Triacs: circuitos de trabajo y aplicación

Un triac se puede comparar con un relé de enclavamiento. Se encenderá instantáneamente y se cerrará tan pronto como se active, y permanecerá cerrado mientras el voltaje de suministro permanezca por encima de cero voltios o no se cambie la polaridad de suministro.

Si el suministro es CA (corriente alterna), el triac se abrirá durante los períodos en que el ciclo de CA cruza la línea cero, pero se cerrará y se encenderá tan pronto como se vuelva a activar.

Ventajas de Triac como interruptores estáticos

• Los triacs pueden reemplazarse eficazmente por interruptores mecánicos o relés para controlar cargas en circuitos de CA.
• Los triacs pueden configurarse para conmutar cargas relativamente más pesadas mediante una activación mínima de corriente.
• Cuando los triacs conducen (cierran) no producen un efecto antirrebote, como en los interruptores mecánicos.
• Cuando los triacs se apagan (en CA no hay paso ), lo hace sin producir transitorios, debido a los campos electromagnéticos, etc.
• Los triacs también eliminan la fusión de los contactos o los problemas de arco, y otras formas de desgaste que se ven comúnmente en los interruptores eléctricos mecánicos.
• Los triacs cuentan con un disparo flexible, que les permite ser conmutados en cualquier punto dado del ciclo de CA de entrada, a través de una señal positiva de bajo voltaje a través de la puerta y tierra común.
• Este voltaje de activación podría provenir de cualquier fuente de CC, como una batería o una señal rectificada de la fuente de CA en sí. En cualquier caso, el triac pasará por períodos de apagado cada vez que cada forma de onda de CA de medio ciclo se mueva a través de la línea de cruce por cero (corriente), como se muestra a continuación:

Cómo encender un Triac

Un triac consta de tres terminales: Gate, A1, A2, como se muestra a continuación:

Para encender un Triac, se debe aplicar una corriente de activación de puerta en su pin de puerta (G). Esto hace que una corriente de puerta fluya a través de la puerta y el terminal A1. La corriente de la puerta puede ser positiva o negativa con respecto al terminal A1 del triac. El terminal A1 puede conectarse en común a la línea VSS negativa o la línea VDD positiva de la fuente de control de puerta.

El siguiente diagrama muestra el esquema simplificado de un Triac y también su estructura interna de silicio.

Cuando se aplica una corriente de activación a la compuerta triac, se enciende mediante sus diodos incorporados incrustados espalda con espalda entre el terminal G y el terminal A1. Estos 2 diodos están instalados en las uniones P1-N1 y P1-N2 del triac.

Cuadrantes de activación de Triac

El disparo de un triac se implementa a través de cuatro cuadrantes dependiendo de la polaridad de la corriente de la puerta, como se muestra a continuación:

Estos cuadrantes de activación se pueden aplicar prácticamente según la familia y la clase de triac, como se indica a continuación:

Q2 y Q3 son los cuadrantes de disparo recomendados para triacs, ya que permiten un consumo mínimo y un disparo fiable.

No se recomienda el cuadrante de activación Q4, ya que requiere una corriente de puerta más alta.

Parámetros de activación importantes para triacs

Sabemos que se puede usar un triac para cambiar la carga de CA de alta potencia a través de sus terminales A1 / A2 a través de un suministro de disparador de CC relativamente pequeño en su terminal Gate.

Al diseñar un circuito de control triac, sus parámetros de activación de compuerta se vuelven cruciales. Los parámetros de activación son: corriente de activación de la puerta del triac IGT, voltaje de activación de la puerta VGT y corriente de enclavamiento de la puerta IL.

