什么是三端双向交流开关(TRIAC),其工作原理是什么?

什么是三端双向交流开关(TRIAC),其工作原理是什么?

三端双向交流开关(TRIAC=TRIode（三端）AC semiconductor switch）实质上是双向晶闸管,它是在普通晶闸管的基础上发展起来的，它不仅能代替两只反极性并联的晶闸管，而且仅用一个触发电路，是目前比较理想的交流开关器件。其英文名称TRIAC就是三端双向交流开关的意思。尽管从形式上可以把双向晶闸管看成两只普通晶闸管的组合，但实际上它是由七只晶体管和多只电阻构成的功率集成器件。小功率双向晶闸管一般采用塑料封存装，有的还带小散热极。典型产品有BCM1AM（1A/600V）、BCM3AM （3A/600V）、2N6075（4A/600V）、MAC218-10（8A/800V）等。大功率双向晶闸管大多采用RD91型封装，例如 BTA40-700型的主要参数是：IT=40A，VDRM=700V，IGT=100mA。

双向晶闸管（TRIAC）是由NPNPN五层半导体材料构成的，相当于两只普通晶闸管反相并联，它也有三个电极，分别是主电极T1、主电极T2和栅极G。图8-6是双向晶闸管的结构和等效电路，图8-7是其电路图形符号。

双向晶闸管可以双向导通，即栅极加上正或负的触发电压，均能触发双向晶闸管正、反两个方向导通。图8-8是其触发状态。

当栅极G和主电极T2相对于主电极T1的电压为正（VT2＞VT1、VG＞VT1）或栅极G和主电极T1相对于主电极T2的电压为负（VT1＜VT2、VG＜VT2）时，晶闸管的导通方向为T2→T1此时T2为阳极，T1为阴极。

当栅极G和主电极T1相对于主电极T2为正（VT1＞VT2、VG＞VT2）或栅极G和主电极T2相对于主电极T1为负（VT2＜VT1、VG＜VT1）时，则晶闸管的导通方向为T1→T2，此时T1为阳极，T2为阴极。

双向晶闸管的主电极T1与主电极T2间，无论所加电压极性是正向还是反向，只要栅极G和主电极T1（或T2）间加有正、负极性不同的触发电压，满足其必须的触发电流，晶闸管即可触发导通呈低阻状态。此时，主电极T1、T2间压降约为1V左右。

双向晶闸管一旦导通，即使失去触发电压，也能继续维持导通状态。当主电极T1、T2电流减小至维持电流以下或T1、T2间电压改变极性，且无触发电压时，双向晶闸管阻断，只有重新施加触发电压，才能再次导通。

下图为TRIAC的伏安特性.

与单向晶闸管相比较，双向晶闸管的主要区别是：在触发之后是双向导通的；触发电压不分极性，只要绝对值达到触发门限值即可使双向晶闸管导通。

与单向晶闸管相比较，双向晶闸管的主要区别是：

①在触发之后是双向导通的；

②触发电压不分极性，只要绝对值达到触发门限值即可使双向晶闸管导通。

双向晶闸管可广泛用于工业、交通、家电领域，实现交流调压、交流调速、交流开关、舞台调光、台灯调光等多种功能。此外，它还被用在固态继电器和固态接触器的电路中。

在选用三端双相可控硅（TRIAC）,需要考虑以下4个方面的因素：

1、三端双相可控硅的耐压：Vdrm=电源电压的2-3倍，如电源电压AC=220V,则Vdrm>=600V。

2、三端双相可控硅的允许电流：在无浪涌冲击电流（如加热器负载）必须至少>=1.3-1.5倍的负载电流；但当有浪涌冲击电流（如马达负载）时，必须综合考虑环境温度、冲击电流的峰值、散热器的尺寸等。

3、合理选择CR吸收电路，当控制电感性负载时，如在转换期间由于电流延迟的作用,(di/dt)c和(dv/dt)c 超过某个值时，(di/dt)c 和(dv/dt)c 可能不需栅极信号而Z直接进入导通状态，从而变得无法控制。如电源电压AC=220V,一般选取C=0.01--0.47uF, R=47--100Ω.

4、三端双向可控硅开关在施加正向或反向电压时均可通过栅极信号打开，因此在设计栅极触发电路是需要注意：触发电流，触发电压，栅极电阻。