Návrh a princip provozu
Struktura symetrického tyristoru sestává z desky sestávající ze střídavých vrstev s elektrickými vodiči typu p a n a kontaktů elektrod hlavních a řídicích akcí.
V polovodičové struktuře je celkem 5 vrstev typu p a n. Plocha mezi vrstvami se nazývá křižovatka pn, která vlastní nelineární charakteristiku I - V se zanedbatelným protikladem v opačném směru, kde mínus je n-vrstva a plus je vrstva p a nejvyšší hodnota odporu v opačném směru. Rozpad pn-křižovatka nastane u napětí několik tisíc voltů.
Při zavádění mechanismu v přímém směru vstupuje do práce pravá polovina konstrukce. Levá strana konstrukce je vypnuta, je považována za velmi vysoký odpor pro proud s majetkem.
Charakteristiky symetrického tyristorového dynamického a konstantního plánu, když působí v dopředném směru, po přijetí pozitivního řídicího signálu odpovídají stejným údajům tyristoru pracujícím v přímém směru.
Jak funguje triak? Princip činnosti zařízení je založen na průchodu elektrického signálu ve dvou směrech . To umožňuje použít triaky jako elektrické relé v různých schématech, kde je nutné nastavit zátěž nebo průchod proudu obvodem. Jednou z nesporných výhod symetrického tyristoru je skutečnost, že poskytnutí průchozího kanálu nevyžaduje přítomnost konstantní úrovně napětí v ovládacím klíči. V závislosti na použití je třeba, abyste ji neměli nad určitou úroveň.
Druhy
Pokud jde o typy zařízení, je nutné přijmout skutečnost, že tento triak je považován za jeden z typů tyristorů . Pokud existují rozdíly v práci, může být tyristor reprezentován jako druh triaku. Rozdíly leží v řídicí katodě av různých principech činnosti těchto tyristorů.
Dovezená zařízení jsou široce zastoupena na ruském trhu. Jejich hlavní rozdíl od ruských triaků spočívá v tom, že v samotném okruhu nevyžadují postupné ladění. To umožňuje ušetřit díly a prostor v desce plošných spojů. Spravidla začínají pracovat současně po zavedení systému. Stačí pouze přesně vybrat požadovaný triak pro všechna potřebná data.
Výhody a nevýhody
Poté, co jsme pochopili, co je triak, podívejme se na klady a zápory tohoto ovládacího zařízení.
Plusy zahrnují :
- V přístroji nejsou žádné mechanické kontakty.
- Dlouhá doba provozu s téměř žádnými poruchami.
- Princip činnosti zařízení eliminuje jiskření během provozu, a to i při nejvyšším výkonu.
- Nízké náklady.
Symetrické tyristory však stejně jako každé příslušenství nejsou bez omezení:
- Významný odvod tepla během provozu.
- Citlivost na elektromagnetické rušení a hluk.
- Neschopnost pracovat na významných frekvencích proměnného proudu.
- Pokles napětí do 2 voltů v zařízení je v otevřeném stavu. Tento koeficient však nezávisí na síle proudícího proudu. Tento faktor je považován za překážku pro použití triaků v provedeních s nízkou spotřebou.
Současně se zahřívají symetrické tyristory s nejvyššími proudy, což bude vyžadovat použití zařízení pro chlazení skříně. V průmyslu je chlazení výkonných zařízení aktivní metodou - s podporou ventilátoru.
Vývoj technologií
Zvláštností 4-kvadrantu symetrických tyristorů je jejich falešné začlenění, které může způsobit selhání. To vyžaduje použití dalšího bezpečnostního řetězce obsahujícího různé komponenty.
Poměrně nedávno byla vynalezena 3-kvadrantová zařízení, která mají nezbytné výhody :
- Snížením počtu požadovaných komponent se deska stala ještě kompaktnější.
- Výsledkem je snížení ztráty úsilí a snížení nákladů na hotový výrobek.
- V nepřítomnosti tlumiče a škrtící klapky, to stalo se možné používat symetrické tyristory ve vysokofrekvenčních obvodech.
Stejně jako zjednodušení systému bylo umožněno použití 3-kvadrantového triaku v topných zařízeních: takový systém se zahřívá méně a nereaguje na teplotu v okolí.
Rozsah použití
Princip činnosti a kompaktní rozměry triaků umožňují jejich použití téměř všude . Na samém počátku svého výskytu byly využívány mechanismy pro návrh silných transformátorů a plnicích zařízení.
Dnes, s tvorbou výroby malých polovodičů, se tyristory staly kompaktnějšími, což umožňuje jejich použití v nejrůznějších provedeních a oblastech.
Triak je tak flexibilní a víceúčelový mechanismus, který se díky své vlastnosti přepne do vodivé polohy spuštěným impulsem s kladným nebo záporným znaménkem, které nezávisí na klíči vyjadřujícím vlastnosti momentální polarity. Podle podstaty názvu nemá anoda a katoda zařízení žádný význam.
Triac se používá jako polovodičové relé. To je zvláštní pro malou hodnotu startovacího proudu potřebného pro přetížení s velkými proudy. Klíčové funkce v tomto zařízení mohou být prováděny pomocí spínače nebo pomocí relé s vysokou citlivostí a dalších párů kontaktů s proudem do 50 mA a velikost proudu přetížení může být omezena pouze značkami, pro které je triak navržen.
Neméně rozsáhlé je použití simistoru jako stmívače a regulace otáček elektromotoru . Obvod je založen na použití výchozích komponent, které jsou tvořeny řadičem fází RC, a potenciometr řídí osvětlení a odpor je navržen tak, aby omezoval proud přetížení. Vývoj pulzů je prováděn s podporou dynistoru. Již po poruchách v dynistoru, ke kterému dochází v důsledku rozdílu potenciálu napříč kondenzátorem, pulz vybíjení kondenzátoru, ke kterému dochází okamžitě, zapne triak.
V průmyslu se používají výkonná zařízení pro řízení strojů, čerpadel a jiných elektrických zařízení, kde je nutná plynulá změna proudu. V každodenním životě je použití triaků ještě širší:
- To je téměř celý nástroj: od ruční vrtačky a šroubováku až po nabíječku pro autobaterie.
- Četné domácí spotřebiče: vysavače, ventilátory, vysoušeče vlasů a tak dále.
- V konstrukci domácích kompresorů - klimatizačních jednotek a chladniček.
- Elektrické ohřívače: krby, trouby, mikrovlnné trouby.
Široké používání zařízení bylo impulsem pro studium stmívačů - dnes populárního zařízení pro řízení měkkého osvětlení. Princip činnosti automatického stmívače je založen na použití triaku.
Omezení použití
Triak má při použití několik omezení, zejména při indukčním přetížení. Omezení ovlivňují rychlost změny napětí (dV / dt) mezi triakovými anodami a rychlostí změny pracovního proudu di / dt.
Během přechodného období triak z uzavřené polohy do vodivého stavu může vnější obvod způsobit značný proud. V tomto případě nedochází k periodě okamžitého poklesu intenzity při vytržení triaku. Současně tak dojde k napětí a proudu, který vyvolá okamžitý výkon, který může dosáhnout významného množství.
Energie zmatená v malém prostoru aktivuje náhlé zvýšení teploty pn křižovatek. Pokud je kritická teplota příliš vysoká, triak bude zničen, což je způsobeno nadměrným nárůstem proudu di / dt.
Kromě toho se tato omezení týkají změn v úsilí dvou kategorií: v dV / dt ve vztahu k uzavřenému triaku a v otevřeném triaku (ten se navíc nazývá spínací rychlost).
Nadměrná rychlost zvýšení intenzity uzavřené mezi závěry A1 a A2 pohřbeného triaku může vyvolat jeho otevření v případě nedostatku signálu v řídicí elektrodě. Tento projev je způsoben vnitřní kapacitou triaku. Nabíjení elektrického proudu této kapacity může být nezbytné pro odemknutí triaku.
To však není považováno za hlavní předpoklad pro předčasné zveřejnění. Maximální hodnota dV / dt při spínání triaku je v zásadě velmi zanedbatelná a velmi rychlá změna v síle triaků během jeho blokování může okamžitě vyvolat nové zapnutí. Podobně se triak znovu odemkne, zatímco se musí zavřít.
Triaková kontrola
Jakékoliv, i nejspolehlivější zařízení může selhat. Není výjimkou a triak. Z tohoto důvodu je důležité pochopit, jak může být monitorována jeho provozuschopnost, aby mohla být provedena jeho výměna. K tomu můžete použít 2 způsoby.
První metodou je použití dvou analogových ohmmetrů . Následující měření se provádějí následujícím způsobem:
- Sondy 1 ohmmetr připojené k katodě a anodě triaku. Bude pohodlnější, pokud jsou sondy upevněny pomocí klipů tak, aby neskočily. Pokud zadáte zařízení, odpor bude velmi rozsáhlý: ukazatel bude "ležet";
- Sondy 2 ohmmetry jsou připojeny následujícím způsobem: k anodě je připojena jediná sonda a další sonda se dotýká řídicí elektrody.
Pokud je odpovídající tyristor v dobrém stavu, dojde k jeho otevření a reakce v prvním ohmmetru klesne na několik ohmů.
Druhá metoda kontroly zahrnuje vytáčení multimetru. Aby byla měření spolehlivá, je spínač testeru nastaven do polohy „kontrola diod“. Pak jsou zkušební vodiče upevněny v anodě a katodě. V případě jehlových sond lze použít adaptér s drátem. Na rozdíl od ohmmetru bude multimetr ukazovat odpor rovný 1. Pak uzamkneme zápornou elektrodu a bránu tenkým drátem. Odemknutí polovodiče se stane a skutečný odpor triaku se zobrazí na obrazovce testeru.