Un triac poder mirarse como un "tiristor bidireccional" debido a que conduce en ambas direcciones. Por el triac estándar, la corriente circula en cualquiera de las dos direcciones entre los terminales principales MT1 y MT2. Esto es iniciado por una corriente pequeña de señal aplicada entre el terminal de puerta y MT1.
Encendido
El triac estándar puede ser disparado por circulación de corriente positiva o negativa entre compuerta y MT1.
Apagado
Para apagar al tiristor, la corriente de carga debe reducirse por debajo de la IH (corriente de mantenimiento), por el tiempo suficiente para permitir a todos los portadores evacuar la juntura. Esto es logrado por "conmutación forzada" en circuitos CC o al final del hemiciclo de conducción en circuitos de CA.
(La conmutación forzada es cuando la corriente de carga neta del circuito ocasiona que la misma se haga cero de forma tal, que el tiristor se apague). A este punto, el tiristor habrá vuelto totalmente a su estado bloqueando.
Métodos alternativos de disparo.
Red Snubber
La red Snubber es un arreglo RC que se conecta en paralelo al tiristor en un circuito de conmutación, como una protección para el dv/dt. Es básicamente un circuito de frenado al apagado del tiristor, cuyo objetivo es amortiguar el efecto de una variación voltaje / tiempo que en algún momento pudiera ser destructiva para el tiristor.
Un buen circuito de disparo y evitar los disparos en el 3º cuadrantes mejora notablemente la capacidad de absorción de diT/dt
Si la diT/dt se espera superar un inductor de núcleo de aire de algunos mH o una termistor NTC debe ser colocado en serie con la carga, o en el circuito de control (este último circuito de disparo).
Una alternativa puede ser el empleo de circuitos de disparo por cruce por cero para cargas resistivas.
Métodos de Montaje para triacs
Para cargas pequeñas o de corriente de muy corta duración (es decir menos de 1 segundo), podría ser posible operar el triac en el aire libre. En la mayoría de los casos, sin embargo, se fijaría al disipador de calor o al chasis del equipo (siempre que pueda disipar calor).
Los tres métodos principales de sujetar el triac al disipador son:
a) broche o clip
b) atornillando
c) remachando.
Los métodos más comunes son a y b. El sistema remachado no es aconsejado, salvo excepcionalmente.
Resistencia térmica
La resistencia térmica Rth es la resistencia, al flujo de calor, desde el ambiente hasta la juntura.
Es análogo a la resistencia eléctrica; es decir así como:
· Resistencia eléctrica R = V / I.
· Resistencia térmica Rth = T / P.
Donde T es la temperatura que sube en ºK y P es la potencia a disipar en Vatios. Por lo
tanto Rth se expresa en ºK / W.
Para un dispositivo montado verticalmente en el aire libre, la resistencia térmica es determinada por la resistencia térmica juntura – ambiente (Rthj-a). Esta es típicamente 100 ºK/W para el encapsulado SOT82, 60 ºK / W para el SOT78 y 55 ºK / W para los encapsulados aislados Fpack y X-pack.
Para un dispositivo NO aislado montado en un disipador, la resistencia juntura–ambiente es la suma de la resistencia térmica juntura – carcaza (Rthjc) mas la resistencia térmica carcaza – disipador (Rthcd) mas la resistencia térmica disipador – ambiente (Rthda).
Rthja = Rthjc + Rthjc + Rthjc (para montaje sin aislación)
Rth j-a = Rth j-h + Rth h-a (paquete aislado).
Rth j-c [= Rthj-mb ] o Rth j-d [= Rthj-h ], se fijan y puede encontrarse en la hoja de datos para cada dispositivo.
Rth h-a es regido por el tamaño del disipador y del aire que pasa sin restricción por el disipador.
El cálculo del disipador
Tres tiristores
Tensión de salida variable. Depende de a (ángulo de disparo)
Tensión positiva y negativa
Potencia variable
Funcionamiento en dos cuadrantes
Tensión positiva entre ánodo – cátodo
Impulso de corriente en puerta
Entrada en conducción
Carga Inductiva
Rectificador trifásico de media onda controlado
Referencia de disparos
(Gp:) ángulo de disparo
Rectificador trifásico de media onda controlado
Angulo de disparo de T1:
(Gp:) UR
(Gp:) T1
(Gp:) T2
(Gp:) T3
(Gp:) R
(Gp:) L
(Gp:) L
(Gp:) US
(Gp:) UT
(Gp:) UR
(Gp:) US
(Gp:) UT
(Gp:) U0
Rectificador trifásico de media onda controlado
Rectificador trifásico de media onda controlado
(Gp:) UR
(Gp:) T1
(Gp:) T2
(Gp:) T3
(Gp:) R
(Gp:) L
(Gp:) L
(Gp:) US
(Gp:) UT
(Gp:) UR
(Gp:) US
(Gp:) UT
(Gp:) U0
Angulo de disparo de T2:
Rectificador trifásico de media onda controlado
(Gp:) UR
(Gp:) T1
(Gp:) T2
(Gp:) T3
(Gp:) R
(Gp:) L
(Gp:) L
(Gp:) US
(Gp:) UT
(Gp:) UR
(Gp:) US
(Gp:) UT
(Gp:) U0
Angulo de disparo de T3:
+
–
+
+
+
Valor medio y eficaz
Rectificador trifásico de media onda controlado
–
–
Variación del ángulo de retraso a
T1
T2
T3
R
L
L
UR
US
UT
UO
UT
Valor medio nulo
Rectificador trifásico de media onda controlado
Caso en que ?=90º
Caída de tensión en T1
Variación del ángulo de retraso a
Rectificador trifásico de media onda controlado
Caso en que ?=150º
T1
T2
T3
R
L
L
UR
US
UT
UO
UT
Caída de tensión en T1
Tensión de salida siempre negativa.
