kot diode, so sposobni voditi električni tok samo v eni smeri. V tem primeru delajo v shemi kot odpravljanje diode.
2. Iz stanja tiristorja je mogoče prevajati tiristor tako, da pošljejo signal kontrolni elektrodi z določeno obliko. Torej zaključek - tiristor kot stikalo ima dve državi (oba sta stabilna). Triak lahko deluje na enak način. Načelo delovanja elektronskega ključa, ki temelji na njej, je precej preprosto. Toda, da se vrnete v začetno odprto stanje, je treba izpolnjevati določene pogoje.
3. Sedanji krmilni signal, ki je potreben za kristalno prehodu tiristor iz zaklenjenega načina na prostem, kolikor manjši od delovnega (dobesedno merjeno v miliamperih). To pomeni, da ima tiristor lastnosti tokovnega ojačevalnika.
4. Možno je natančno nastaviti povprečni tok, ki teče skozi priključeno obremenitev, pod pogojem, da je obremenitev serijsko povezana s tiristorjem. Natančnost nastavitve je neposredno odvisna od dolžine signala na krmilni elektrodi. V tem primeru tiristor deluje kot regulator moči.

Tiristor in njegova struktura

Tiristor je polprevodniški element, ki ima nadzorne funkcije. Kristal sestoji iz štirih slojev p in n tipa, ki se izmenjujeta. Triak je prav tako zgrajen. Načelo delovanja, uporaba, struktura tega elementa in omejitve pri uporabi so podrobneje obravnavane v članku.

Opisana struktura se imenuje tudi štiplastna struktura. Ekstremno območje p-strukture s pozitivnim priključkom priključenega električnega omrežja se imenuje anoda. Posledično je druga regija n (tudi skrajna) katoda. Na to se uporabi negativna napetost napajanja.

Kakšne so lastnosti tiristorja?

Če izvedemo popolno analizo strukture tiristorja, lahko v njej najdemo tri prehode (elektronsko luknjo). Zato lahko enakovredno vezje se oblikujejo na polprevodniški tranzistorjev (polami, bipolarna, terenu) in diode, ki omogočajo razumeti obnašanje tiristor ko krmiljenje moči elektrode.

V primeru, da je anoda pozitivna glede na katodo, se dioda zapre, zato se tiristor obnaša podobno. V primeru zamenjave polarnosti se oba dioda premaknejo, tiristor je tudi zaklenjen. Triac deluje tudi na podoben način.

Načelo dela na prstih, seveda, ni enostavno razložiti, vendar bomo to poskusili še naprej.

Kako deluje tiristorski odklep

Da bi razumeli načelo tiristorja, morate paziti na enakovredno vezje. Sestavljen je iz dveh polprevodniških triod (tranzistorjev). Tukaj je prikladno razmisliti o postopku odklepanja tiristorjev. Določen tok teče skozi tiristorsko kontrolno elektrodo. V tem primeru ima tok neposredne smeri pristranskosti. Ta tok velja za osnovnega za tranzistor s strukturo n-p-n.

Zato je v zbiralcu tok večkrat večji (potrebno je pomnožiti vrednost regulacijskega toka s povečanjem tranzistorja). Nadalje je razvidno, da je ta trenutna vrednost osnovna vrednost za drugi tranzistor s strukturo prevodnosti pn in je odklenjena. V tem primeru je kolektorski tok drugega tranzistorja enak proizvodu faktorjev pridobivanja obeh tranzistorjev in prvotno nastavljenega regulacijskega toka. Triacs (načelo delovanja in upravljanje z njimi so obravnavane v članku) imajo podobne lastnosti.

Nadalje je treba ta tok povzeti s predhodno nastavljenim tokom krmilnega tokokroga. Izkazalo se bo tudi natančno vrednost, ki je potrebna za vzdrževanje prvega tranzistorja v odklenjenem stanju. V primeru, ko je regulacijski tok zelo velik, sta dva tranzistorja hkrati nasičena. Notranji OC še naprej vzdržuje svojo prevodnost tudi, če izgine izvorni tok na kontrolni elektrodi. Hkrati se na anodi tiristorja zazna precej visoka trenutna vrednost.

Kako odstraniti tiristor

Prehod v zaklenjeno stanje tiristorja je možen, če na elektrodo za upravljanje odprtega krogotoka ne pride noben signal. V tem primeru tok pade na določeno vrednost, ki se imenuje hipostatični tok (ali tok zapora).

Tiristor se bo izklopil tudi v primeru izklopa v tokokrogu obremenitve. Ali pa, če napetost, ki se uporablja za vezje (zunanji), spremeni polarnost. To se zgodi ob koncu vsakega polkulturnega cikla v primeru, ko vezje napaja vir izmeničnega toka.

Ko tiristor deluje v vezju neposredni tok, zaklepanje se lahko izvede s preprostim stikalom ali mehanskim gumbom. Povezan je z obremenitvijo v seriji in se uporablja za izklop energijskega tokokroga. Načelo dela je podobno krmilnik moči na triak, Vendar pa obstajajo nekatere posebnosti v shemi.

