Triacs – Circuitos de trabalho e aplicação

Um triac pode ser comparado a um relé de travamento. Ele liga e desliga instantaneamente assim que é ativado e permanece fechado enquanto a tensão de alimentação permanecer acima de zero volts ou a polaridade de alimentação não mudar.

Se o suprimento for CA (corrente alternada), o triac abrirá durante os períodos em que o ciclo CA cruzar a linha zero, mas fechará e acenderá assim que for ligado novamente.

tipos de pacotes triac

Vantagens do Triac como interruptores estáticos

  • Os triacs podem ser efetivamente substituídos por interruptores ou relés mecânicos para controlar as cargas nos circuitos CA.
  • Os triacs podem ser configurados para deslocar cargas relativamente mais pesadas por um mínimo de disparo de corrente.
  • Quando os triatcs dirigem (fecham), eles não produzem um efeito rebote, como nos interruptores mecânicos.
  • Quando os triacs se desligam (no cruzamento do zero de CA), isso ocorre sem produzir transientes, devido a CEM subsequentes, etc.
  • Os triacs também eliminam problemas de fusão ou arco de contato e outras formas de desgaste comumente vistas em interruptores elétricos de base mecânica.
  • Os triacs possuem acionamento flexível, que permite que eles sejam comutados em qualquer ponto do ciclo CA de entrada, através de um sinal positivo de baixa voltagem através do portão e do terreno comum.
  • Essa tensão de disparo pode vir de qualquer fonte CC, como uma bateria ou um sinal retificado da própria fonte CA. Em qualquer um dos casos, o triac passará por períodos de desligamento, desde que cada forma de onda CA de meio ciclo se mova pela linha de passagem zero (corrente), como mostrado abaixo:

desligamento triac zero

Como acender um triac

Um triac consiste em três terminais: Gate, A1, A2, como mostrado abaixo:


Para iniciar um Triac, uma corrente de disparo do gate deve ser aplicada ao seu pino de gate (G). Isso faz com que uma corrente do portão flua através do portão e do terminal A1. A corrente do portão pode ser positiva ou negativa em relação ao terminal A1 do triac. O terminal A1 pode ser conectado em comum à linha VSS negativa ou à linha VDD positiva da fonte de controle da porta.

O diagrama a seguir mostra o esquema simplificado de um Triac e também sua estrutura interna de silício.

Quando uma corrente de ativação é aplicada à porta triac, ela é ativada por seus diodos internos integrados entre o terminal G e o terminal A1. Esses 2 diodos são instalados nas junções P1-N1 e P1-N2 do triac.

Quadrantes de ativação Triac

O trip Triac é implementado através de quatro quadrantes, dependendo da polaridade da corrente do gate, como mostrado abaixo:

Esses quadrantes de gatilho podem ser aplicados praticamente dependendo da família e classe do triac, como segue:

Q2 e Q3 são os quadrantes de ativação recomendados para triacs, pois permitem consumo mínimo de energia e ativação confiável.

O quadrante de disparo Q4 não é recomendado, pois requer uma corrente de porta mais alta.

Parâmetros de ativação importantes para Triacs

Sabemos que um triac pode ser usado para alterar a carga CA de alta potência através de seus terminais A1 / A2 através de uma fonte de gatilho CC relativamente pequena em seu terminal Gate.

Ao projetar um circuito de controle triac, seus parâmetros de ativação do portão se tornam cruciais. Os parâmetros de disparo são: a corrente de disparo triac IGT gate, a tensão de disparo VGT gate e a corrente de bloqueio gate IL.

