За контролу моћних оптерећења у АЦ круговима се често користе електромагнетни релеји. Контактне групе ових уређаја служе као додатни извор непоузданости због склоности горењу, заваривању. Такође, као недостатак изгледа могућност варничења приликом пребацивања, што у неким случајевима захтева додатне мере безбедности. Због тога електронски кључеви изгледају пожељније. Једна од опција за такав кључ се изводи на триацима.
Садржај
Шта је триац и зашто је потребан
У енергетској електроници, један од типова се често користи као контролисани прекидачки елемент. тиристори - тринисторе. Њихове предности:
- одсуство контакт групе;
- недостатак ротирајућих и покретних механичких елемената;
- мала тежина и димензије;
- дуг ресурс, независан од броја циклуса укључивања-искључивања;
- ниска цена;
- велика брзина и тих рад.
Али када се користе тринистори у круговима наизменичне струје, њихова једносмерна проводљивост постаје проблем. Да би тринистор пропуштао струју у два правца, потребно је прибегавати триковима у виду паралелног повезивања у супротном смеру од два тринистора која се истовремено контролишу. Чини се логичним комбиновати ова два СЦР-а у једној љусци ради лакше инсталације и смањења величине. И овај корак је предузет 1963. године, када су совјетски научници и стручњаци Генерал Елецтриц-а готово истовремено поднели пријаве за регистрацију проналаска симетричног тринистора - тријака (у страној терминологији, триак, триак - триода за алтернативну струју).
У ствари, триак није буквално два тринистора смештена у једном кућишту.
Цео систем је имплементиран на једном кристалу са различитим опсезима п- и н-проводљивости, а ова структура није симетрична (иако је струјно-напонска карактеристика тријака симетрична у односу на почетак и представља зрцалну И-В карактеристику тринистора). И ово је фундаментална разлика између тријака и два тринистора, од којих сваки мора бити контролисан позитивном, у односу на катоду, струјом.
Тријак нема аноду и катоду у односу на правац преношене струје, али у односу на контролну електроду ови закључци нису еквивалентни. У литератури се налазе појмови „условна катода“ (МТ1, А1) и „условна анода“ (МТ2, А2). Погодни су за употребу за описивање рада тријака.
Када се примени полуталас било ког поларитета, уређај се прво закључава (црвени део ЦВЦ-а).Такође, као и код тринистора, до окидања тријака може доћи када се прекорачи ниво прага напона за било који поларитет синусног таласа (плави део). Код електронских кључева, овај феномен (динисторски ефекат) је прилично штетан. Мора се избегавати при избору начина рада. Отварање тријака се дешава применом струје на контролну електроду. Што је струја већа, кључ ће се раније отворити (црвена испрекидана област). Ова струја се ствара применом напона између контролне електроде и условне катоде. Овај напон мора бити или негативан или имати исти предзнак као напон примењен између МТ1 и МТ2.
При одређеној вредности струје, тријак се одмах отвара и понаша се као нормална диода - до блокирања (зелена испрекидана и пуна подручја). Побољшање технологије доводи до смањења струје која се троши за потпуно откључавање тријака. За модерне модификације, то је до 60 мА и испод. Али не треба се заносити смањењем струје у стварном колу - то може довести до нестабилног отварања тријака.
Затварање, као код конвенционалног тринистора, настаје када струја падне на одређену границу (скоро на нулу). У кругу наизменичне струје то се дешава када је следећи пролазак кроз нулу, након чега ће бити потребно поново применити контролни импулс. У ДЦ колима, контролисано искључивање тријака захтева гломазна техничка решења.
Карактеристике и ограничења
Постоје ограничења у употреби тријака приликом пребацивања реактивног (индуктивног или капацитивног) оптерећења. У присуству таквог потрошача у колу наизменичне струје, фазе напона и струје се померају једна у односу на другу. Правац померања зависи од природе реактивности, а величина - на вредност реактивне компоненте. Већ је речено да се тријак искључује у тренутку када струја прође кроз нулу. А напетост између МТ1 и МТ2 у овом тренутку може бити прилично велика. Ако брзина промене напона дУ/дт у исто време премашује граничну вредност, онда се тријак можда неће затворити. Да бисте избегли овај ефекат, паралелно са путањом снаге тријака укључите варистора. Њихов отпор зависи од примењеног напона и ограничавају брзину промене разлике потенцијала. Исти ефекат се може постићи коришћењем РЦ ланца (снуббер).
Опасност од прекорачења брзине пораста струје при пребацивању оптерећења повезана је са коначним временом активирања тријака. У тренутку када се тријак још није затворио, може се испоставити да се на њега примењује велики напон и да истовремено кроз струјни пут тече довољно велика струја. То може довести до ослобађања велике топлотне снаге на уређају, а кристал се може прегрејати. Да би се отклонио овај недостатак, потребно је, ако је могуће, надокнадити реактивност потрошача узастопним укључивањем у коло реактивности приближно исте вредности, али супротног предзнака.
Такође треба имати на уму да у отвореном стању на тријаку пада око 1-2 В. Али пошто су опсег моћни високонапонски прекидачи, ово својство не утиче на практичну употребу тријака. Губитак од 1-2 волта у колу од 220 волти је упоредив са грешком мерења напона.
Примери коришћења
Главна област употребе тријака је кључна у круговима наизменичне струје.Не постоје основна ограничења за употребу тријака као ДЦ кључа, али ни у томе нема смисла. У овом случају је лакше користити јефтинији и чешћи тринистор.
Као и сваки кључ, триац је повезан на коло у серији са оптерећењем. Укључивање и искључивање тријака контролише напајање потрошача напоном.
Такође, триак се може користити као регулатор напона на оптерећењима која не брину о облику напона (на пример, сијалице са жарном нити или термо грејачи). У овом случају, контролна шема изгледа овако.
Овде је коло за померање фазе организовано на отпорницима Р1, Р2 и кондензатору Ц1. Подешавањем отпора постиже се померање почетка импулса у односу на прелаз мрежног напона кроз нулу. За формирање импулса одговоран је динистор са напоном отварања од око 30 волти. Када се достигне овај ниво, отвара се и пропушта струју до контролне електроде тријака. Очигледно је да се ова струја поклапа у правцу са струјом кроз струјни пут тријака. Неки произвођачи производе полупроводничке уређаје под називом Куадрац. Имају триац и динистор у колу контролне електроде у једном кућишту.
Такво коло је једноставно, али његова струја потрошње има оштро несинусоидан облик, док се у напојној мрежи стварају сметње. Да бисте их потиснули, потребно је користити филтере - барем најједноставније РЦ ланце.
Предности и мане
Предности тријака се поклапају са предностима тринистора описаног горе. Њима само треба додати могућност рада у АЦ круговима и једноставну контролу у овом режиму. Али постоје и недостаци.Они се углавном односе на област примене, која је ограничена реактивном компонентом оптерећења. Није увек могуће применити горе наведене мере заштите. Такође, недостаци укључују:
- повећана осетљивост на шум и сметње у колу контролне електроде, што може изазвати лажне аларме;
- потреба за уклањањем топлоте из кристала - распоред радијатора компензује мале димензије уређаја, а за пребацивање моћних оптерећења, употреба контактори и релеј постаје пожељнији;
- ограничење радне фреквенције - није битно када се ради на индустријским фреквенцијама од 50 или 100 Хз, али ограничава употребу у претварачима напона.
За компетентну употребу тријака потребно је познавати не само принципе рада уређаја, већ и његове недостатке, који одређују границе употребе триака. Само у овом случају развијени уређај ће радити дуго и поуздано.
Слични чланци:
