Curso de Electrónica de Potencia - Parte 7 - Tiristores - El Triac (CUR2007S)

7.1 – Estructura del Triac

El TRIAC, otro miembro de la familia de los Tiristores, puede ser considerado como un componente obtenido por la conexión de dos SCRs en oposición, teniendo en común un electrodo de disparo (Gate), según el lector de la figura 1.

 

   Figura 1 – Dos SCRs en oposición pueden tener sus funciones ensambladas en un solo dispositivo, el Triac
Figura 1 – Dos SCRs en oposición pueden tener sus funciones ensambladas en un solo dispositivo, el Triac

 

 

Por supuesto, en el proceso de fabricación, los dos dispositivos se obtienen a partir de una sola pastilla de silicio, como se muestra en la figura 2.

 

   Figura 2 – Estructura del Triac
Figura 2 – Estructura del Triac

 

 

Cada uno de los "SCRs" que forman el Triac ya tiene su funcionamiento conocido, por lo que podemos imaginar este componente como algo así como una "llave bilateral", que conduce la corriente en ambas direcciones, por lo tanto, y que puede ser disparado por una señal aplicada a su elemento de compuerta.

La curva característica del Triac se muestra en la figura 3. Nótese que equivale a dos SCRs en oposición a la característica del primer cuadrante "rebatida" para el tercero.

 

   Figura 3 – Curva característica del Triac
Figura 3 – Curva característica del Triac

 

 

La importancia de las diversas tensiones y corrientes que aparecen en esta tabla se explicará en el ítem "Especificaciones".

El Triac se utiliza en circuitos de corriente alterna (sólo) conectados en serie con la carga, como se puede ver en la figura 4.

 

Figura 4 – el Triac en el control de una carga alimentada por la red eléctrica
Figura 4 – el Triac en el control de una carga alimentada por la red eléctrica

 

 

Para dispararlo debemos aplicar una tensión positiva o negativa en su compuerta, lo que permite hacer su disparo en los circuitos de corriente alterna en cualquiera de los ciclos.

La tensión de disparo para este componente es del orden de 2 V, y las corrientes típicas en el rango de 10 mA a la 200 mA se encuentran, dependiendo de la potencia del componente.

Los Triacs pueden ser activados desde 4 modos diferentes, los cuales deben ser observados en sus aplicaciones:

Modo I+: en este modo el terminal MT2 será positivo con respecto a MT1, y la corriente de la puerta tiene tal sentido, que entra en el componente, es decir, Puerta Positiva.

Modo I-: en este modo el terminal MT2 es positivo con relación a MT1, y la corriente de la puerta sale del componente, esto es, tenemos una puerta polarizada negativamente.

Modo III+: en este modo el borne MT2 es negativo en relación con el MT1 y la puerta positiva, es decir, con la corriente entrando en el componente.

Modo III-: en este modo tenemos el terminal negativo MT2 con relación al MT1 y aplicamos un pulso negativo al terminal de disparo.

En la figura 5 tenemos los modos de disparo del Triac.

 

Figura 5 – Modos de disparo Triac
Figura 5 – Modos de disparo Triac

 

 

En las modalidades I+ y III- obtenemos mayor sensibilidad al disparo para el Triac que en las otras modalidades.

 

Cubiertas

Los Triacs se obtienen en la misma cubierta de los SCRs, transistores de potencia y MOSFETs de potencia.

En algunos casos es difícil saber lo que es, si es incluso un Triac sólo observando los códigos.

Texas Instruments, por ejemplo, tiene una serie de SCRS y Triacs que reciben el nombre "TIP" y tienen todas las mismas cubiertas. Lo ideal es consultar la datasheet.

En la figura 6 tenemos cubiertas común para los Triacs.

 

Figura 6
Figura 6

 

 

Debido a que estos dispositivos se utilizan en controles de potencia que operan con altas corrientes, todos están equipados con características para el montaje en disipadores térmicos.

 

Figura 7 – Montaje de un Triac en un disipador térmico
Figura 7 – Montaje de un Triac en un disipador térmico

 

 

 

Especificaciones del Triac

De la misma manera que en el caso de los SCRs, necesitamos conocer las principales especificaciones de los Triacs para poder utilizarlos convenientemente.

