Galingos kintamosios srovės apkrovos dažnai valdomos elektromagnetinės relės. Šių prietaisų kontaktinės grupės yra papildomas nepatikimumo šaltinis dėl jų polinkio nudegti arba suvirinti. Be to, trūkumas yra kibirkščiavimo galimybė perjungiant, todėl kai kuriais atvejais reikia papildomų saugos priemonių. Dėl šios priežasties elektroniniai raktai atrodo geriau. Vienas iš tokio jungiklio variantų yra pagamintas iš triakų.
Turinys
Kas yra triakas ir kam jis reikalingas
Vienas iš toliau išvardytų elementų dažnai naudojamas kaip valdomas perjungimo elementas galios elektronikoje Tiristoriai - Tiristoriai. Jų privalumai:
- jokių kontaktų grupė;
- Nėra besisukančių ar judančių mechaninių elementų;
- Mažas svoris ir matmenys;
- Ilgas tarnavimo laikas, nepriklausantis nuo įjungimo ir išjungimo ciklų skaičiaus;
- mažos išlaidos;
- Didelio greičio ir mažo triukšmo veikimas.
Tačiau kai trinistoriai naudojami kintamosios srovės grandinėse, jų vienpusis laidumas tampa problema. Kad trinistorius praleistų srovę abiem kryptimis, trinistoriai turi būti sujungti lygiagrečiai priešinga kryptimi, o du trinistoriai valdomi vienu metu. Atrodo logiška šiuos du trinistorius sujungti į vieną korpusą, kad būtų lengviau montuoti ir sumažinti jų matmenys. Ir šis žingsnis buvo žengtas 1963 m., kai sovietų mokslininkai ir "General Electric" specialistai beveik vienu metu pateikė paraišką įregistruoti simetrinio trinistoriaus - triako (užsienio terminologijoje triakas - alternatyviosios srovės triodas) - išradimą.
Iš tikrųjų triakas nėra tiesiogine prasme du trinistoriai vienoje pakuotėje.
Visa sistema įgyvendinta viename kristale su skirtingomis p- ir n-laidininkų zonomis, ir ši struktūra nėra simetriška (nors triako voltamperinė charakteristika yra simetriška apie pradžią ir yra veidrodinis triako atvaizdas). Tai ir yra esminis skirtumas tarp triako ir dviejų trinistorių, kurių kiekvienas turi būti valdomas teigiama srove katodo atžvilgiu.
Triakas neturi anodo ir katodo srovės tekėjimo krypties atžvilgiu, tačiau išėjimai yra nevienodi valdymo elektrodo atžvilgiu. Literatūroje sutinkamos sąvokos "sąlyginis katodas" (MT1, A1) ir "sąlyginis anodas" (MT2, A2). Jie patogiai naudojami triako veikimui apibūdinti.
Įjungus bet kurio poliariškumo pusbangę, prietaisas pirmiausia užblokuojamas (raudona VAC sekcija). Kaip ir trinistorius, triakas gali būti atblokuotas, kai įtampa viršija bet kurio sinusoidės poliariškumo ribą (mėlyna dalis). Elektroniniuose jungikliuose šis reiškinys (dinstoriaus efektas) yra gana žalingas. To reikia vengti renkantis darbo režimą. Triakas atsidaro tiekdamas srovę į valdymo elektrodą. Kuo didesnė srovė, tuo anksčiau atsidarys raktas (raudona brūkšninė sritis). Ši srovė sukuriama įjungiant įtampą tarp kontrolinio elektrodo ir sąlyginio katodo. Ši įtampa turi būti neigiama arba to paties ženklo kaip ir įtampa tarp MT1 ir MT2.
Esant tam tikrai srovės vertei, triakas iš karto atsidaro ir elgiasi kaip įprastas diodas - kol užsidaro (žali brūkšniniai ir ištisiniai plotai). Tobulėjant technologijoms sumažėjo srovė, kurios reikia, kad triakas visiškai atsidarytų. Šiuolaikinės versijos suvartoja iki 60 mA ir mažiau srovės. Tačiau realioje grandinėje srovės sumažėjimas neturėtų būti per didelis, nes gali lemti nestabilų triako atsidarymą.
Kaip ir įprastuose trinistoriuose, uždarymas įvyksta, kai srovė sumažėja iki tam tikros ribos (artimos nuliui). Kintamosios srovės grandinėse tai įvyksta, kai triakas vėl pereina nulį, po to vėl reikia įjungti valdymo impulsą. Nuolatinės srovės grandinėse kontroliuojamam triako užrakinimui reikia sudėtingų techninių sprendimų.
