Dans l'article, vous apprendrez ce qu'est un triac,le principe de fonctionnement de cet appareil, ainsi que les caractéristiques de son utilisation. Mais d'abord, il convient de mentionner qu'un triac est le même qu'un thyristor (uniquement symétrique). Par conséquent, l'article ne peut se passer de décrire le principe de fonctionnement des thyristors et leurs caractéristiques. Sans connaissance des bases, il ne sera pas possible de concevoir et de construire même le schéma de contrôle le plus simple.
Les thyristors
Le thyristor est un semi-conducteur de commutationun appareil capable de faire passer le courant dans une seule direction. On l'appelle souvent une valve et des analogies sont tirées entre elle et une diode commandée. Les thyristors ont trois sorties, dont l'une est l'électrode de commande. Il s'agit, pour le dire grosso modo, d'un bouton avec lequel l'élément est commuté en mode conducteur. L'article examinera un cas particulier d'un thyristor - un triac - un dispositif et son fonctionnement dans divers circuits.
Un thyristor est aussi un redresseur, un interrupteur etmême un amplificateur de signal. Il est souvent utilisé comme régulateur (mais uniquement si l'ensemble du circuit électrique est alimenté par une source de tension alternative). Tous les thyristors ont des caractéristiques qui doivent être discutées plus en détail.
Propriétés du thyristor
Parmi le vaste ensemble de caractéristiques de cet élément semi-conducteur, les plus importantes peuvent être distinguées:
- Les thyristors, comme les diodes, sont capables de conduire le courant électrique dans une seule direction. Dans ce cas, ils fonctionnent dans le circuit comme une diode de redressement.
- De l'état éteint à l'état marche thyristorpeut être traduit en envoyant un signal avec une certaine forme à l'électrode de commande. D'où la conclusion - un thyristor, comme un interrupteur, a deux états (tous deux stables). Le triac peut fonctionner de la même manière. Le principe de fonctionnement d'une clé électronique basée sur celle-ci est assez simple. Mais pour revenir à l'état ouvert d'origine, il est nécessaire que certaines conditions soient remplies.
- Le courant du signal de commande requis pourla transition du cristal du thyristor du mode verrouillé au mode ouvert est bien inférieure à celle de travail (mesurée littéralement en milliampères). Cela signifie que le thyristor a les propriétés d'un amplificateur de courant.
- Il y a une possibilité de réglage finle courant moyen traversant la charge connectée, à condition que la charge soit connectée en série avec le thyristor. La précision de contrôle dépend directement de la durée du signal au niveau de l'électrode de contrôle. Dans ce cas, le thyristor agit comme un régulateur de puissance.
Thyristor et sa structure
Un thyristor est un élément semi-conducteur quia des fonctions de contrôle. Le cristal se compose de quatre couches de types p et n, qui alternent. Le triac est construit de la même manière. Le principe de fonctionnement, l'application, la structure de cet élément et les restrictions d'utilisation sont discutés en détail dans l'article.
La structure décrite est également appelée quatre couches.La région extrême de la structure p avec une borne de polarité positive de l'alimentation qui y est connectée est appelée anode. Par conséquent, la deuxième région n (également extrême) est la cathode. Une tension d'alimentation négative lui est appliquée.
Quelles sont les propriétés d'un thyristor?
Si nous effectuons une analyse complète de la structure des thyristors,alors on y trouve trois transitions (électron-trou). Par conséquent, il est possible de réaliser un circuit équivalent à base de transistors semi-conducteurs (polaires, bipolaires, à effet de champ) et de diodes, ce qui nous permettra de comprendre le comportement du thyristor lors de la mise hors tension de l'électrode de commande.
Dans le cas par rapport à la cathode, l'anodepositif, la diode s'éteint et, par conséquent, le thyristor se comporte également de la même manière. En cas de changement de polarité, les deux diodes sont polarisées, le thyristor est également désactivé. Le triac fonctionne également de manière similaire.
Le principe du travail avec les doigts, bien sûr, n'est pas très facile à expliquer, mais nous allons essayer de le faire plus loin.