Metode za izklop tiristorjev

Toda stikalo je mogoče povezati vzporedno, nato pa preklopi tok anode in tiristor se prenese v zaklenjeno stanje. Nekatere vrste tiristorjev lahko ponovno vklopite, če so kontakti prekinjevalca odprti. To je mogoče razložiti z dejstvom, da se pri odprtju kontaktov parazitni kondenzatorji tiristorskih prehodov kopičijo naboje in s tem ustvarjajo motnje.

Zato je zaželeno, da stikalo postavite tako, da se nahaja med katodo in kontrolno elektrodo. To bo zagotovilo, da se tiristor normalno izklopi in zadrži tok. Včasih se zaradi udobja, hitrosti in zanesljivosti povečajo pomožni tiristor namesto mehanskega ključa. Treba je opozoriti, da je delo triaka v mnogih pogledih podobno kot pri tiristorjih.

Triacs

In zdaj bližje temi članka - morate razmisliti o posebnem primeru tiristorja - trika. Načelo njegovega delovanja je podobno kot prej. Vendar pa obstajajo nekatere razlike in značilnosti. Zato moramo o tem podrobneje spregovoriti. Triak je naprava, ki temelji na polprevodniškem kristalu. Zelo pogosto se uporabljajo v sistemih, ki delujejo na izmenični tok.

Najenostavnejša opredelitev te naprave je stikalo, vendar ga je mogoče nadzorovati. V zaklenjenem stanju deluje na enak način kot stikalo z odprtimi kontakti. Ko se na krmilno elektrodo triaka priključi signal, se naprava preklopi v odprto stanje (način prevodnosti). Pri delu v tem načinu je mogoče vzporedno potegniti s stikalom, katerega kontakti so zaprti.

Če v krmilnem vezju ni signala, se v katerem koli polkrogu (pri delovanju v izmeničnih tokokrogih) triac preklopi iz odprtega v zaprti način. Triacs se pogosto uporabljajo v relejnem načinu (npr. Pri izdelavi svetlobno občutljivih stikal ali termostatov). Vendar se pogosto uporabljajo tudi v nadzornih sistemih, ki delujejo v skladu z načeli faznega nadzora napetosti na tovoru (to so gladki regulatorji).

Struktura in načelo delovanja trika

Triak ni nič drugega kot simetrični tiristor. Zato lahko na podlagi imena sklepamo, da ga je mogoče zamenjati z dvema tiristorjema, ki sta vzporedno vklopljena in izklopljena. V kateri koli smeri je sposoben prenesti tok. Triac ima tri glavne izhode - krmiljenje, signalizacijo in glavno (anodo, katodo), tako da lahko prenese delovne tokove.

Triak (načelo delovanja za "lutke" tega polprevodniškega elementa je namenjeno vaši pozornosti) se odpre, ko se na kontrolni terminal dovede minimalna zahtevana trenutna vrednost. Ali v primeru, ko je razlika med dvema elektrodama višja od največje dovoljene vrednosti.

V večini primerov prekoračitev napetosti povzroči, da triak deluje spontano pri največji amplitudi napajalne napetosti. Prehod v zaklenjeno stanje se pojavi, ko se polariteta spremeni ali ko se delovni tok zmanjša na raven, nižjo od zadrževalnega toka.

Kako odpreti triac

Ko se napaja iz omrežja izmenični tok sprememba načinov delovanja se pojavi zaradi spremembe polarnosti napetosti preko delovnih elektrod. Zaradi tega je mogoče razlikovati štiri vrste teh postopkov glede na polarnost regulacijskega toka.

Recimo, da med delujočimi elektrodami deluje napetost. In na krmilni elektrodi je napetost čez znak nasprotna tisti, ki se uporablja za anodno vezje. V tem primeru se bo triak premikal vzdolž kvadranta - načelo delovanja, kot vidite, je precej preprosto.

Obstajajo 4 kvadranti, za vsakega od njih pa je določen tok odklona, ​​držanja, vključkov. Odprti tok je treba hraniti do trenutka, ko večkrat (v 2-3) presega vrednost toka hranjenja. To je ravno tok preklapljanja triac - najmanjši potrebni tok odklenjenja. Če se znebite toka v krmilnem vezju, bo triak v stanju prevodnosti. In to bo delovalo v tem načinu do takrat, medtem ko je tok v anodnem vezju večji od zadrževalnega toka.

Kakšne so omejitve uporabe triacov

Težko je uporabljati, ko je obremenitev induktivna. Stopnja spremembe napetosti in toka je omejena. Ko triac odhaja iz zaklenjenega na odprto, se v zunanjem vezju prikaže pomemben tok. Napetost ne pade takoj na napajalne sponke triaka. In moč se bo takoj razvijala in dosegla precej velike vrednosti. Energija, ki zaradi majhnega prostora razprši, močno dviga temperaturo polprevodnika.

Če je kritična vrednost presežena, se kristal uniči zaradi prekomernega povečanja trenutne jakosti. Če se na triac, ki je v zaklenjenem stanju in se močno poveča, se bo odprla kanal (če v krmilnem vezju ni signala). Ta pojav je mogoče opaziti, ker se nabira akumulira v notranji parazitski kapacitivnosti polprevodnika. In tok polnjenja ima dovolj vrednosti za odklepanje triaka.