Las principales especificaciones que debemos observar para los Triacs son:

 

Tensión de funcionamiento máximo (VDRM)

Esta característica se refiere a la tensión máxima que puede aparecer entre los terminales de un Triac cuando está apagado. Para los tipos comunes puede variar entre 50 o 100 V hasta más de 1 000 V.

Podemos especificar esta tensión también en términos de pico, para pulsos a corta duración, de modo que en los manuales aparezcan las condiciones en las que el valor es válido.

En la mayoría de los casos, sin embargo, el valor se refiere al pico de una tensión sinusoidal, ya que la aplicación principal del componente es precisamente en los circuitos conectados a la red local.

 

Corriente máxima IT (RMS)

Vea que el valor indicado ya tiene la especificación de que se trata de una corriente RMS, es decir, el valor efectivo de la corriente alterna, ya que el componente normalmente funcionará en circuitos de corriente alterna.

 

Corriente de disparo IGt

Tenemos aquí la indicación de la sensibilidad de componente al disparo, y esta corriente se especifica en términos de miliampères.

También es importante conocer la intensidad máxima de la corriente que podemos aplicar en la compuerta del Triac sin peligro de quemarlo, ya que en muchas aplicaciones se utilizan dispositivos especiales para este fin.

 

Circuitos prácticos

El Triac es un dispositivo indicado para la operación directa en la red de corriente alterna. En las aplicaciones básicas, la carga se conecta en serie con el componente en el lado MT2 (terminal principal 2), como se muestra en la figura 8.

 

Figura 8 – Conexión del Triac a una carga
Figura 8 – Conexión del Triac a una carga

 

 

Si el componente se utiliza con cargas inductivas, debemos agregar en paralelo al circuito un resistor típicamente de 100 ohms y un capacitor típicamente de 100 nF.

Este circuito forma un snubber, que ya hemos mostrado como utilizar en el caso de los SCRs. en la figura 9 se muestra este circuito.

 

   Figura 9 – Uso de un snubber
Figura 9 – Uso de un snubber

 

 

El propósito de estos componentes es prevenir el desfasaje de la corriente que ocurre con las cargas fuertemente inductivas (bobina de un motor, por ejemplo) afecten el funcionamiento del sistema de control.

En la figura 10 tenemos un interruptor de alimentación simple utilizando un Triac.

 

Figura 10 – interruptor de potencia utilizando un Triac
Figura 10 – interruptor de potencia utilizando un Triac

 

 

Cuando el interruptor S1 se cierra, tenemos la corriente de disparo que "conecta" el Triac en los dos ciclos de corriente alterna y que son conducidos, alimentando así el circuito de carga.

Sin embargo, en las aplicaciones que implican la variación de la potencia aplicada a una carga, como vimos en el caso de los SCRs, debemos utilizar circuitos adicionales que generen impulsos de disparo cortos.

Estos pulsos se producirán al principio o al final del ciclo, ya que deseamos aplicar mayor o menor potencia a la carga, como se muestra en la figura 11.

 

Figura 11 – Disparo al principio y al final del semiciclo
Figura 11 – Disparo al principio y al final del semiciclo

 

 

Vea que el principio de funcionamiento es el mismo que los controles de potencia de SCR que vimos en el elemento anterior, con la diferencia de que tenemos un control de onda completa.

Entonces llegamos al interesante circuito de control de potencia del "Dimmer “para una lámpara común, que se ve en la figura 12, y funciona de la siguiente manera:

 

Figura 12 – Un control de potencia con Triac y Unijuntura
Figura 12 – Un control de potencia con Triac y Unijuntura

 

 

El rectificador de onda completa no es más que un puente de diodos que, en caso de controlar sólo el circuito de disparo, puede ser de muy baja corriente (unas decenas de miles de ampères o poco más)

 

Cuando comienza un ciclo de tensión de alimentación alterna, el capacitor C carga a través del resistor, hasta que se alcanza el punto de disparo del transistor de una unijuntura.

Cuando el transistor unijuntura dispara, tenemos la descarga rápida del capacitor C a través del bobinado primario del transformador de pulso utilizado en el disparo. Este transformador por lo general tiene una relación de espiras de 1 a 1 entre los elementos, ya que su propósito es sólo aislar el disparo del circuito del circuito del Triac.

