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Eletrônica Industrial 
Aula09: DIAC  E TRIAC

DIAC

 O Diodo de quatro camada bilateral (DIAC = DIode AC) é um  dispositivo de quatro camadas que pode conduzir  nos dois sentidos quando a tensão aplicada, com qualquer polaridade, ultrapassar um determinado valor chamado de tensão de breakover( UBO), voltando a cortar quando a tensão (corrente)  cair abaixo de um valor chamado de tensão (corrente) de manutenção , UH (IH).A Fig1 mostra a estrutura interna, o símbolo e a curva característica.

( a )

( b )

Fig1: DIAC - ( a ) Estrutura e símbolo - ( b ) Curva característica

TRIAC

Quando é necessário controlar  a potência em uma carga AC, com corrente  nos dois sentidos, pode ser usado o circuito visto com  dois SCR’s em antiparalelo ou usar um TRIAC. O TRIAC desta forma pode ser entendido como sendo equivalente  a dois SCR’s ligados em anti-paralelo. 

 

( a )

 

( b )

Fig2: Controle de potencia para carga AC  - ( a ) Com dois SCR´s em anti paralelo - ( b ) Com um TRIAC

 

O TRIAC  também pode ser entendido como um DIAC no qual foi adicionado um terminal de controle permitindo disparar o dispositivo com diferentes valores de tensão.  Como o TRIAC dispara com tensão positiva ou negativa não tem mais sentido em falar em anodo ( terminal +) e catodo ( terminal - ), ao invés disso os dois terminais são chamados de terminal principal 1 (T1) e terminal principal 2 ( T2).

O TRIAC  também pode ser entendido como sendo um DIAC com o terminal de controle ( gate ), permitindo desta forma  controlar  a tensão de disparo, pois assim como no SCR,  com IG = 0, para disparar  o TRIAC é necessário uma tensão entre T2 (terminal principal 2)  e T1(terminal principal 1) muito alta. Com IG ¹ 0 diminui o valor da tensão entre T2 e T1 que dispara o TRIAC.

Modos de Disparo


O TRIAC pode ser posto em condução tanto para tensão de gate positiva ou negativa independentemente  da polaridade de T1 em relação a T2, desta forma existem quatro modos de se disparar um TRIAC, os quais estão indicados na Fig3.
Como a corrente principal ( IT ) tem influencia  sobre  a corrente de gate, o valor da corrente de gate necessária para disparar  o TRIAC é diferente, dependendo do sentido relativo de ambas as correntes. Se a corrente principal  está em concordância  com a de gate (modos a e  b), será  necessário uma corrente menor, caso contrário  (modos c e d) a corrente de gate deverá ser maior. Por isso mesmo os modos preferidos são os modos  a  e  b.

 

 

( a ) ( b )
( c ) ( d )
Fig03: Modos de disparo do TRIAC

A figura a seguir mostra um exemplo de encapsulamento de TRIAC.

Fig4: TRIAC com encasulamento  TO-220

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- CIRCUITOS COM DIAC E TRIAC

1)     CHAVE ESTÁTICA ASSINCRONA

O uso do TRIAC como chave assíncrona em circuitos CA leva algumas vantagens em relação à chave mecânica. Permite por exemplo  controlar grandes potências  a partir de potências  relativamente pequenas, TRIAC não apresenta “trepidação “ (o que acontece com um relá) ao conduzir, não há aparecimento de arco voltaico (o que acontece com um relá), permitindo um grande  número de operações. A grande desvantagem é a dissipação de calor, sendo necessário o uso de dissipador. Outra desvantagem é apossibilidade de aparecimento de grandes picosde corrente ao ligar o circuito a primeira vez, principalmente noc aso de circuitos resistivos.

Fig5: TRIAC como chave estatica assincrona

A chave CH na Fig4 pode ser uma chave comum, um reed switch, termostato, etc. O controle de gate pode vir de um transistor, termistor, sensor de luz ou de um circuito lógico.

2)     CHAVE ESTÁTICA SÍNCRONA

  O TRIAC operando no modo assíncrono tem como principal inconveniente o fato da possibilidade  de serem gerados surtos  de corrente muito elevados no instante que o TRIAC  é chaveado, principalmente se no instante que  o TRIAC for  gatilhado a tensão da rede estiver passando  por um pico e a carga for resistiva. No modo  síncrono o TRIAC  somente será levado à condução quando a tensão da rede estiver passando próximo do zero, daí  os circuitos  que efetuam este tipo de  controle  serem chamados de  Zero Voltage Switching  (ZVS). Na Fig6  o circuito ZVS comanda o disparo do TRIAC somente quando a tensão de entrada estiver passando  próximo de zero, não deixando o TRIAC disparar se a tensão de entrada for muito alta.

Fig6: Chave  sincrona

3)    Controle de Potencia - Dimmer

A luminosidade de uma lâmpada pode ser controlada através da variação da potência elétrica que lhe é entregue, e isso pode ser feiro alterando-se o angulo de disparo durante cada semi ciclo.

A Fig7 mostra um circuito simples que controla a potência de uma lâmpada.

Fig7: Circuito de controle de potencia - Dimmer

Na Fig7, o capacitor C1 é carregado ( no semiciclo positivo ou semiciclo negativo) através do potenciômetro de controle Rv e a resistência R1, C2 se carrega depois gerando um atraso.Após um tempo, o  DIAC dispara quando a tensão no capacitor C2 atingir a tensão de disparo (breakover). O capacitor C2 se descarrega através do DIAC e no gate do TRIAC disparando-o  para um determinado angulo de disparo.

A mudança brusca de corrente de zero para um determinado valor  produz radio freqüência (RF) que  causa interferências em aparelhos de radio colocados na mesma  rede. O indutor Lf e o capacitor Cf funcionam como um filtro que reduz essa interferência a um nível aceitável

Fig8: Circuito de controle de potencia com filtro de RF (Lf e Cf)

A figura a seguir mostra as formas de onda da tensão na carga para um determinado angulo de disparo.

Fig9: Formas de onda da tensão na carga para um angulo de disparo

4) Luz Crepuscular

No circuito da Fig10 a luz acende automaticamente quando escurece e apaga quando amanhece. Quando o LDR é iluminado, a sua resistência diminui desta forma impedindo que o capacitor se carregue desta forma a tensão de disparo do DIAC não é atingida, a lâmpada permanece apagada.
Na ausência de
  luz, a resistência do LDR aumenta permitido que a tensão no capacitor possa atingir a tensão de disparo do DIAC desta forma disparando o TRIAC. Se o LDR for iluminado novamente  a lâmpada apagará.

Fig10: Luz crepuscular com DIAC e TRIAC

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