Понимание триакторов: двунаправленное управление мощностью в AC приложениях

Триаки — двунаправленные аналоги кремниевых управляемых выпрямителей (SCR). Соединяя два SCR спинкой к спинке, триак может проводить ток в обоих направлениях, делая его идеальным для управления AC мощностью.

Триак: эквивалентная схема SCR и схематический символ.

В то время как SCR находят обычное применение в высокомощных приводах моторов и других продвинутых системах управления, триаки чаще всего встречаются в низкоэнергетических, бытовых приложениях, таких как диммеры ламп. Типичная диммирующая схема показана ниже, включая фазо-сдвигающую резисторно-конденсаторную сеть, задерживающую затворный триггер до после пика напряжения.

Триак фазовое управление мощностью.

Одна из главных проблем с триаками — их склонность к асимметричному срабатыванию. Затворный порог для одной полярности может отличаться от порога для противоположной полярности, что вносит четные гармоники в токовую волну. В системах энергии более чистая, более симметричная волна желательна, потому что она снижает гармонические искажения и улучшает общую эффективность.

Для улучшения симметрии диак может быть помещен последовательно с затвором. Диаки имеют очень симметричные пробойные напряжения, поэтому они гарантируют, что триак получает последовательный триггерный импульс независимо от полярности. Результат — более равномерный угол срабатывания из цикла в цикл.

Диак улучшает симметрию управления.

На практике электрические характеристики триака зеркалят те SCR, за исключением того, что прибор по своей природе двунаправленный. Однако критически важно помнить, что два главных вывода — MT1 и MT2 — не взаимозаменяемы. В отличие от эквивалентной модели, триак изготовлен из единой полупроводниковой структуры, и его внутренний профиль легирования определяет отдельные функции выводов.

Рассмотрим следующие две простые диммирующие схемы. Первая, с затвором, соединенным с MT2, функционирует правильно. Вторая, с затвором, соединенным с MT1, не срабатывает, независимо от значения управляющего резистора.

Эта схема с затвором к MT2 работает.

С затвором, переключенным на MT1, эта схема не работает.

Следовательно, для надежного срабатывания триака всегда забирайте затворный ток со стороны, противоположной затворному выводу — то есть от MT2. Проверяйте обозначения выводов в даташите или справочнике прибора перед монтажем.

Ключевые выводы

• Триаки комбинируют два SCR для двунаправленного AC управления.
• Они предпочтительны в простых, низкоэнергетических схемах; высокомощные приложения обычно используют дискретные SCR.
• Диаки обычно добавляются к затвору для обеспечения симметричного срабатывания.
• MT1 и MT2 различны; их нельзя менять местами.
• Затворный ток должен исходить от MT2 для правильной работы.

Дополнительное чтение

• Рабочий лист по тиристорам