TRIAC

O TRIAC é um componente semicondutor que nasceu da necessidade de se dispor de interruptor controlado, que apresentasse as características funcionais de um SCR, mas que permitisse o controle do ciclo completo da corrente alternada.

Nós já estudamos bastante o SCR e vimos que ele possui uma limitação: por ser um retificador, ele não permite o controle do ciclo completo da corrente alternada, mas somente de um de seus semi-ciclos.

Consequentemente, o SCR está limitado a uma faixa de disparo que vai de 0º a 90º, sendo que um ciclo completo possui 360º.

- A sigla TRIAC origina-se das seguintes palavras inglesas TRIode Alternative Currente;

- Semicondutor pertencente à família dos tiristores utilizado em controle de potência;

- O funcionamento dos TRIACs é bastante parecido com o dos SCRs. Como já foi dito, um SCR permite a passagem da corrente elétrica num único sentido (situação em que o ânodo é positivo em relação ao cátodo). Já no TRIAC, a condução da corrente pode ser realizada em ambos os sentidos.

- Além disso, enquanto o SCR para conduzir necessita de um pulso positivo entre o gatilho e o cátodo, o TRIAC pode ser disparado tanto com pulsos positivos como negativos;

O circuito equivalente é mostrado na figura a seguir.

Para se conseguir a operação em AC, utiliza-se dois SCRs em ligação anti-paralela.

MT2 = terminal principal 2 (Main Terminal 2)MT1 = terminal principal 1 (Main Terminal 1)G = gate ou porta

Vejamos na figura a seguir a estrutura interna de um TRIAC.

Sua estrutura compõe-se de dois sistemas interruptores, sendo um PNPN e outro NPNP, ligados em paralelo. Seu circuito equivalente é composto de dois SCRs complementares, ou seja, ligados em paralelo com polaridade invertida.

Observa-se no desenho os dois eletrodos principais MT2 e MT1, que neste caso não são denominados anodo e catodo, pois trabalham com dupla polaridade na tensão alternada.

As curvas características assemelham-se as dos SCRs exceto que o TRIAC conduz nos quadrantes I e III.

PolarizaçãoPolarização no 1º Quadrante: MT1 (-) e MT2 (+).

Polarização no 3º Quadrante: MT1 (+) e MT2 (-).

Usa-se apenas em corrente alternada (AC), e sua forma clássica de disparo é aplicando-se uma tensão positiva ou negativa no gate, o que permite fazer com que o mesmo dispare em qualquer dos semiciclos.

Formas de Disparo1-) 1º Quadrante Positivo:

MT1: (-), MT2: (+) e aplica-se um pulso, (+) em relação a MT1, no gate.

2-) 1º Quadrante Negativo: MT1: (-), MT2 (+) e aplica-se um pulso, (-) em relação a

MT1, no gate.

3-) 3 º Quadrante Positivo:MT1: (+), MT2 (-) e aplica-se um pulso, (+) em relação a

MT1, no gate.

4-) 3 º Quadrante Negativo:MT1: (+), MT2 (-) e aplica-se um pulso, (-) em relação a

MT1, no gate.

Nas modalidades 1 e 4 obtém maior sensibilidade de disparo para o TRIAC em relação às outras possibilidades.

Na modalidade 3 a sensibilidade é decididamente menor e na modalidade 2 é ainda mais reduzida.

Na modalidade 2 somente deverá ser utilizada em TRIACs concebidos especialmente para esse fim.

ESPECIFICAÇÕES MAIS COMUNS PARA OS TRIACs:

Da mesma forma que nos SCRs precisamos conhecer alguns parâmetros dos TRIACs para o desenvolvimento de projetos:

Tensão máxima de trabalho (VDRM):É máxima tensão que pode aparecer nos terminais de um

TRIAC, quando ele se encontra no estado de não condução (desligado). Para a maioria dos casos esse valor refere-se à tensão de pico de uma tensão senoidal, já que a aplicação principal do dispositivo é em tensões alternadas.

Corrente máxima (ITRMS):Trata-se do valor eficaz da corrente alternada

Corrente de disparo (IGT)É a corrente necessária para disparar o TRIAC. É muito

importante saber o máximo valor dessa corrente, geralmente especificada pelo fabricante, para evitar danos ao mesmo.

Tensão de Ruptura (VBR)Não há no TRIAC, há somente no SCR.

Tensão de Breakover (VBO) Igual ao SCR (existe no 1º e 3º quadrantes).

Corrente de Manutenção (IH)Mesmo significado visto para o SCR, IH no 3º quadrante

é sempre um pouco maior que no 1º quadrante.

VTO : tensão entre MT1 e MT2 depois de disparado o TRIAC, no 3º quadrante é um pouco diferente.

∆I/∆t Tem o mesmo significado que para o SCR o TRIAC

também não permite bruscas variações de corrente. (utiliza-se um indutor em série para proteção).

∆V/∆t, os TRIACs apresentam dois tipos de ∆V/∆t:1º) ∆V/∆t estático, está associado ao estado de bloqueio e se ultrapassado provoca o disparo.

2º) ∆V/∆t dinâmico, está associado à inversão de polaridade sobre o componente quando este está em estado de condução.

Obs: Na prática o valor do ∆V/∆t dinâmico é sempre menor que o ∆V/∆t estático.

As proteções estudadas para os SCRs são as mesmas utilizadas nos TRIACs.

DIACO DIAC tem uma estrutura semelhante a do TRIAC, exceto

que, não possui o terminal do gate (da abreviação inglesa DIODE AC) .

Basicamente possui cinco camadas P e N. A figura a seguir ilustra sua estrutura interna e respectivos símbolos.

O termo anodo e catodo não se aplica ao DIAC, pois seus terminais são identificados como terminal 2 e terminal 1.

Cada terminal opera como anodo ou catodo, de acordo com a polaridade da tensão aplicada.

Se T1 for mais positivo do que T2, a região N é ignorada e T1 operará como anodo; evidentemente T2 terá a região P ignorada e operará como catodo.

Invertendo-se as polaridades, T1 passará a ser o catodo e T2 o anodo.

A figura a seguir mostra a curva característica de um DIAC.

VBO é a tensão de disparo do DIAC (break-over) e IBO é a corrente de disparo. Observa-se na curva característica uma simetria entre os valores positivos e negativos de tensão (1º e 3º quadrantes).

IH e VH representam a corrente de manutenção e tensão de manutenção respectivamente.

O disparo se dá exclusivamente por tensão. Dessemodo, podemos dizer que o DIAC é uma chave bidirecional disparada por tensão.