Comment fonctionne la mise à feu des thyristors
Pour comprendre le principe de fonctionnement d'un thyristor, il fautfaites attention au circuit équivalent. Il peut être composé de deux triodes semi-conductrices (transistors). C'est là-dessus qu'il convient d'envisager le processus de déverrouillage des thyristors. Un certain courant est défini, qui traverse l'électrode de commande du thyristor. Dans ce cas, le courant a une polarisation directe. Ce courant est considéré comme basique pour un transistor de structure p-p-p.
Par conséquent, dans le collecteur, il aura plus de courant dansplusieurs fois (il faut multiplier la valeur du courant de commande par le gain du transistor). En outre, vous pouvez voir qu'il s'agit de la valeur de courant de base pour le deuxième transistor avec la structure de conductivité p-p-p, et il est déverrouillé. Dans ce cas, le courant de collecteur du deuxième transistor sera égal au produit des facteurs d'amplification des deux transistors et du courant de commande initialement réglé. Les triacs (le principe de fonctionnement et leur contrôle sont discutés dans l'article) ont des propriétés similaires.
De plus, ce courant doit se résumer à la précédentele courant spécifié du circuit de commande. Et vous obtenez exactement la valeur nécessaire pour maintenir le premier transistor à l'état déverrouillé. Dans le cas où le courant de commande est très important, les deux transistors saturent en même temps. La rétroaction interne continue de maintenir sa conductivité même lorsque le courant initial au niveau de l'électrode de commande disparaît. Dans le même temps, une valeur de courant assez élevée est détectée au niveau de l'anode du thyristor.
Comment désactiver le thyristor
Le passage à l'état verrouillé du thyristor est possible ensi aucun signal n'est appliqué à l'électrode de commande de l'élément ouvert. Dans ce cas, le courant chute à une certaine valeur, appelée courant hypostatique (ou courant de maintien).
Le thyristor s'éteint même siune ouverture dans le circuit de charge se produira. Ou lorsque la tension appliquée au circuit (externe) inverse sa polarité. Cela se produit à la fin de chaque demi-cycle lorsque le circuit est alimenté par une source CA.
Lorsque le thyristor fonctionne dans le circuit continu,le verrouillage peut se faire avec un simple interrupteur ou bouton poussoir mécanique. Il est connecté en série avec la charge et est utilisé pour mettre le circuit hors tension. Le principe de fonctionnement du régulateur de puissance sur un triac est également similaire, cependant, il existe certaines caractéristiques dans le circuit.
Façons de désactiver les thyristors
Mais vous pouvez connecter le commutateur en parallèle, puisavec son aide, le courant d'anode est shunté et le thyristor est transféré à l'état verrouillé. Certains types de thyristors peuvent être réactivés si les contacts du disjoncteur sont ouverts. Ceci peut s'expliquer par le fait que lors de l'ouverture des contacts, les capacités parasites des jonctions thyristors accumulent des charges, créant ainsi des parasites.
Il est donc conseillé de positionner l'interrupteur de façon à ce quede sorte qu'il se trouve entre la cathode et l'électrode de commande. Cela garantira que le thyristor s'éteint normalement et que le courant de maintien est coupé. Parfois, pour plus de commodité et pour augmenter la vitesse et la fiabilité, un thyristor auxiliaire est utilisé à la place d'une clé mécanique. Il convient de noter que le fonctionnement d'un triac est à bien des égards similaire au fonctionnement des thyristors.
Triacs
Et maintenant plus proche du sujet de l'article - vous devez considérerun cas particulier d'un thyristor est un triac. Son principe de fonctionnement est similaire à ce qui a été discuté précédemment. Mais il y a quelques différences et caractéristiques. Par conséquent, vous devez en parler plus en détail. Un triac est un dispositif basé sur un cristal semi-conducteur. Il est très souvent utilisé dans les systèmes fonctionnant en courant alternatif.
