kategorier: Praktisk elektronik, Begynderelektrikere
Antal visninger: 331096
Kommentarer til artiklen: 18
Triacs: Fra enkel til kompleks
I 1963 optrådte en stor familie af trinistorer en anden "slægtning" - triac. Hvordan adskiller han sig fra sine "brødre" - trinistorer (tyristorer)? Husk egenskaberne ved disse enheder. Deres arbejde sammenlignes ofte med handlingen fra en almindelig dør: enheden er låst - der er ingen strøm i kredsløbet (døren er lukket - der er ingen passage), enheden er åben - en elektrisk strøm vises i kredsløbet (døren åbnes - indtast). Men de har en fælles fejl. Thyristorer fører strøm kun i fremad retning - på denne måde åbner en almindelig dør let "fra sig selv", men uanset hvor meget du trækker den mod dig - i den modsatte retning, vil alle anstrengelser være nytteløse.
Ved at øge antallet af halvlederlag i tyristoren fra fire til fem og udstyre det med en kontrolelektrode fandt forskere, at en anordning med en sådan struktur (senere kaldet en triac) er i stand til at føre elektrisk strøm i både fremad og bagud.
Se på figur 1, der viser strukturen af triagets halvlederlag. Udad ligner de transistorstrukturen p-n-r type, men adskiller sig i at de har tre yderligere områder med nledningsevne. Og her er hvad der er interessant: det viser sig, at to af dem, der er placeret ved katoden og anoden, kun udfører funktionerne for et halvlederlag - det fjerde. Femte danner et område med n-ledningsevne liggende nær kontrolelektroden.
Det er klart, at driften af en sådan enhed er baseret på mere komplekse fysiske processer end andre typer af tyristorer. For bedre at forstå princippet for triac-operationen vil vi bruge dens tyristor-analog. Hvorfor nøjagtigt tyristor? Faktum er, at adskillelsen af triacens fjerde halvlederlag ikke er tilfældig. På grund af denne struktur i den fremadrettede retning af strømmen, der flyder gennem enheden, udfører anoden og katoden deres hovedfunktioner, og hvis de vendes, ser de ud til at ændre steder - anoden bliver en katode, og katoden, tværtimod, bliver en anode, dvs. en triac kan betragtes som to modparalelle thyristor tændt (fig. 2).
Trinistor analog triac
Forestil dig, at der sendes et triggersignal til kontrolelektroden. Når spændingen ved anodens anode er positiv polaritet og negativ ved katoden, strømmer en elektrisk strøm gennem den venstre trinistor. Hvis polariteten i spændingen over kraftelektroderne vendes, tændes den højre trinistor. Det femte halvlederlag sender, ligesom en trafikcontroller, der kontrollerer bevægelsen af biler på et kryds, et triggersignal, afhængigt af strømfasen, til en af trinistorer. Hvis der ikke er noget triggersignal, lukkes triacen.
I det store og hele kan dens handling sammenlignes med en roterende dør på en metrostation - i hvilken retning du skubber den, vil den helt sikkert åbne. Faktisk anvender vi låsespændingen på triacens kontrolelektrode - "skubbe" den, og elektronerne, som passagerer, der skynder sig at gå ombord eller ud, vil strømme gennem enheden i den retning, der er dikteret af polariteten i anoden og katoden.
Denne konklusion bekræftes af enhedens strømspændingsegenskab (fig. 3). Det består af to identiske kurver drejet 180 ° i forhold til hinanden. Deres form svarer til dynistorns strømspændingskarakteristik, og regionerne i den ikke-ledende tilstand, som den for trinistoren, kan let overvindes, hvis en triggerspænding påføres kontrolelektroden (skiftende sektioner af kurverne er vist med stiplede linjer).
På grund af symmetrien i strømspændingskarakteristikken blev den nye halvlederenhed kaldet en symmetrisk tyristor (kort sagt - en triac). Det kaldes undertiden en triac (et udtryk, der kommer fra engelsk).
Triacen har arvet fra sin forgænger, tyristoren, alle dens bedste egenskaber. Men den vigtigste fordel ved nyheden er, at to halvlederindretninger straks er placeret i dets tilfælde. Døm selv. For at styre jævnstrømskredsløbet kræves der en tyristor, for vekselstrømskredsen for enhederne skal der være to (tændt parallelt). Og hvis vi tager højde for, at hver af dem har brug for en separat kilde til oplåsning af spænding, som desuden skal tænde for enheden nøjagtigt i det øjeblik, hvor strømmen ændres, bliver det klart, hvor vanskeligt en sådan kontrolenhed vil være. For triacen betyder ikke strømmen. Kun en sådan enhed med en kilde til låsespænding er nok, og en universal styreenhed er klar. Det kan bruges i et jævnstrøms- eller vekselstrømskredsløb.
Det nære forhold mellem tyristor og triac førte til, at disse enheder havde meget til fælles. Så de elektriske egenskaber ved triac er kendetegnet ved de samme parametre som thyristor. De er også markeret på samme måde - med bogstaverne KU, et trecifret tal og bogstavindekset i slutningen af betegnelsen. Undertiden betegnes triacs noget anderledes - med bogstaverne TC, som betyder "tyristor er symmetrisk."
Den konventionelle grafiske betegnelse af triacs på kredsløbsdiagrammer er vist i figur 4.
