Como Funciona o TRIAC (ART3977)

Este é mais um artigo que disponibilizamos em nosso site e que trata do funcionamento do Triac. Outros artigos podem ser encontrados com abordagens ligeiramente diferentes. A diferença está na época em que foram feitos e também no tipo de público a ser atingido. Este é parte de nosso livro Curso de Eletrônica – Eletrônica de Potência 

ART1028S

Estrutura do Triac

O Triac, outro membro da família dos tiristores, pode ser considerado como um componente obtido pela ligação de dois SCRs em oposição, tendo em comum um eletrodo de disparo (gate), conforme o leitor na figura 1.

Figura 1 – Dois SCRs em oposição podem ter suas funções reunidas num dispositivo único, o triac

É claro que, no processo de fabricação, os dois dispositivos são obtidos de uma única pastilha de silício, conforme mostra a figura 2.

Figura 2 – Estrutura do Triac

Cada um dos “SCRs” que formam o Triac já tem o seu funcionamento conhecido, de modo que podemos imaginar este componente como alguma coisa como uma “chave bilateral”, que conduz a corrente nos dois sentidos, portanto, e que pode ser disparada por um sinal aplicado ao seu elemento de comporta.

Observe que o Triac tem dois terminais principais: MT1 e MT2 e um terminal de comporta.

A curva característica do triac é mostrada na figura 3. Observe que ela equivale a dois SCRs em oposição com a característica do primeiro quadrante ”rebatida” para o terceiro.

Figura 3 –Curva característica do triac

O significado das diversas tensões e correntes que aparecem neste gráfico será explicado no item “especificações”.

O TRIAC é usado em circuitos de corrente alternada (apenas) ligado em série com a carga, conforme será possível ver na figura 4.

Figura 4 – O Triac no controle de uma carga alimentada pela rede de energia

Para dispará-lo devemos aplicar uma tensão positiva ou negativa em sua comporta, o que permite fazer seu disparo nos circuitos de corrente alternada em qualquer dos semiciclos.

A tensão de disparo para este componente é da ordem de 2 V, e correntes típicas na faixa dos 10 mA aos 200 mA são encontradas, dependendo da potência do componente.

Os Triacs podem ser disparados de 4 modos diferentes, o que deve ser observados nas suas aplicações:

Modo I+: nesta modalidade o terminal MT2 estará positivo em relação a MT1, e a corrente de comporta tem sentido tal, que entra no componente, ou seja, Gate positiva.

Modo I-: nesta modalidade o terminal MT2 é positivo em relação a MT1, e a corrente de gate sai do componente, ou seja, temos uma comporta polarizada negativamente.

Modo III+: nesta modalidade o terminal MT2 está negativo em relação a MT1 e a comporta positiva, ou seja, com a corrente entrando no componente.

Modo III-: nesta modalidade em que temos o terminal MT2 negativo em relação ao MT1 e aplicamos um pulso negativo ao terminal de disparo.

Na figura 5 temos os modos de disparo do Triac.

Figura 5 – Modos de disparo do triac

Nas modalidades I+ e III- obtemos maior sensibilidade ao disparo para o Triac do que nas outras modalidades.

Invólucros

Os Triacs são obtidos nos mesmos invólucros dos SCRs, transistores de potência e MOSFETs. Em alguns casos fica difícil saber do que se trata, se é mesmo um Triac somente observando os códigos.

A Texas Instruments, por exemplo, tem uma série de SCRs e Triacs que recebem a denominação “TIP” e têm todos os mesmos invólucros. O ideal é consultar o datasheet.

Na figura 6 temos invólucros comuns para Triacs.

Figura 6 – Triacs comuns

Como esses dispositivos são utilizados em controles de potência que operam com correntes elevadas, todos são dotados de recursos para montagem em dissipadores de calor.

Figura 7 – Montagem de um triac num dissipador de calor

Especificações do Triac

Da mesma maneira que no caso dos SCRs, precisamos conhecer as principais especificações dos Triacs para poder usá-los convenientemente.

Os limites devem ser respeitados para que o componente não venha a queimar-se.

As principais especificações que devemos observar para os Triacs são:

- Tensão máxima de trabalho (V_DRM)

Esta característica refere-se à máxima tensão que pode aparecer entre os terminais de um TRIAC quando ele se encontra desligado. Para os tipos comuns ela pode variar entre 50 ou 100 V até mais de 1 000 V.

Podemos especificar esta tensão também em termos de pico, para pulsos de curta duração, de modo que nos manuais aparecem as condições em que o valor é válido.

Para a maioria dos casos, entretanto, o valor refere-se ao pico de uma tensão senoidal, já que a principal aplicação do componente é justamente em circuitos ligado à rede local.

- Corrente máxima I_T(RMS)

Veja que o valor indicado já tem a especificação de que se trata de uma corrente rms, ou seja, o valor eficaz da corrente alternada, já que o componente normalmente operará em circuitos de corrente alternada.

- Corrente de disparo I_GT

Temos aqui a indicação da sensibilidade do comportamento ao disparo, sendo esta corrente especificada em termos de miliampères.

É importante também saber a intensidade máxima da corrente que podemos aplicar na comporta (gate) do TRIAC sem perigo de estragá-lo, já que em muitas aplicações são usados dispositivos especiais para esta finalidade.