白皮书

TRIAC规格和建议(导通行为)

Wiki将可控硅可控硅定义为一种电子元件，大约相当于两个可控硅整流器(可控硅/晶闸管)以反并联(并联但极性相反)的方式连接在一起，并将它们的栅极连接在一起。这导致了一个双向电子开关，当它被触发(打开)时，可以在任何方向传导电流，因此没有任何极性。它可以通过施加在其栅极上的正电压或负电压来触发。一旦触发，器件继续导通，直到通过它的电流降至某一阈值(保持电流)以下，例如在交流(AC)主电源的半周期结束时。这使得可控硅成为交流电路的一个非常方便的开关，允许用毫安级控制电流控制非常大的功率流。此外，在交流周期的一个可控点施加触发脉冲允许人们控制流过TRIAC到负载的电流百分比(相位控制)。

万博客户要求Ansys确定关键的可控硅部件参数，并确定确保其模块化控制系统成功运行所需的裕度。目前使用的可控硅是一种敏感栅极类型。

接通控制电路

打开(闩锁)，当你施加触发电压的闸门和支持阀站电流和电压输出，以激励指定数量和类型的电磁阀负载。

• 门触发电流(象限特定)
  • 最大，最小，证明
• 潜在的其他次要负载

关闭控制电路

除非将触发电压施加到栅极，否则保持关闭状态，即使暴露于过高的dV/dt，主交流电源上的噪声或断开感应螺线管负载后的反电动势。

• 栅极触发电流
  • 最大，最小，证明
• 火花电压
  • 最大，最小，证明
• 最小保持电流
  • 最大，最小，证明
• 最大的dV / dt
  • 最大，最小，证明

表演10年

当触发电压被移除时迅速关闭，以防止在车站过流状态下电路损坏。

• 最小保持电流
  • 最大，最小，证明

在暴露于阀门电线上的指定浪涌时保持功能。

• 火花电压
  • 最大，最小，证明
• 冲击电流
  • 最大，最小，证明

能够耗散功率并允许延长闭锁而不会导致部件退化。

• 有效值导通电流
  • 最大，最小，证明
• 结温
  • 最大，最小，证明

香料模拟

模拟了TRIAC和驱动器之间电路的SPICE模型，以确定螺线管和TRIAC参数的影响。该模型的示意图如图1所示。TRIAC行为是使用SPICE指令指定的，该指令说明:

• 保持电流
• dV/dt触发临界值
• 栅极触发电流
• 栅极触发电压
• 作业状态电压
• 当前作业状态
• 把的时间在

这是为了研究关键的可控硅性质而修改的。SPICE模型可以很好地预测实际电路的行为，如图2所示，测量的可控硅电压降与模拟电压降之间的比较显示了这一点。

可控硅负载随着螺线管数量的增加

图3至图5显示了所附1至3个螺线管的SPICE模拟。如图所示，电流随所附triac的数量成比例地增加。假设螺线管的电感为0.100 H，电阻为40欧姆。

选择带有一个螺线管的电路进行建模，因为这是开闸操作的最坏情况。由于线圈的电感升高，因此不考虑TRIAC和螺线管之间的导线长度。

在交流工作中，可控硅晶体管的导通主要是栅极触发电流的函数。当负载电流过零时，栅极触发电流需要每半个周期重新偏压TRIAC内的结。其次，如果保持电流过低，在可控硅或线路中分别经历漏电流或噪声，则在没有栅触发信号的情况下，可控硅会意外导通。开启时间仅在高频电路中是一个问题，而在60Hz的使用中则不是问题。

门触发电流

为了更准确地映射所需的栅极电流值，在不同的栅极触发电流下运行SPICE仿真。结果表明，栅极触发电流为16.7mA时的最大IGT可正常导通。图6和图7显示了在16.7mA时的正常导通。

在栅极触发电流高于16.7mA时，观察到不正确的导通。在图8中，电压峰值每半个周期穿过TRIAC，以及在图9中详细显示的接通时出现的较大峰值。

测试可控硅的栅极触发电流参数的进一步增加导致导通特性不断降低。参见图10和图11。电压尖峰穿过TRIAC表示间歇性电源驱动电磁阀，这可能不允许电磁阀正常操作。

当栅极触发电流进一步增加时，电压尖峰变得更加严重。在17.2mA的触发电流下，TRIAC仅激活半个周期(图12和图13)。这是门极触发电流象限专一性的函数。

当施加栅极信号时，当可控硅栅极触发电流达到17.3mA时，栅极信号完全失效，如图14所示。

当触发电压的偏置以及负载电压的偏置已知且恒定时，可控硅栅极触发电流的象限特定额定值通常仅与直流操作相关。控制系统是一个带感性负载的交流系统。出于这个原因，TRIAC需要在所有象限中运行。当达到门电流额定值的阈值时，一个或可能两个象限将在其他象限之前失效，导致半波运行。

可控硅栅极上的噪声可能进一步降低所需的IGT参数，其值等于在典型工作环境中测量到的值。

保持电流

通过将栅极触发电流设置为15mA，可以发现保持电流。最小操作保持电流为0.302mA。在0.301 mA时，在没有栅极触发电流的情况下观察到部分导通，如图15和图16所示。负载线上的噪声将使保持电流的最小值增加一个等于噪声电流的值。将触发电流调整到最大值16.7以下的值对所获得的值没有影响。

讨论和结论

导通特性取决于栅极触发电流额定值和最小保持电流额定值。在无噪声仿真中，临界值如下:

• 亮度:16.7mA(最大)
• Ih: 0.302mA(最小)

对电路和可控硅特性的进一步分析可能会进一步限制这些值。在确定适当的边界时，也应考虑噪音问题。

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