• La corriente de puerta mínima requerida para encender un triac se llama corriente de activación de puerta IGT. Esto debe aplicarse a través de la puerta y el terminal A1 del Triac, que es común al suministro del disparador de la puerta.
• La corriente de la puerta debe ser mayor que el valor nominal para la temperatura de funcionamiento más baja especificada. Esto asegura una activación óptima del triac en todas las circunstancias. Idealmente, el valor IGT debería ser 2 veces mayor que el valor nominal en la hoja de datos.
• El voltaje de disparo aplicado a través de la puerta y el terminal A1 de un triac se conoce como VGT. Se aplica a través de una resistencia de la que hablaremos en breve.
• La corriente de puerta que engancha efectivamente un triac es la corriente de enganche y se da como LT. El enclavamiento puede ocurrir cuando la corriente de carga ha alcanzado el valor LT, solo después de esto, el enclavamiento se habilita incluso cuando se elimina la corriente de la puerta.
• Los parámetros anteriores se especifican a una temperatura ambiente de 25 ° C y pueden mostrar variaciones a medida que varía esta temperatura.

La activación no aislada de un triac se puede realizar en dos modos básicos, el primer método se muestra a continuación:

Aquí, se aplica un voltaje positivo igual al VDD a través de la puerta y el terminal A1 del triac. En esta configuración podemos ver que el A1 también está conectado al Vss o la línea negativa de la fuente de alimentación de la puerta. Esto es importante, de lo contrario, el triac nunca responderá.

El segundo método consiste en aplicar un voltaje negativo a la puerta del triac como se muestra a continuación:

Este método es idéntico al anterior excepto por la polaridad. Dado que la puerta se activa con un voltaje negativo, el terminal A1 ahora se une en común con la línea VDD en lugar de Vss del voltaje de la fuente de la puerta. Nuevamente, si esto no se hace, el triac no responderá.

Calcular la resistencia de la puerta

La resistencia de la puerta establece el IGT o la corriente de la puerta al triac para el disparo necesario. Esta corriente aumenta a medida que la temperatura desciende por debajo de la temperatura de unión especificada de 25 ° C.

Por ejemplo, si el IGT especificado es 10 mA a 25 ° C, esto puede aumentar hasta 15 mA a 0 ° C.

Para asegurarse de que la resistencia pueda suministrar suficiente IGT incluso a 0 ° C, debe calcularse para el VDD máximo disponible de la fuente.

Un valor recomendado es alrededor de 160 a 180 ohmios 1/4 vatio para un VGT de compuerta de 5V. Los valores más altos también funcionarán si su temperatura ambiente es bastante constante.

Disparo a través de CC externa o CA existente : Como se muestra en la siguiente figura, un triac se puede cambiar a través de una fuente de CC externa, como una batería o un panel solar, o un adaptador de CA / CC. Alternativamente, también se puede activar desde el propio suministro de CA existente.

Aquí, el interruptor S1 tiene una tensión insignificante sobre él, ya que conmuta el triac a través de una resistencia que hace que pase una corriente mínima a través del S1, evitando así cualquier tipo de desgaste.

Cambio de un Triac a través de un relé Reed : Para cambiar un triac por un objeto en movimiento, se podría incorporar un disparo de base magnética. Un interruptor de lengüeta y un imán se puede utilizar para tales aplicaciones , Como se muestra abajo:

En esta aplicación, el imán está unido al objeto en movimiento. Siempre que el sistema en movimiento pasa el relé de lengüeta, activa el triac en conducción a través de su imán adjunto.

El relé Reed también se puede usar cuando se requiere un aislamiento eléctrico entre la fuente de activación y el triac, como se muestra a continuación.

Aquí, la bobina de cobre de la dimensión adecuada se enrolla alrededor del relé de láminas y los terminales de la bobina se conectan a un potencial de CC a través de un interruptor. Cada vez que se presiona el interruptor provoca un disparo aislado del triac.

Debido al hecho de que los relés de interruptor de láminas están diseñados para soportar millones de operaciones de encendido / apagado, este sistema de conmutación se vuelve extremadamente eficiente y confiable a largo plazo.

Otro ejemplo de activación aislada de triac se puede ver a continuación, aquí se utiliza una fuente de CA externa para cambiar un triac a través de un transformador de aislamiento.

