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TRIAC基础知识简介
了解交流电三极管(TRIAC),包括其结构,电路特性,应用和测试步骤。
晶闸管是用作电子开关的各种半导体组件的常用术语。像机械开关一样,晶闸管只有两种状态:接通(导电)和断开(不导电)。除开关外,它们还可用于调节提供给负载的电量。
晶闸管通常用于高电压和高电流。交流电三极管(TRIAC)和可控硅整流器(SCR)是最常用的晶闸管器件。本文探讨了TRIAC的构造,特性和应用。
什么是可控硅?
TRIAC是双向三电极AC开关,它允许电子沿任一方向流动。它等效于两个SCR反向并联连接,其栅极相互连接。
像SCR的栅极信号一样,双向可控硅触发双向导通。TRIAC旨在为开发改进的交流电源控制提供一种手段。
TRIAC有多种包装形式。它们可以处理各种电流和电压。与SCR相比,TRIAC通常具有相对较低的电流能力-通常限制在50 A以下,并且在大电流应用中无法替代SCR。
TRIAC被认为具有通用性,因为它们能够在其端子两端使用正电压或负电压来工作。由于SCR具有仅沿一个方向传导电流的缺点,因此使用TRIAC可以更好地控制AC电路中的低功率。
TRIAC施工
尽管TRIAC和SCR看起来相似,但其原理图符号却不相同。TRIAC的端子是栅极,端子1(T1)和端子2(T2)。参见图1。
图1. TRIAC端子包括栅极,端子1(T1)和端子2(T2)。
没有阳极和阴极的名称。电流可以通过主开关端子T1和T2沿任一方向流动。端子1是所有电压的参考端子。端子2是可以连接散热器的外壳或金属安装接线片。
TRIAC触发电路及其优势
TRIAC阻止T1和T2之间任一方向的电流。可通过提供给栅极的瞬时正脉冲或负脉冲来触发双向可控硅导通。
如果将适当的信号施加到TRIAC门,则它会导电。TRIAC保持关闭状态,直到在A点触发门为止。请参见图2。
图2. TRIAC保持关闭状态,直到触发其栅极。
在点A,触发电路为门脉冲,并且TRIAC导通,从而允许电流流动。
在B点,正向电流减小为零,并且TRIAC截止。
可以将触发电路设计为生成在任意点以正半周或负半周变化的脉冲。因此,传递给负载的平均电流可能会发生变化。
TRIAC的一个优势是,几乎不会因转化为热量而浪费电力。当阻止电流时会产生热量,而不是在关闭电流时会产生热量。TRIAC完全打开或完全关闭。它永远不会部分限制电流。
TRIAC的另一个基本特征是不存在高电压和高电流的反向击穿条件,例如二极管和SCR中的反向击穿条件。
如果双向可控硅两端的电压过高,则双向可控硅会导通。一旦接通,可控硅可以传导相当大的电流。
双向可控硅的特性曲线
TRIAC的特性基于T1作为电压参考点。显示的电压和电流极性是T2相对于T1的极性。
栅极的极性也相对于T1。参见图3。
图3. TRIAC特性曲线显示了触发导通时的TRIAC特性。
同样,可控硅可以被任一极性的栅极电流(IG)沿任一方向触发导通。
TRIAC应用
由于TRIAC的多功能性,通常代替机械开关使用。同样,在安培数较低的情况下,TRIAC比背靠背SCR更经济。
单相电动机启动器
通常,电容器启动或分相电动机必须在不希望使用机械断路启动开关或什至危险的情况下运行。在这种情况下,可以用TRIAC代替机械式启动开关。参见图4。
图4.可以用TRIAC代替机械式启动开关。
TRIAC不会在电弧中运行,因此可以在这样的危险环境中运行。栅极和截止信号通过电流互感器提供给TRIAC。
随着电动机的加速,电流互感器中的电流减小,并且互感器不再触发TRIAC。在TRIAC关闭的情况下,启动绕组从电路中移出。
TRIAC的测试程序
TRIAC应在运行条件下使用示波器进行测试。DMM可用于在TRIAC不在电路中的情况下进行粗略测试。参见图5。
图5. DMM可用于对不在电路中的TRIAC进行粗略测试。
要使用DMM测试TRIAC,请执行以下步骤:
将数字万用表设置为Ω刻度。
将负极导线连接到主端子1。
将正极导线连接到主端子2。DMM的读数应为无穷大。
使用跳线将栅极与主端子2短路。DMM的读数应几乎为0。移开导线后,零读数应保持不变。
颠倒DMM导线,使正极导线在主端子1上,负极导线在主端子2上。DMM的读数应为无穷大。
使用跳线将TRIAC的栅极与主端子2短路。DMM的读数应几乎为0。拆下导线后,零读数应保持不变。