El triac como interruptor de corriente alterna

Un TRIAC es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna

Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas. 

Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta (gate)

El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo de gate/puerta y puede ser disparado independientemente de la polarización de puerta, es decir, mediante una corriente de puerta positiva o negativa.

Triac bt137
Símbolo triac

Donde:

  • A2 = Ánodo 2
  • A1 = Ánodo 1
  • G = Puerta de cebado o disparo.

DESCRIPCIÓN GENERAL

Cuando el triac conduce, circula la corriente de un ánodo al otro, dependiendo de la polaridad del voltaje externo aplicado. Cuando el voltaje es mas positivo en A2, la corriente circula de A2 a A1 en caso contrario fluye de A1 a A2. En ambos casos el triac se comporta como un interruptor cerrado (cebado). Cuando el triac deja de conducir no puede circular corriente entre los terminales principales sin importar la polaridad del voltaje externo aplicado por tanto actúa como un interruptor abierto.

Debe tenerse en cuenta que si se aplica una variación de tensión importante entre A1 y A2 (dv/dt) aún sin conducción previa, el triac puede entrar en conducción directa.

MONTAJE BÁSICO

La relación en el circuito entre la fuente de voltaje, el triac y la carga se representa en la figura siguiente. La corriente promedio entregada a la carga puede variarse alterando la cantidad de tiempo por ciclo que el triac permanece cebado. Si permanece una parte pequeña del tiempo cebado, la corriente promedio a través de muchos ciclos será pequeña, en cambio si permanece durante una parte grande del ciclo de tiempo encendido, la corriente promedio será alta.

Un triac no esta limitado a 180º de conducción por ciclo. Con un arreglo adecuado del disparador, puede conducir durante el total de los 360º del ciclo. Por tanto proporciona control de corriente de onda completa, en lugar del control de media onda que se logra con un SCR.

El esquema y las formas de onda pueden verse a continuación:

Señal triac

En la figura (a), las formas de onda muestran apagado el triac durante los primeros 30 de cada semiciclo, durante estos 30º el triac se comporta como un interruptor abierto, durante este tiempo el voltaje completo de línea cae en los terminales del triac VA2-A1, sin aplicar ningún voltaje a la carga. Por tanto no hay flujo de corriente a través del triac y la carga. La parte del semiciclo durante la cual existe esta situación se llama ángulo de retardo de disparo.

Después de transcurridos los 30º, el triac se dispara (ceba) y se vuelve como un interruptor cerrado y comienza a conducir corriente a la carga, esto lo realiza durante el resto del semiciclo. La parte del semiciclo durante la cual el triac esta cebado se llama ángulo de conducción.

En la figura (b), tenemos que el cebado del triac se produce a los 120º, entregando a la carga una menor potencia que en el caso anterior.

Con un circuito de control adecuado puede regularse la potencia entregada a la carga desde 0º (máxima potencia en la carga) hasta 360º (mínima potencia en la carga). Si la carga utilizada es un bombilla con este circuito conseguiremos un regulador de intensidad luminosa, si es un motor variaremos su velocidad, si es una estufa variaremos el calor que entrega.

A este sistema se le conoce con el nombre de control de fase. No es el sistema ideal para cargas de tipo inductivo (motores), pero puede emplearse con cargas de tipo resistivo ofreciendo buenos resultados.

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