TRIAC y DIAC
TRIAC Y DIAC
DIAC
(Diodo Interruptor de Corriente Alterna):
Este es un dispositivo controlado por voltaje, el cual se comporta como dos diodos zener puestos en contraparalelo, como ya lo dijimos: cuando el voltaje de cualquier polaridad entre sus dos terminales excede el valor especificado, entra en avalancha y disminuye su resistencia interna a un valor muy bajo. Esto significa que, si es colocado en paralelo con la salida de una fuente de corriente alterna podrá recortar todos los picos positivos y negativos que pasen del voltaje del umbral del diac. Si es puesto en serie, solamente dejará pasar corriente cuando lleve más tensión que la del gatillado para triacs en circuitos de corriente alterna. El dispositivo tiene un rango simétrico de conmutación(en ambos sentidos) de 20 a 40 voltios, tensión que usualmente excede el punto de umbral del gate de los triacs, de tal forma que estos trabajan siempre en un nivel seguro.
Si bien es cierto que el SCR se puede acondicionar para el manejo de cargas alimentadas con corriente alterna, es un hecho que tal cosa no es del todo práctica ni económica. Si se colocan 2 SCR en contraparalelo se necesitan dos circuitos de control independientes para el manejo de sus compuertas, lo cual le resta precisión al diseño y por ende, aumenta los riesgos de fallas.
El diseño de los primeros TRIACs fue la respuesta a la necesidad industrial de dispositivos tiristores que pudieran controlar en fase todo el ciclo de una onda de corriente alterna, incorporando las funciones de 2 SCRs dentro de una sola pastilla semiconductora, y ambos controlados por un solo gate. Las características de compuerta(gate) del TRIAC son muy diferentes de aquellas para dos SCR en contraparalelo, para los SCR, se debe aplicar una señal positiva de control entre el Gate 1 y el terminal principal 1 cuando el terminal Principal 1 es negativo, y entre el Gate 2 y el terminal Principal 2 sea negativo. Este método de operación requiere de dos circuitos separados de compuerta.
En el TRIAC, el Gate 1 y el Gate 2 están conectados juntos y se pueden operar con solamente un circuito de control conectado entre las compuertas y el terminal Principal 1. El modo más fácil de gatillado para control de corriente alterna, se obtiene polarizando positivamente el terminal de compuertas cuando el Terminal Principal 1 sea positivo. En otras palabras, par poner en conducción en ambos sentidos al TRIAC basta con darle al gate un poco de señal de la misma corriente(polaridad) que haya en ese momento en el Terminal Principal 2.
El gatillado para control de corriente alterna también es posible con polarización negativa en el terminal de compuertas durante ambos semiciclos. Para manejo de corriente directa, basta con suministrar al gate una señal positiva de manera similar a como se controla un SCR.
Si ponemos en serie con el terminal del gate un dispositivo que garantice pulsos de disparo con voltaje superior al nivel de umbral del TRIAC(punto en el cual el triac no sabe si conducir o no), obtendremos lo que se conoce como QUADRAC. Este dispositivo se consigue ya integrado dentro de encapsulados iguales a los de los triac, estos se reconocen por la referencia, por ejemplo: Q4006LT. El número 400 señanla el voltaje del triac, el 6 indica la corriente de trabajo en amperios, y las letras LT significan que tienen DIAC incluido en el gate.
CIRCUITO PRACTICO PARA DISPARO
En la figura se muestra un circuito practico de disparo de un triac utilizando un UJT. El resistor RF es un resistor variable que se modifica a medida que las condiciones de carga cambian. El transformador T1 es un transformador de aislamiento, y su propósito es aislar eléctricamente el circuito secundario y el primario, para este caso aísla el circuito de potencia C.A. del circuito de disparo.
La onda senoidal de C.A. del secundario de T1 es aplicada a un rectificador en puente y la salida de este, a una combinación de resistor y diodo zener que suministran una forma de onda de 24 v sincronizada con la línea de C.A.
Cuando la alimentación de 24 v se establece, C1 comienza a cargarse hasta la Vp del UJT, el cual se dispara y crea un pulso de corriente en el devanado primario del transformador T2. Este se acopla al devanado secundario, y el pulso del secundario es entregado a la compuerta del triac, encendiéndolo durante el resto del semiciclo. Las formas de onda del capacitor( Vc1), corriente del secundario de T2 ( Isec) y voltaje de carga (VLD), se muestran en la figura 2(b), (c),(d).
La razón de carga de C1 es determinada por la razón de RF a R1, que forman un divisor de voltaje, entre ellos se dividen la fuente de C.D. de 24 v que alimenta al circuito de disparo. Si RF es pequeño en relación a R1, entonces R1 recibirá una gran parte de la fuente de 24 v , esto origina que el transistor pnp Q1 conduzca, con una circulación grande de corriente por el colector pues el voltaje de R1 es aplicado al circuito de base, por lo tanto C1 se carga con rapidez. Bajo estas condiciones el UJT se dispara pronto y la corriente de carga promedio es alta.
Por otra parte si RF es grande en relación a R1, entonces el voltaje a través de R1 será menor que en el caso anterior, esto provoca la aparición de un voltaje menor a través del circuito base-emisor de Q1 con la cual disminuye su corriente de colector y por consiguiente la razón de carga de C1 se reduce, por lo que le lleva mayor tiempo acumular el Vp del UJT. Por lo tanto el UJT y el triac se disparan después en el semiciclo y la corriente de carga promedio es menor que antes.