La définition la plus simple de cet appareil estcommutateur, mais gérable. Verrouillé, il fonctionne comme un interrupteur à contacts ouverts. Lorsqu'un signal est appliqué à l'électrode de commande du triac, l'appareil passe à l'état ouvert (mode conduction). Lors du fonctionnement dans ce mode, vous pouvez établir un parallèle avec un interrupteur dont les contacts sont fermés.
Lorsqu'il n'y a pas de signal dans le circuit de commande,l'une des demi-périodes (lorsqu'il fonctionne dans des circuits à courant alternatif), le triac passe du mode ouvert au mode fermé. Les triacs sont largement utilisés en mode relais (par exemple, dans la conception d'interrupteurs ou de thermostats sensibles à la lumière). Mais ils sont également souvent utilisés dans les systèmes de contrôle qui fonctionnent selon les principes du contrôle de phase de la tension de charge (ce sont des régulateurs lisses).
La structure et le principe de fonctionnement du triac
Triac n'est rien de plus que symétriquethyristor. Par conséquent, sur la base du nom, nous pouvons conclure qu'il est facile de le remplacer par deux thyristors, qui sont activés en contre-parallèle. Dans n'importe quelle direction, il est capable de faire passer le courant. Le triac a trois sorties principales - celle de commande, pour fournir des signaux, et la principale (anode, cathode), afin qu'elle puisse passer les courants de fonctionnement.
Triac (le principe de fonctionnement pour les « nuls » de ceélément semi-conducteur fourni à votre attention) s'ouvre lorsque le courant minimum requis est appliqué à la broche de commande. Ou dans le cas où la différence de potentiel entre les deux autres électrodes est supérieure à la valeur maximale admissible.
Dans la plupart des cas, la surtensionconduit au fait que le triac se déclenche spontanément à l'amplitude maximale de la tension d'alimentation. Le passage à l'état verrouillé se produit en cas d'inversion de polarité ou lorsque le courant de fonctionnement diminue à un niveau inférieur au courant de maintien.
Comment le triac est déverrouillé
Lorsque l'alimentation secteur est fournie,changement de modes de fonctionnement dû à l'inversion de polarité de la tension sur les électrodes de travail. Pour cette raison, en fonction de la polarité du courant de commande, on peut distinguer 4 types de cette procédure.
Supposons, entre les électrodes de travail est appliquéTension. Et sur l'électrode de commande, la tension est de signe opposé à celle qui est appliquée au circuit anodique. Dans ce cas, le triac se déplacera le long du quadrant - le principe de fonctionnement, comme vous pouvez le voir, est assez simple.
Il y a 4 quadrants, et pour chacun d'euxle courant d'allumage, le courant de maintien, la mise en marche est déterminé. Le courant de déverrouillage doit être maintenu jusqu'à ce qu'il dépasse plusieurs fois (2-3 fois) la valeur du courant de maintien. C'est précisément le courant d'allumage du triac - le courant d'allumage minimum requis. Si vous supprimez le courant dans le circuit de commande, le triac sera dans un état conducteur. De plus, il fonctionnera dans ce mode tant que le courant dans le circuit anodique est supérieur au courant de maintien.
Quelles sont les restrictions lors de l'utilisation de triacs
Il est difficile à utiliser lorsque la chargetype inductif. Le taux de changement de tension et de courant est limité. Lorsque le triac passe du mode verrouillé au mode ouvert, un courant important est généré dans le circuit externe. La tension ne chute pas instantanément aux bornes de puissance du triac. Et la puissance se développera instantanément et atteindra des valeurs assez importantes. L'énergie qui est dissipée, en raison du petit espace, augmente fortement la température du semi-conducteur.
Si la valeur critique est dépasséela destruction du cristal se produit, en raison d'une augmentation trop rapide de l'intensité du courant. Si une certaine tension est appliquée au triac, qui est à l'état verrouillé, et qu'elle est fortement augmentée, le canal s'ouvrira (en l'absence de signal dans le circuit de commande). Ce phénomène peut être observé en raison de l'accumulation de charge par la capacité parasite interne du semi-conducteur. De plus, le courant de charge est d'une valeur suffisante pour déverrouiller le triac.
