Pro ovládání zapínání a vypínání výkonných zátěží ve střídavých obvodech se používají elektromechanická relé různých konstrukcí (včetně stykačů, spouštěčů atd.). Tato metoda má nevýhody spojené s přítomností mechanických kontaktů – mohou hořet, svařovat atd. Výhodnější je použít bezkontaktní spínání pomocí elektronických klíčů.
Proč potřebujete triak, kde se používá
Často se místo relé ve výkonové elektronice používají bezkontaktní výkonové prvky – trinistory. Jednoduše řečeno jsou řízenou diodou – v normálním stavu je tyristor sepnutý (pokud neuvažujete oblast výskytu dinistorového efektu), při přivedení proudového signálu na řídící elektrodu se trinistor otevře. Elektronický klíč se zavře, když proud hlavním obvodem (katoda-anoda) klesne pod nastavenou úroveň. Toho je dosaženo snížením napětí mezi svorkami hlavního obvodu (katodou a anodou) nebo aplikací napětí s obrácenou polaritou.
Proto se v obvodech střídavého nebo pulzujícího napětí klíčový prvek sepne pokaždé, když napětí projde nulou. Poté se musí znovu otevřít.
Nevýhodou tohoto klíče je jeho jednosměrné vedení. Pro napájení zátěže, která vyžaduje střídavý proud, musíte obvod zkomplikovat přidáním dalších prvků – například instalací dvou antiparalelních tyristorů nebo zavedením diodového můstku do napájecího obvodu.
SCR ve střídavých obvodech
V souladu s tím se schéma ovládání stává složitějším. A můžete jít i jinak – použijte triak (symetrický tyristor), v zahraniční technické literatuře – Triak (triak)). Je také řízen externím signálem a jeho klíčový rozdíl oproti trinistoru je schopnost procházet proud v jednom i druhém směru.
Princip a design
Strukturálně je triak komplexní strukturou polovodičových materiálů typu p a n. Protože silový obvod tohoto zařízení má obousměrnou vodivost, je nesprávné nazývat opačné závěry katodou a anodou. Struktura elektronického klíče je přitom asymetrická a závěry jsou obecně nestejné. K analýze zařízení a činnosti triaku se používají termíny:
Charakteristika a klíčové vlastnosti
Voltampérová charakteristika triaku
Při zvažování charakteristik proudového napětí triaku je třeba si uvědomit, že toto zařízení je primárně typ tyristoru. Z tohoto důvodu jsou na jeho CVC oblasti, ve kterých je pozorován dinistorový efekt – když napětí mezi anodou a katodou stoupne nad určitou úroveň, otevře se výkonový spínač i bez řídícího signálu.
Ve většině případů se dinistor efekt nepoužívá, a dokonce škodlivý – klíč se stává nekontrolovatelným. Při volbě provozního režimu klíče je nutné se vyvarovat provozu zařízení v těchto oblastech charakteristik proud-napětí.
Triak můžete otevřít přivedením proudu na řídicí elektrodu. Takový proud lze vytvořit přivedením napětí mezi řídicí elektrodu a výstup MT2. Napětí musí být buď záporné, nebo mít stejné znaménko jako napětí aplikované mezi podmíněnou anodou a katodou.
Čím vyšší je proud, tím dříve (při nižším napětí katoda-anoda) se zařízení otevře (přerušované červené čáry na CVC). Na prahové úrovni řídicího proudu se triak otevře bez ohledu na napětí přivedené do hlavního obvodu a jeho chování se neliší od běžné diody. Tento prahový proud se nazývá spínací proud.
Režimy otevírání triaku
Tyristor lze tedy otevřít čtyřmi různými způsoby:
- Napětí na MT2 je kladné vzhledem k MT1. Napětí na řídící elektrodě je kladné vzhledem k MT1, řídící proud “teče” do RE.
- Napětí na MT2 je kladné vzhledem k MT1. Napětí na řídící elektrodě je záporné vůči MT1, řídící proud „teče“ z RE.
- Napětí na MT2 je záporné vzhledem k MT1. Napětí na řídící elektrodě je kladné vzhledem k MT1, řídící proud “teče” do RE.
- Napětí na MT2 je záporné vzhledem k MT1. Napětí na řídící elektrodě je negativní vzhledem k MT1, řídící proud “teče” z RE.
Triak se uzavře, když proud v obvodu MT1-MT2 klesne na úroveň pod hodnotu přídržného proudu (bez ohledu na směr proudu). Proto je problémem použití triaků ve stejnosměrných obvodech. Za takových podmínek je snadné zapnout klíč, ale abyste jej mohli vypnout, budete muset přijmout zvláštní opatření. Uzavření triaku, jako tyristoru, přivedením zpětného napětí, také selže kvůli obousměrnému vedení.
