Триацс: од једноставних до сложених

Године 1963. велика породица Тринистара појавила се још један "сродник" - триац. По чему се разликује од своје "браће" - триниста (тиристора)? Запамтите својства ових уређаја. Њихов рад се често упоређује са радом обичних врата: уређај је закључан - нема струје у кругу (врата су затворена - нема пролаза), уређај је отворен - у кругу се појављује електрична струја (врата се отварају - уђите). Али имају заједничку ману. Тиристори пролазе струју само у смеру напред - на овај начин се обична врата лако отварају „од себе“, али без обзира колико то повучете према себи - у супротном смеру, сви напори ће бити узалудни.

Повећавањем броја полуводичких слојева тиристора са четири на пет и опремањем га контролном електродом научници су открили да уређај с таквом структуром (касније назван триац) може преносити електричну струју у оба смјера према напријед и назад.

Погледајте слику 1, која приказује структуру полуводичких слојева тријака. Споља подсјећају на структуру транзистора п-н-р тип, али се разликују по томе што имају три додатна подручја са нпроводљивост. И ево шта је занимљиво: испоставило се да њих две, које се налазе на катоди и аноди, обављају функције само једног полуводичког слоја - четвртог. Пета формира подручје са н-проводљивост која лежи у близини контролне електроде.

Јасно је да се рад таквог уређаја заснива на сложенијим физичким процесима него на другим тирозорима. Да бисмо боље разумели принцип рада тријака, користићемо његов тиристорски аналог. Зашто баш тиристор? Чињеница је да одвајање четвртог полуводичког слоја тријака није случајно. Због ове структуре, у правцу кретања струје која тече кроз уређај, анода и катода обављају своје главне функције, а ако се преокрену, изгледа да мењају места - анода постаје катода, а катода, напротив, постаје анода, то јест, триац се може сматрати две супротне паралеле тиристор укључен (Сл. 2).

Тринистор аналогни триац

Замислите да се сигнал за активирање пријави на управљачку електроду. Када је напон на аноди уређаја позитивна поларност и негативан на катоди, кроз леви тринистор ће тећи електрична струја. Ако се поларитет напона преко енергетских електрода обрне, укључит ће се десни тринистор. Пети полуводички слој, попут саобраћајног контролера, који вози аутомобиле на раскрсници, шаље окидачки сигнал, у зависности од фазе струје, једном од тринистара. У недостатку сигнала окидача, тријац је затворен.

У целини, његово деловање се може упоредити, на пример, са окретним вратима на станици метроа - у ком смеру ако га гурнете, она ће се сигурно отворити. Заиста, применимо напон за откључавање на контролну електроду тријаца - „гурнемо га“, а електрони ће, попут путника који журе да се укрцају или изађу, тећи кроз уређај у правцу који диктира поларитет аноде и катоде.

Овај закључак потврђује струјна-напонска карактеристика уређаја (Сл. 3). Састоји се од две идентичне кривине закретане за 180 ° једна у односу на другу. Њихов облик одговара струјном напону карактеристичном за динистор, а области непроводног стања, као што је то тринистор, могу се лако савладати ако се на управљачку електроду примени активирајући напон (променљиви пресеци кривина приказани су испрекиданим линијама).

Због симетрије карактеристике напона струје, нови полуводички уређај назван је симетрични тиристор (укратко - триац). Некад се назива и триац (термин који долази из енглеског).

Триац је наследио од свог претходника, тиристора, сва његова најбоља својства. Али најважнија предност новости је та што се у његовом кућишту налазе одмах два полуводичка уређаја. Сами просудите. За контролу истосмјерног круга потребан је један тиристор, а кола за наизменичну струју уређаја морају бити два (укључена паралелно). А ако узмемо у обзир да је сваком од њих потребан посебан извор напона за откључавање, који осим тога мора да укључи уређај тачно у тренутку промене фазе струје, постаће јасно колико ће таква контролна јединица бити тешка. За триац врста струје није битна. Довољан је само један такав уређај са извором напона за откључавање, а универзални управљачки уређај је спреман. Може се користити у истосмјерном или измјеничном струјном кругу.

Блиска веза између тиристора и тријаца довела је до тога да су ови уређаји имали много заједничког. Дакле, електрична својства тријаца карактеришу исти параметри као и тиристор. Такође су обележени на исти начин - словима КУ, троцифреним бројем и индексом слова на крају ознаке. Понекад се тријаци означавају нешто другачије - словима ТЦ, што значи "тиристор је симетричан".

Уобичајена графичка ознака триака на дијаграмима кругова приказана је на слици 4.

За практично упознавање са триацс-ом, изабрат ћемо уређаје серије КУ208 - триодне симетричне тиристоре типа п-п-п-п. Врсте уређаја су означене словним индексима у њиховој ознаци - А, Б, Ц или Г. Стални напон који триац са индексом А може издржати када је затворен је 100 В, Б - 200 В, В - 300 В и Г - 400 В. Преостали параметри ових уређаја су идентични: максимална директна струја у отвореном стању је 5 А, импулсна струја је 10 А, струја цурења у затвореном стању је 5 мА, напон између катоде и аноде у проводном стању је -2 В, вредност напона откључавања на управљачкој електроди 5 В на 160 мА, распршен кућиштем Инструмент повер- 10 В, максимална радна фреквенција - 400 Хз.

А сада се окрећемо електричним уређајима за осветљење. Нема ништа лакше у управљању радом било ког од њих. Притиснуо сам, на пример, тастер за пребацивање - и у соби се запалио лустер, поново притиснуо - угасио. Међутим, понекад се ова предност неочекивано претвара у недостатак, поготово ако желите да својој соби учините удобном, створите осећај комфора, а за то је тако важно одабрати право осветљење. Ако се сјај сијалица несметано променио ...

Испада да ништа није немогуће. Потребно је само уместо конвенционалног прекидача повезати електронски уређај који контролише светлост лампе. Функције регулатора, "заповједника" сијалица, у таквом уређају обавља полуводички триац.

Помоћу круга приказаног на слици 5 можете да изградите једноставан управљачки уређај који ће вам помоћи да управљате светлошћу сјаја стоне лампе или лустера, промените температуру грејне плоче или врха лемилице.

Сл. 5. Схематски дијаграм регулатора

Трансформатор Т1 претвара мрежни напон од 220 В до 12 - 25 В. Преправља га диодни блок ВД1-ВД4 и доводи се у контролну електроду тријачног ВС1. Отпор Р1 ограничава струју управљачке електроде, а величину контролног напона контролише променљиви отпорник Р2.

Сл. 6. Временски дијаграми напона: а - у мрежи; б - на контролној електроди тријака, ц - на оптерећењу.

Да бисмо лакше разумели рад уређаја, конструишемо три временска дијаграма напона: мрежни, на управљачкој електроди тријаца и на оптерећењу (Сл. 6). Након што је уређај повезан на мрежу, на његов улаз се даје наизменични напон од 220 В (Сл. 6а). Истовремено се на контролну електроду тријачног ВС1 примењује негативни синусоидни напон (Сл. 66). У тренутку када његова вриједност премашује прекидачки напон, уређај ће се отворити и мрежна струја ће тећи кроз оптерећење.Након што вредност управљачког напона постане нижа од прага, триац остаје отворен због чињенице да струја оптерећења премашује струју задржавања уређаја. У тренутку када напон на улазу регулатора промени поларитет, тријац се затвара. Поступак се затим понавља. Тако ће напон код оптерећења имати облик пиљевине (Сл. 6ц)

Што је већа амплитуда управљачког напона, то ће се раније укључити триац, а самим тим и дужи струјни импулс у оптерећењу. Супротно томе, што је мања амплитуда контролног сигнала, краће је трајање овог импулса. У крајњем левом положају променљивог отпорника мотора Р2 према дијаграму, оптерећење ће апсорбовати пуне „делове“ снаге. Ако се регулатор Р2 окреће у супротном смеру, амплитуда контролног сигнала је мања од граничне вредности, триац ће остати у затвореном стању и струја неће тећи кроз оптерећење.

Лако је претпоставити да наш уређај регулише снагу коју троши оптерећење, те на тај начин мијења светлост лампе или температуру грејног елемента.

На свој уређај можете да примените следеће елементе. Триац КУ208 са словом Б или Г. Диодни блок КТс405 или КТс407 са било којим словним индексом, четири су такође погодна полуводичка диода серија Д226, Д237. Стални отпорник - МЛТ-0,25, променљив - СПО-2 или било која друга снага не мања од 1 В. ХР1 - стандардни мрежни утикач, КСС1 - утичница. Трансформатор Т1 дизајниран је за напон секундарног намотаја 12-25 В.

Ако нема одговарајућег трансформатора, направите га сами. Језгра је направљена од Ш16 плоча, задата дебљина је 20 мм, намотавање И садржи 3300 обртаја жице ПЕЛ-1 0,1, а намотавање ИИ садржи 300 окрета ПЕЛ-1 0,3.

Прекидач за пребацивање - било који мрежни осигурач, мора бити дизајниран за максималну струју оптерећења.

Регулатор је састављен у пластичној футроли. Прекидач, променљиви отпорник, држач осигурача и утичница монтирани су на горњој плочи. На дну кућишта су инсталирани трансформатор, диодни блок и триац. Триац мора бити опремљен радијатором за расипање топлоте дебљине 1 - 2 мм и површином од најмање 14 цм2. Избушите рупу за кабл за напајање у једној од бочних зидова шасије.

Уређај није потребно прилагођавати, а уз правилну инсталацију и сервисне дијелове, започиње с радом одмах након што је повезан на мрежу.

КОРИШТЕЊЕ РЕГУЛАТОРА, НЕ ЗАБОРАВИТЕ О СИГУРНОСНИМ ПРЕДМЕТИМА. МОЖЕТЕ ОТВОРИТИ КУЋУ САМО НАКОНУ ОТКРИВАЊА УРЕЂАЈА ОД МРЕЖЕ!

В. Иантсев.