Główne cechy triaków

Wszystkie urządzenia półprzewodnikowe oparte są na złączach, a jeśli urządzeniem trójzłączowym jest tyrystor, to dwa urządzenia trójzłączowe połączone równolegle we wspólnej obudowie są już triak, czyli symetryczny tyrystor. W literaturze anglojęzycznej nazywa się to «TRIAK» - trioda prądu przemiennego.

Tak czy inaczej, triak ma trzy wyjścia, z których dwa to zasilanie, a trzecie to sterowanie lub bramka (angielska GATE). Jednocześnie triak nie ma określonej anody i katody, ponieważ każda z elektrod mocy w różnym czasie może działać zarówno jako anoda, jak i katoda.

Ze względu na te właściwości triaki są bardzo szeroko stosowane w obwodach prądu przemiennego. Ponadto triaki są niedrogie, mają długą żywotność i nie powodują iskier w porównaniu z mechanicznymi przekaźnikami przełączającymi, co zapewnia ich ciągłe zapotrzebowanie.

Przyjrzyjmy się głównym cechom, czyli głównym parametrom technicznym triaków, i wyjaśnijmy, co oznacza każdy z nich. Rozważymy przykład dość powszechnego triaka BT139-800, który jest często stosowany w różnego rodzaju regulatorach.Tak więc główne cechy triaka:

• Maksymalne napięcie;

• Maksymalne powtarzalne napięcie impulsowe w stanie wyłączonym;

• Maksymalny, uśredniony w okresie, prąd w stanie otwartym;

• Maksymalny krótkotrwały prąd impulsowy w stanie otwartym;

• Maksymalny spadek napięcia na triaku w stanie otwartym;

• Minimalny prąd sterujący DC wymagany do włączenia triaka;

• Napięcie sterujące bramką odpowiadające minimalnemu prądowi bramki DC;

• Krytyczna szybkość narastania napięcia w stanie zamkniętym;

• Krytyczna szybkość narastania prądu w stanie otwartym;

• Czas włączenia;

• Zakres temperatury pracy;

• Rama.

Maksymalne napięcie

W naszym przykładzie jest to 800 woltów. Jest to napięcie, które po przyłożeniu do elektrod zasilających triaka teoretycznie nie spowoduje uszkodzeń. W praktyce jest to maksymalne dopuszczalne napięcie robocze dla obwodu połączonego tym triakiem w warunkach temperaturowych pracy mieszczących się w dopuszczalnym zakresie temperatur.

Nawet krótkotrwałe przekroczenie tej wartości nie gwarantuje dalszej pracy przyrządu półprzewodnikowego. Następny parametr wyjaśni ten przepis.

Maksymalne powtarzalne napięcie szczytowe w stanie wyłączonym

Ten parametr jest zawsze wskazany w dokumentacji i oznacza tylko wartość napięcia krytycznego, które jest granicą dla tego triaka.

Jest to napięcie, którego nie można przekroczyć w szczycie. Nawet jeśli triak jest zamknięty i nie otwiera się, zainstalowany w obwodzie o stałym napięciu przemiennym, triak nie pęknie, jeśli amplituda przyłożonego napięcia nie przekroczy 800 woltów dla naszego przykładu.

Jeśli do zamkniętego triaka zostanie przyłożone napięcie, przynajmniej nieco wyższe, przynajmniej przez część okresu napięcia przemiennego, producent nie gwarantuje jego dalszej pracy. Ta pozycja ponownie odnosi się do warunków dopuszczalnego zakresu temperatur.

Maksimum, średnia okresu, aktualny stan

Tzw. maksymalny prąd średniokwadratowy (RMS — pierwiastek średniokwadratowy) prądu, dla prądu sinusoidalnego, jest to jego wartość średnia, w warunkach dopuszczalnej temperatury pracy triaka. W naszym przykładzie jest to maksymalnie 16 A przy temperaturach triaka do 100 ° C. Prąd szczytowy może być wyższy, jak wskazuje następny parametr.

Maksymalny krótkotrwały prąd impulsowy w stanie otwartym

Jest to prąd szczytowy, który jest określony w dokumentacji triaka, koniecznie z maksymalnym dopuszczalnym czasem trwania prądu tej wartości w milisekundach. Dla naszego przykładu jest to 155 amperów przez maksymalnie 20 ms, co w praktyce oznacza, że ​​czas trwania tak dużego prądu powinien być jeszcze krótszy.