Con el pulso en el primario del pequeño transformador, tenemos la aparición en el secundario de un pulso de corta duración de gran intensidad, lo que es suficiente para disparar el Triac.

Por la variación del valor R podemos obtener el pulso en cualquier punto de los dos ciclos de la corriente alterna, y así aplicar cualquier potencia en la carga, ya que se dispara el componente en varios ángulos de fase, como se muestra en la figura 13.

 

Figura 13 – Un potenciómetro cambia el punto de disparo
Figura 13 – Un potenciómetro cambia el punto de disparo

 

 

Podemos elaborar un control de potencia más sencillo utilizando un elemento de disparor que estudiaremos en el siguiente ítem que es el DIAC.

Lo que hace este elemento es producir un pulso de disparo para el Triac cuando la tensión alcanza un cierto valor. Con sus características de disparo rápido se dispara mejor SCRs y Triacs, como veremos y por lo que tenemos un control más eficiente.

El circuito de este control se muestra en la figura 14 y funciona de forma similar a la anterior: el DIAC produce pulsos en momentos que dependen del ángulo de fase ajustado en P1.

 

Figura 14 – Otro control de fase con Triac
Figura 14 – Otro control de fase con Triac

 

 

Quadrac

Los quadracs son dispositivos de la familia de los Tiristores que consisten en un Triac y un DIAC en la misma cubierta, como se muestra en la figura 15.

 

Figura 15 – el Quadrac
Figura 15 – el Quadrac

 

 

Con el uso de un DIAC la tensión de disparo se aumenta y consigue pulsos más intensos para este propósito, lo que mejora las características de la conmutación del Triac.

En lugar de disparar con sólo 1 o 2 V lo que sucede con un Triac, podemos hacer el disparo con tensiones más grandes, el orden de 20 a 35 V, que permite una mejor función de control de potencia.

Los Quadracs se utilizan precisamente en los controles de potencia de la red eléctrica, tales como duchas, dimmers, controles de motor, etc. En la figura 16 tenemos un circuito típico de un control de potencia utilizando un Quadrac.

 

Figura 16 – Control de potencia con Quadrac
Figura 16 – Control de potencia con Quadrac

 

 

Es importante notar que los Triacs y Quadracs se utilizan como controles de potencia para motores y dimmers.

Sin embargo, como dimmers sólo sirven para las bombillas incandescentes que están dejando para ser utilizados. Algunos circuitos con LEDs admiten el uso de este tipo de control, aunque una parte de ellos ya ha incorporado la característica de control.

 

Interferencia

El comportamiento del Triac como dispositivo de conmutación rápida es el mismo que los SCRs, por lo que se generan muchos armónicos cuando funciona.

Estos armónicos, que se extienden a la gama de unas pocas docenas de MHz, pueden interferir con el equipo de comunicaciones como radios, televisores analógicos de banda VHF y mucho más.

Las interferencias pueden ser propagadas por el espacio en forma de ondas electromagnéticas, en cuyo caso el equipo que interfiera o interfiera debe estar blindado, o por la línea de alimentación.

En el caso de la línea alimentación son válidos los mismos filtros que hemos estudiado en el capítulo anterior cuando tratamos con los SCRs.

 

Cómo utilizar correctamente los Tiristores

Lo que veremos a continuación vale tanto para los Triacs como para los SCRs que estudiamos en el capítulo anterior.

Los Triacs, los SCRs y otros dispositivos de potencia en la familia de los Tiristores son bastante robustos para soportar varios tipos de sobrecargas e incluso transitorios, pero hay un límite para eso.

Si no se utilizan correctamente, incluso las pequeñas cosas que ocurren en un circuito pueden tener serias consecuencias.

Seguiremos varias sugerencias para utilizar estos componentes correctamente en aplicaciones que impliquen el control de potencias elevadas.

Los SCRs son componentes que conducen la corriente en una dirección, presentando una curva característica como se muestra en la figura 17 y que ya hemos estudiado en el elemento anterior.

 

  Figura 17 – Curva característica del SCR
Figura 17 – Curva característica del SCR

 

 

Recordamos que el SCR está distendido cuando la compuerta (g) se vuelve positiva con relación al cátodo, causando así la circulación de una corriente por este electrodo.

Cuando la tensión en el cátodo alcanza el valor Vgt, la corriente se mantiene hasta un valor umbral llamado Igt para un intervalo de tiempo muy corto, conocido como el tiempo controlado por ligamentos de la compuerta.

 

En el disparo

Cuando la corriente de carga alcanza el valor de la corriente de bloqueo (latching = IL), el SCR puede seguir conduciendo incluso después de que se retira la tensión de disparo. El SCR se bloqueará en el estado de on.

En los manuales de los SCRs, Vgt, Igt e IL se especifican para una temperatura ambiente de 25°C. estos parámetros aumentan con bajas temperaturas, lo que significa que el circuito de disparo debe tener en cuenta estos factores, compensarlos

Para utilizar correctamente un SCR, teniendo en cuenta este hecho, tenga en cuenta que:

 

Para conectar un SCR (y también un Triac), la corriente IGT - Lock debe aplicarse durante un tiempo suficiente para que la corriente IL alcance el valor IL. Esta condición debe ocurrir a lo largo del rango de temperatura del dispositivo en la aplicación

 

Los SCRs muy sensibles como BT150, C106, MCR106 y otros pueden tender a disparar a través de la corriente de fuga entre el ánodo y el cátodo, principalmente a temperaturas más altas, o cuando son alimentados por tensiones más altas.

Para evitar que esto ocurra, se puede adoptar una de las siguientes soluciones:

 

Mantener el Tiristor a la temperatura adecuada, que según las especificaciones no se produce.

Reduzca la sensibilidad del Tiristor utilizando una resistor entre la compuerta y el cátodo, como se muestra en la figura 18. Esto resistor puede tener valores entre 1 k y 47 k ohms típicamente, dependiendo del Tiristor considerado.

Si no es posible utilizar un SCR menos sensible o reducir la sensibilidad, aplique una pequeña tensión de polarización inversa a la compuerta del Tiristor durante los períodos en que está apagado. Esto tiene el efecto de aumentar IL y con esto evite tirar con el escape entre el ánodo y el cátodo.

 

Figura 18 – Reducción de la sensibilidad de la compuerta con una resistencia
Figura 18 – Reducción de la sensibilidad de la compuerta con una resistencia

 

 

 

En el desconectar

Para desconectar un Tiristor, la corriente de carga debe reducirse a un valor por debajo de la corriente de mantenimiento (corriente = HL), para un intervalo de tiempo suficiente para permitir que las transportadoras de carga salgan de la juntura.

En los circuitos de corriente continua esto se consigue mediante una "conmutación forzada", mientras que en los circuitos de corriente alterna, se produce automáticamente en el paso por cero.

La conmutación forzada ocurre cuando el circuito de carga tiene elementos que causan una reducción momentánea de la corriente al punto en el cual el Tiristor necesita apagarse.

Si la corriente a través del Tiristor no se guarda a un valor de menor que IH el componente no vuelve totalmente al estado de bloqueo y con él no se apaga. Si el tiempo es suficiente, se apaga y un nuevo disparo se puede hacer aplicando una tensión en la compuerta.

También en este caso IL se especifica para la temperatura ambiente, teniendo su valor reducido con el aumento de la temperatura. Como regla para utilizar un Tiristor teniendo en cuenta lo que vimos ten en cuenta que:

 

Para desconectar un Tiristor, la corriente de carga debe reducirse a un valor inferior a IH durante un tiempo suficiente para permitir su retorno al estado de bloqueo. Esta condición debe ocurrir a lo largo del rango de temperaturas del dispositivo en la aplicación dirigida.

 

Triacs

A continuación, recordamos los modos de disparo tanto por corrientes positivas como negativas que fluyen entre la compuerta y el MT1.

Las reglas para la tensión de VGT, IGT y corriente de carga (IL) son las mismas que vimos para los SCRs. con esto, es posible disparar el TIAC en cuatro cuadrantes, como ya hemos estudiado.

Cuando la compuerta está controlada por un circuito de corriente continua o unipolar, en el punto de cruce de la corriente de carga, es preferible el disparo por la corriente negativa de la compuerta, por las siguientes razones que siguen.

La construcción interna del Triac conduce a una estructura en la que la compuerta está más alejada de la región principal de los portadores de corriente cuando se opera en el tercer cuadrante y esto da como resultado:

1. Se requiere una corriente de pico igt más grande para disparar.

2. Mayor demora entre ig y el inicio de la circulación de la corriente por la carga. Esto hace que se requieran impulsos ig más largos para disparar.

3. Una capacidad más baja di/dt (índice del crecimiento actual). Con esto, al controlar corrientes muy intensas tenemos una corriente mucho más grande concentrada en pequeñas áreas del chip y puede causar su quema progresiva. Esto ocurre, por ejemplo, cuando el componente controla cargas con una alta corriente inicial, como lámparas incandescentes.

En los controles de alimentación comunes conectados a la red eléctrica como dimmers o controles del motor, la polaridad de la compuerta y MT2 es siempre la misma. Esto significa que el dispositivo siempre opera en los primero y tercero cuadrantes.

En este modo de operación tenemos una operación simétrica del Triac, donde la sensibilidad al disparo es mayor. El lector debe tener en cuenta que:

 

Al diseñar un circuito de disparo, evite disparar en el tercer cuadrante siempre que sea posible.

 

Métodos alternativos de disparo

Hay casos en los que el disparo del Triac puede ocurrir de una manera indeseable.

En algunos casos, este disparo puede llevar a la destrucción del componente.

 

Señal de Gate Ruidosa

En ambientes donde hay muchos ruidos, puede producirse un disparo incorrecto del Triac si este ruido lleva la tensión de la compuerta a un valor superior a Vgt y con eso circular corriente suficiente para iniciar el estado de regeneración para el disparo.

Una primera protección es mantener las conexiones más cortas posibles para minimizar la posibilidad de captación de ruidos.

En los casos en que esto no sea posible, utilice un par trenzado o incluso un cable blindado para hacer la conexión de la compuerta del componente.

Una inmunidad adicional puede ser obtenida reduciendo la sensibilidad del Triac, que se consigue con la conexión de un resistor de 1 K ohms a 47 ohms entre ese electrodo y MT1.

También tenemos la posibilidad de desacoplar la cancela, con la conexión de un capacitor de 10 nF entre este electrodo y MT1 para desviar a la tierra los impulsos de ruido.

Por último, también existe la alternativa de utilizar componentes especialmente diseñados para proporcionar una inmunidad al ruido.

Varios fabricantes tienen líneas de Triac especialmente diseñadas para este propósito.

Por lo tanto, al diseñar un circuito con un Triac que debe funcionar en un ambiente ruidoso, el lector debe tener en cuenta que:

 

Para minimizar la captura de ruido mantenga las conexiones de la compuerta cortas. Tome el retorno de la señal de disparo directamente de MT1 o cátodo. Si el cable del disparo tiene que ser largo utilice alambre trenzado o blindado. Eventualmente pensar en reducir la sensibilidad con un resistor y añadir un capacitor de desacoplamiento.

 

 

Problemas con alta velocidad de disparo

Si se excede la tasa máxima de variación de la tensión de conmutación (dVcom/dt), que se produce cuando se controlan cargas altamente inductivas, se puede producir una desfasaje considerable entre la corriente y la tensión de carga como se muestra en la figura 19.

 

Figura 19 – Problemas de desfasaje
Figura 19 – Problemas de desfasaje

 

 

Cuando el Triac cambia a medida que la corriente de carga pasa a cero, la tensión no será cero, dado el cambio de fase mostrado en la figura. Eso significa que el Triac tiene que bloquear esa tensión.

La variación de tensión resultante de conmutación puede forzar al Triac a volver a la conducción, si excede la capacidad de dVcom/dt del componente. Esto se debe a que los portadores de carga no tuvieron tiempo suficiente para salir de la junción.

La capacidad dVcom/dt se ve afectada por dos factores:

 

La tasa de queda de la corriente en la carga en la conmutación, dIcom/dt. El más alto es dIcom/dt, el más bajo la capacidad de dVcom/dt.

Una temperatura de junción más alta baja la capacidad de dVcom/dt.

 

Si se excede el dVcom/dt del Triac, puede ocurrir el disparador falso. Una posibilidad es el uso de un snubber RC, como se muestra en la figura 20.

 

 

Figura 20 – Conexión del snubber en paralelo con el Triac
Figura 20 – Conexión del snubber en paralelo con el Triac

 

 

Para este snubber, los valores R típicos son entre 100 y 330 ohms mientras que para C el valor más recomendado es 100 nF. Vea que el resistor nunca debe estar ausente, porque sin él, la carga sería amortiguada por el condensador, causando oscilaciones capaces de conducir el circuito a la inestabilidad.

 

dicom/dt máximos excedidos

Una tasa de crecimiento de la corriente dIcom/dt en la conmutación de la mayor corriente de carga do que la soportada por el componente (asumiendo una señal sinusoidal), o no sinusoidal, puede causar problemas de conmutación.

El caso más común de la forma y la onda sinusoidal es cuando el Triac controla las cargas inductivas.

La falla de conmutación puede ocurrir por el contra-FEM generado en la carga inductiva, cuando la corriente en el Triac se reduce rápidamente a cero, como se muestra en la figura 21.

 

Figura 21 – Falla de conmutación
Figura 21 – Falla de conmutación

 

 

En esta condición de corriente cero en el Triac, la corriente de carga puede circular libremente en un circuito cerrado por el puente rectificador.

Las cargas de este tipo pueden generar transiciones rápidas de la corriente de dIcom/dt no apoyadas incluso en la operación relativamente lenta en circuitos de 60 hertz..

En este caso, un snubber no tendrá mucho efecto en el circuito porque el problema no es con la tasa de crecimiento de voltaje dVcom/dt.

La solución consiste en limitar el dIcom/dt con la conexión de un pequeño inductor, algunos mH en serie con la carga.

Otra posibilidad es utilizar un Triac que esté específicamente diseñado para este tipo de aplicación.

 

Exceder la tasa de cambio máximo del voltaje del estado apagado dVd/dt

Si una tensión que varía muy rápidamente se aplica a un Triac en el estado de no-conducción (o cualquier Tiristor sensible), sin exceder VDRM, como se muestra en la figura 22, una corriente capacitiva interna puede generar una corriente de compuerta suficientemente intensa para Disparar el dispositivo.

La susceptibilidad a este problema aumenta con la temperatura.

 

Figura 22 – Problema con la corriente capacitiva
Figura 22 – Problema con la corriente capacitiva

 

 

En este caso, dVd/dt puede ser limitado por un snubber RC conectado entre MT1 y MT2.

Todo esto significa que el diseñador al trabajar con este componente debe tener en cuenta que:

 

Cuando las variaciones de tensión rápidas causan un problema de disparo errático, se debe conectar un snubber entre MT1 y MT2.

Donde las variaciones rápidas de la corriente son la causa del problema, uno debe agregar en serie con la carga un inductor de algún mH.

Alternativamente se puede utilizar un Triac especialmente diseñado para la aplicación

 

Superando VDRM

VDRM es la tensión máxima repetitiva del pico que el Triac soporta en el estado de no-conducción. Esta tensión puede exceder el valor máximo soportado por el componente en MT2 en presencia de transitorios en la alimentación.

Con esto las fugas entre MT2 y MT1 pueden llegar al punto donde el Triac se dispara espontáneamente, como se muestra en la figura 23.

 

Figura 23 – Superando a VDRM
Figura 23 – Superando a VDRM

 

 

Si la carga permite la circulación de una corriente intensa durante los pocos milisegundos en que se produce, puede circular una corriente ubicada en una pequeña área del chip, causando la destrucción del componente.

Lámparas incandescentes, circuitos de protección "crowbar", cargas altamente capacitivas son algunos tipos de cargas que pueden causar este problema.

Una posibilidad para proteger el componente es limitar la velocidad rápida de crecimiento de la corriente circulando a través del componente en estas condiciones. Esto se puede alcanzar por la conexión en serie de un inductor con núcleo de aire (no saturable) de algunos mH.

Si esta solución no puede ser adoptada, una posibilidad sería utilizar protección adicional contra transitorios en el circuito.

Esto se puede lograr con varistor de óxido metálico (MOV) en paralelo con la alimentación del circuito y luego la pequeña inductancia en serie con la carga.

 

Movs

Según muchos fabricantes, existen dudas en cuanto a la fiabilidad de los circuitos que utilizan MOVs conectados en paralelo con la red de energía, ya que se someten a deriva térmica, incluso a temperaturas ambiente, causando fallas catastróficas. Esto se debe a que la tensión de funcionamiento de estos dispositivos tiene un coeficiente de temperatura negativo.

Así, si se recomienda un componente de 275 Vrms para la operación en la red de 230 V, el riesgo de falla es mínimo.

Los fallos se producen principalmente si se utiliza un MOV de 250 V en la red de 230 V. para estos casos, el lector debe tener en cuenta que:

Si el voltaje VDRM de un Triac se puede exceder en presencia de transitorios más fuertes de la red de energía utilice una de las medidas de protección indicadas: reduzca la velocidad de crecimiento de la corriente con un inductor en serie con la carga o bien proteja el circuito con un varistor (MOV).

 

 

Tiempo dIt/dt de Disparo

Cuando un triac u otro tiristor se dispara correctamente a través de la puerta, la conducción comienza en el chip en el área inmediatamente adyacente a la compuerta, extendiéndose rápidamente por toda el área activa.

El tiempo para que este retardo de corriente se extienda impone límites a la tasa máxima de crecimiento actual en una carga.

Si la corriente de carga aumenta demasiado rápido antes de alcanzar el área de conducción total, se pueden producir sobrecalentamientos en el chip.

Estos puntos pueden hacer que el dispositivo se destruya de inmediato como una degradación gradual, con una reducción gradual de la sensibilidad de la compuerta.

Por ese motivo, al usar un Triac tenga en mente que:

 

Manteniendo la corriente del disparo seguro se preserva la integridad del triac.

 

Los ejemplos de cargas que tienen alta corriente de conducción inicial son lámparas incandescentes. La resistencia de un filamento frío es mucho más baja que la resistencia nominal.

Utilizando un triac para controlar un dispositivo como este, se entiende que dIt/dt está en su punto máximo, a la altura de la tensión de la red eléctrica.

Este problema se puede corregir reduciendo la tasa de crecimiento de la corriente con la adición de un pequeño inductor (algunos mH) en serie con la carga. El inductor elegido no debe ser de tipo saturable.

Otra posibilidad es la conexión de un NTC (Negative Coefficient Temperature) o del termistor en serie con la carga.

Sin embargo, la solución más "elegante" para el problema es utilizar los circuitos de de disparo que funcionan por el ciclo del paso por cero de la tensión de la alimentación. Esto significa que la conducción siempre comienza en el punto mínimo.

El lector debe entonces recordar que:

 

Si la tasa de crecimiento de la corriente en el disparo es demasiado alta, poniendo en peligro la integridad del componente, utilice un inductor en serie o un NTC.

Otra solución es adoptar un circuito de disparo de paso por cero parar cargas resistivas.

 

Desconectando

Como los triacs se utilizan en circuitos de corriente alterna, cambian naturalmente al final de cada semiciclo de la tensión de carga, a menos que se aplique la señal de disparo para seguir conduciendo en el próximo ciclo. Las mismas recomendaciones son válidas en el caso de los SCRs.

Los triacs, los SCRs y otros componentes de la familia de los tiristores son componentes robustos, soportando altas corrientes y tensiones.

Aun así, si estos componentes no se utilizan correctamente pueden presentar fallas e incluso quemar.

 

 


 

Contenido 

Parte 1 - Unidades - Energía (CUR2001S)

Parte 2 – Diodos (CUR2002S) 

Parte 3 - Transistores de potencia bipolares (CUR2003S)

Parte 4 - MOSFETs de Potencia (CUR2004S)

Parte 5 - Los IGBTs (CUR2005S)

Parte 6 - Tiristores – El SCR (CUR2006S)

Parte 7 - Tiristores - El Triac (CUR2007S)

Parte 8 – Tiristores – Otros Dispositivos (CUR2008S)