TRIAC: O que é, Símbolo, Funcionamento e Aplicações

Triacs são dispositivos semicondutores que são amplamente utilizados para comutação de potência média AC – sua vantagem é que eles podem alternar as duas metades do ciclo alternado.

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O tutorial Triac, Diac, SCR inclui:

Noções básicas de tiristores | Estrutura do dispositivo tiristor | Operação do tiristor | Tiristor Gate Turn-Off, GTO | Especificações do tiristor | O que é um triac | Especificações do Triac | Visão geral do diac

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Triacs são componentes eletrônicos que são amplamente utilizados em aplicações de controle de energia CA. Eles são capazes de alternar altas tensões e altos níveis de corrente, e em ambas as partes de uma forma de onda CA. Isso torna os circuitos triac ideais para uso em uma variedade de aplicações onde a comutação de energia é necessária.

Um uso particular dos circuitos triac é em dimmers de luz para iluminação doméstica, e eles também são usados em muitas outras situações de controle de energia, incluindo controle de motor e interruptores eletrônicos.

Como resultado de seu desempenho, os triacs tendem a ser usados para aplicações de comutação eletrônica de baixa a média potência, deixando os tiristores para serem usados para as aplicações de comutação de energia CA de serviço muito térmico.

TRIAC: NOÇÕES BÁSICAS

O triac é um desenvolvimento do tiristor. Enquanto o tiristor só pode controlar a corrente em metade do ciclo, o triac controla-a em duas metades de uma forma de onda CA.

Como tal, o triac pode ser considerado como um par de tiristores paralelos, mas opostos, com as duas portas conectadas e o ânodo de um dispositivo conectado ao cátodo do outro, etc.

O fato de que a ação de comutação triac ocorre em ambas as metades de uma forma de onda CA significa que, para aplicações de comutação eletrônica CA, o ciclo completo pode ser usado.

Para circuitos básicos de tiristores, apenas metade da forma de onda é usada e isso significa que os circuitos básicos que usam tiristores não utilizarão as duas metades do ciclo. Dois dispositivos são necessários para utilizar ambas as metades.

No entanto, o triac requer apenas um dispositivo para controlar ambas as metades da forma de onda CA e, em muitos aspectos, é uma solução ideal para um interruptor eletrônico para CA.

TRIAC: SÍMBOLO

Como outros componentes eletrônicos, o triac possui seu próprio símbolo de circuito para uso em diagramas de circuitos e isso indica suas propriedades bidirecionais. O símbolo do triac pode ser visto como um par de símbolos de tiristores em sentidos opostos fundidos.

Como um tiristor, um triac tem três terminais. No entanto, os nomes destes são um pouco mais difíceis de atribuir, porque os principais terminais de transporte de corrente estão conectados ao que é efetivamente um cátodo de um tiristor e o ânodo de outro dentro do dispositivo geral.

Há um portão que atua como um gatilho para ligar o dispositivo. Além disso, os outros terminais são chamados de Anodos, ou Terminais Principais Estes são geralmente designados Anodo 1 e Anodo 2 ou Terminal Principal 1 e Terminal Principal 2 (MT1 e MT2). Ao usar triacs, tanto o MT1 quanto o MT2 têm propriedades muito semelhantes.

COMO FUNCIONA UM TRIAC?

Antes de ver como um triac funciona, é útil entender como um tiristor funciona. Desta forma, os conceitos básicos podem ser apreendidos para o dispositivo semicondutor mais simples e então aplicados a um triac que é mais complicado.

• Leia mais sobre. . . . Noções básicas de tiristor / SCR.

Para o funcionamento do triac, pode-se imaginar a partir do símbolo do circuito que o triac consiste em dois tiristores em paralelo, mas em direções diferentes. A operação do triac pode ser vista dessa maneira, embora a operação real no nível do semicondutor seja um pouco mais complicada.

A estrutura do triac é mostrada abaixo e pode-se ver que existem várias áreas de material tipo N e tipo P que formam o que é efetivamente um par de tiristores costas com costas.