Figura 2
DIAC
(Diodo Interruptor de Corriente Alterna):
Este es un dispositivo controlado por voltaje, el cual se comporta como dos diodos zener puestos en contraparalelo, como ya lo dijimos: cuando el voltaje de cualquier polaridad entre sus dos terminales excede el valor especificado, entra en avalancha y disminuye su resistencia interna a un valor muy bajo. Esto significa que, si es colocado en paralelo con la salida de una fuente de corriente alterna podrá recortar todos los picos positivos y negativos que pasen del voltaje del umbral del diac. Si es puesto en serie, solamente dejará pasar corriente cuando lleve más tensión que la del gatillado para triacs en circuitos de corriente alterna. El dispositivo tiene un rango simétrico de conmutación(en ambos sentidos) de 20 a 40 voltios, tensión que usualmente excede el punto de umbral del gate de los triacs, de tal forma que estos trabajan siempre en un nivel seguro.
Si bien es cierto que el SCR se puede acondicionar para el manejo de cargas alimentadas con corriente alterna, es un hecho que tal cosa no es del todo práctica ni económica. Si se colocan 2 SCR en contraparalelo se necesitan dos circuitos de control independientes para el manejo de sus compuertas, lo cual le resta precisión al diseño y por ende, aumenta los riesgos de fallas.
El diseño de los primeros TRIACs fue la respuesta a la necesidad industrial de dispositivos tiristores que pudieran controlar en fase todo el ciclo de una onda de corriente alterna, incorporando las funciones de 2 SCRs dentro de una sola pastilla semiconductora, y ambos controlados por un solo gate. Las características de compuerta(gate) del TRIAC son muy diferentes de aquellas para dos SCR en contraparalelo, para los SCR, se debe aplicar una señal positiva de control entre el Gate 1 y el terminal principal 1 cuando el terminal Principal 1 es negativo, y entre el Gate 2 y el terminal Principal 2 sea negativo. Este método de operación requiere de dos circuitos separados de compuerta.
En el TRIAC, el Gate 1 y el Gate 2 están conectados juntos y se pueden operar con solamente un circuito de control conectado entre las compuertas y el terminal Principal 1. El modo más fácil de gatillado para control de corriente alterna, se obtiene polarizando positivamente el terminal de compuertas cuando el Terminal Principal 1 sea positivo. En otras palabras, par poner en conducción en ambos sentidos al TRIAC basta con darle al gate un poco de señal de la misma corriente(polaridad) que haya en ese momento en el Terminal Principal 2.
El gatillado para control de corriente alterna también es posible con polarización negativa en el terminal de compuertas durante ambos semiciclos. Para manejo de corriente directa, basta con suministrar al gate una señal positiva de manera similar a como se controla un SCR.
Si ponemos en serie con el terminal del gate un dispositivo que garantice pulsos de disparo con voltaje superior al nivel de umbral del TRIAC(punto en el cual el triac no sabe si conducir o no), obtendremos lo que se conoce como QUADRAC. Este dispositivo se consigue ya integrado dentro de encapsulados iguales a los de los triac, estos se reconocen por la referencia, por ejemplo: Q4006LT. El número 400 señanla el voltaje del triac, el 6 indica la corriente de trabajo en amperios, y las letras LT significan que tienen DIAC incluido en el gate.
CIRCUITO PRACTICO PARA DISPARO
En la figura se muestra un circuito practico de disparo de un triac utilizando un UJT. El resistor RF es un resistor variable que se modifica a medida que las condiciones de carga cambian. El transformador T1 es un transformador de aislamiento, y su propósito es aislar eléctricamente el circuito secundario y el primario, para este caso aísla el circuito de potencia C.A. del circuito de disparo.
La onda senoidal de C.A. del secundario de T1 es aplicada a un rectificador en puente y la salida de este, a una combinación de resistor y diodo zener que suministran una forma de onda de 24 v sincronizada con la línea de C.A.
Cuando la alimentación de 24 v se establece, C1 comienza a cargarse hasta la Vp del UJT, el cual se dispara y crea un pulso de corriente en el devanado primario del transformador T2. Este se acopla al devanado secundario, y el pulso del secundario es entregado a la compuerta del triac, encendiéndolo durante el resto del semiciclo. Las formas de onda del capacitor( Vc1), corriente del secundario de T2 ( Isec) y voltaje de carga (VLD), se muestran en la figura 2(b), (c),(d).
La razón de carga de C1 es determinada por la razón de RF a R1, que forman un divisor de voltaje, entre ellos se dividen la fuente de C.D. de 24 v que alimenta al circuito de disparo. Si RF es pequeño en relación a R1, entonces R1 recibirá una gran parte de la fuente de 24 v , esto origina que el transistor pnp Q1 conduzca, con una circulación grande de corriente por el colector pues el voltaje de R1 es aplicado al circuito de base, por lo tanto C1 se carga con rapidez. Bajo estas condiciones el UJT se dispara pronto y la corriente de carga promedio es alta.
Por otra parte si RF es grande en relación a R1, entonces el voltaje a través de R1 será menor que en el caso anterior, esto provoca la aparición de un voltaje menor a través del circuito base-emisor de Q1 con la cual disminuye su corriente de colector y por consiguiente la razón de carga de C1 se reduce, por lo que le lleva mayor tiempo acumular el Vp del UJT. Por lo tanto el UJT y el triac se disparan después en el semiciclo y la corriente de carga promedio es menor que antes.
Figura 2
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