Spis treści:
Pozor, pavouk! Triaky nejednou vyděsily pracovníky časopisu Botland, protože některé z nich lze na první pohled zaměnit za pavoukovce. Triaky a pavouci však mají ještě něco společného. Stejně jako je tento malý živočich důležitý a užitečný v přírodě, mají triaky mimořádně důležitou funkci v elektronice.
Co jsou to triaky (symistory, tyristory)?
Triak (TRIAC, z anglického Triode for Alternating Current) je malá třípólová elektronická součástka, která po spuštění vede proud oběma směry. Termín TRIAC je zobecněná ochranná známka, takže když se setkáme s termínem symistor nebo tyristor, jde o triak, ale ne vždy. Tyristor je totiž běžný termín pro širokou škálu polovodičových prvků používaných jako elektronický spínač. Formálně a přesněji řečeno jsou triaky podskupinou tyristorů. Tyristory se používají především při vysokých napětích a proudech. Nejčastěji používanými tyristory jsou střídavá trioda neboli triak a křemíkový řízený usměrňovač neboli SCR.
Triak vs SCR
Toto srovnání bude důležité pro zbytek dnešního článku. Triaky úzce souvisejí s křemíkovými usměrňovači (SCR). Od SCR se liší tím, že umožňují průchod proudu oběma směry, zatímco SCR mohou vést proud pouze jedním směrem. Většinu triaků lze spouštět přivedením kladného nebo záporného napětí na hradlo, zatímco SCR vyžaduje kladné napětí. Po spuštění pokračují SCR a triak ve vedení, i když se proud hradla zastaví, dokud hlavní proud neklesne pod určitou úroveň, která se nazývá udržovací proud. V elektrických, elektromagnetických a elektronických zařízeních je to minimální proud, který musí protékat obvodem, aby zůstal v zapnutém stavu. Triak je ekvivalentem dvou SCR zapojených v inverzně paralelním uspořádání se vzájemně propojenými hradly.
Princip činnosti triaků
Triaky jsou obousměrné tříelektrodové spínače střídavého proudu, které umožňují tok elektronů v obou směrech. Jsou navrženy tak, aby poskytovaly prostředky pro vývoj zdokonalených regulátorů střídavého proudu. Jsou k dispozici v různých uspořádáních a zvládnou široký rozsah proudu a napětí. Vraťme se na chvíli k SCR – triaky mají ve srovnání s nimi relativně malé proudové možnosti, protože jsou obvykle omezeny na méně než 50 A a nemohou nahradit SCR ve vysokoproudových aplikacích.
Triaky jsou však považovány za univerzální díky své schopnosti pracovat s kladným nebo záporným napětím na svorkách. Vzhledem k tomu, že SCR mají nevýhodu, že vedou proud pouze jedním směrem, je pro řízení malých výkonů ve střídavém obvodu vhodnější triak.
Ačkoli triak a SCR vypadají podobně, jejich schématické symboly se výrazně liší. Svorky triaku jsou hradlo (G – gate), svorka 1 (T1, svorka 1) a svorka 2 (T2, svorka 2). Chybí zde označení anody a katody. Proud může protékat oběma směry přes svorky hlavního vypínače T1 a T2. Svorka 1 je referenční svorkou pro všechna napětí. Svorka 2 je kryt nebo kovový montážní prvek, ke kterému lze připojit chladič.
Triak blokuje proud v každém směru mezi T1 a T2. Může být spuštěn k vedení v obou směrech krátkodobým kladným nebo záporným impulsem přivedeným na hradlo. Pokud je na hradlo triaku přiveden správný signál, vede proud. Zůstane vypnutý, dokud se v bodě A nespustí brána.
- V bodě A spouštěcí obvod impulzuje hradlo, triak se sepne a propustí proud.
- V bodě B se přímý proud sníží na nulu, triak se vypne.
Jednou z výhod triaku je to, že prakticky nedochází ke ztrátám energie přeměnou na teplo. Teplo vzniká, když je proudu bráněno, nikoli když je proud vypnut. Triak je buď zcela zapnutý, nebo zcela vypnutý, nikdy neomezuje proud částečně. Další důležitou vlastností triaků je absence podmínky zpětného průrazu vysokým napětím a vysokým proudem, jako je tomu u diod a SCR.
Použití triaků
Triaky se často používají místo mechanických spínačů kvůli jejich univerzálnosti. Kromě toho jsou triaky při nízkém proudu úspornější než SCR zapojené zády k sobě. Lze je nalézt ve stmívačích pro svítidla, regulátorech výkonu pro elektrická topná tělesa nebo jako regulátory otáček pro motory.
Při použití triaků je třeba mít na paměti některé možné potíže. K neúmyslné aktivaci triaku může dojít v důsledku náhlé změny napětí na jeho hlavních svorkách. Tento problém se řeší zapojením obvodu rezistor-kondenzátor (RC) mezi hlavní svorky. K efektu backlash (odporu) dochází v obvodech fázové regulace, kdy je odpor nastaven na maximum, aby se snížila úroveň výkonu připojeného zařízení na minimum. Je to způsobeno absencí vybíjecí cesty pro specifickou kapacitu triaku na jeho zátěžových svorkách a zabraňuje zapnutí připojeného zařízení. Řešením je zajistit vybíjecí cestu připojením vysokohodnotného rezistoru v sérii s diakem nebo kondenzátorem mezi hradlem a hlavními svorkami. Nakonec ve fázových řídicích obvodech může nastat nesymetrie (asymetrický provoz triaku) kvůli tomu, že triaky mají různá zapínací napětí pro každý směr. Tato konstrukce vede ke špatnému profilu elektromagnetického vyzařování. Problém lze vyřešit použitím diaku v sérii s hradlem triaku.
