TRIAC

DEFINICIÓN

El triac es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se usa para controlar el flujo de corriente promedio a una carga, con la particularidad de que conduce en ambos sentidos y puede ser bloqueado por inversión de la tensión o al disminuir la corriente por debajo del valor de mantenimiento. El triac puede ser disparado independientemente de la polarización de puerta, es decir, mediante una corriente de puerta positiva o negativa.

CONSTRUCCIÓN

La estructura contiene seis capas, aunque funciona siempre como un tiristor de cuatro capas. En sentido MT2-MT1 conduce a través de P1N1P2N2 y en sentido MT1-MT2 a través de P2N1P1N4. La capa N3 facilita el disparo con intensidad de puerta negativa. La complicación de su estructura lo hace mas delicado que un tiristor en cuanto a di/dt y dv/dt y capacidad para soportar sobre intensidades. Se fabrican para intensidades de algunos amperios hasta unos 200 A eficaces y desde 400 a 1000 V de tensión de pico repetitivo. Los triac son fabricados para funcionar a frecuencias bajas, los fabricados para trabajar a frecuencias medias son denominados alternistores , la nomenclatura Ánodo 2 (A2) y Ánodo 1 (A1) pueden ser reemplazados por Terminal Principal 2 (MT2) y Terminal Principal 1 (MT1) respectivamente. El Triac actúa como dos rectificadores controlados de silicio (SCR) en paralelo , este dispositivo es equivalente a dos latchs.

 SIMBOLOGÍA

CARACTERÍSTICAS

•  La corriente puede pasar en ambas direcciones.
•  Adecuados para convertidores de conmutación forzada en aplicaciones de potencia intermedia y alta.
• Control del encendido por corriente de puerta (pulso). No es posible apagarlo desde la puerta.
•  Pueden apagarse con un pulso de señal negativo.

Cuando el TRIAC conduce, hay una trayectoria de flujo de corriente de muy baja resistencia de una terminal a la otra, dependiendo la dirección de flujo de la polaridad del voltaje externo aplicado. Cuando el voltaje es más positivo en MT2 (ver Figura 1), la corriente fluye de MT2 a MT1 en caso contrario fluye de MT1 a MT2. En ambos casos el TRIAC se comporta como un interruptor cerrado. Cuando el TRIAC deja de conducir no puede fluir corriente entre las terminales principales sin importar la polaridad del voltaje externo aplicado por tanto actúa como un interruptor abierto.

Debe tenerse en cuenta que si se aplica una variación de tensión importante al TRIAC (dv/dt) aún sin conducción previa, el TRIAC puede entrar en conducción directa.

• Dispositivo capaz de soportar las potencias más elevadas. Único dispositivo capaz de soportar 4000 Amp y 7000 Volt.
• Frecuencia máxima de funcionamiento baja, ya que se sacrifica la velocidad (vida media de los portadores larga) para conseguir una caída en conducción lo menor posible. Su funcionamiento se centra en aplicaciones a frecuencia de red

CURVA CARACTERÍSTICA

Si la terminal MT2 es positiva con respecto a la terminal MT1 el TRIAC puede encenderse aplicando una señal positiva entre la compuerta gate y la terminal MT1. (Ve+). Si la terminal MT2 es negativa con respecto a MT1 se enciende aplicando una señal negativa entre gate y MT1.

FUNCIONAMIENTO

    La parte positiva de la onda (semiciclo positivo) pasará por el triac siempre y cuando haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circulará de arriba hacia abajo (pasará por el tiristor que apunta hacia abajo), de igual manera: La parte negativa de la onda (semiciclo negativo) pasará por el triac siempre y cuando haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circulará de abajo hacia arriba (pasará por el tiristor que apunta hacia arriba). Para ambos semiciclos la señal de disparo se obtiene de la misma patilla (la puerta o compuerta). Lo interesante es, que se puede controlar el momento de disparo de esta patilla y así, controlar el tiempo que cada tiristor estará en conducción. Recordar que un tiristor sólo conduce cuando ha sido disparada (activada) la compuerta y entre sus terminales hay un voltaje positivo de un valor mínimo para cada tiristor). Entonces, si se controla el tiempo que cada tiristor está en conducción, se puede controlar la corriente que se entrega a una carga y por consiguiente la potencia que consume.

CUADRANTES DE DISPARO

Debido a que el TRIAC posee dos ánodos denominados (MT1 y MT2) y una compuerta G, la polaridad de la compuerta y la polaridad del ánodo 2, se mide con respecto al ánodo 1. Puede dispararse desde el cuadrante I o III. A los tipos de disparos se les denominan, I (+), I (-), III (+), III (-).

Disparo cuadrante I (+)

En este tipo de disparo la polaridad del ánodo MT2 y la de la compuerta son positivas, con respecto al ánodo MT1. Este método es el más común. La corriente de compuerta circula internamente hasta MT1, en parte por la unión P2N2 y en parte por la zona P2. Se observa como la corriente pasa por la ruta desde MT2 de: P1N1 y P2N2 para llegar a MT1. (Ver figura 5).



Disparo cuadrante III (-)

En este tipo de disparo es aquel en quela tensión del ánodo MT2 y la tensión de la compuerta son negativos con respecto a MT1.Esto hace que el TRIAC conduzca desde MT1 ésta MT2 pasando por la rutaP2N1P1N4.



Disparo cuadrante I (-)

 En este tipo de disparo la polaridad del ánodo MT2 es positiva con respecto al ánodo MT1, mientras que la compuerta. Tiene una polaridad negativa con respecto al ánodo MT1. El TRIAC conduce del ánodo MT2 al MT1 pasando inicialmente por la ruta P1N1P2N3, y después por la ruta principal P1N1P2N2



Disparo del cuadrante III (+).

En este modo la tensión del ánodo MT2 es negativa con respecto a la del ánodo MT1 y la tensión de disparo de la compuerta es positiva con respecto al ánodo MT1.  Este método conduce por la ruta P2N1P1N4 de MT1 hacia MT2.

APLICACIONES

• Su versatilidad lo hace ideal para el control de corrientes alternas.
•  Una de ellas es su utilización como interruptor estático ofreciendo muchas ventajas sobre los interruptores mecánicos convencionales y los relés.
•  Funciona como interruptor electrónico y también a pila.
•  Se utilizan TRIACs de baja potencia en muchas aplicaciones como atenuadores de luz, controles de velocidad para motores eléctricos, y en los sistemas de control computarizado de muchos elementos caseros. No obstante, cuando se utiliza con cargas inductivas como motores eléctricos, se deben tomar las precauciones necesarias para asegurarse que el TRIAC se apaga correctamente al final de cada semiciclo de la onda de corriente alterna.

  Una aplicación muy común es el atenuador luminoso de lámparas incandescentes (circuito de control de fase).

Donde:

• Ven: Voltaje aplicado al circuito (A.C.)
• L: lámpara
• P: potenciometro
• C: condensador 

• R: resistor
• T: Triac
• A2: Anodo 2
• A3: Anodo 3
• G: Gate, puerta o compuerta

El triac controla el paso de la corriente alterna a la lámpara (carga), pasando continuamente entre los estados de conducción (cuando la corriente circula por el triac) y el de corte (cuando la corriente no circula). Si se varía el potenciómetro, se varía el tiempo de carga de un capacitor causando que se incremente o reduzca la diferencia de fase de la tensión de alimentacion y la que se aplica a la compuerta