AC 회로의 강력한 부하를 제어하기 위해 자주 사용됩니다. 전자기 릴레이. 이러한 장치의 접촉 그룹은 연소, 용접 경향으로 인해 추가적인 불안정 원인이 됩니다. 또한 스위칭 중 스파크가 발생할 가능성은 단점으로 보이며 경우에 따라 추가 보안 조치가 필요합니다. 따라서 전자 키가 선호됩니다. 이러한 키에 대한 옵션 중 하나는 트라이액에서 수행됩니다.
트라이액이란 무엇이며 왜 필요한가요?
전력 전자에서 유형 중 하나는 종종 제어 스위칭 소자로 사용됩니다. 사이리스터 - 트리니스터. 장점:
- 연락처 그룹의 부재;
- 회전 및 이동 기계 요소의 부족;
- 작은 무게와 치수;
- on-off 주기의 수와 무관한 긴 자원;
- 저렴한 비용;
- 고속 및 조용한 작동.
그러나 AC 회로에서 트리니스터를 사용할 때 단방향 전도가 문제가 됩니다. 트리니스터가 두 방향으로 전류를 흐르게 하려면 동시에 제어되는 두 트리니스터의 반대 방향으로 병렬 연결 형태의 트릭에 의존해야 합니다. 설치와 크기 축소를 쉽게 하기 위해 이 두 SCR을 하나의 셸에 결합하는 것이 논리적으로 보입니다. 그리고 이 단계는 1963년 소비에트 과학자와 General Electric 전문가가 거의 동시에 대칭 트리니스터-트라이액(외국 용어로 교류용 트라이액, 트라이액-트라이액트)의 발명 등록을 신청했을 때 취해졌습니다.
사실, 트라이액은 문자 그대로 두 개의 트리니스터가 한 케이스에 배치된 것이 아닙니다.
전체 시스템은 p- 및 n-전도성 대역이 다른 단결정으로 구현되며 이 구조는 대칭이 아닙니다(트라이악의 전류-전압 특성은 원점에 대해 대칭이고 미러링된 I-V 특성이지만 트리니스터). 그리고 이것이 트라이액과 2개의 트리니스터 사이의 근본적인 차이점이며, 각각은 캐소드 전류와 관련하여 포지티브에 의해 제어되어야 합니다.
트라이액은 전달된 전류의 방향과 관련하여 양극과 음극이 없지만 제어 전극과 관련하여 이러한 결론은 동일하지 않습니다. "조건부 음극"(MT1, A1) 및 "조건부 양극"(MT2, A2)이라는 용어는 문헌에서 찾을 수 있습니다. 트라이악의 작동을 설명하는 데 사용하는 것이 편리합니다.
극성의 반파가 적용되면 장치가 먼저 잠깁니다(CVC의 빨간색 부분).또한 트리니스터와 마찬가지로 사인파의 극성(파란색 부분)에 대해 임계 전압 레벨이 초과될 때 트라이악의 트리거가 발생할 수 있습니다. 전자 키에서 이러한 현상(dynistor 효과)은 다소 해롭습니다. 작동 모드를 선택할 때 피해야 합니다. 트라이악의 개방은 제어 전극에 전류를 인가함으로써 발생한다. 전류가 클수록 키가 더 빨리 열립니다(빨간색 점선 영역). 이 전류는 제어 전극과 조건부 음극 사이에 전압을 인가함으로써 생성됩니다. 이 전압은 음수이거나 MT1과 MT2 사이에 인가된 전압과 같은 부호를 가져야 합니다.
특정 전류 값에서 트라이악은 즉시 열리고 일반 다이오드처럼 작동합니다. 최대 차단(녹색 점선 및 실선 영역). 기술의 향상은 트라이액을 완전히 잠금 해제하는 데 소비되는 전류를 감소시킵니다. 최신 수정의 경우 최대 60mA 이하입니다. 그러나 실제 회로에서 전류를 줄이는 데 도취되어서는 안 됩니다. 이는 트라이악의 불안정한 개방으로 이어질 수 있습니다.
기존의 트리니스터와 마찬가지로 폐쇄는 전류가 특정 한계(거의 0에 가깝게)로 떨어질 때 발생합니다. AC 회로에서 이것은 다음 통과 시 발생하며 그 후에 제어 펄스를 다시 적용해야 합니다. DC 회로에서 트라이악의 제어된 셧다운에는 복잡한 기술 솔루션이 필요합니다.
기능 및 제한 사항
무효(유도성 또는 용량성) 부하를 전환할 때 트라이악 사용에 제한이 있습니다. AC 회로에 이러한 소비자가 있으면 전압 및 전류 위상이 서로 상대적으로 이동합니다. 이동 방향은 반응성의 특성과 크기에 따라 다릅니다. 반응성 성분의 가치. 전류가 0을 통과하는 순간 트라이악이 꺼진다는 것은 이미 언급되어 있습니다. 그리고 이 순간 MT1과 MT2 사이의 긴장은 상당히 클 수 있습니다. 동시에 전압 dU/dt의 변화율이 임계값을 초과하면 트라이악이 닫히지 않을 수 있습니다. 이 효과를 피하기 위해 트라이악의 전원 경로에 병렬로 다음을 포함합니다. 배리스터. 저항은 인가된 전압에 따라 달라지며 전위차의 변화율을 제한합니다. RC 체인(스너버)을 사용하여 동일한 효과를 얻을 수 있습니다.
부하를 전환할 때 전류 상승 속도를 초과하는 위험은 트라이악 트리거의 유한한 시간과 관련이 있습니다. 트라이 액이 아직 닫히지 않은 순간에 큰 전압이 인가되는 동시에 전원 경로를 통해 충분히 큰 통과 전류가 흐를 수 있습니다. 이로 인해 장치에서 큰 화력이 방출되고 크리스탈이 과열될 수 있습니다. 이 결함을 제거하려면 가능하면 거의 같은 값이지만 반대 부호의 반응성 회로에 순차적으로 포함하여 소비자의 반응성을 보상해야 합니다.
또한 개방 상태에서 트라이액에서 약 1-2V 강하가 발생한다는 점도 염두에 두어야 하지만 스코프는 강력한 고전압 스위치이므로 트라이액의 실제 사용에는 영향을 미치지 않습니다. 220볼트 회로에서 1-2볼트의 손실은 전압 측정 오류와 비슷합니다.
사용 예
트라이악 사용의 주요 영역은 AC 회로의 핵심입니다.트라이악을 DC 키로 사용하는 데 근본적인 제한은 없지만 이것 역시 의미가 없습니다. 이 경우 더 저렴하고 일반적인 트리니스터를 사용하는 것이 더 쉽습니다.
다른 키와 마찬가지로 트라이액은 부하와 직렬로 회로에 연결됩니다. 트라이액을 켜고 끄면 소비자에 대한 전압 공급이 제어됩니다.
또한 트라이액은 전압의 모양에 신경 쓰지 않는 부하(예: 백열등 또는 열 히터)에서 전압 조정기로 사용할 수 있습니다. 이 경우 제어 체계는 다음과 같습니다.
여기에서 위상 변이 회로는 저항 R1, R2 및 커패시터 C1에 구성됩니다. 저항을 조정하면 0을 통한 주전원 전압의 전환에 따라 펄스 시작 부분의 이동이 달성됩니다. 약 30볼트의 개방 전압을 갖는 디니스터가 펄스 형성을 담당합니다. 이 수준에 도달하면 트라이악의 제어 전극이 열리고 전류가 전달됩니다. 이 전류가 트라이악의 전원 경로를 통한 전류와 방향이 일치한다는 것은 분명합니다. 일부 제조업체는 Quadrac이라는 반도체 장치를 생산합니다. 그들은 하나의 하우징에 있는 제어 전극 회로에 트라이액과 디니스터를 가지고 있습니다.
이러한 회로는 간단하지만 소비 전류는 급격히 비정현파 모양을 가지며 공급 네트워크에서 간섭이 생성됩니다. 그것들을 억제하려면 최소한 가장 간단한 RC 체인과 같은 필터를 사용해야 합니다.
장점과 단점
트라이악의 장점은 위에서 설명한 트리니스터의 장점과 일치합니다. 그들에게 AC 회로에서 작동하는 기능과 이 모드에서 간단한 제어를 추가하면 됩니다. 하지만 단점도 있습니다.그들은 주로 부하의 반응성 구성 요소에 의해 제한되는 적용 영역과 관련이 있습니다. 위에서 제안한 보호 조치를 적용하는 것이 항상 가능한 것은 아닙니다. 또한 단점은 다음과 같습니다.
- 오경보를 유발할 수 있는 제어 전극 회로의 노이즈 및 간섭에 대한 감도 증가;
- 크리스탈에서 열을 제거해야 할 필요성 - 라디에이터의 배열은 장치의 작은 치수를 보상하고 강력한 부하를 전환하기 위해 사용 접촉기 릴레이가 선호됩니다.
- 작동 주파수 제한 - 50Hz 또는 100Hz의 산업용 주파수에서 작동할 때는 문제가 되지 않지만 전압 변환기의 사용은 제한됩니다.
트라이 액을 유능하게 사용하려면 장치 작동 원리뿐만 아니라 트라이 액 사용의 경계를 결정하는 단점도 알아야합니다. 이 경우에만 개발 된 장치가 오랫동안 안정적으로 작동합니다.
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