Funkcijos ir apribojimai
Triakų naudojimo apribojimai perjungiant reaktyviąsias (induktyvines arba talpines) apkrovas. Kai ši apkrova yra kintamosios srovės grandinėje, įtampos ir srovės fazės pasislenka viena kitos atžvilgiu. Fazės poslinkio kryptis priklauso nuo reaktyviojo komponento pobūdžio, o fazės poslinkio dydis - nuo reaktyviojo komponento pobūdžio. reaktyviosios sudedamosios dalies dydis. Jau minėta, kad triakas išsijungia, kai srovė pereina nulį. Tuo metu įtampa tarp MT1 ir MT2 gali būti gana didelė. Jei įtampos kitimo greitis dU/dt viršija ribinę vertę, triakas gali neužsidaryti. Siekiant išvengti šio poveikio, triakas jungiamas lygiagrečiai su triako maitinimo keliu. varistoriai. Jų varža priklauso nuo prijungtos įtampos ir riboja potencialų skirtumo kitimo greitį. Tokį patį efektą galima pasiekti naudojant RC grandinę (snubberį).
Pavojus viršyti srovės didėjimo greitį perjungiant apkrovą susijęs su triako suveikimo ciklo pabaigoje laiku. Gali būti, kad tuo metu, kai triakas dar neužsidarė, įjungta aukšta įtampa ir tuo pačiu metu maitinimo kanalu teka pakankamai didelė srovė. Dėl to įrenginyje gali susidaryti didelė šiluminė galia ir kristalas gali perkaisti. Norint pašalinti šį defektą, būtina kompensuoti vartotojo reaktyvumą, jei įmanoma, į grandinę nuosekliai įtraukiant maždaug tokio paties dydžio, bet priešingo ženklo reaktyvumą.
Taip pat reikėtų nepamiršti, kad triako atjungimo būsenoje įtampa sumažėja maždaug 1-2 V. Tačiau, kadangi tai yra didelės galios aukštos įtampos jungikliai, ši savybė neturi įtakos praktiniam triako taikymui. 1-2 voltų praradimas 220 V grandinėje prilygsta įtampos matavimo paklaidai.
Programų pavyzdžiai
Triakai dažniausiai naudojami kaip jungikliai kintamosios srovės grandinėse. Iš esmės nėra jokių apribojimų naudoti triaką kaip nuolatinės srovės jungiklį, tačiau nėra ir prasmės tai daryti. Šiuo atveju paprasčiau naudoti pigesnį ir labiau paplitusį trinistorių.
Kaip ir bet kuris kitas raktas, triakas yra nuosekliai sujungtas su apkrova. Įjungiant ir išjungiant triaką, valdoma vartotojo maitinimo įtampa.
Triaką taip pat galima naudoti kaip įtampos reguliatorių apkrovose, kurioms nerūpi įtampos forma (pvz., kaitinamosiose lempose arba termoelektriniuose šildytuvuose). Šiuo atveju valdymo grandinė atrodo taip.
Čia fazės keitimo grandinė yra sujungta su rezistoriais R1, R2 ir kondensatoriumi C1. Reguliuojant varžą, impulso pradžia perkeliama linijos įtampos nulio kirtimo atžvilgiu. Impulsą generuoja dinistorius, kurio atsidarymo įtampa yra apie 30 voltų. Pasiekus šį lygį, jis atsidaro ir leidžia tekėti srovei į triako valdymo elektrodą. Akivaizdu, kad šios srovės kryptis sutampa su trišakio galios kelio srove. Kai kurie gamintojai gamina puslaidininkinius įtaisus, vadinamus Quadrac. Jų valdymo elektrodų grandinėje tame pačiame korpuse yra triakas ir diistorius.
Ši grandinė paprasta, tačiau srovės suvartojimas yra smarkiai nesinusoidinis ir tinkle atsiranda trukdžių. Jiems slopinti turėtų būti naudojami filtrai - bent jau paprasčiausia RC grandinė.
Privalumai ir trūkumai
Triako privalumai yra tokie patys, kaip ir pirmiau aprašytų trinistorių. Juos taip pat galima naudoti kintamosios srovės grandinėse, juos lengva valdyti kintamosios srovės režimu. Tačiau yra ir trūkumų. Tai daugiausia susiję su taikymo sritimi, kurią riboja reaktyvioji apkrovos sudedamoji dalis. Pirmiau pasiūlytos apsaugos priemonės ne visada įmanomos. Trūkumai taip pat yra šie
- Didesnis jautrumas triukšmui ir trukdžiams kontrolinio elektrodo grandinėje, dėl kurių gali atsirasti klaidingų teigiamų rezultatų;
- Poreikis išsklaidyti šilumą iš kristalo - šilumokaičių išdėstymas kompensuoja mažą prietaiso dydį, o perjungiant dideles apkrovas naudojami kontaktoriai geriau rinktis reles, o ne kontaktorius;
- Darbinio dažnio apribojimas - tai neturi reikšmės dirbant pramoniniu 50 arba 100 Hz dažniu, tačiau tai riboja naudojimą įtampos keitikliuose.
Norint kompetentingai naudoti triakus, būtina žinoti ne tik prietaiso veikimo principus, bet ir jo silpnąsias vietas, kurios apibrėžia triako taikymo ribas. Tik tada suprojektuotas prietaisas veiks ilgai ir patikimai.
Susiję straipsniai:
