Le TRIAC

Les SCR sont des dispositifs de courant unidirectionnels (unidirectionnels), ce qui les rend utiles pour contrôler uniquement le courant continu. Si deux SCR sont joints en parallèle dos à dos, tout comme deux diodes Shockley ont été jointes pour former un DIAC, nous avons un nouveau dispositif connu sous le nom de TRIAC :(Figure ci-dessous)

L'équivalent TRIAC SCR et le symbole schématique TRIAC.

Étant donné que les SCR individuels sont plus flexibles à utiliser dans les systèmes de contrôle avancés, ils sont plus fréquemment observés dans les circuits tels que les entraînements de moteur ; Les TRIAC sont généralement utilisés dans des applications simples à faible consommation comme les gradateurs domestiques. Un simple circuit de gradation de lampe est illustré à la figure ci-dessous, avec le réseau de résistance-condensateur de déphasage nécessaire pour l'allumage après la pointe.

Contrôle de phase TRIAC de puissance

Les TRIAC sont connus pour ne pas tirer de manière symétrique. Cela signifie que ceux-ci ne se déclencheront généralement pas exactement au même niveau de tension de grille pour une polarité que pour l'autre. D'une manière générale, cela n'est pas souhaitable, car le déclenchement asymétrique entraîne une forme d'onde de courant avec une plus grande variété de fréquences harmoniques. Les formes d'onde symétriques au-dessus et au-dessous de leurs lignes médianes moyennes sont composées uniquement d'harmoniques impaires. Les formes d'onde asymétriques, en revanche, contiennent des harmoniques paires (qui peuvent ou non être accompagnées d'harmoniques impaires).

Dans l'intérêt de réduire le contenu harmonique total dans les systèmes d'alimentation, moins les harmoniques sont nombreuses et diversifiées, mieux c'est - une raison de plus pour laquelle les SCR individuels sont préférés aux TRIAC pour les circuits de commande complexes à haute puissance. Une façon de rendre la forme d'onde actuelle du TRIAC plus symétrique consiste à utiliser un dispositif externe au TRIAC pour chronométrer l'impulsion de déclenchement. Un DIAC placé en série avec la porte fait un bon travail :(Figure ci-dessous)

DIAC améliore la symétrie du contrôle

Les tensions de coupure DIAC ont tendance à être beaucoup plus symétriques (les mêmes dans une polarité que l'autre) que les seuils de tension de déclenchement TRIAC. Étant donné que le DIAC empêche tout courant de grille jusqu'à ce que la tension de déclenchement ait atteint un certain niveau reproductible dans les deux sens, le point de déclenchement du TRIAC d'un demi-cycle au suivant a tendance à être plus cohérent et la forme d'onde plus symétrique au-dessus et au-dessous sa ligne médiane.

Pratiquement toutes les caractéristiques et valeurs nominales des SCR s'appliquent également aux TRIAC, sauf que les TRIAC sont bien sûr bidirectionnels (peuvent gérer le courant dans les deux sens). Il n'y a pas grand-chose à dire de plus sur cet appareil, à l'exception d'une mise en garde importante concernant ses désignations de terminaux.

D'après le schéma de circuit équivalent présenté précédemment, on pourrait penser que les bornes principales 1 et 2 étaient interchangeables. Ce ne sont pas! Bien qu'il soit utile d'imaginer le TRIAC comme étant composé de deux SCR assemblés, il est en fait construit à partir d'une seule pièce de matériau semi-conducteur, dopé et stratifié de manière appropriée. Les caractéristiques de fonctionnement réelles peuvent différer légèrement de celles du modèle équivalent.

Ceci est rendu plus évident en contrastant deux conceptions de circuits simples, une qui fonctionne et une qui ne fonctionne pas. Les deux circuits suivants sont une variante du circuit de gradation de la lampe illustré précédemment, le condensateur de déphasage et le DIAC supprimés par souci de simplicité. Bien que le circuit résultant n'ait pas la capacité de contrôle fin de la version plus complexe (avec condensateur et DIAC), il fonctionne :(Figure ci-dessous)

Ce circuit avec la porte vers MT2 fonctionne.

Supposons que nous devions échanger les deux terminaux principaux du TRIAC. Selon le schéma de circuit équivalent présenté plus haut dans cette section, l'échange ne devrait faire aucune différence. Le circuit devrait fonctionner :(Figure ci-dessous)

Avec la porte permutée sur MT1, ce circuit ne fonctionne pas.

Cependant, si ce circuit est construit, on constatera qu'il ne fonctionne pas ! La charge ne recevra aucune alimentation, le TRIAC refusant de tirer du tout, quelle que soit la valeur de résistance basse ou élevée sur laquelle la résistance de contrôle est réglée. La clé pour déclencher avec succès un TRIAC est de s'assurer que la porte reçoit son courant de déclenchement du côté de la borne principale 2 du circuit (la borne principale du côté opposé du symbole TRIAC de la borne de la porte). L'identification des terminaux MT1 et MT2 doit se faire via la référence du TRIAC en référence à une fiche technique ou un livre.

AVIS :

• Un TRIAC agit un peu comme deux SCR connectés dos à dos pour un fonctionnement bidirectionnel (AC).
• Les commandes TRIAC sont plus souvent observées dans des circuits simples à faible puissance que dans des circuits complexes à haute puissance. Dans les grands circuits de contrôle de puissance, plusieurs SCR ont tendance à être favorisés.
• Lorsqu'ils sont utilisés pour contrôler l'alimentation CA d'une charge, les TRIAC sont souvent accompagnés de DIAC connectés en série avec leurs bornes de grille. Le DIAC aide le TRIAC à tirer de manière plus symétrique (plus cohérente d'une polarité à l'autre).
• Les bornes principales 1 et 2 d'un TRIAC ne sont pas interchangeables.
• Pour déclencher avec succès un TRIAC, le courant de grille doit provenir du côté borne principale 2 (MT2) du circuit !

FICHE DE TRAVAIL CONNEXE :

• Fiche de travail sur les thyristors