  • A corrente mínima do gate necessária para iniciar um triac é chamada IGT de ativação do gate. Isso deve ser aplicado no portão e no terminal A1 do Triac, que é comum ao fornecimento do gatilho do portão.
  • A corrente do portão deve ser maior que o valor nominal para a temperatura operacional mais baixa especificada. Isso garante a ativação ideal do triac em todas as circunstâncias. Idealmente, o valor IGT deve ser 2 vezes maior que o valor nominal na folha de dados.
  • A tensão de disparo aplicada através da porta e do terminal A1 de um triac é conhecida como VGT. É aplicado através da resistência que discutiremos em breve.
  • A corrente de porta que efetivamente bloqueia um triac é a corrente de bloqueio e é fornecida como LT. A trava pode ocorrer quando a corrente de carga atingiu o valor LT, somente depois disso a trava é ativada mesmo quando a corrente da porta é removida.
  • Os parâmetros acima são especificados a uma temperatura ambiente de 25 ° C e podem mostrar variações conforme essa temperatura varia.

A ativação não isolada de um triac pode ser feita de dois modos básicos, o primeiro método é mostrado abaixo:

Aqui, uma tensão positiva igual ao VDD é aplicada através da porta e do terminal A1 do triac. Nesta configuração, podemos ver que o A1 também está conectado ao Vss ou à linha negativa da fonte de alimentação da porta. Isso é importante, caso contrário, o triac nunca responderá.

O segundo método é aplicando uma tensão negativa à porta triac, como mostrado abaixo:

Este método é idêntico ao anterior, exceto a polaridade. Como o gate desarma com uma tensão negativa, o terminal A1 agora está conectado em comum com a linha VDD em vez de Vss da tensão da fonte do gate. Novamente, se isso não for feito, o triac não responderá.

Cálculo da resistência da porta

O resistor de portão define o IGT ou a corrente de portão no triac para a ativação necessária. Essa corrente aumenta à medida que a temperatura cai abaixo da temperatura de junção especificada de 25 ° C.


Por exemplo, se o IGT especificado for 10 mA a 25 ° C, isso poderá aumentar até 15 mA a 0 ° C.

Para garantir que o resistor possa fornecer IGT suficiente mesmo a 0 ° C, ele deve ser calculado para o VDD máximo disponível na fonte.

Um valor recomendado é de cerca de 160 a 180 ohms 1/4 watts para uma porta VV de 5V. Valores mais altos também funcionarão se a temperatura ambiente for razoavelmente constante.

Disparar via CC externa ou CA existente: Como mostrado na figura abaixo, um triac pode ser comutado através de uma fonte DC externa, como uma bateria ou painel solar, ou um adaptador CA / CC. Como alternativa, também pode ser ativado a partir da fonte CA existente.

Como desencadear um triac

Aqui, o comutador S1 tem tensão desprezível, pois alterna o triac através de um resistor, fazendo com que uma corrente mínima passe pelo S1, evitando assim qualquer tipo de desgaste.

Mude um Triac através de um Reed Relay: Para trocar um triac por um objeto em movimento, a ativação magnética pode ser incorporada. Um interruptor de palheta e um ímã podem ser usados ​​para essas aplicações, como mostrado abaixo:

comutação triac usando um relé de palheta

Nesta aplicação, o ímã é anexado ao objeto em movimento. Toda vez que o sistema em movimento passa pelo relé de palheta, ele ativa o triac na condução através de seu ímã conectado.

O relé de palheta também pode ser usado quando for necessário isolamento elétrico entre a fonte de trigger e o triac, como mostrado abaixo.

comutação triac via palheta e relé de bobina

Aqui, a bobina de cobre de tamanho adequado é enrolada em torno do relé de palheta e os terminais da bobina são conectados a um potencial DC através de um interruptor. Cada vez que o interruptor é pressionado, ocorre um disparo isolado para o triac.

Devido ao fato de os relés de comutação reed serem projetados para suportar milhões de operações on / off, esse sistema de comutação se torna extremamente eficiente e confiável a longo prazo.

Outro exemplo de ativação triac isolada pode ser visto abaixo, aqui uma fonte AC externa é usada para alternar um triac através de um transformador de isolamento.

comutação triac através de um transformador isolado

Outra forma de ativação isolada de triacs é mostrada abaixo usando acopladores de fotocélulas. Nesse método, um LED e uma fotocélula ou fotodiodo são montados integralmente em um único pacote. Esses acopladores ópticos estão disponíveis comercialmente.

triac mudando através de um acoplador de foto

O diagrama a seguir mostra um circuito triac / meia potência / potência total incomum comutado. Para implementar 50% menos energia, o diodo é conectado em série à porta triac. Este método força o Triac a LIGAR apenas para ciclos alternativos de meia entrada CA alternativos.

controle triac de meia onda

O circuito pode ser efetivamente aplicado para controlar as cargas do aquecedor ou outras cargas resistivas com inércia térmica. Isso pode não funcionar no controle da iluminação, pois a frequência de ciclos CA médios positivos resultará em tremulações irritantes nas luzes; Além disso, essa ativação não é recomendada para cargas indutivas, como motores ou transformadores.

Definir circuito de bloqueio triac de reset

O conceito a seguir mostra como um triac pode ser usado para fazer uma trava de redefinição com um par de botões.

definir trava de reset com triac

Pressionar o botão set envolve o triac e a carga, enquanto pressiona o botão reset pressiona a trava.

Circuitos de temporização Triac

Um triac pode ser configurado como um circuito de timer de atraso para ativar ou desativar uma carga após um atraso predeterminado definido.

O primeiro exemplo abaixo mostra um circuito do temporizador de desligamento com atraso triac. Inicialmente, quando ligado, o triac liga.

Enquanto isso, o 100uF começa a carregar e, uma vez atingido o limite, o UJT 2N2646 dispara, ligando o SCR C106.

O SCR corta o portão e apaga o triac. O atraso é decidido pela configuração de 1M e pelo valor do capacitor serial.

temporizador de atraso com triac

O circuito a seguir representa um atraso no circuito do temporizador triac. Quando ligado, o triac não responde imediatamente. O diac permanece desligado enquanto o capacitor de 100uF é carregado no seu limite de disparo.

Quando isso acontece, o diac dispara e ativa o triac. O tempo de atraso depende dos valores de 1M e 100uF.

atraso do temporizador usando triac

O circuito a seguir é outra versão de um temporizador baseado em triac. Quando ligado, o UJT é conectado através do capacitor de 100uF. A UJT mantém o interruptor SCR desligado, privando o triac da corrente do gate e, portanto, o triac também permanece desligado.

Após algum tempo, dependendo da configuração predefinida de 1M, o capacitor está totalmente carregado e desliga a UJT. O SCR agora liga, ativando o triac e também carregando.

Circuito intermitente da lâmpada Triac

Este circuito triac intermitente pode ser usado para acender uma lâmpada incandescente padrão com uma frequência que pode ser ajustada entre 2 e aproximadamente 10 Hz. O circuito funciona retificando a tensão da rede elétrica usando um diodo 1N4004 em conjunto com uma rede RC variável. À medida que o capacitor eletrolítico carrega na tensão de ruptura do diac, sou forçado a descarregar através do diac, que por sua vez aciona o triac, resultando no tremor da lâmpada conectada.

Após um atraso definido pelo controle 100k, o capacitor recarrega novamente para causar uma repetição do ciclo de intermitência. O controle 1k define a corrente de ativação triac.

conclusão

Triac é um dos componentes mais versáteis da família eletrônica. Triacs podem ser usados ​​para implementar uma variedade de conceitos úteis de circuitos. No post anterior, aprendemos sobre algumas aplicações simples do circuito triac, no entanto, existem inúmeras maneiras pelas quais um triac pode ser configurado e aplicado para fazer o circuito desejado.

Neste site, eu já publiquei muitos circuitos baseados em triac, os quais você pode consultar para obter mais informações, Aqui está o link:



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

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