Należy pamiętać, że pod żadnym pozorem nie należy jeszcze przekraczać wartości skutecznej prądu. Wynika to z maksymalnej mocy rozpraszanej przez obudowę triaka i maksymalnej dopuszczalnej temperatury matrycy poniżej 125°C.

Maksymalny spadek napięcia na triaku w stanie otwartym

Ten parametr wskazuje maksymalne napięcie (w naszym przykładzie jest to 1,6 wolta), które zostanie ustalone między elektrodami mocy triaka w stanie otwartym, przy prądzie określonym w dokumentacji w jego obwodzie roboczym (w naszym przykładzie przy prądzie 20 amperów). Ogólnie rzecz biorąc, im większy prąd, tym większy spadek napięcia na triaku.

Charakterystyka ta jest niezbędna do obliczeń termicznych, gdyż pośrednio informuje projektanta o maksymalnej potencjalnej wartości mocy wydzielanej przez obudowę triaka, co jest istotne przy doborze radiatora. Umożliwia również oszacowanie równoważnej rezystancji triaka w określonych warunkach temperaturowych.

Minimalny prąd napędu DC wymagany do włączenia triaka

Minimalny prąd elektrody sterującej triaka, mierzony w miliamperach, zależy od polaryzacji włączenia triaka w danym momencie, a także od polaryzacji napięcia sterującego.

Dla naszego przykładu prąd ten wynosi od 5 do 22 mA, w zależności od polaryzacji napięcia w obwodzie sterowanym przez triak. Opracowując schemat sterowania triakiem, lepiej jest zbliżyć prąd sterujący do maksymalnej wartości, na przykład jest to 35 lub 70 mA (w zależności od polaryzacji).

Kontroluj napięcie bramki odpowiadające minimalnemu prądowi bramki DC

Aby ustawić minimalny prąd w obwodzie elektrody sterującej triaka, konieczne jest przyłożenie określonego napięcia do tej elektrody. Zależy to od napięcia aktualnie przyłożonego w obwodzie zasilania triaka, a także od temperatury triaka.

Tak więc, dla naszego przykładu, przy napięciu 12 woltów w obwodzie zasilania, aby zapewnić ustawienie prądu sterującego na 100 mA, należy zastosować co najmniej 1,5 wolta. A przy temperaturze kryształu 100 ° C, przy napięciu w obwodzie roboczym 400 woltów, napięcie wymagane dla obwodu sterującego będzie wynosić 0,4 wolta.

Krytyczna szybkość narastania napięcia w stanie zamkniętym

Ten parametr jest mierzony w woltach na mikrosekundę.W naszym przykładzie krytyczna szybkość wzrostu napięcia na elektrodach zasilających wynosi 250 woltów na mikrosekundę. Jeśli ta prędkość zostanie przekroczona, triak może fałszywie otworzyć się w niewłaściwy sposób, nawet bez przyłożenia napięcia sterującego do jego elektrody sterującej.

Aby temu zapobiec, należy zapewnić takie warunki pracy, aby napięcie anodowe (katodowe) zmieniało się wolniej, a także wykluczyć zakłócenia, których dynamika przekracza ten parametr (szum impulsowy itp. n.).

Krytyczne tempo narastania prądu w stanie otwartym

Mierzona w amperach na mikrosekundę. Jeśli ta szybkość zostanie przekroczona, triak pęknie.W naszym przykładzie maksymalna szybkość narastania przy włączaniu wynosi 50 amperów na mikrosekundę.

Włącz czas

W naszym przykładzie czas ten wynosi 2 mikrosekundy. Jest to czas, jaki upływa od momentu, w którym prąd bramki osiągnie 10% wartości szczytowej, do momentu, gdy napięcie między anodą i katodą triaka spadnie do 10% wartości początkowej.

Zakres temperatury pracy

Zazwyczaj zakres ten wynosi od -40°C do +125°C. Dla tego zakresu temperatur dokumentacja podaje charakterystykę dynamiczną triaka.

Rama

W naszym przykładzie przypadek to220ab, jest wygodny, ponieważ umożliwia podłączenie triaka do małego radiatora. Do obliczeń termicznych dokumentacja triaka podaje tabelę zależności mocy rozpraszanej od średniego prądu triaka.