O triac é capaz de conduzir de várias maneiras – mais do que o tiristor. Pode conduzir corrente independentemente da polaridade da tensão dos terminais MT1 e MT2. Também pode ser acionado por correntes de porta positivas ou negativas, independentemente da polaridade da corrente MT2. Isso significa que existem quatro modos ou quadrantes de disparo:

• A corrente do modo I+ MT2 é +ve, a corrente da porta é +ve
• I- A corrente do modo MT2 é +ve, a corrente da porta é -ve
• Modo III+: a corrente MT2 é -ve, a corrente da porta é +ve
• III- Modo: a corrente MT2 é -ve, a corrente da porta é -ve

Verifica-se que a sensibilidade da corrente de disparo do triac é maior quando as correntes MT2 e de porta são ambas da mesma polaridade, ou seja, ambas positivas ou ambas negativas. Se as correntes de gate e MT2 forem de polaridade oposta, então a sensibilidade é tipicamente cerca de metade do valor de quando elas são iguais.

A característica IV típica de um triac pode ser vista no diagrama abaixo com os quatro quadrantes diferentes rotulados.

TRIAC: APLICAÇÕES

Triacs são usados em muitas aplicações. Esses componentes eletrônicos são frequentemente usados em requisitos de comutação CA de baixa a média potência. Onde grandes níveis de energia precisam ser comutados, dois tiristores / SCRs tendem a ser usados, pois podem ser controlados mais facilmente.

No entanto, os triacs são amplamente utilizados em muitas aplicações:

• Controle de iluminação – especialmente dimmers domésticos.
• Controle de ventiladores e pequenos motores.
• Interruptores eletrônicos para comutação e controle geral de CA

Existem naturalmente muitas outras aplicações de triac, mas estas são algumas das mais comuns.

Em uma aplicação específica, os triacs podem ser incluídos em módulos chamados relés de estado sólido. Aqui uma versão óptica deste dispositivo semicondutor é ativada por uma fonte de luz LED que liga o relé de estado sólido de acordo com o sinal de entrada.

Normalmente em relés de estado sólido, a fonte de luz LED ou infravermelho e o triac óptico estão contidos no mesmo pacote, sendo fornecido isolamento suficiente para suportar altas tensões que podem se estender a centenas de volts ou possivelmente até mais.

Os relés de estado sólido vêm em muitas formas, mas aqueles usados para comutação CA podem usar um triac.

TRIACS: USOS

Há vários pontos a serem observados ao usar triacs. Embora esses dispositivos semicondutores funcionem muito bem, para obter o melhor desempenho deles é necessário entender algumas dicas sobre como usar triacs.

Verifica-se que, devido à sua construção interna e às pequenas diferenças entre as duas metades, esses componentes eletrônicos não disparam simetricamente. Isso resulta na geração de harmônicos: quanto menos simétrico o triac dispara, maior o nível de harmônicos que são produzidos.

Normalmente, não é desejável ter altos níveis de harmônicos em um sistema de potência e, como resultado, os triacs não são favorecidos para sistemas de alta potência. Em vez disso, para esses sistemas, dois tiristores podem ser usados, pois é mais fácil controlar seu disparo.

Para ajudar a superar o problema do disparo assimétrico do triac e os harmônicos resultantes, outro dispositivo semicondutor conhecido como diac (interruptor CA de diodo) é frequentemente colocado em série com a porta do triac.

A inclusão deste dispositivo semicondutor ajuda a tornar a comutação mais uniforme para ambas as metades do ciclo e, assim, criando uma chave eletrônica mais eficaz.

Isso resulta do fato de que a característica de comutação do diac é muito mais uniforme do que a do triac. Como o diac evita que qualquer corrente de gate flua até que a tensão de disparo atinja uma certa tensão em qualquer direção, isso torna o ponto de disparo do triac mais uniforme em ambas as direções.

EXEMPLOS DE CIRCUITOS TRIAC

Há muitas maneiras em que os triacs podem ser usados. Os dois exemplos abaixo dão uma ideia do que pode ser feito com esses dispositivos semicondutores.

• Circuito de interruptor eletrônico triac simples: O triac pode funcionar como um interruptor eletrônico – ele pode permitir que um pulso de disparo de um interruptor de baixa potência ligue o triac para controlar níveis de potência muito mais altos que podem ser possíveis com um simples interruptor.

• Potência variável Triac ou circuito dimmer: Um dos circuitos triac mais populares varia a fase na entrada do triac para controlar a potência que pode ser dissipada na carga.