For en praktisk kendskab til triacs vælger vi enheder i KU208-serien - triodesymmetriske tyristorer af typen p-p-p-p. Enhedstyperne er angivet med bogstavindekserne i deres betegnelse - A, B, C eller G. Den konstante spænding, som triacen med indekset A kan modstå, når den er lukket, er 100 V, B - 200 V, V - 300 V og G - 400 V. De resterende parametre for disse enheder er identiske: den maksimale jævnstrøm i åben tilstand er 5 A, pulsstrømmen er 10 A, lækstrømmen i den lukkede tilstand er 5 mA, spændingen mellem katoden og anoden i ledende tilstand er -2 V, værdien af låsespændingen ved kontrolelektroden 5 V ved 160 mA, spredt af huset Instrumentet maskinelt 10 W, den maksimale driftsfrekvens - 400 Hz.
Og lad os nu vende os til elektriske belysningsenheder. Der er ikke noget lettere at styre arbejdet for nogen af dem. Jeg tryk for eksempel på switch-tasten - og i rummet lyste en lysekrone op og tryk igen - gik ud. Nogle gange bliver denne fordel uventet en ulempe, især hvis du vil gøre dit værelse hyggeligt, skabe en følelse af komfort, og for dette er det så vigtigt at vælge den rigtige belysning. Nu, hvis glødet på lamperne ændrede sig ...
Det viser sig, at der ikke er noget umuligt. Det er kun nødvendigt i stedet for en konventionel switch for at tilslutte en elektronisk enhed, der kontrollerer lampens lysstyrke. Funktionerne for controlleren, "kommandør" af lamperne i en sådan enhed udfører en halvleder triac.
Du kan bygge en simpel kontrolenhed, der hjælper dig med at kontrollere lysstyrken i glødet i en bordlampe eller en lysekrone, ændre temperaturen på en varmeplade eller en spids af et loddejern ved hjælp af kredsløbet vist i figur 5.
Fig. 5. Skematisk diagram over regulatoren
Transformatoren T1 konverterer netspændingen fra 220 V til 12 - 25 V. Den korrigeres af diodeblokken VD1-VD4 og føres til styrelektroden i triac VS1. Modstanden R1 begrænser styrelektrodens strøm, og styringsspændingens størrelse styres af en variabel modstand R2.
Fig. 6. Tidsdiagrammer for spænding: a - i netværket; b - på triacens kontrolelektrode, c - på belastningen.
For at gøre det lettere at forstå enhedens funktion konstruerer vi tre tidsdiagrammer over spændinger: lysnettet, ved styrelektroden for triacen og ved belastningen (fig. 6). Når enheden er tilsluttet netværket, tilføres en vekslende spænding på 220 V til dens indgang (fig. 6a). Samtidig påføres en negativ sinusformet spænding til styrelektroden af triac VS1 (fig. 66). I det øjeblik, hvor dens værdi overstiger skiftespændingen, åbnes enheden, og strømmen strømmer gennem belastningen.Efter at værdien af styrespændingen er lavere end tærsklen, forbliver triac'en åben på grund af det faktum, at belastningsstrømmen overstiger enhedens holdestrøm. I det øjeblik, hvor spændingen ved regulatorens indgang ændrer sin polaritet, lukkes triacen. Processen gentages derefter. Spændingen ved belastningen vil således have en savtandform (fig. 6c)
Jo større amplituden af styrespændingen er, jo tidligere tændes triacen, og jo længere er den nuværende puls i belastningen. Omvendt, jo mindre amplituden af styresignalet er, jo kortere er varigheden af denne puls. I yderste venstre position af motorvariablen modstand R2 i henhold til diagrammet, vil belastningen absorbere de fulde "dele" af kraft. Hvis R2-regulatoren drejes i den modsatte retning, er styresignalets amplitude under tærskelværdien, triac'en forbliver i lukket tilstand, og strømmen strømmer ikke gennem belastningen.
Det er nemt at gætte, at vores enhed regulerer den strøm, der forbruges af belastningen, og dermed skifter lampens lysstyrke eller temperatur på varmeelementet.
Du kan anvende følgende elementer på din enhed. Triac KU208 med bogstavet B eller G. Diode-blok KTs405 eller KTs407 med ethvert bogstavsindeks, fire er også egnede halvlederdiode serie D226, D237. Permanent modstand - MLT-0.25, variabel - SPO-2 eller enhver anden effekt, der ikke er mindre end 1 W. ХР1 - standard netværksstik, XS1 - stik. T1-transformeren er designet til en sekundær viklingsspænding på 12-25 V.
Hvis der ikke er nogen passende transformer, skal du lave den selv. Kernen er lavet af Ш16 plader, den indstillede tykkelse er 20 mm, viklingen I indeholder 3300 omdrejninger af PEL-1 0,1 ledning, og viklingen II indeholder 300 omdrejninger af PEL-1 0,3.
Vippekontakt - enhver netværkssikring skal være designet til den maksimale belastningsstrøm.
Regulatoren samles i et plastikhus. Der er monteret en vippekontakt, en variabel modstand, en sikringsholder og en stik på toppanelet. En transformer, en diode-blok og en triac er installeret i bunden af sagen. Triacen skal være udstyret med en varmeafledende radiator med en tykkelse på 1 - 2 mm og et areal på mindst 14 cm2. Bor et hul til netledningen i en af sidevæggene på chassiset.
Enheden behøver ikke at justeres, og med korrekt installation og service, der kan repareres, begynder den at arbejde umiddelbart efter, at den er tilsluttet netværket.
ANVENDELSE AF REGULATOREN SKAL IKKE GLEM OM SIKKERHEDSFORANSTALTNINGER. Du kan kun åbne huset ved at afbryde forbindelsen fra apparatet fra netværket!
V. Yantsev.
Se også på elektrohomepro.com
: