Untuk mengontrol beban yang kuat di sirkuit AC sering digunakan relay elektromagnetik. Grup kontak perangkat ini berfungsi sebagai sumber tambahan yang tidak dapat diandalkan karena kecenderungan untuk terbakar, dilas. Selain itu, kemungkinan percikan selama peralihan terlihat seperti kerugian, yang dalam beberapa kasus memerlukan tindakan keamanan tambahan. Oleh karena itu, kunci elektronik terlihat lebih disukai. Salah satu opsi untuk kunci semacam itu dilakukan pada triac.
Isi
Apa itu triac dan mengapa itu dibutuhkan
Dalam elektronika daya, salah satu jenisnya sering digunakan sebagai elemen sakelar terkontrol. thyristor - trinistor. Keuntungan mereka:
- tidak adanya grup kontak;
- kurangnya elemen mekanis yang berputar dan bergerak;
- berat dan dimensi kecil;
- sumber daya yang panjang, tidak tergantung pada jumlah siklus hidup-mati;
- biaya rendah;
- kecepatan tinggi dan operasi yang tenang.
Tetapi ketika menggunakan trinistor di sirkuit AC, konduksi satu arahnya menjadi masalah. Agar trinistor dapat melewatkan arus dalam dua arah, seseorang harus menggunakan trik dalam bentuk sambungan paralel dalam arah yang berlawanan dari dua trinistor yang dikendalikan secara bersamaan. Tampaknya logis untuk menggabungkan dua SCR ini dalam satu shell untuk kemudahan instalasi dan pengurangan ukuran. Dan langkah ini diambil pada tahun 1963, ketika para ilmuwan Soviet dan spesialis General Electric hampir secara bersamaan mengajukan aplikasi untuk pendaftaran penemuan trinistor simetris - triac (dalam terminologi asing, triac, triac - triode untuk arus alternatif).
Faktanya, triac bukanlah dua trinistor yang ditempatkan dalam satu wadah.
Seluruh sistem diimplementasikan pada kristal tunggal dengan pita konduktivitas p dan n yang berbeda, dan struktur ini tidak simetris (walaupun karakteristik tegangan arus triac adalah simetris terhadap titik asal dan merupakan karakteristik I–V yang dicerminkan. dari trinistor). Dan ini adalah perbedaan mendasar antara triac dan dua trinistor, yang masing-masing harus dikontrol oleh arus positif, dalam kaitannya dengan katoda.
Triac tidak memiliki anoda dan katoda dalam kaitannya dengan arah arus yang ditransmisikan, tetapi dalam kaitannya dengan elektroda kontrol, kesimpulan ini tidak setara. Istilah "katoda bersyarat" (MT1, A1) dan "anoda bersyarat" (MT2, A2) ditemukan dalam literatur. Mereka nyaman digunakan untuk menggambarkan operasi triac.
Ketika setengah gelombang dari polaritas apa pun diterapkan, perangkat pertama kali dikunci (bagian merah dari CVC).Juga, seperti halnya trinistor, pemicuan triac dapat terjadi ketika level tegangan ambang terlampaui untuk setiap polaritas gelombang sinus (bagian biru). Dalam kunci elektronik, fenomena ini (efek dinastor) agak berbahaya. Ini harus dihindari ketika memilih mode operasi. Pembukaan triac terjadi dengan menerapkan arus ke elektroda kontrol. Semakin besar arus, semakin awal kunci akan terbuka (area putus-putus merah). Arus ini dibuat dengan menerapkan tegangan antara elektroda kontrol dan katoda kondisional. Tegangan ini harus negatif atau memiliki tanda yang sama dengan tegangan yang diterapkan antara MT1 dan MT2.
Pada nilai arus tertentu, triac segera terbuka dan berperilaku seperti dioda normal - hingga pemblokiran (area putus-putus hijau dan padat). Peningkatan teknologi menyebabkan penurunan arus yang dikonsumsi untuk membuka kunci triac sepenuhnya. Untuk modifikasi modern, hingga 60 mA ke bawah. Tetapi orang tidak boleh terbawa arus dengan mengurangi arus di sirkuit nyata - ini dapat menyebabkan pembukaan triac yang tidak stabil.
Penutupan, seperti trinistor konvensional, terjadi ketika arus turun hingga batas tertentu (hampir nol). Di sirkuit AC, ini terjadi ketika lintasan berikutnya melalui nol, setelah itu perlu menerapkan pulsa kontrol lagi. Di sirkuit DC, penghentian triac yang terkontrol membutuhkan solusi teknis yang rumit.
Fitur dan batasan
Ada batasan penggunaan triac saat mengganti beban reaktif (induktif atau kapasitif). Di hadapan konsumen seperti itu di sirkuit AC, fase tegangan dan arus bergeser relatif satu sama lain. Arah pergeseran tergantung pada sifat reaktivitas, dan besarnya - pada nilai komponen reaktif. Telah dikatakan bahwa triac mati pada saat arus melewati nol. Dan ketegangan antara MT1 dan MT2 saat ini bisa sangat besar. Jika laju perubahan tegangan dU/dt pada saat yang sama melebihi nilai ambang batas, maka triac mungkin tidak menutup. Untuk menghindari efek ini, paralel dengan jalur kekuatan triac termasuk: varistor. Resistansi mereka tergantung pada tegangan yang diberikan, dan mereka membatasi laju perubahan perbedaan potensial. Efek yang sama dapat dicapai dengan menggunakan rantai RC (snubber).
Bahaya melebihi laju kenaikan arus saat mengalihkan beban dikaitkan dengan waktu terbatas pemicu triac. Pada saat triac belum ditutup, ternyata tegangan besar diterapkan padanya dan pada saat yang sama arus yang cukup besar mengalir melalui jalur daya. Hal ini dapat menyebabkan pelepasan daya termal yang besar pada perangkat, dan kristal dapat menjadi terlalu panas. Untuk menghilangkan cacat ini, perlu, jika mungkin, untuk mengkompensasi reaktivitas konsumen dengan penyertaan berurutan dalam rangkaian reaktivitas dengan nilai yang kira-kira sama, tetapi dengan tanda yang berlawanan.
Juga harus diingat bahwa dalam keadaan terbuka, sekitar 1-2 V turun pada triac.Tetapi karena cakupannya adalah sakelar tegangan tinggi yang kuat, properti ini tidak memengaruhi penggunaan praktis triac. Hilangnya 1-2 volt dalam rangkaian 220 volt sebanding dengan kesalahan pengukuran tegangan.
Contoh penggunaan
Area utama penggunaan triac adalah kunci di sirkuit AC.Tidak ada batasan mendasar pada penggunaan triac sebagai kunci DC, tetapi tidak ada gunanya juga. Dalam hal ini, lebih mudah menggunakan trinistor yang lebih murah dan lebih umum.
Seperti kunci apa pun, triac terhubung ke rangkaian secara seri dengan beban. Menghidupkan dan mematikan triac mengontrol suplai tegangan ke konsumen.
Selain itu, triac dapat digunakan sebagai pengatur tegangan pada beban yang tidak peduli dengan bentuk tegangan (misalnya, lampu pijar atau pemanas termal). Dalam hal ini, skema kontrol terlihat seperti ini.
Di sini, rangkaian pemindah fasa diatur pada resistor R1, R2 dan kapasitor C1. Dengan menyesuaikan resistansi, pergeseran awal pulsa dicapai relatif terhadap transisi tegangan listrik melalui nol. Dinistor dengan tegangan pembukaan sekitar 30 volt bertanggung jawab atas pembentukan pulsa. Ketika level ini tercapai, ia membuka dan mengalirkan arus ke elektroda kontrol triac. Jelas bahwa arus ini bertepatan dengan arah arus yang melalui jalur daya triac. Beberapa produsen memproduksi perangkat semikonduktor yang disebut Quadrac. Mereka memiliki triac dan dinistor di sirkuit elektroda kontrol dalam satu rumahan.
Sirkuit seperti itu sederhana, tetapi arus konsumsinya memiliki bentuk non-sinusoidal yang tajam, sementara interferensi dibuat dalam jaringan suplai. Untuk menekannya, perlu menggunakan filter - setidaknya rantai RC paling sederhana.
Keuntungan dan kerugian
Keuntungan triac bertepatan dengan keunggulan trinistor yang dijelaskan di atas. Bagi mereka, Anda hanya perlu menambahkan kemampuan untuk bekerja di sirkuit AC dan kontrol sederhana dalam mode ini. Tapi ada juga kekurangannya.Mereka terutama menyangkut area aplikasi, yang dibatasi oleh komponen reaktif dari beban. Tidak selalu mungkin untuk menerapkan langkah-langkah perlindungan yang disarankan di atas. Juga, kerugiannya meliputi:
- peningkatan kepekaan terhadap kebisingan dan gangguan pada sirkuit elektroda kontrol, yang dapat menyebabkan alarm palsu;
- kebutuhan untuk menghilangkan panas dari kristal - pengaturan radiator mengkompensasi dimensi kecil perangkat, dan untuk mengganti beban yang kuat, penggunaan para kontraktor dan relai menjadi pilihan;
- batasan pada frekuensi operasi - tidak masalah ketika beroperasi pada frekuensi industri 50 atau 100 Hz, tetapi membatasi penggunaan dalam konverter tegangan.
Untuk penggunaan triac yang kompeten, perlu diketahui tidak hanya prinsip pengoperasian perangkat, tetapi juga kekurangannya, yang menentukan batas penggunaan triac. Hanya dalam hal ini perangkat yang dikembangkan akan bekerja untuk waktu yang lama dan andal.
Artikel serupa:
