Principali caratteristiche dei triac

Tutti i dispositivi a semiconduttore si basano su giunzioni e se un dispositivo a tre giunzioni è un tiristore, allora sono già due dispositivi a tre giunzioni collegati in parallelo in un alloggiamento comune triac, cioè un tiristore simmetrico. Nella letteratura in lingua inglese è chiamato «TRIAC» - triodo AC.

In un modo o nell'altro, il triac ha tre uscite, due delle quali sono di potenza e la terza è un controllo o gate (inglese GATE). Allo stesso tempo, il triac non ha un anodo e un catodo specifici, poiché ciascuno degli elettrodi di potenza in momenti diversi può fungere sia da anodo che da catodo.

Per queste caratteristiche i triac sono molto diffusi nei circuiti in corrente alternata. Inoltre, i triac sono economici, hanno una lunga durata e non provocano scintille rispetto ai relè di commutazione meccanica, e questo garantisce la loro continua richiesta.

Diamo un'occhiata alle caratteristiche principali, ovvero ai principali parametri tecnici dei triac, e spieghiamo cosa significa ciascuno di essi. Considereremo l'esempio di un triac BT139-800 abbastanza comune, che viene spesso utilizzato in vari tipi di regolatori.Quindi, le principali caratteristiche del triac:

• Tensione massima;

• Massima tensione di impulso ripetitivo nello stato spento;

• Corrente massima, media del periodo, in stato aperto;

• Massima corrente di impulso a breve termine nello stato aperto;

• Massima caduta di tensione attraverso il triac nello stato aperto;

• La corrente di controllo CC minima richiesta per attivare un triac;

• Tensione di controllo del gate corrispondente alla corrente CC minima del gate;

• Velocità critica di aumento della tensione allo stato chiuso;

• Tasso critico di aumento della corrente a stato aperto;

• Tempo di accensione;

• Intervallo operativo di temperatura;

• Telaio.

Tensione massima

Per il nostro esempio, è di 800 volt. Questa è la tensione che, applicata agli elettrodi di alimentazione del triac, teoricamente non causerà danni. In pratica, questa è la tensione operativa massima consentita per il circuito collegato da questo triac in condizioni di temperatura operativa che rientrano nell'intervallo di temperatura consentito.

Anche un superamento a breve termine di questo valore non garantisce l'ulteriore funzionamento del dispositivo a semiconduttore. Il prossimo parametro chiarirà questa disposizione.

Massima tensione di picco ripetitiva nello stato off

Questo parametro è sempre indicato nella documentazione e indica solo il valore della tensione critica, che è il limite per questo triac.

Questa è la tensione che non può essere superata al picco. Anche se il triac è chiuso e non si apre, installato in un circuito con tensione alternata costante, il triac non si romperà se l'ampiezza della tensione applicata non supera gli 800 volt per il nostro esempio.

Se al triac chiuso viene applicata una tensione, almeno di poco superiore, almeno per una parte del periodo della tensione alternata, le sue ulteriori prestazioni non sono garantite dal costruttore. Questo articolo si riferisce nuovamente alle condizioni dell'intervallo di temperatura consentito.

Massimo, media del periodo, stato attuale

La cosiddetta corrente massima quadratica media (RMS - root mean square), per una corrente sinusoidale, questo è il suo valore medio, in condizioni di temperatura operativa accettabile del triac. Per il nostro esempio si tratta di un massimo di 16 A a temperature del triac fino a 100° C. La corrente di picco può essere maggiore come indicato dal parametro successivo.

Massima corrente impulsiva di breve durata nello stato aperto

Questa è la corrente di picco specificata nella documentazione del triac, necessariamente con la durata di corrente massima consentita di questo valore in millisecondi. Per il nostro esempio, si tratta di 155 ampere per un massimo di 20 ms, il che in pratica significa che la durata di una corrente così grande dovrebbe essere ancora più breve.