Otra forma más de activación aislada de triacs se muestra a continuación utilizando acopladores de fotocélula. En este método, un LED y una fotocélula o fotodiodo se montan integralmente dentro de un solo paquete. Estos optoacopladores están fácilmente disponibles en el mercado.

En el siguiente diagrama se muestra una conmutación inusual del triac en forma de circuito apagado / media potencia / plena potencia. Para implementar un 50% menos de energía, el diodo se conmuta en serie con la puerta triac. Este método obliga al Triac a encenderse solo para los semiciclos de entrada alterna positiva de CA.

El circuito se puede aplicar eficazmente para controlar cargas de calentadores u otras cargas resistivas que tengan inercia térmica. Es posible que esto no funcione para el control de iluminación, ya que la frecuencia de los ciclos de CA medio positivos dará como resultado un parpadeo molesto en las luces. Asimismo, esta activación no se recomienda para cargas inductivas como motores o transformadores.

Establecer Restablecer circuito Triac de enclavamiento

El siguiente concepto muestra cómo se puede usar un triac para hacer un pestillo de reinicio con un par de botones.

Al presionar el botón de configuración se enciende el triac y la carga, mientras que al presionar el botón de reinicio se abre el pestillo.

Circuitos de temporizador de retardo Triac

Un triac se puede configurar como un circuito temporizador de retardo para encender o apagar una carga después de un retardo predeterminado establecido.

El primer ejemplo a continuación muestra un circuito temporizador de retardo de APAGADO basado en triac. Inicialmente, cuando se enciende, el triac se encenderá.

Mientras tanto, el 100uF comienza a cargarse, y una vez que se alcanza el umbral, el UJT 2N2646 se enciende y enciende el SCR C106.

El SCR pone en cortocircuito la puerta a tierra apagando el triac. El retardo se decide por el ajuste de 1M y el valor del condensador en serie.

El siguiente circuito representa un circuito temporizador triac de retardo a ON. Cuando se enciende, el triac no responde de inmediato. El diac permanece apagado mientras el capacitor de 100 uF se carga hasta su umbral de encendido.

Una vez que esto sucede el diac incendios y desencadenantes el triac encendido. El tiempo de retardo depende de los valores de 1M y 100uF.

El siguiente circuito es otra versión de un temporizador basado en triac. Cuando se enciende, el UJT se enciende a través del capacitor de 100 uF. El UJT mantiene el interruptor SCR APAGADO, privando al triac de la corriente de la puerta y, por lo tanto, el triac también permanece APAGADO.

Después de algún tiempo, dependiendo del ajuste del preajuste de 1M, el condensador está completamente cargado y apaga el UJT. El SCR ahora se enciende, activando el triac y también la carga.

Circuito intermitente de la lámpara Triac

Este circuito intermitente triac se puede utilizar para encender una lámpara incandescente estándar con una frecuencia que puede ajustarse entre 2 y aproximadamente 10 Hz. El circuito funciona rectificando el voltaje de la red mediante un diodo 1N4004 junto con una red RC variable. En el momento en que el condensador electrolítico se carga hasta el voltaje de ruptura del diac, se ve obligado a descargarse a través del diac, que a su vez dispara el triac, lo que provoca que la lámpara conectada parpadee.

Después de un retraso establecido por el control de 100 k, el condensador se recarga nuevamente para provocar una repetición del ciclo de parpadeo. El control 1 k establece la corriente de activación del triac.

Conclusión

Triac es uno de los componentes más versátiles de la familia electrónica. Los triacs se pueden utilizar para implementar una variedad de conceptos de circuitos útiles. En la publicación anterior, aprendimos sobre algunas aplicaciones simples de circuitos triac, sin embargo, hay innumerables formas en que se puede configurar y aplicar un triac para hacer un circuito deseado.

En este sitio web ya he publicado muchos circuitos basados ​​en triac a los que puede consultar para obtener más información. aquí está el enlace: