Triacs - Circuitos de Trabalho e Aplicação

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Um triac pode ser comparado a um relé de travamento. Ele ligará instantaneamente e fechará assim que for acionado, e permanecerá fechado enquanto a tensão de alimentação permanecer acima de zero volts ou a polaridade da alimentação não for alterada.

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



tipos de pacotes triac

Vantagens do Triac como interruptores estáticos

  • Os triacs podem ser substituídos com eficácia por interruptores mecânicos ou relés para controlar cargas em circuitos CA.
  • Os triacs podem ser configurados para alternar cargas relativamente mais pesadas por meio de disparo mínimo de corrente.
  • Quando os triacs conduzem (fecham), eles não produzem efeito debounce, como nas chaves mecânicas.
  • Quando os triacs desligam (em AC cruzamento zero ), ele faz isso sem produzir quaisquer transientes, devido a CEMs etc.
  • Os triacs também eliminam a fusão de contatos ou problemas de arco e outras formas de desgaste que são comumente vistas em interruptores elétricos mecânicos.
  • Os triacs apresentam um disparo flexível, que permite que sejam comutados em qualquer ponto do ciclo CA de entrada, por meio de um sinal positivo de baixa tensão na porta e no aterramento comum.
  • Essa tensão de disparo pode ser de qualquer fonte CC, como uma bateria, ou um sinal retificado da própria fonte CA. Em qualquer caso, o triac passará por períodos de desligamento sempre que cada forma de onda CA de meio ciclo se move através da linha de cruzamento zero (corrente), conforme ilustrado abaixo:
triac desligado na corrente zero

Como ligar um Triac

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

Para ligar um Triac, uma corrente de gatilho de porta deve ser aplicada em seu pino de porta (G). Isso faz com que uma corrente de porta flua através da porta e do terminal A1. A corrente da porta 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 alimentação 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 disparo é aplicada à porta triac, ela é ligada por meio de seus diodos embutidos embutidos entre o terminal G e o terminal A1. Esses 2 diodos são instalados nas junções P1-N1 e P1-N2 do triac.

Quadrantes Triac Triggering

O disparo de um triac é implementado através de quatro quadrantes, dependendo da polaridade da corrente da porta, conforme mostrado abaixo:

Esses quadrantes desencadeadores podem ser aplicados na prática dependendo da família e da classe do triac, conforme abaixo:

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

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

Parâmetros de acionamento importantes para triacs

Sabemos que um triac pode ser usado para alternar carga CA de alta potência em seus terminais A1 / A2 por meio de uma fonte de disparo CC relativamente pequena em seu terminal Gate.

Ao projetar um circuito de controle triac, os parâmetros de disparo de seu portão tornam-se cruciais. Os parâmetros de disparo são: corrente de disparo da porta triac IGT, tensão de disparo da porta VGT e corrente de bloqueio IL.

  • A corrente de porta mínima necessária para ligar um triac é chamada de corrente de disparo de porta IGT. Isso precisa ser aplicado através do portão e do terminal A1 do Triac, que é comum para a alimentação do gatilho do portão.
  • A corrente da porta deve ser maior do que o valor classificado para a temperatura operacional especificada mais baixa. Isso garante o disparo ideal do triac em todas as circunstâncias. Idealmente, o valor IGT deve ser 2 vezes maior do que o valor nominal na folha de dados.
  • A tensão de disparo aplicada ao gate e ao terminal A1 de um triac é conhecida como VGT. Ele é aplicado através de um resistor que discutiremos em breve.
  • A corrente de porta que efetivamente trava um triac é a corrente de travamento e é fornecida como LT. O travamento pode acontecer quando a corrente de carga atinge o valor LT, somente após isso o travamento é habilitado mesmo enquanto a corrente da porta é removida.
  • Os parâmetros acima são especificados em uma temperatura ambiente de 25 ° C, e podem mostrar variações conforme essa temperatura varia.

O disparo não isolado de um triac pode ser feito em dois modos básicos, o primeiro método é mostrado abaixo:

Aqui, uma tensão positiva igual ao VDD é aplicada na porta e no 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 conforme mostrado abaixo:

Este método é idêntico ao anterior, exceto pela polaridade. Uma vez que a porta é acionada com uma tensão negativa, o terminal A1 agora é unido em comum com a linha VDD em vez de Vss da tensão da fonte da porta. Novamente, se isso não for feito, o triac não responderá.

Calculando o resistor de porta

O resistor de porta define o IGT ou a corrente de porta para o triac para o acionamento necessário. Esta corrente aumenta conforme a temperatura cai abaixo da temperatura de junção de 25 ° C especificada.

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

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

Um valor recomendado é cerca de 160 a 180 ohms - 1/4 watt para um VGT de porta de 5 V. Valores mais altos também funcionarão se a temperatura ambiente for bastante constante.

Acionando através de DC externo ou AC existente : Conforme mostrado na figura a seguir, um triac pode ser alternado por meio de uma fonte DC externa, como bateria ou painel solar, ou um adaptador AC / DC. Alternativamente, ele também pode ser acionado a partir da própria fonte de CA existente.

Como ativar um triac

Aqui, a chave S1 tem um estresse desprezível, uma vez que comuta o triac por meio de um resistor, fazendo com que a corrente mínima passe pelo S1, evitando qualquer tipo de desgaste.

Alternando um Triac através de um Relé Reed : Para alternar um triac por um objeto em movimento, um acionamento com base magnética pode ser incorporado. Um interruptor de palheta e um ímã pode ser usado para tais aplicações , como mostrado abaixo:

Triac comutação usando um relé de palheta

Nesta aplicação, o ímã é preso ao objeto em movimento. Sempre que o sistema móvel passa pelo relé de palheta, ele aciona o triac para a condução através de seu ímã conectado.

O relé Reed também pode ser usado quando um isolamento elétrico é necessário entre a fonte de disparo e o triac, conforme mostrado abaixo.

Triac comutação usando relé de palheta e bobina

Aqui, a bobina de cobre de dimensão adequada é enrolada em torno do relé de palheta e os terminais da bobina são conectados a um potencial CC por meio de um interruptor. Cada vez que o botão é pressionado, ocorre um acionamento isolado do triac.

Devido ao fato de que os relés reed switch são projetados para suportar milhões de operações ON / OFF, este sistema de comutação se torna extremamente eficiente e confiável a longo prazo.

Outro exemplo de disparo isolado do triac pode ser visto abaixo, aqui uma fonte CA externa é usada para comutar um triac através de um transformador de isolamento.

triac comutação através de um transformador isolado

Ainda outra forma de ativação isolada de triacs é mostrada abaixo usando um acoplador de foto-célula. Neste método, um LED e uma fotocélula ou fotodíodo são montados integralmente dentro de um único pacote. Esses optoacopladores estão prontamente disponíveis no mercado.

triac comutação através de um acoplador fotográfico

Uma comutação incomum do triac na forma de circuito desligado / meia potência / potência total é mostrada no diagrama abaixo. Para implementar 50% menos potência, o diodo é ligado em série com a porta triac. Este método força o Triac a ligar somente para os meios ciclos de entrada CA positiva alternada.

controle de triac de meia onda

O circuito pode ser aplicado de forma eficaz para controlar as cargas do aquecedor ou outras cargas resistivas com inércia térmica. Isso pode não funcionar para o controle de iluminação, uma vez que a metade da frequência positiva dos ciclos AC resultará em uma oscilação incômoda nas luzes. Da mesma forma, esse acionamento não é recomendado para cargas indutivas, como motores ou transformadores.

Definir Reiniciar Circuito Triac Travado

O conceito a seguir mostra como um triac pode ser usado para fazer uma trava de reinicialização definida usando alguns botões.

definir trava de redefinição usando triac

Pressionar o botão set trava o triac e a carga LIGADA, enquanto pressionar o botão reset trava a trava.

Triac Delay Timer Circuits

Um triac pode ser configurado como um circuito de temporizador de atraso para ligar ou desligar uma carga após um atraso predeterminado definido.

O primeiro exemplo abaixo mostra um circuito de temporizador OFF com retardo baseado em triac. Inicialmente, quando energizado, o triac será ligado.

Nesse ínterim, o 100uF começa a carregar e, quando o limite é atingido, o UJT 2N2646 dispara, ligando o SCR C106.

O SCR encurta o portão para o aterramento, desligando o triac. O atraso é decidido pela configuração de 1M e o valor do capacitor em série.

atrasar o temporizador usando o triac

O próximo circuito representa um circuito de temporizador triac de atraso ON. Quando energizado, o triac não responde imediatamente. O diac permanece desligado enquanto o capacitor de 100uF carrega até seu limite de disparo.

Assim que isso acontecer, diac dispara e dispara o triac ON. O tempo de atraso depende dos valores de 1M e 100uF.

atrasar no cronômetro usando o triac

O próximo circuito é outra versão de um cronômetro baseado em triac. Quando ligado, o UJT é ligado através do capacitor 100uF. O UJT mantém o interruptor SCR DESLIGADO, privando o triac da corrente de porta e, portanto, o triac também permanece DESLIGADO.

Depois de algum tempo, dependendo do ajuste do preset 1M, o capacitor está totalmente carregado, desligando o UJT. O SCR agora liga, ativando o triac e também a carga.

Circuito de pisca-pisca de lâmpada Triac

Este circuito de pisca-pisca triac pode ser usado para piscar uma lâmpada incandescente padrão com uma frequência que pode ser ajustada entre 2 e cerca de 10 Hz. O circuito funciona retificando a tensão da rede por um diodo 1N4004 junto com uma rede RC variável. No momento em que o capacitor eletrolítico carrega até a tensão de ruptura do diac, ele é forçado a descarregar através do diac, que por sua vez dispara o triac, o que resulta no piscar da lâmpada conectada.

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

Conclusão

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

Neste site eu já postei muitos circuitos baseados em triac que você pode consultar para aprender mais, aqui está o link para ele:




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