Si noti che in nessun caso la corrente RMS deve essere ancora superata. Ciò è dovuto alla massima potenza dissipata dal case del triac e alla temperatura massima consentita del die inferiore a 125 °C.

Massima caduta di tensione attraverso il triac nello stato aperto

Questo parametro indica la tensione massima (per il nostro esempio è 1,6 volt) che verrà stabilita tra gli elettrodi di potenza del triac nello stato aperto, alla corrente specificata nella documentazione nel suo circuito di lavoro (per il nostro esempio, a una corrente di 20 ampere). Generalmente, maggiore è la corrente, maggiore è la caduta di tensione attraverso il triac.

Questa caratteristica è necessaria per i calcoli termici, in quanto informa indirettamente il progettista del massimo valore potenziale di potenza dissipata dal case del triac, importante nella scelta di un dissipatore. Consente inoltre di stimare la resistenza equivalente del triac in determinate condizioni di temperatura.

Corrente CC minima richiesta per attivare il triac

La corrente minima dell'elettrodo di controllo del triac, misurata in milliampere, dipende dalla polarità dell'inclusione del triac al momento corrente, nonché dalla polarità della tensione di controllo.

Per il nostro esempio, questa corrente varia da 5 a 22 mA, a seconda della polarità della tensione nel circuito controllato dal triac. Quando si sviluppa uno schema di controllo triac, è meglio avvicinare la corrente di controllo al valore massimo, per il nostro esempio è 35 o 70 mA (a seconda della polarità).

Tensione di gate di controllo corrispondente alla corrente di gate CC minima

Per impostare la corrente minima nel circuito dell'elettrodo di controllo del triac, è necessario applicare una certa tensione a questo elettrodo. Dipende dalla tensione attualmente applicata nel circuito di potenza del triac e anche dalla temperatura del triac.

Quindi, per il nostro esempio, con una tensione di 12 volt nel circuito di alimentazione, per garantire che la corrente di controllo sia impostata su 100 mA, è necessario applicare un minimo di 1,5 volt. E a una temperatura del cristallo di 100 ° C, con una tensione nel circuito di lavoro di 400 volt, la tensione richiesta per il circuito di controllo sarà di 0,4 volt.

Velocità critica di aumento della tensione allo stato chiuso

Questo parametro è misurato in volt per microsecondo.Per il nostro esempio, la velocità critica di aumento della tensione attraverso gli elettrodi di alimentazione è di 250 volt per microsecondo. Se questa velocità viene superata, il triac potrebbe aprirsi erroneamente in modo inappropriato anche senza applicare alcuna tensione di controllo al suo elettrodo di controllo.

Per evitare ciò, è necessario prevedere tali condizioni operative in modo che la tensione anodica (catodica) cambi più lentamente, nonché escludere eventuali disturbi la cui dinamica superi questo parametro (qualsiasi rumore impulsivo, ecc. .n.) .

Tasso critico di aumento della corrente a stato aperto

Misurato in ampere per microsecondo. Se questa velocità viene superata, il triac si romperà.Per il nostro esempio, la velocità massima di aumento all'accensione è di 50 ampere al microsecondo.

Accendi in tempo

Per il nostro esempio, questo tempo è di 2 microsecondi. È il tempo che intercorre dal momento in cui la corrente di gate raggiunge il 10% del suo valore di picco al momento in cui la tensione tra anodo e catodo del triac scende al 10% del suo valore iniziale.

Intervallo operativo di temperatura

Tipicamente, questo intervallo va da -40 ° C a + 125 ° C. Per questo intervallo di temperatura, la documentazione fornisce le caratteristiche dinamiche del triac.

Telaio

Nel nostro esempio il case è to220ab, è comodo in quanto permette di agganciare il triac ad un piccolo dissipatore. Per i calcoli termici, la documentazione del triac fornisce una tabella della dipendenza della potenza dissipata dalla corrente media del triac.