TRIAC (Triode for AC) ist das Halbleiterbauelement, das in Leistungssteuerungs- und Schaltanwendungen weit verbreitet ist. Es findet Anwendung in den Bereichen Schalten, Phasenregelung, Zerhackerkonstruktion, Brillanzregelung in Lampen, Drehzahlregelung in Lüftern, Motoren usw. Das Leistungsregelungssystem dient zur Steuerung des Verteilungsniveaus von Wechselstrom oder Gleichstrom. Solche Leistungssteuerungssysteme können verwendet werden, um die Stromversorgung von Geräten manuell umzuschalten oder wenn Temperatur- oder Lichtwerte einen voreingestellten Wert überschreiten.

TRIAC

TRIAC entspricht zwei SCRs, die invers parallel zu den miteinander verbundenen Gates geschaltet sind. Infolgedessen fungiert der TRIAC als bidirektionaler Schalter, um den Strom in beide Richtungen zu leiten, sobald das Gate ausgelöst wird. TRIAC ist ein Gerät mit drei Anschlüssen mit einem Hauptanschluss1 (MT1), einem Hauptanschluss 2 (MT2) und einem Gate. Die Klemmen MT1 und MT2 dienen zum Verbinden der Phasen- und Neutralleitung, während das Gate zum Einspeisen des Auslöseimpulses verwendet wird. Das Gate kann entweder durch eine positive oder eine negative Spannung ausgelöst werden. Wenn der MT2-Anschluss eine positive Spannung in Bezug auf den MT1-Anschluss erhält und das Gate einen positiven Trigger erhält, wird der linke SCR des TRIAC ausgelöst und die Schaltung abgeschlossen. Wenn jedoch die Polarität der Spannung an den Klemmen MT2 und MT1 umgekehrt wird und ein negativer Impuls an das Gate angelegt wird, leitet der rechte SCR von Triac. Wenn der Gate-Strom entfernt wird, schaltet sich der TRIAC aus. Daher muss ein minimaler Haltestrom Ih am Gate aufrechterhalten werden, um den TRIAC leitend zu halten.

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TRIAC auslösen

Normalerweise sind in TRIAC 4 Triggermodi möglich:

TRIAC-SYMBOL

Eine positive Spannung an MT2 und ein positiver Impuls am Gate
Eine positive Spannung an MT2 und ein negativer Impuls am Gate
Eine negative Spannung an MT2 und ein positiver Impuls am Gate
Eine negative Spannung an MT2 und ein negativer Impuls am Gate

Faktoren, die die Arbeitsweise von TRIAC beeinflussen

Im Gegensatz zu SCRs erfordern TRIACS eine ordnungsgemäße Optimierung, damit sie ordnungsgemäß funktionieren. Triacs haben inhärente Nachteile wie Rate-Effekt, Backlash-Effekt usw. Das Design von Triac-basierten Schaltkreisen erfordert daher die richtige Pflege.

Der Rateneffekt wirkt sich stark auf die Funktionsweise von TRIAC aus

Zwischen den Klemmen MT1 und MT2 des Triac besteht eine interne Kapazität. Wenn der MT1-Anschluss mit einer stark ansteigenden Spannung versorgt wird, führt dies zu einem Durchbruch der Gate-Spannung. Dies löst den Triac unnötig aus. Dieses Phänomen wird als Rateneffekt bezeichnet. Der Rateneffekt tritt normalerweise aufgrund der Transienten im Netz und auch aufgrund des hohen Einschaltstroms beim Einschalten schwerer induktiver Lasten auf. Dies kann reduziert werden, indem ein R-C-Netzwerk zwischen den Klemmen MT1 und MT2 angeschlossen wird.

