Triace (triace) semiconductori companie NXP - cea mai bună soluție pentru controlul sarcinii

Dispozitivul și numirea unui triac

Triac (sau „triac“ - de la triac engleza.) - un element semiconductor pentru comutarea sarcinii la rețeaua de curent alternativ. Reprezintă „tiristor bidirecțional“ și are trei electrozi: unul de control și două pentru curentul principal de funcționare de transmisie. O caracteristică este abilitatea de a efectua triac curent atât la anod la catod, iar în direcția opusă.

Fig. 1. Desemnarea triac

Structura triac este prezentată în Figura 2.

Fig. 2. Structura triac

Spre deosebire de tiristoare, triac poate fi controlat atât curent pozitiv și negativ între poarta și T1. Această caracteristică permite triac să funcționeze în toate cele patru cadrane, așa cum se arată în Fig. 3. (plus și minus polaritate poarta denota). Pentru a controla modul de operare este utilizat semnal de joasă tensiune triac aplicată electrodului de control al triac. Atunci când se aplică tensiunea la electrodul de comandă al comutatoarelor triac dintr-o stare închisă la o deschis și trece printr-un curent.

Triac se deschide când electrodul de comandă se extinde prin curentul de declanșare sau tensiunea între electrozii T1 și T2 acestuia depășește o anumită valoare maximă (de fapt, este de multe ori duce la declanșarea nedorită a triacului, care apar la amplitudinea maximă tensiune de alimentare). alimentare AC triac stări de schimbare a modului cauzate de o schimbare de polaritate tensiune pe electrozi de lucru T1 și T2.

Triac comută în starea închisă, după o schimbare de polaritate între bornele T1 și T2 acestuia sau în cazul în care valoarea curentă de operare este mai mică decât curent de menținere.

Toate modurile de funcționare triac afișate în figura 3.

Fig. 3. cadrane Specificații

Atunci când declanșatorul este controlată de o constantă impulsuri unipolare curent sau sarcină zero valoarea curentă în cadranele (3 + 3), este de preferat poarta curent negativ pentru următoarele motive: În primul rând, structura internă a tranzițiilor triac caracterizate prin faptul că obturatorul este cel mai îndepărtat de regiunea principală de conducere 3+ cadran. În al doilea rând, la un IGT mai mare (declanșa electrod de control al curentului) necesită un înalt vârf IG. Atunci când o întârziere mai mare între IG și încărcați curent IG este necesară o durată mai lungă. Mai mult, o valoare scăzută dit / dt (schimba curentul maxim curent după comutarea) poate determina epuizarea declanșatorului atunci comanda sarcinilor care creează ridicat dI / dt (incluziunea filamentului rece, sarcină capacitivă). În cele din urmă, cea mai mare de IL - operare curent - (acest lucru se aplică și cadranul 1), cu atât mai mare va fi nevoie de durata IG pentru sarcini mici, permițând curentului de sarcină de la începutul semiperioadă pentru a ajunge la o valoare mai mare de IL.

În circuitele de comandă a fazei de curent alternativ standard, cum ar fi luminozitatea și controlează organismele de reglementare a vitezei de rotație, și T2 de declanșare polaritate sunt întotdeauna aceleași. Acest lucru înseamnă că managementul este întotdeauna efectuată în 1+ și 3- cadrane în cazul în care parametrii de comutare triac sunt la fel, iar poarta este cea mai sensibilă.

Aceste date au fost obținute din graficul caracteristicilor curent-tensiune ale triac. T2 corespunde unei tensiuni de curent pozitiv pozitiv prin T2, și vice-versa - vezi Fig .. 4.

Fig. 4. codul CVC triac

Pentru a preveni pozitive triac false cauzate de zgomot și pulsații create de motoare, lanturi, folosind chetyrehkvadnartnye (4Q) triace trebuie să aibă componente de protecție suplimentare. Acest obicei amortizor RC-lanț între principalii electrozi triac, este utilizată pentru a limita tensiunea (dV / dt) și rata de schimbare, în unele cazuri, inductanță necesare pentru a limita viteza de variație a curentului în timpul de comutare (DICOM / dt). Aceste componente crește costul dispozitivului și dimensiunile sale. Mai mult, acestea pot reduce, de asemenea, fiabilitatea dispozitivului.

Beneficii trehkvadrantnyh triac (Hi-com)

Spre deosebire de 3Q-triac din 4Q-triac este structura necritic se suprapun tranziții la poarta. Deși acest lucru îl face incapabil de a folosi 3+ cadranul, dar elimină posibilitatea activării neintenționate, și ajută la evitarea tuturor inconvenientelor legate de 4Q-triace. Deoarece cele mai multe dispozitive funcționează în cadranele 1+ și 3- (control de fază) și 1- sau 3- (operație unipolar folosind circuite integrate sau alte circuite electronice), atunci o pierdere a controlului în cadranul 3+ - un preț foarte scăzut per avantaje obținute .

triace Hi-com au o serie de avantaje față de 4 cadrane. Dezavantajul principal al utilizării 4Q-triac este necesară pentru a preveni alarmele false cauzate de zgomot și ondulație, forțează utilizarea de amortizare RC-link. În plus față de caracteristicile 3Q-triac includ:

• creșterea valorii admisibile dVCOM / dt (schimbare în tensiune de comutare critică). Acest lucru permite controlul sarcinilor reactive (în majoritatea cazurilor), fără a fi nevoie de dispozitivul de amortizare, fără eșec de comutație. Acest lucru reduce numărul de componente, spațiu de bord, costuri, și elimină pierderea de disipare a energiei pe dispozitivul de amortizare.
• crește în valorile admisibile DICOM / dt. (Critic de comutare variație a curentului). Acest lucru îmbunătățește semnificativ performanța la frecvențe mai mari și pentru tensiune non-sinusoidală, fără a fi nevoie de restricție DICOM / dt prin utilizarea inductanța în serie cu sarcina.
• creșterea valorilor admisibile dVD / dt. Triache sunt foarte sensibile la temperaturi ridicate de funcționare. dVD / dt valoare ridicată reduce tendința de încorporare spontană a lipsei de stat de conducere din cauza dV / dt la temperaturi ridicate. Acest lucru permite utilizarea lor la temperaturi ridicate pentru a controla sarcini rezistive în aplicațiile de gătit sau de încălzire în cazul în care nu pot fi utilizate triace convenționale.

Aceste caracteristici elimină necesitatea unui acceleratie sau un amortizor. În acest sens, 3Q (Hi-com) triace pot fi folosite cu succes în motoare electrice de mare putere, care sunt utilizate în aparatele de uz casnic moderne.

Desemnarea și o listă scurtă de NXP triac

Compania NXP Semiconductors este un producător de frunte de triac Hi-com, atât utilizate pe scară largă în multe industrii. În acest moment în portofoliu de mai mult de 100 de nume Triac NXP lui:

Beneficii triac peste relee electromecanice, startere, contactoare

Resurse triace, relee, contactoare, demaroare și este exprimată în numărul maxim posibil de operații de comutare. switch-uri de resurse semiconductoare este nelimitat. Durabilitate semiconductor determină diferențele de temperatură de funcționare: numărul de cicluri și amplitudine. Relee și chiar mai electromagnetice actuatori au resurse limitate de comutare. Distinge de resurse mecanice (uzură mecanică în absența curentului prin intermediul contactelor), care, în releu moderne este de 1-2 milioane de conectări si rezistenta electrica la sarcină maximă, care este de 10-100 de ori mai mici. Pentru evaluare, observăm că în funcționarea continuă și perioada de comutari este generat de resurse 10 după 2 săptămâni, la perioada de comutare de 5 minute - după 1 an. Rezultă că utilizarea comutatoarelor de contact este justificată numai în sarcină comutații rare (cu perioade de peste 10 min).

întrerupătoare semiconductoare permit o comutare a sarcinilor pe fiecare jumătate de ciclu al tensiunii de alimentare. Notă: în soluții speciale, circuitele care folosesc forțat elemente de închidere, frecvența de comutare poate fi chiar mai mare. La dispozitivele electromecanice, în plus față de numărul de cicluri de comutare, mai există o proprietăți negative, importante - frecvență de comutare redusă a circuitului de sarcină. Acesta este definit și proprietățile mecanice ale releului, și prin aceea că, odată cu creșterea releu de frecvență de funcționare începe să se supraîncălzească. Am menționat mai sus, care transporta comutare dispozitive electromecanice cu mici perioade de viață a acestor dispozitive va fi mic, dacă este necesar. În plus, mecanica - o parte în mișcare. O părți în mișcare sunt întotdeauna expuse unui risc ridicat: axe abraziune, crește în mecanismul de reacție generală până la praf de cărbune pierderea funcționalității, etc.

întrerupătoare contac, prin definiție, nu o scânteie. Trecerea cu ajutorul dispozitivelor electromecanice în mod inevitabil însoțite de scântei, care pe de o parte, duce la eroziunea de contact și o scădere a resursei, iar celălalt - cauze puternice de înaltă frecvență interferențe electromagnetice, ceea ce poate duce la funcționarea necorespunzătoare a dispozitivelor de măsurare și microprocesor.

Pierderile elementului de comutare

Căderea de tensiune pe triac este deschis în 1-2 și doar puțin dependentă de fluxul de curent. Ca urmare, triac deschis este alocată o capacitate relativ mare. De exemplu, la un curent de 40 A este alocat triac 40-80 wați de căldură ce trebuie disipată. Pentru aceasta, se folosesc radiatoare. Această situație este cea mai gravă dezavantaj de switch-uri fără contact, deoarece necesită spațiu suplimentar pentru radiator și soluția costisitoare. Contactele releului și demaroare sunt alocate de asemenea o anumită putere, dar este mai mică decât triac. Cu toate acestea, trebuie amintit că, astfel cum eroziunea de contact generat creșteri de căldură. Pentru a combate acest fenomen necesită curățarea periodică sau înlocuirea contactelor întregului dispozitiv. Toate acestea conduc la o creștere a costurilor de exploatare. Mai mult decât atât, este necesar să se ia în considerare generarea de căldură din cauza trecerea curentului prin înfășurării în timpul stării PORNIT a comutatorului.

Luând în considerare utilitatea unui contact sau a unei metode de comutare fără contact, este necesar, în plus față de avantajele pur tehnice ale unei metode, luați în considerare următoarele considerente economice:

• pe de o parte, comutatoarele de contact sunt în general dispozitive fără contact mult mai ieftin, mai ales în combinație cu radiatoare.
• Pe de altă parte, de resurse switch-uri de proximitate este practic nelimitată, este necesară întreținerea echipamentelor.
• întrerupătoare de contact dispun de resurse limitate, necesită o întreținere de rutină și înlocuirea regulată în timpul duratei de viață.

Ca rezultat, grow operațional și fiabilitatea sistemelor în care comutatoarele de contact sunt utilizate cu perioade de comutare reduse este redusă.

Aplicații triace

Domeniul de aplicare triac mult mai largă decât ar putea părea la prima vedere, și este în continuă expansiune. Are aspiratorul este pornit sau o bormașină, un aparat de aer condiționat sau un procesor de alimente, toate aceste dispozitive de comutare aplicate dispozitivului electronic, dacă relee electromecanice, startere, contactoare sau triac. Avantajele triace menționate mai sus, cu toate acestea, în cele mai multe cazuri de motoare moderne bloc de control sau de pornire sunt instalate dispozitive electronice este triace.

Iată o scurtă listă de dispozitive electronice, în cazul în care se aplică simistory:

• aparate de bucatarie (procesoare, mixere, masina de tocat carne, etc.)
• mijloace de încălzire (plăci, cuptor, etc.)
• compresoare de frigidere și aparate de aer condiționat,
• aparate de uz casnic (mașini de cusut și de spălat, aspiratoare, ventilatoare, uscătoare de păr)
• scule electrice de construcție (burghie, ciocane, avioane),
• blocuri de lansare cu motor, etc ..

Fig. 5. Dispozitivele care sunt triace second hand

Rezumând proprietățile de mai sus ale triac pot fi scot în evidență pe scurt avantajele lor majore:

1. Frecvența ridicată de comutare permite o mai mare precizie de control
2. Durata de viață este considerabil mai mare decât componentele electromecanice
3. Poate reduce semnificativ dimensiunea unității de putere
4. Zgomot redus de circuit de comutare de putere

În plus, electronica de putere triac sunt elemente - una dintre zonele cele mai dinamice de electronice din România. Potrivit diverselor estimări, oferă până la 50% din cifra de afaceri totală pe piața internă a produselor electronice. Potrivit multor experți, dezvoltatorii și producătorii români pot face în acest domeniu, o competiție reală pentru firmele străine. Aplicată Power Electronics peste tot timpul energie electrică generare, transport și consum.

Volumele de producție și utilizarea Triac ca element electronice de putere, este în continuă creștere. Folosindu-le, veți obține economii semnificative de timp, avantaje în ușurința de dezvoltare și, prin urmare, a obține mai multe venituri. Un portofoliu extins de NXP triac vă oferă posibilitatea de a găsi soluția optimă pentru nevoile dumneavoastră.