TRIAC - Tiristore a doppio effetto

Come esempio d'impiego eccovi ora un comando di luminosità per lampadine. Il triac ZWT viene innescato attraverso un diac ZSD. Variando la resistenza R si può regolare la luminosità della lampadina L tra il valore zero ed il suo valore massimo. La forte corrente per la lampada fluisce lungo la linea disegnata grossa, mentre la linea sottile rappresenta il circuito di pilotaggio.

Il disegno indica solo le parti essenziali del circuito. Il modo di funzionare verrà descritto nel proseguo dell'articolo.

Figura 15

L'interruttore S nella figura 15 in realtà non è necessario. Esso serve qui solo per facilitare la spiegazione. Quando questo interruttore è aperto si possono facilmente trascurare le relazioni fra le tensioni alternate u₀ e u₁. Allora non scorre corrente di pilotaggio per ZWT e lungo la linea grossa non scorre corrente di carico. Di conseguenza il punto A è praticamente a potenziale di terra, e u₁ è la tensione al condensatore C.

Quando la resistenza R è piccola si ha che u₁ = u₀. L’ampiezza e la fase di entrambe le tensioni è uguale, vedi figura 16 a sinistra. Se invece si da ad R un grande valore, allora la corrente provocata dalla tensione u0 attraverso R e C, dipende ora solo da R ma non più da C. La corrente è inoltre in fase con u₀, poiché R è una resistenza ohmica (figura 16 a destra). Poiché in ogni condensatore la corrente è in anticipo di 90° rispetto alla tensione (vedi anche figura 16 a sinistra), nella figura a destra u₁, è in ritardo rispetto alla corrente e quindi anche in ritardo di 90° rispetto ad u₀. L’ampiezza di u₁. è molto piccola.

Figura16

Le relazioni fra u_1. e u₀ ad interruttore S aperto, nella figura 15, e che sono state rappresentate in figura 16 con diagrammi vettoriali, vengono qui rappresentate in diagramma cartesiano in funzione dell'andamento delle tensioni nel tempo. In realtà l'interruttore S non è necessario; sino a quando il diac ZSD è in blocco, u1 si comporta come ad interruttore aperto.

Poiché a ZWT disinnescato il punto A è a potenziale di terra e poiché la resistenza nel ZWT fra A e B è molto piccola, la tensione u₁, è praticamente applicata a ZSD. Poniamo ora che la tensione di blocco di ZSD sia u_K.

Quando il valore di u₁ raggiunge il valore di u_K, il ZSD si innesca da solo (figura 14) e conduce quindi una corrente di pilotaggio per ZWT.

Figura 17

Dopo ogni innesco (vedi figura 17) scorre corrente di carico nel triac e attraverso la lampada, sino a che u₀ ripassa per il valore 0, e pertanto il ZWT si disinnesca. Tanto più piccola la R tanto prima si anticipa l’innesco e più lungo diventa il tempo di flusso della corrente e di conseguenza della luminosità della lampadina. Per oscurare L si dovrà portare la R ad alti valori.

Nei punti di accensione indicati in figura 17 si hanno u₀ ed u₁ positivi o negativi. E quindi secondo le figure 9 e 10 si hanno i casi d’innesco “diretto positivo” o “inverso negativo”. Per quanto riguarda la nota posta in calce alla figura: “nessun innesco è richiesto”.

Nel triac sorge però un problema che non si pone con il collegamento in antiparallelo di due tiristori semplici. Nella figura 17 inferiore si può vedere che subito dopo i 180" la tensione u₁ è sempre ancora maggiore di u_K. Ora quando u₀ raggiunge il valore di alcuni volt in senso negativo, e prima che u₁ sia diventata minora di u_K, può avvenire un innesco all'inizio della semionda. Secondo le indicazioni date nella figura 17 sarebbe il caso di innesco “inverso positivo”. Corrispondentemente subito i 360° e 0° potrebbe avvenire l’innesco “diretto negativo”. Questi inneschi non desiderati sono indicati con linea tratteggiata nella figura 17 inferiore.

Questo significherebbe che la lampada proprio allora potrebbe maggiormente illuminarsi, quando si vorrebbe oscurarla. Per diminuire questo pericolo si potrebbe diminuire il valore di u₁ od aumentare quello di u_K, od anche variare il circuito RC ed usare un diac con diverse caratteristiche. Ma rimarrebbe sempre il pericolo che malgrado ciò subentrassero degli inneschi indesiderati, e precisamente a causa di caratteristiche dinamiche dei tiristori, delle quali qui non possiamo ora parlare.

Di conseguenza la cosa migliore è di costruire un triac che non si adatti assolutamente ai casi di innesco “diretto negativo” e “inverso positivo”. 

Questa possibilità è già stata accennata precedentemente. Per altri impieghi invece potrebbe essere desiderato che uno dei due casi “diretto negativo” ed “inverso positivo” siano a disposizione.

Per questa ragione in questo articolo abbiamo discusso di tutte e quattro le possibilità di innesco.