第6节 The TRIAC (修订中)

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[SCR](https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt- TRIAC (opens new window)的新设备:(下图)

TRIAC SCR等效和,TRIAC原理图符号

TRIAC SCR 等效和,TRIAC 原理图符号。

由于单个 SCR 在高级控制系统中的使用更加灵活,因此在电机驱动等电路中更为常见;TRIAC 通常出现在简单的低功耗应用中,例如家用调光开关。下图显示了一个简单的灯调光器电路,其中包含峰值后点火所需的相移电阻电容网络。

TRIAC相位控制功率

TRIAC相位控制功率

TRIAC 因不能对称触发而臭名昭著。这意味着这些通常不会在一个极性与另一个极性完全相同的栅极电压电平下触发。一般而言,这是不希望的,因为不对称触发会导致电流波形具有更多种类的谐波 (opens new window)频率。在其平均中心线上方和下方对称的波形仅包含奇数谐波。另一方面,非对称波形包含偶数谐波(也可能伴随或不伴随奇数谐波)。

为了减少电力系统中的总谐波含量,谐波越少越好——这也是在复杂的大功率控制电路中,单个 SCR 优于 TRIAC 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 外部的设备对触发脉冲进行计时。与门串联放置的 DIAC 可以做到这一点:(下图)

DIAC 改善控制的对称性

DIAC 改善控制的对称性

与 TRIAC 触发电压阈值相比,DIAC 转折电压往往更加对称(一个极性与另一个极性相同)。由于 DIAC 会阻止任何栅极电流,直到触发电压在任一方向上达到某个可重复的电平,所以 TRIAC 从一个半周期到下一个半周期的触发点往往更加一致,并且波形上下更对称它的中心线。

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)。除了关于其终端名称的重要警告外,关于此设备无需多说。

从前面所示的等效电路图中,人们可能会认为主端子 1 和 2 可以互换。这些不是!尽管将 TRIAC 想象成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,经过适当的掺杂和分层。实际操作特性可能与等效模型略有不同。

通过对比两种简单的电路设计(一种有效,另一种无效),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。 (opens new window)虽然得到的电路缺乏更复杂版本(带有电容器和 DIAC)的精细控制能力,但它确实起作用:(下图)

这个带有 MT2 门的电路确实起作用。

这个带有 MT2 门的电路确实起作用。

假设我们要交换 TRIAC 的两个主要端子。根据本节前面显示的等效电路图,交换应该没有区别。电路应该可以工作:(下图)

门交换到 MT1 后,该电路不起作用。

门交换到 MT1 后,该电路不起作用。

但是,如果把这个电路搭建起来,就会发现它是行不通的!负载将不通电,TRIAC 根本不会触发,无论控制电阻设置的电阻值有多低或多高。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一侧的主端子)接收其触发电流。MT1 和 MT2 端子的识别必须通过 TRIAC 的部件号并参考数据表或书籍来完成。

# 1. 总结

  • TRIAC 的作用很像两个背靠背连接的 SCR,用于双向 (AC) 操作。
  • TRIAC 控制更常见于简单的低功率电路,而不是复杂的高功率电路。在大功率控制电路中,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的 DIAC。DIAC 有助于 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!

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Last Updated: 3/24/2022, 3:52:20 PM