Návrh a princíp činnosti
Štruktúra symetrického tyristora pozostáva z dosky pozostávajúcej zo striedavých vrstiev s elektrickými vodičmi typu p a n a kontaktov elektród hlavných a riadiacich činností.
Celkovo je v polovodičovej štruktúre 5 vrstiev typu p a n. Plocha medzi vrstvami sa nazýva pn križovatka, ktorá vlastní nelineárnu charakteristiku I - V so zanedbateľným protismerom v opačnom smere, kde mínus je n - vrstva a plus je p - vrstva a najvyššia hodnota odporu v opačnom smere. Rozdelenie pn-križovatky nastáva pri napätiach niekoľko tisíc voltov.
Počas zavádzania mechanizmu v priamom smere vstupuje do práce pravá polovica konštrukcie. Ľavá strana konštrukcie je vypnutá, je považovaná za veľmi vysoký odpor pre prúd s vlastnosťou.
Charakteristiky symetrického tyristorového dynamického a konštantného plánu, keď pôsobí v smere dopredu, po prijatí pozitívneho riadiaceho signálu zodpovedajú rovnakým údajom tyristora pracujúcim v priamom smere.
Ako funguje triak? Princíp činnosti zariadenia je založený na prechode elektrického signálu v dvoch smeroch . To umožňuje použitie triakov ako elektrických relé v rôznych schémach, kde je potrebné nastaviť záťaž alebo prechod prúdu cez okruh. Jednou z nesporných výhod symetrického tyristora je skutočnosť, že poskytnutie priechodného kanála nevyžaduje prítomnosť konštantnej úrovne napätia v riadiacom kľúči. V závislosti od použitia je potrebné, aby ste ho nemali nad určitú úroveň.
typy
Keď už hovoríme o typoch zariadení, je potrebné akceptovať skutočnosť, že tento triak je považovaný za jeden z typov tyristorov . Ak existujú rozdiely v práci, potom môže byť tyristor reprezentovaný ako druh triaku. Rozdiely spočívajú v kontrolnej katóde av rôznych princípoch činnosti týchto tyristorov.
Dovezené zariadenia sú široko zastúpené na ruskom trhu. Ich hlavným rozdielom oproti ruským triakom je, že nevyžadujú predbežné ladenie v samotnom okruhu. To umožňuje ušetriť časti a priestor v DPS. Spravidla začnú pracovať súčasne po zavedení systému. Stačí len presne vybrať požadovaný triak pre všetky potrebné údaje.
Výhody a nevýhody
Potom, čo sme pochopili, čo je triak, pozrime sa na klady a zápory tohto ovládacieho zariadenia.
Plusy zahŕňajú :
- V prístroji nie sú žiadne mechanické kontakty.
- Dlhé obdobie prevádzky, takmer žiadne poruchy sa nevyskytujú.
- Princíp činnosti zariadení eliminuje oblúk počas prevádzky, dokonca aj pri najvyššom výkonovom prúde.
- Nízke náklady.
Symetrické tyristory však nie sú bez akýchkoľvek obmedzení, tak ako každý upínač:
- Významný odvod tepla počas prevádzky.
- Citlivosť na elektromagnetické rušenie a hluk.
- Neschopnosť pracovať na významných frekvenciách premenlivého prúdu.
- Pokles napätia do 2 voltov v zariadení je v otvorenom stave. Tento koeficient však nezávisí od sily prúdiaceho prúdu. Tento faktor je považovaný za prekážku pri používaní triakov v dizajnoch s nízkou spotrebou energie.
Zároveň sa zahrejú symetrické tyristory s najvyššími prúdmi, čo bude vyžadovať použitie zariadení na chladenie skrine. V priemysle je chladenie výkonných zariadení aktívnym spôsobom - s podporou ventilátora.
Vývoj technológií
Zvláštnosťou 4-kvadrantu symetrických tyristorov je ich falošná inklúzia, ktorá môže spôsobiť zlyhanie. To vyžaduje použitie ďalšieho bezpečnostného reťazca obsahujúceho rôzne komponenty.
Pomerne nedávno boli vyvinuté 3-kvadrantové zariadenia, ktoré majú potrebné výhody :
- Znížením počtu potrebných komponentov sa doska stala ešte kompaktnejšou.
- Výsledkom je zníženie straty úsilia a zníženie nákladov na hotový výrobok.
- V neprítomnosti klapky a škrtiacej klapky bolo možné použiť symetrické tyristory vo vysokofrekvenčných obvodoch.
Rovnako ako zjednodušenie systému umožnilo použitie trojkruhového triaku vo vykurovacích zariadeniach: takýto systém sa zahrieva menej a nereaguje na teplotu v okolí.
Rozsah použitia
Princíp činnosti a kompaktné rozmery triakov umožňujú ich použitie takmer všade . Na samom začiatku svojho vlastného pôsobenia boli použité mechanizmy pri návrhu silných transformátorov a plniacich zariadení.
Dnes, s tvorbou malých polovodičov, sa tyristory stali kompaktnejšími, čo umožňuje ich použitie v najrôznejších prevedeniach a oblastiach.
Triak je tak flexibilný a viacúčelový mechanizmus, ktorý sa vďaka svojej vlastnosti prepne na vodivú polohu spúšťaným impulzom s kladným alebo záporným znamienkom, ktoré nezávisí od kľúča vyjadrujúceho vlastnosti okamžitej polarity. Podľa podstaty názvu anóda a katóda pre zariadenie nemajú význam.
Triac sa používa ako polovodičové relé. Je zvláštny pre malú hodnotu štartovacieho prúdu potrebného na preťaženie veľkými prúdmi. Kľúčové funkcie v tomto zariadení môžu byť vykonávané pomocou spínača alebo pomocou relé s vysokou citlivosťou a ďalších kontaktných párov s prúdom do 50 mA a veľkosť prúdu preťaženia môže byť obmedzená iba znakmi, pre ktoré je triak navrhnutý.
Nemenej rozsiahle je použitie simistora ako stmievača a regulácia otáčok elektromotora . Obvod je založený na použití východiskových komponentov, ktoré sú tvorené radičom RC fáz a potenciometer riadi osvetlenie a odpor je navrhnutý tak, aby obmedzoval prúd preťaženia. Vývoj impulzov sa vykonáva s podporou dynistora. Už po rozpadoch v dynistore, ku ktorému dochádza v dôsledku rozdielu potenciálu na kondenzátore, pulz výbojov kondenzátora, ku ktorému dochádza okamžite, zapne triak.
V priemysle sa na riadenie strojov, čerpadiel a iných elektrických zariadení používajú výkonné zariadenia, v ktorých je potrebná plynulá zmena prúdiaceho prúdu. V každodennom živote je používanie triakov ešte širšie:
- Je to takmer celý nástroj: od ručnej vŕtačky a skrutkovača až po nabíjačku pre autobatérie.
- Početné domáce spotrebiče: vysávače, ventilátory, sušiče vlasov a tak ďalej.
- V dizajnoch domácich kompresorov - klimatizačných jednotkách a chladničkách.
- Elektrické ohrievače: krby, rúry, mikrovlnné rúry.
Široké používanie zariadení bolo impulzom pre štúdium stmievačov - dnes populárne zariadenie na ovládanie mäkkého osvetlenia. Princíp činnosti automatického stmievača je založený na použití triaku.
Obmedzenia používania
Triak má pri použití niekoľko obmedzení, najmä pri indukčnom preťažení. Obmedzenia ovplyvňujú rýchlosť zmeny napätia (dV / dt) medzi triakovými anódami a rýchlosťou zmeny prevádzkového prúdu di / dt.
Počas prechodného obdobia triaka z uzavretej polohy do vodivého stavu môže vonkajší obvod spôsobiť značný prúd. V tomto prípade nenastane doba okamžitého poklesu úsilia pri odoberaní triaku. Súčasne tak vznikne napätie a prúd, ktorý bude mať okamžitý výkon, ktorý môže dosiahnuť značné množstvá.
Energia zmätená v malom priestore aktivuje náhle zvýšenie teploty pn križovatiek. Ak je kritická teplota príliš vysoká, triak bude zničený, spôsobený nadmernou rýchlosťou nárastu prúdu di / dt.
Okrem toho sa obmedzenia vzťahujú na zmeny v úsilí dvoch kategórií: v dV / dt vo vzťahu k uzavretému triaku av otvorenom triaku (tento sa navyše nazýva rýchlosť spínania).
Nadmerná rýchlosť zvýšenia úsilia uzavretého medzi závermi A1 a A2 zakopaného triaku môže vyvolať jeho otvorenie v prípade nedostatku signálu v riadiacej elektróde. Tento prejav je spôsobený vnútornou kapacitou triaku. Elektrický prúd tejto kapacity môže byť potrebný na odomknutie triaku.
Toto sa však nepovažuje za hlavný predpoklad predčasného zverejnenia. Maximálna hodnota dV / dt pri prepínaní triaku je v princípe veľmi zanedbateľná a veľmi rýchla zmena sily v elektrónoch triakov počas jej blokovania môže okamžite vyvolať nové zapnutie. Podobne sa triak znova odomkne, pričom sa musí zatvoriť.
Triaková kontrola
Akékoľvek, dokonca aj najspoľahlivejšie zariadenie môže zlyhať. Nie je to výnimka a triak. Z tohto dôvodu je dôležité pochopiť, ako sa dá monitorovať z hľadiska prevádzkyschopnosti, aby sa mohla vykonať jeho výmena. K tomu môžete použiť 2 spôsoby.
Prvou metódou je použitie 2 analógových ohmmetrov . Nasledujúce merania sa vykonávajú nasledujúcim spôsobom:
- Sondy 1 ohmmeter pripojené na katódu a anódu triak. Bude pohodlnejšie, ak sú sondy upevnené klipmi tak, aby neboli skokom. Ak zadáte zariadenie, odpor bude veľmi rozsiahly: ukazovateľ bude "ležať";
- Sondy 2 ohmmetre sú pripojené nasledujúcim spôsobom: k anóde je pripojená jediná sonda a ďalšia sonda sa dotýka riadiacej elektródy.
Ak je primeraný tyristor v dobrom stave, potom dôjde k jeho otvoreniu a reakcia v prvom ohmmetri klesne na niekoľko ohmov.
Druhá metóda kontroly zahŕňa vytáčanie multimetra. Aby boli merania spoľahlivé, prepínač testeru je nastavený do polohy „kontrola diódy“. Potom sú testovacie vodiče upevnené v anóde a katóde. V prípade ihlových sond je možné použiť adaptér s drôtom. Na rozdiel od ohmmetra, multimeter preukáže odpor rovný 1. Potom uzamkneme zápornú elektródu a bránu tenkým vodičom. Odomknutie polovodiča sa uskutoční a skutočný odpor triaku sa zobrazí na obrazovke testera.