Existem muitos outros circuitos triac que podem ser usados. O dispositivo é muito versátil e pode ser usado em uma variedade de circuitos, normalmente para fornecer várias formas de comutação CA.

Nota sobre circuitos e design Triac:
Os circuitos Triac são capazes de comutar ambas as metades em uma forma de onda alternada usando um único dispositivo e isso os torna muito atraentes para uso em muitos circuitos de comutação CA de pequena a média potência.

Leia mais sobre Triac Circuitos & Design

TRIAC: ESPECIFICAÇÕES

Os triacs têm muitas especificações que são muito semelhantes às dos tiristores, embora obviamente sejam destinados à operação do triac em ambas as metades de um ciclo e precisem ser interpretados como tal.

No entanto, como sua operação é muito semelhante, os tipos de especificação básica também o são. Parâmetros como a corrente de disparo do portão, tensão de pico repetitivo no estado desligado e similares são todos necessários ao projetar um circuito triac, garantindo que haja margem suficiente para que o circuito opere de forma confiável.

Leia mais sobre. . . . especificações do triac

Triacs são dispositivos ideais para uso em muitas aplicações de energia CA de pequeno porte. Circuitos Triac para uso como dimmers e pequenos interruptores eletrônicos são difundidos e são simples e fáceis de implementar. Ao usar triacs, os diacs são frequentemente incluídos no circuito, conforme mencionado acima, para ajudar a reduzir o nível de harmônicos produzidos.

Agora é com você. Comente abaixo o que você aprendeu sobre o TRIAC. Colocar nas suas próprias palavras o seu aprendizado é a melhor maneira de solidificar o conhecimento. Não deixe seu tempo de estudo ter sido em vão.

Perguntas Frequentes

Qual a diferença entre um TRIAC e um DIAC?

A diferença entre um triac e um diac está na maneira como eles são construídos e em suas aplicações. Ambos são componentes eletrônicos usados em circuitos de corrente alternada (CA), mas com funções diferentes.

DIAC:

O diac é um comutador de onda completa ou bidirecional que pode conduzir corrente em ambos os sentidos e polaridades. É composto por três camadas (PNP) e seu funcionamento se baseia na tensão de ruptura (VR). Quando essa tensão é ultrapassada, a corrente pode fluir em ambos os sentidos. O diac é comumente usado para ativar um triac ou um tiristor, sendo geralmente colocado em série com o terminal gate de um triac.

Triac:

O triac é um componente formado por dois tiristores (SCR) internos ligados em paralelo, um ao contrário do outro. Possui três terminais: MT1 (ânodo 1), MT2 (ânodo 2) e Gate (G). O triac pode ser ativado por uma tensão positiva ou negativa aplicada no terminal gate, permitindo a condução de corrente alternada entre MT1 e MT2.

O triac é utilizado para comutar (chavear) corrente alternada e controlar dispositivos de corrente alternada, como lâmpadas, ventiladores e outros dispositivos de AC. É também usado em aplicações como controle de luminosidade para lâmpadas incandescentes, controle de velocidade para ventiladores e sequenciadores de luzes.

Em resumo, a principal diferença entre diac e triac está na sua construção e aplicações. O diac é um comutador bidirecional usado para ativar triacs ou tiristores, enquanto o triac é um componente usado para controlar dispositivos de corrente alternada em diversas aplicações.

Para mais detalhes assista o vídeo abaixo:

Como testar TRIACs?

Para testar triacs, que são dispositivos semicondutores usados em dimmers, controles de velocidade de motores e controles de temperatura de eletroeletrônicos, há algumas técnicas disponíveis:

1. Usando um multímetro e provador de continuidade: Essa técnica permite detectar junções em curto ou componentes em curto ao medir a resistência entre os terminais do triac.
2. Com circuito de teste: Utilizando um circuito de teste específico, é possível verificar se um triac está em bom estado ao pressionar um botão e observar o comportamento de uma lâmpada conectada ao circuito.
3. Com osciloscópio: Essa técnica permite testar o triac e visualizar as formas de onda no circuito com a ajuda de um osciloscópio. Ao ajustar a imagem e atuar sobre um potenciômetro, é possível observar o ângulo de condução do triac.

Essas técnicas de teste são aplicáveis a triacs comuns com correntes até 20 A, usados tanto em redes de 110 V (127 V) quanto 220 V (240 V). Para ver as técnicas completas acesse aqui

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