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7.6: El TRIAC

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    Los SCR son dispositivos de corriente unidireccionales (unidireccionales), lo que los hace útiles para controlar solo CC. Si dos SCR se unen en forma paralela consecutiva al igual que dos diodos Shockley se unieron para formar un DIAC, tenemos un nuevo dispositivo conocido como TRIAC: (Figura a continuación)

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    El equivalente de SCR TRIAC y el símbolo esquemático TRIAC

    Debido a que los SCR individuales son más flexibles de usar en sistemas de control avanzados, estos se ven más comúnmente en circuitos como accionamientos de motor; los TRIAC generalmente se ven en aplicaciones simples de baja potencia como los interruptores de atenuación domésticos. Un simple circuito atenuador de lámpara se muestra en la figura a continuación, completo con la red de resistencia-condensador de cambio de fase necesaria para el encendido después del pico.

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    Control de fase TRIAC de potencia

    Los TRIAC son conocidos por no disparar simétricamente. Esto significa que estos generalmente no se dispararán exactamente al mismo nivel de voltaje de la puerta para una polaridad que para la otra. En términos generales, esto es indeseable, porque el disparo asimétrico da como resultado una forma de onda de corriente con una mayor variedad de frecuencias armónicas. Las formas de onda que son simétricas por encima y por debajo de sus líneas centrales promedio están compuestas solo por armónicos impares. Las formas de onda asimétricas, por otro lado, contienen armónicos pares (que también pueden estar acompañados o no de armónicos impares).

    En aras de reducir el contenido total de armónicos en los sistemas de potencia, cuanto menos y menos diversos sean los armónicos, mejor; una razón más por la que los SCR individuales son favorecidos sobre los TRIAC para circuitos de control complejos de alta potencia. Una forma de hacer que la forma de onda de corriente del TRIAC sea más simétrica es usar un dispositivo externo al TRIAC para cronometrar el pulso de activación. Un DIAC colocado en serie con la puerta hace un trabajo justo de esto: (Figura abajo)

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    DIAC mejora la simetría del control

    Los voltajes de ruptura DIAC tienden a ser mucho más simétricos (lo mismo en una polaridad que en la otra) que los umbrales de voltaje de activación TRIAC. Dado que el DIAC evita cualquier corriente de puerta hasta que el voltaje de disparo haya alcanzado un cierto nivel repetible en cualquier dirección, el punto de disparo del TRIAC de un medio ciclo al siguiente tiende a ser más consistente, y la forma de onda más simétrica por encima y por debajo de su línea central.

    Prácticamente todas las características y clasificaciones de los SCR se aplican por igual a los TRIAC, excepto que los TRIAC por supuesto son bidireccionales (pueden manejar la corriente en ambas direcciones). No hay que decir mucho más sobre este dispositivo a excepción de una advertencia importante sobre sus designaciones de terminales.

    A partir del diagrama de circuito equivalente mostrado anteriormente, se podría pensar que los terminales principales 1 y 2 eran intercambiables. ¡Estos no lo son! Aunque es útil imaginar que el TRIAC está compuesto por dos SCR unidos entre sí, de hecho está construido a partir de una sola pieza de material semiconductor, apropiadamente dopado y estratificado. Las características reales de funcionamiento pueden diferir ligeramente de las del modelo equivalente.

    Esto se hace más evidente al contrastar dos diseños de circuitos simples, uno que funciona y otro que no. Los siguientes dos circuitos son una variación del circuito atenuador de lámpara mostrado anteriormente, el condensador de cambio de fase y el DIAC eliminados por razones de simplicidad. Aunque el circuito resultante carece de la capacidad de control fino de la versión más compleja (con condensador y DIAC), sí funciona: (Figura a continuación)

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    Este circuito con la puerta a MT 2 sí funciona.

    Supongamos que íbamos a cambiar los dos terminales principales del TRIAC alrededor. De acuerdo con el diagrama de circuito equivalente mostrado anteriormente en esta sección, el swap no debería hacer ninguna diferencia. El circuito debería funcionar: (Figura abajo)

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    Con la puerta intercambiada a MT 1, este circuito no funciona.

    No obstante, si se construye este circuito, ¡se encontrará que no funciona! La carga no recibirá energía, el TRIAC se niega a disparar en absoluto, no importa cuán bajo o alto sea el valor de resistencia en el que se establezca la resistencia de control. La clave para activar con éxito un TRIAC es asegurarse de que la puerta reciba su corriente de activación desde el lado del terminal principal 2 del circuito (el terminal principal en el lado opuesto del símbolo TRIAC desde el terminal de puerta). La identificación de los terminales MT 1 y MT 2 debe hacerse a través del número de pieza del TRIAC con referencia a una hoja de datos o libro.

    Revisar

    • Un TRIAC actúa como dos SCR conectados espalda con espalda para operación bidireccional (CA).
    • Los controles TRIAC se ven con mayor frecuencia en circuitos simples de baja potencia que en circuitos complejos de alta potencia. En los circuitos de control de potencia grandes, los SCR múltiples tienden a ser favorecidos.
    • Cuando se usan para controlar la alimentación de CA a una carga, los TRIAC suelen ir acompañados de DIAC conectados en serie con sus terminales de compuerta. El DIAC ayuda al TRIAC a disparar más simétricamente (más consistentemente de una polaridad a otra).
    • Los terminales principales 1 y 2 en un TRIAC no son intercambiables.
    • Para activar con éxito un TRIAC, ¡la corriente de puerta debe provenir del lado del terminal principal 2 (MT 2) del circuito!

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