Energía devuelta a la entrada.
Rectificador trifásico de media onda controlado
Caso en que ?=180º
T1
T2
T3
R
L
L
UR
US
UT
UO
UT
Caída de tensión en T1
Tensión de salida mínima (más negativa).
Energía devuelta a la entrada máxima.
Variación del ángulo de retraso a
Tensión de salida siempre positiva
(Gp:) 0 < ? <
Valor medio
Rectificador trifásico de media onda controlado
Comportamiento con carga resistiva
Rectificador trifásico de media onda controlado
Comportamiento con carga resistiva
(Gp:) < ? <
La tensión de salida se anula pero no se hace negativa
Valor medio
Zona como inversor
(se devuelve energía a la entrada)
Zona de rectificador
(se entrega energía a la carga)
Rectificador trifásico de media onda controlado
Variación de la tensión de salida
(Gp:) U
(Gp:) R
(Gp:) U
(Gp:) S
(Gp:) U
(Gp:) T
(Gp:) T1
(Gp:) T2
(Gp:) T3
(Gp:) U
(Gp:) 0
(Gp:) U
(Gp:) R
(Gp:) U
(Gp:) S
(Gp:) U
(Gp:) T
(Gp:) R
(Gp:) L
(Gp:) L
(Gp:) D
(Gp:) L
Rectificador trifásico de media onda controlado
Comportamiento con carga inductiva y diodo de libre circulación
Cuando la tensión de salida se tiende a ser negativa, el diodo de libre circulación se polariza directamente y entra en conducción.
Tres diodos y tres tiristores
Funcionamiento en un cuadrante
Aplicaciones de alta potencia
Tensión de salida viene expresada
como diferencia de:
Rectificador trifásico
media onda controlado (UAN)
–
Rectificador trifásico
no controlado (UBN)
Carga Inductiva
Rectificador trifásico de doble onda semicontrolado
Rectificador trifásico de doble onda semicontrolado
(Gp:) 0 < ? <
UAN
UBN
UO
La tensión de salida es siempre positiva y continua.
Éste es el ángulo de disparo límite para que no existan tramos de tensión cero.
Rectificador trifásico de doble onda semicontrolado
(Gp:) ? =
UBN
UAN
Rectificador trifásico de doble onda semicontrolado
(Gp:) ? =
UBN
UAN
UO
Rectificador trifásico de doble onda semicontrolado
(Gp:) ? >
?=120º
T3
T1
T3
T2
UAN
UBN
Ahora aparecerán tramos con tensión cero, porque UAN y UBN coinciden en ellos.
Rectificador trifásico de doble onda semicontrolado
UAN
UBN
UO
(Gp:) ? >
La tensión de salida depende del ángulo de disparo a
(Gp:) 0 < ? <
Tensión de salida siempre positiva o continua
Tensión de salida discontinua.
Tramos de tensión cero
Margen de variación del ángulo de disparo a
Rectificador trifásico de doble onda semicontrolado
(Gp:) ? >
Seis tiristores.
Funcionamiento en dos cuadrantes.
Tensión de salida positiva y negativa.
Combinación de dos rectificadores de media onda controlados.
Potencias elevadas.
Rectificador trifásico de doble onda controlado
U
RS
U
ST
U
TR
U
R
U
S
U
T
T4
T5
T6
T4
a
U
BN
(Gp:) URS
(Gp:) UR
(Gp:) T3
(Gp:) T1
(Gp:) T2
(Gp:) T3
(Gp:) a
(Gp:) UAN
(Gp:) UST
(Gp:) UTR
(Gp:) US
(Gp:) UT
Rectificador trifásico de doble onda controlado
UAN
UBN
0 < ? <
Rectificador trifásico de doble onda controlado
UAN
UBN
UO=UAN-UBN
0 < ? <
a = p/2
VALOR MEDIO NULO
Rectificador trifásico de doble onda controlado
UAN
UBN
UO=UAN-UBN
Rectificador trifásico de doble onda controlado
UAN
UBN
? >
Rectificador trifásico de doble onda controlado
UAN
UBN
UO=UAN-UBN
? >
VALOR MEDIO NEGATIVO
Variación de la tensión de salida
Inversor
Rectificador
Rectificador trifásico de doble onda controlado