TRIAC
SCR 是单向(单向)电流设备,因此仅可用于控制 DC。如果两个 SCR 以背对背并联的方式连接,就像两个肖克利二极管连接在一起形成 DIAC,我们就有了一种称为 TRIAC 的新器件:(下图)
TRIAC SCR 等效项和 TRIAC 原理图符号。
由于单个 SCR 在高级控制系统中使用起来更加灵活,因此它们更常见于电机驱动等电路中; TRIAC 通常出现在简单的低功耗应用中,例如家用调光开关。一个简单的灯调光电路如下图所示,并配有后峰值触发所需的移相电阻-电容网络。
TRIAC 电源相位控制
TRIAC 因不对称触发而臭名昭著。这意味着对于一个极性和另一个极性,这些通常不会在完全相同的栅极电压电平下触发。一般来说,这是不可取的,因为不对称点火会导致电流波形具有更多种类的谐波频率。在其平均中心线上下对称的波形仅由奇数谐波组成。另一方面,非对称波形包含偶数谐波(可能伴随也可能不伴随奇数谐波)。
为了减少电力系统中的总谐波含量,谐波越少、越不多样化越好——对于复杂的高功率控制电路,单个 SCR 比 TRIAC 更受青睐的另一个原因。使 TRIAC 的电流波形更加对称的一种方法是使用 TRIAC 外部的设备来为触发脉冲计时。与门串联的 DIAC 可以很好地完成这项工作:(下图)
DIAC 提高了控制的对称性
DIAC 导通电压往往比 TRIAC 触发电压阈值更对称(一种极性与另一种极性相同)。由于 DIAC 会阻止任何栅极电流,直到触发电压在任一方向达到某个可重复的水平,因此 TRIAC 从一个半周期到下一个半周期的触发点往往更加一致,波形上下更对称其中心线。
实际上,SCR 的所有特性和额定值都同样适用于 TRIAC,除了 TRIAC 当然是双向的(可以处理两个方向的电流)。除了有关其终端名称的重要警告外,无需多说该设备。
从前面显示的等效电路图来看,人们可能会认为主端子 1 和 2 是可以互换的。这些不是!尽管将 TRIAC 想象为由两个连接在一起的 SCR 组成是有帮助的,但实际上它是由单片半导体材料构成的,适当掺杂和分层。实际运行特性可能与等效型号略有不同。
通过对比两种简单的电路设计,一种有效,一种无效,这一点最为明显。以下两个电路是前面所示的灯调光器电路的变体,为简单起见,移相电容器和 DIAC 被移除。虽然得到的电路缺乏更复杂版本(带电容器和 DIAC)的精细控制能力,但它确实起作用了:(下图)
这个带有 MT2 门的电路确实起作用了。
假设我们要交换 TRIAC 的两个主要端子。根据本节前面所示的等效电路图,交换应该没有区别。电路应该可以工作:(下图)
当门切换到 MT1 时,该电路不起作用。
但是,如果把这个电路搭建起来,就会发现不行!无论控制电阻设置为多低或多高,负载都不会收到电源,TRIAC 根本不会触发。成功触发TRIAC的关键是确保栅极从电路的主端子2侧(TRIAC符号与栅极端子相反侧的主端子)接收其触发电流。 MT1 和 MT2 终端的识别必须通过参考数据表或书籍的 TRIAC 部件号来完成。
评论:
- TRIAC 的作用很像两个背对背连接的 SCR,用于双向 (AC) 操作。
- TRIAC 控制在简单的低功率电路中比在复杂的高功率电路中更常见。在大型功率控制电路中,往往倾向于使用多个 SCR。
- 当用于控制负载的交流电源时,TRIAC 通常伴随着与其栅极端子串联连接的 DIAC。 DIAC 帮助 TRIAC 更对称地触发(从一个极性到另一个极性更一致)。
- TRIAC 上的主端子 1 和 2 不可互换。
- 要成功触发 TRIAC,栅极电流必须来自电路的主端子 2 (MT2) 侧!
相关工作表:
- 晶闸管工作表
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