RATE EFFECT

Der Spieleffekt ist in Lampendimmerschaltungen stark:

Der Spieleffekt ist die starke Steuerhysterese, die sich in den Lampensteuer- oder Drehzahlregelkreisen unter Verwendung eines Potentiometers zur Steuerung des Gate-Stroms entwickelt. Wenn der Widerstand des Potentiometer zu maximal wird, verringert sich die Helligkeit der Lampe auf ein Minimum. Wenn der Topf zurückgedreht wird, schaltet sich die Lampe erst ein, wenn der Widerstand des Topfes auf ein Minimum abfällt. Der Grund dafür ist die Entladung des Kondensators im Triac. Die Lampendimmerschaltungen verwenden einen Diac, um dem Gate einen Auslöseimpuls zu geben. Wenn sich der Kondensator im Triac durch den Diac entlädt, entsteht der Back-Lash-Effekt. Dies kann durch Verwendung eines Widerstands in Reihe mit dem Diac oder durch Hinzufügen eines Kondensators zwischen dem Gate und dem MT1-Anschluss von Triac behoben werden.

Spieleffekt

Auswirkung von RFI auf TRIAC

Radiofrequenzstörungen beeinträchtigen die Funktion von Triacs erheblich. Wenn der Triac die Last einschaltet, steigt der Laststrom abhängig von der Versorgungsspannung und dem Widerstand der Last stark von Null auf einen hohen Wert an. Dies führt zur Erzeugung von RFI-Impulsen. Die Stärke von RFI ist proportional zu dem Draht, der die Last mit dem Triac verbindet. Ein LC-RFI-Suppressor behebt diesen Defekt.

Arbeiten von TRIAC

Eine einfache Anwendungsschaltung von TRIAC ist gezeigt. Im Allgemeinen hat TRIAC drei Anschlüsse M1, M2 und ein Gate. Ein TRIAC, eine Lampenlast und eine Versorgungsspannung sind in Reihe geschaltet. Wenn die Versorgung im positiven Zyklus eingeschaltet ist, fließt der Strom durch die Lampe, die Widerstände und den DIAC-Gate (vorausgesetzt, an Pin 1 des Optokopplers werden Triggerimpulse bereitgestellt, was dazu führt, dass Pin 4 und 6 zu leiten beginnen) und erreicht die Versorgung, und dann leuchtet nur die Lampe für dieser Halbzyklus direkt durch die Klemmen M2 und M1 des TRIAC. Im negativen Halbzyklus wiederholt sich das Gleiche. Somit leuchtet die Lampe in beiden Zyklen kontrolliert in Abhängigkeit von den Auslöseimpulsen am Optokoppler, wie in der folgenden Grafik dargestellt. Wenn dies einem Motor anstelle einer Lampe gegeben wird, wird die Leistung gesteuert, was zu einer Drehzahlregelung führt.

TRIAC-Schaltung

TRIAC-Wellenformen

Anwendungen von TRIAC:

TRIACs werden in zahlreichen Anwendungen wie Lichtdimmern, Drehzahlreglern für elektrische Lüfter und andere Elektromotoren sowie in modernen computergesteuerten Steuerkreisen zahlreicher kleiner und großer Haushaltsgeräte eingesetzt. Sie können sowohl in Wechselstrom- als auch in Gleichstromkreisen verwendet werden. Das ursprüngliche Design bestand jedoch darin, die Verwendung von zwei SCRs in Wechselstromkreisen zu ersetzen. Es gibt zwei Familien von TRIACs, die hauptsächlich für Anwendungszwecke verwendet werden: BT136, BT139.

TRIAC BT136:

TRIAC BT136 ist eine TRIAC-Familie mit einer aktuellen Rate von 6 AMPs. Wir haben oben bereits eine Anwendung von TRIAC mit BT136 gesehen.

Eigenschaften von BT136:

Direktes Triggern von Treibern mit geringem Stromverbrauch und Logik-ICs
Hohe Sperrspannungsfähigkeit
Niedriger Haltestrom für niedrige Strombelastungen und niedrigste EMI bei der Kommutierung
Planar passiviert für Spannungsfestigkeit und Zuverlässigkeit
Empfindliches Tor
Auslösen in allen vier Quadranten

Anwendungen von BT136:

Universell nützlich in der Motorsteuerung
Allzweckumschaltung

TRIAC BT139:

TRIAC BT139 gehört ebenfalls zur TRIAC-Familie und hat derzeit eine Rate von 9 Ampere. Der Hauptunterschied zwischen BT139 und BT136 ist die Stromrate, und BT139 TRIACS werden für Hochleistungsanwendungen verwendet.

Eigenschaften von BT139: