Để điều khiển tải mạnh trong mạch xoay chiều người ta thường sử dụng rơ le điện từ. Các nhóm tiếp xúc của các thiết bị này đóng vai trò như một nguồn bổ sung của sự không đáng tin cậy do xu hướng cháy, hàn. Ngoài ra, khả năng phát tia lửa điện trong quá trình chuyển đổi có vẻ như là một bất lợi, trong một số trường hợp, cần có các biện pháp bảo mật bổ sung. Do đó, chìa khóa điện tử trông được ưa chuộng hơn. Một trong những tùy chọn cho khóa như vậy được thực hiện trên triac.
Nội dung
Triac là gì và tại sao lại cần nó
Trong điện tử công suất, một trong những loại thường được sử dụng là phần tử đóng cắt có điều khiển. thyristors - bộ ba. Ưu điểm của chúng:
- sự vắng mặt của một nhóm liên lạc;
- thiếu các yếu tố cơ học quay và chuyển động;
- trọng lượng và kích thước nhỏ;
- tài nguyên dài, không phụ thuộc vào số chu kỳ bật-tắt;
- giá thấp;
- tốc độ cao và hoạt động yên tĩnh.
Nhưng khi sử dụng trinistors trong mạch điện xoay chiều, sự dẫn điện một chiều của chúng trở thành một vấn đề. Để cho dòng điện ba chiều có thể truyền dòng điện theo hai hướng, người ta phải dùng đến các thủ thuật dưới dạng kết nối song song theo chiều ngược lại của hai ống trinist được điều khiển đồng thời. Có vẻ hợp lý khi kết hợp hai SCR này trong một trình bao để dễ cài đặt và giảm kích thước. Và bước này được thực hiện vào năm 1963, khi các nhà khoa học Liên Xô và các chuyên gia General Electric gần như đồng thời nộp đơn đăng ký phát minh ra trinistor đối xứng - triac (theo thuật ngữ nước ngoài là triac, triac - triode dùng để thay thế dòng điện).
Trên thực tế, triac không phải là hai trinistors theo nghĩa đen được đặt trong một trường hợp.
Toàn bộ hệ thống được thực hiện trên một tinh thể đơn với các dải dẫn p- và n khác nhau, và cấu trúc này không đối xứng (mặc dù đặc tính dòng điện-điện áp của triac là đối xứng với gốc và là đặc tính I – V được nhân đôi của một bộ ba). Và đây là sự khác biệt cơ bản giữa một triac và hai trinistors, mỗi trinistors phải được điều khiển bởi một cực dương, liên quan đến cực âm, dòng điện.
Triac không có cực dương và cực âm liên quan đến hướng của dòng điện truyền qua, nhưng liên quan đến điện cực điều khiển, các kết luận này không tương đương. Các thuật ngữ “cực âm có điều kiện” (MT1, A1) và “cực dương có điều kiện” (MT2, A2) được tìm thấy trong tài liệu. Chúng rất thuận tiện để sử dụng để mô tả hoạt động của triac.
Khi áp dụng một nửa sóng của bất kỳ cực nào, thiết bị đầu tiên sẽ bị khóa (phần màu đỏ của CVC).Ngoài ra, như với trinistor, sự kích hoạt của triac có thể xảy ra khi mức điện áp ngưỡng bị vượt quá đối với bất kỳ cực nào của sóng sin (phần màu xanh lam). Trong các phím điện tử, hiện tượng này (hiệu ứng dynistor) khá có hại. Nó phải được tránh khi chọn một chế độ hoạt động. Việc mở triac xảy ra bằng cách đưa dòng điện vào điện cực điều khiển. Dòng điện càng lớn thì chìa khóa mở càng sớm (vùng gạch ngang màu đỏ). Dòng điện này được tạo ra bằng cách đặt một hiệu điện thế giữa điện cực điều khiển và cực âm có điều kiện. Điện áp này phải âm hoặc có cùng dấu với điện áp đặt giữa MT1 và MT2.
Tại một giá trị hiện tại nhất định, triac mở ra ngay lập tức và hoạt động giống như một diode bình thường - cho đến khi bị chặn (các khu vực gạch ngang màu xanh lá cây và đặc). Sự cải tiến trong công nghệ dẫn đến giảm dòng điện tiêu thụ để mở khóa hoàn toàn triac. Đối với các sửa đổi hiện đại, nó lên đến 60 mA và thấp hơn. Nhưng không nên quá giảm cường độ dòng điện trong mạch điện thực - điều này có thể dẫn đến việc mở triac không ổn định.
Việc đóng, giống như một bộ ba điện thông thường, xảy ra khi dòng điện giảm đến một giới hạn nhất định (gần như bằng không). Trong mạch AC, điều này xảy ra khi đoạn tiếp theo đi qua số không, sau đó nó sẽ cần phải áp dụng một xung điều khiển một lần nữa. Trong các mạch điện một chiều, việc tắt máy có điều khiển của triac đòi hỏi các giải pháp kỹ thuật phức tạp.
Các tính năng và hạn chế
Có những hạn chế đối với việc sử dụng triac khi chuyển tải điện trở (cảm ứng hoặc điện dung). Khi có người tiêu dùng như vậy trong mạch xoay chiều, các pha điện áp và dòng điện được dịch chuyển tương đối với nhau. Hướng của sự dịch chuyển phụ thuộc vào bản chất của phản ứng và độ lớn - về giá trị của thành phần phản ứng. Người ta đã nói rằng triac tắt tại thời điểm dòng điện đi qua số không. Và sự căng thẳng giữa MT1 và MT2 tại thời điểm này có thể khá lớn. Nếu tốc độ thay đổi điện áp dU / dt đồng thời vượt quá giá trị ngưỡng thì triac có thể không đóng. Để tránh hiệu ứng này, song song với đường sức mạnh của triac bao gồm varistors. Điện trở của chúng phụ thuộc vào điện áp đặt vào, và chúng giới hạn tốc độ thay đổi của hiệu điện thế. Hiệu ứng tương tự có thể đạt được bằng cách sử dụng chuỗi RC (snubber).
Nguy cơ vượt quá tốc độ tăng dòng khi chuyển tải có liên quan đến thời gian kích hoạt của triac hữu hạn. Tại thời điểm triac chưa đóng lại có thể đặt vào nó một hiệu điện thế lớn đồng thời có dòng điện đủ lớn chạy qua đường sức. Điều này có thể dẫn đến giải phóng nhiệt năng lớn trên thiết bị và tinh thể có thể quá nóng. Để loại bỏ khuyết tật này, nếu có thể, cần phải bù lại khả năng phản kháng của người tiêu dùng bằng cách đưa liên tiếp vào mạch khả năng phản kháng có giá trị xấp xỉ như nhau, nhưng ngược dấu.
Cũng cần lưu ý rằng ở trạng thái mở, triac giảm khoảng 1-2 V. Nhưng vì phạm vi là công tắc điện áp cao mạnh mẽ, đặc tính này không ảnh hưởng đến việc sử dụng thực tế của triac. Việc mất 1-2 vôn trong mạch 220 vôn có thể so sánh với sai số đo điện áp.
Ví dụ về việc sử dụng
Khu vực chính của \ u200b \ u200buse của triac là chìa khóa trong mạch điện xoay chiều.Không có hạn chế cơ bản nào đối với việc sử dụng triac làm khóa DC, nhưng điều này cũng không có ích lợi gì. Trong trường hợp này, bạn có thể dễ dàng sử dụng một loại ống đựng rẻ hơn và thông dụng hơn.
Giống như bất kỳ phím nào, triac được kết nối với mạch nối tiếp với tải. Việc bật và tắt triac sẽ kiểm soát việc cung cấp điện áp cho người tiêu dùng.
Ngoài ra, triac có thể được sử dụng như một bộ điều chỉnh điện áp trên các tải không quan tâm đến hình dạng của điện áp (ví dụ, đèn sợi đốt hoặc lò sưởi nhiệt). Trong trường hợp này, sơ đồ điều khiển trông như thế này.
Ở đây, một mạch dịch chuyển pha được tổ chức trên các điện trở R1, R2 và tụ điện C1. Bằng cách điều chỉnh điện trở, sự thay đổi thời gian bắt đầu của xung có thể đạt được so với sự chuyển đổi của điện áp nguồn qua 0. Một ống dẫn có điện áp mở khoảng 30 vôn chịu trách nhiệm hình thành xung. Khi đạt đến mức này, nó sẽ mở ra và truyền dòng điện đến điện cực điều khiển của triac. Rõ ràng là dòng điện này trùng chiều với dòng điện qua đường sức của triac. Một số nhà sản xuất sản xuất thiết bị bán dẫn được gọi là Quadrac. Chúng có một triac và một dinistor trong mạch điện cực điều khiển trong một vỏ.
Một mạch như vậy là đơn giản, nhưng dòng điện tiêu thụ của nó có dạng không phải hình sin mạnh, trong khi nhiễu được tạo ra trong mạng cung cấp. Để ngăn chặn chúng, cần phải sử dụng các bộ lọc - ít nhất là các chuỗi RC đơn giản nhất.
Ưu điểm và nhược điểm
Ưu điểm của triac trùng với ưu điểm của trinistor được mô tả ở trên. Đối với họ, bạn chỉ cần thêm khả năng làm việc trong mạch xoay chiều và điều khiển đơn giản ở chế độ này. Nhưng cũng có những nhược điểm.Họ chủ yếu quan tâm đến khu vực ứng dụng, khu vực này bị giới hạn bởi thành phần phản kháng của tải. Không phải lúc nào bạn cũng có thể áp dụng các biện pháp bảo vệ được đề xuất ở trên. Ngoài ra, những bất lợi bao gồm:
- tăng độ nhạy với tiếng ồn và nhiễu trong mạch điện cực điều khiển, có thể gây ra cảnh báo giả;
- nhu cầu loại bỏ nhiệt khỏi tinh thể - việc bố trí các bộ tản nhiệt bù đắp cho kích thước nhỏ của thiết bị và để chuyển tải mạnh mẽ, việc sử dụng người tiếp xúc và rơle trở nên được ưu tiên hơn;
- giới hạn tần số hoạt động - không thành vấn đề khi hoạt động ở tần số công nghiệp 50 hoặc 100 Hz, nhưng giới hạn việc sử dụng trong bộ chuyển đổi điện áp.
Để sử dụng thành thạo triac, cần phải biết không chỉ nguyên lý hoạt động của thiết bị, mà còn cả những khuyết điểm của nó, điều này quyết định ranh giới của việc sử dụng triac. Chỉ trong trường hợp này, thiết bị được phát triển sẽ hoạt động lâu dài và đáng tin cậy.
Các bài tương tự:
