TRIACとSCRの比較：ACスイッチングの機能とユースケース

Triac（交互の電流の三極）は、AC制御アプリケーションで広く使用されている多用途の双方向半導体スイッチです。共有ゲートと逆平行な2つのサイリスタと機能的に同等で、単一のトリガー回路を使用してAC電力を正確に制御できます。この記事では、TRIAC操作、構造的特性、アクティベーション方法、アプリケーションの考慮事項、回路設計のベストプラクティス、インストール技術、および調光制御の実装の詳細なテクニカル分析を提供します。

カタログ

トライアックの理解

Triacは、従来のサイリスタに由来します。反対の極性と並行して配置された2つのサイリスタを置き換える機能があります。さらに、単一のトリガー回路のみが必要であり、ACスイッチングアプリケーションには好ましい選択肢としてそれ自体を提示します。

「トライアック」という用語の起源は次のとおりです。

TRI：最初の3文字から派生した三極を指します。

AC：最初の2文字に由来するAC半導体スイッチを表します。

これらの用語は、「Triac」を形成するために合流します。

基本的な属性

TRIACは、反平行接続された通常のサイリスタのデュオの合併として機能し、標準的な単方向のサイリスタと運用理論を共有します。

構造コンポーネント

TRIACは、ゲートと並んで2つのプライマリ端子T1とT2で構成されています。このゲートは、主電極の正当相の両方の伝導のトリガーを促進し、TRIACの対称的なボルトペール特性を初期および3番目の象限で顕現させます。

アクティベーションモード

正または負のトリガーパルスをTriacゲートに適用することにより、活性化を開始するための4つの異なる方法を提供します。

アプリケーションの考慮事項

実際のシナリオでは、個々の仕様に対処するために採用されたカスタマイズされた戦略により、そのパラメーターを鋭く理解することが適切な選択を保証します。

電圧仕様

電圧の持久力レベルを選択するために、デバイスのラベル付き電圧は、VDRM（オフステートの反復ピーク電圧）とVRRM（反復ピークリバース電圧）の間のより小さな値によって決定されます。計算では、標識電圧は、許容可能な過剰電圧耐性のために通常の動作ピーク電圧を2〜3倍にする必要があります。

現在の計算

AC環境では、トライアックは効果的な電流値を使用して説明されています。典型的な電磁システムと比較して劣った過負荷耐性を考えると、家庭用デバイスで使用されるトライアックは、実際の作業電流よりも2〜3倍高い電流を持っている必要があります。

電圧制限

オフステートの反復ピーク電圧VDRMと逆繰り返しピーク電圧VRRMは、デバイス定義のIDRMおよびIRRMを上回るべきではありません。

オンステート電圧の選択

オンステート（ピーク）電圧VTMの場合：これは、定格電流の特定の乗算中のトライアックの過渡ピーク電圧降下を意味します。VTMが低いトライアックを選択することは、熱放散を削減することをお勧めします。

最小限の持続電流

電流を保持する原理は、接合温度に依存して、活性状態でサイリスタを維持するために不可欠です。接合温度が上昇すると、それに応じて減少します。

電圧サージのダイナミクス

DV/DTとして明確化された電圧上昇に対する抵抗は、不活性なときの電圧増分の勾配を説明し、意図しないトリガーを回避する上で重要な役割を果たします。このしきい値に違反すると、SCRの不注意な伝導に扇動する可能性があります。

TriacとScrの比較

SCRは、シリコン制御整流器から略され、効率的な調節と電気エネルギーの変換が必要なシナリオで繁栄します。SCRのバリエーションには、単方向、双方向、ターンオフ、および光制御タイプが含まれます。そのコンパクトなサイズと軽量の性質は、制御された整流器、電圧調整器、インバーター、非接触スイッチなどのアプリケーションに役立ちます。

単方向SCRおよびトライアックの特性

- 単方向SCR：このデバイスには、カソード（k）、アノード（a）、およびゲート（g）の3つの端子があります。外部制御信号でオフからオンに切り替えることで機能しますが、負荷が削除されるか、電圧が減少するまでオンのままです。

-TRIAC：逆平行セットアップで2つの単方向サイリスタに相当し、同様の3末端構成 - 1つのシリコンアノードが他のカソードに結び付けられ、その逆、T1とT2を定義し、GATE（G）を共通リンクとして定義します。トライアックは、2つの方向にオン状態とオフ状態の間を交互に行うことができます。

技術的な構成

- 単方向SCR：構造的には、3つのPN接合部を介して形成された4つの層と3つの端子で構成されています。ダイオードとトランジスタとは異なる制御電極電流を介して、前方伝導を一意に制御します。

-TRIAC構造：NNPPN 5層半導体の対称構成を利用し、主電極の対称性により従来のアノードとカソードの命名法を回避し、T1としてコントロール電極に近い位置をT2としてラベル付けします。

制限と使用

Triacsは、オフ状態へのキャリアの再発が遅れる可能性があるため、電圧上昇率管理で課題に直面します。保護戦略が推奨されます。これらの欠点にもかかわらず、TriacはAC制御回路で目的を見つけ、温度や光調節、爆発防止ACスイッチング、モーターコントロール回路、整流回路などのドメインをカバーしています。

Triacの設置手順

Triacが最小限の負荷または短い瞬間に流れる電流で動作するシナリオ（1秒未満）の場合、屋外で機能することは許容されます。ただし、さまざまな状況では、温度を効果的に管理するためにヒートシンクにマウントする必要があります。サイリスタとヒートシンクの間に熱伝導シリコングリースを適用すると、熱散逸が強化されます。

トライアックをヒートシンクに固定する方法は、主に次のものを含みます。

- クランプクリンプ：熱抵抗を最小限に抑える上で有利なため、優先アプローチは、デバイスのプラスチックエンコウムに圧力をかけます。この方法は、断熱されていない（SOT82、SOT78）と断熱パッケージ（SOT186 Fパックと最新のSOT186A X-Pack）の両方に適しています。SOT78はto220ABに対応していることを忘れないでください。

-bolting：SOT78コンポーネント向けに設計されたこの方法では、ボルトヘッドと接続ピースの間に配置された長方形のガスケットを組み込んだM3インストール部品を使用します。デバイスのプラスチックボディに圧力をかけないように注意することをお勧めします。

- ドライバーが設置中にプラスチックケーシングに影響を与えないようにしてください。

- ジョイントピースと接触しているヒートシンクの表面が滑らかであることを確認してください。偏差は10mmで0.02mmを超えてはなりません。

- 0.55nmから0.8nmの間の設置トルク（ガスケット付き）を維持します。

- セルフタッピングネジは、取り付け穴の周りの変形を引き起こし、熱接触を損なう可能性があるため、控えてください。

- リベット：オプションですが、プロジェクト全体であまり頻繁に推奨されていません。

この手順には、シーケンスに特に注意が必要です。デバイスを機械的に固定することから始めて、リードをはんだ付けします。この順序は、リードに対する過度のストレスを軽減することができ、より安定した永続的なつながりに貢献します。

効率的な利用に関する考慮事項

トライアックを効果的にアクティブにするには、荷重電流がILに達するまでゲート電流が一貫してIGTを超える必要があります。これは、特に予想される最低の温度条件の下で考慮する必要があります。

最適なパフォーマンスを確保するために、Triacスイッチを切断する慣行を覚えておくのが賢明です。

回路設計の推奨事項

Triac回路を設計すると、回路の動作のニュアンスへの探査が招待されます。実行可能なときはいつでも、3+象限（WT2-、 +）をバイパスすることが有益です。

乱雑な吸収に対処するには、ゲート接続ワイヤの長さを最小限に抑えることができます。リターンラインをMT1（またはカソード）に直接接続すると、有効性が向上します。ハードワイヤー接続には、スパイラルダブルワイヤまたはシールドワイヤが推奨されます。

ゲートとMT1の間に1kΩ以下の抵抗を導入する必要があります。高周波バイパスコンデンサとゲートの間に直列に抵抗器を組み込むと、回路の性能が向上します。または、Hシリーズの低感度Triacを使用することを検討してください。

潜在的な電気問題の緩和戦略

DVD/DTまたはDVCOM/DT条件に問題がある場合、MT1とMT2の間にRCバッファ回路を導入すると、思慮深いソリューションが提供されます。高いDICOM/DTの懸念は、負荷と直列に数MHのインダクタで緩和される可能性があります。Hi-Com Triacは、別の効果的なオプションとして機能します。

突然の電源変更によりTriacのVDRMを超えるシナリオでは、これらの介入の1つを実装することを検討してください。

- 不飽和インダクタを荷重と直列に数µHで接続して、DIT/DTを制限します。

- MOVを電源とペアリングし、電源側のフィルター回路で強化します。

Adept Gateトリガー回路を選択して、3四半期の労働条件を巧みに回避し、TriacのDIT/DT持久力を潜在的に強化します。

負荷管理手法

TriacのDIT/DTを超えるリスクがある場合は、鉄のないインダクタと数µHまたは負の温度係数サーミスタを負荷で直列接続するリスクを検討してください。別のアプローチでは、ゼロ電圧を利用して抵抗荷重を管理することが含まれます。

適切なインストールガイドライン

過度のストレスを防ぐために、シンクをヒートするためのトライアック固定中に注意を払う必要があります。リードをはんだ付けする前にデバイス固定を完了し、インターフェイスシートのリベットマンドレルからの圧力を確保しないようにします。

熱調節慣行

長期的な信頼性を促進するには、ピーク周囲温度条件に対応するTJMAXの下にTJを維持するレベルでRTHJ-Aを維持することが含まれます。

Triacの使用

Triacsは、産業、輸送、家庭用電子機器など、さまざまなセクターにわたってアプリケーションを見つけます。それらの主要な機能には、AC電圧の調整、モーター速度の制御、スイッチとして機能する、自動街路照明などのシステムの管理が含まれます。それらは、温度の調節、調光ランプ、段階照明の制御などのタスクに不可欠です。

さらに、トライアックは、ソリッドステートリレー（SSR）および固体接触回路に埋め込まれています。以下の図は、双方向のサイリスタを使用した近接スイッチ回路を示しています。ここで、Rはゲート電流制限抵抗器を表し、JAGはリードスイッチを表します。

典型的なシナリオでは、Jagは開いたままで、Triacは非アクティブです。JAGが関与するには小さな磁石のアプローチが必要であり、トライアックをアクティブにして負荷に電力を供給します。リードパイプは、わずか数マイクロ秒の最小電流を持ち、スイッチの延長寿命に貢献しています。

現在、SCRアプリケーションは、自動制御、電気機械システム、産業用電気機器、および国内器具の領域にまたがるかなりの牽引力を獲得しています。

ゼロクロストリガーACソリッドステートリレー（AC-SSR）回路には、入力回路、フォトカプラー、ゼロクロストリガー回路、トライアックスイッチ回路、保護回路（RC吸収ネットワーク）など、いくつかのコンポーネントが含まれます。TRIACは、入力信号VI（通常は高レベル）を受信し、AC負荷電源電圧のゼロポイントと一致して、負荷に電力を供給するとアクティブになります。

Triac調光機能の探索

トライアック調光器メカニクスの理解

今日の照明制御の状況では、トライアック調光器が顕著な位置を保持し、非エネルギーを節約する能力に対する広範な採用を見つけました。それらは、さまざまな設定で照明強度を調整する上で重要な役割を果たします。

図に示されている回路を考えてみましょう。これは、従来のトライアック調光器のセットアップを示しています。抵抗RとコンデンサCをRCネットワークに統合することにより、電源が徐々にコンデンサを充電します。Triac調光器は、コンデンサ電圧がDIACのトリガーポイント、通常は約32ボルトに達すると、動作を開始します。ポテンショメータの抵抗調整により、スタートアップ遅延の微調整が可能になり、調光器の「オンタイム」または「ターンオン角」に影響を与えます。その結果、この調整は負荷に供給される平均電力に影響を与え、照明レベルを微妙に制御できます。

Triacの調光パフォーマンスの課題

トライアック調光器がシームレスに機能するには、時間の経過とともに伝導を維持するために満たされなければならない条件があります：トリガー電流（Ig）、電流（IL）のロック、および保持電流（IH）。

トリガー電流IGは、Triacの伝導プロセスに点火し、その動作を精度で開始します。

ロック電流ILは、NPNPセグメントの増幅フェーズ中の持続的な伝導に不可欠な最小電流を意味します。

定期的な操作では、トライアックがアクティブになると、電流がわずかに減少した場合、伝導を混乱させる可能性があります。したがって、電流を保持することは、継続的な動作を確保するために必要なしきい値として機能します。

よくある質問[FAQ]

1。トライアックの機能は何ですか？

Triacsは、ACパワーを簡単に制御するために精度で作られた電子システムの重要なコンポーネントとして機能します。AC波形の両方の半分にわたって実質的な電圧と電流を管理する能力は、熟練したパワースイッチング機能を必要とする多様な設定で非常に有用なTriac回路をレンダリングします。

2。Triacとその機能について説明できますか？

TRIACには、両方向に導く能力を考えると、他のシリコン制御整流器と比較して、3末端のACスイッチが含まれます。ゲート信号が正であろうと負であろうと、Triacは伝導を維持します。したがって、さまざまなアプリケーションで適応性を具体化して、スイッチとして機能するACシステムでかなりの使用が見られます。

3.どのようにしてトライアック端子を識別できますか？

Triacの健康は、そのようなタスクに不可欠なツールであるマルチメーターを使用して識別できます。マルチメーターを100Kなどの高抵抗スケールに設定し、その正のリードをMT1端子に接続し、ネガティブをMT2端子に接続することにより、Triacの条件を効果的に確認できます。接続の順序は柔軟です。

4。トライアックはトランジスタに類似していますか？

Triacは小さな半導体デバイスに似ており、ダイオードまたはトランジスタと特定の類似点を共有しています。自由電子に豊富なN型材料や電子調節用の多数の「穴」を特徴とするP型材料を含む、層状の半導体材料から構築されたトライアックは、複雑な電子設計の本質を捉えています。

5.トライアック出力を定義するものは何ですか？

TRIAC出力モジュール（TM）には、0.5 Aで24のVAC負荷に合わせて調整された単一の通常のオープンコンタクトが装備されています。その設計は、標準のHVACシステムで一般的な24のVAC制御回路荷重を効果的に切り替えるのに特に適しています。これらのモジュールは、さまざまなシステムの多様なニーズを満たすことを目指して、10のグループで便利に販売されています。