ELECTRONIQUE 3D
L'ELECTRONIQUE FACILE ET AMUSANTE
LE TRIAC
- Après avoir vu le thyristor, voici le fonctionnement du triac. Si tu ne te souviens plus du fonctionnement du thyristor, il est bon que tu y retournes ici, histoire d'imprégner le mou de ta boîte à méninges. Car l'on peut dire que deux thyristors montés "tête-bêche" constituent un triac. Figure1.
En (a), deux thyristors "tête-bêche" constituent un triac, en (b). A droite brochage du triac BTA08 400
- Fonctionnement du triac :
- Vu qu'il se comporte comme deux thyristors sont "montés tête-bêche", celui-ci laisse donc passer le courant dans les deux sens, il est donc bidirectionnel. C'est le composant privilégié pour une utilisation en alternatif. Triac vient de l'anglais Triode Alternating Current. Il possède trois broches, A1-A2 ou MT1 et MT2 (anodes) et gâchette (Gate). Comme le thyristor, la commande se fait par la gâchette, peu d'intensité suffise à amorcer le triac (quelques dizaines milliampères, voir moins).
Cette sensibilité varie selon le quadrant utilisé, ainsi que de la qualité du composant.La polarisation de la gâchette du triac, peut-être positive où négative, quelle que soit la polarité de A1(MT1) et A2(MT2).
- C'est quoi le quadrant ?
- Et bien les quadrants correspondent aux polarités que l'on peut avoir aux broches du composant. Il y en a quatre, voir ci-dessous.
- Vu qu'il se comporte comme deux thyristors sont "montés tête-bêche", celui-ci laisse donc passer le courant dans les deux sens, il est donc bidirectionnel. C'est le composant privilégié pour une utilisation en alternatif. Triac vient de l'anglais Triode Alternating Current. Il possède trois broches, A1-A2 ou MT1 et MT2 (anodes) et gâchette (Gate). Comme le thyristor, la commande se fait par la gâchette, peu d'intensité suffise à amorcer le triac (quelques dizaines milliampères, voir moins).
Cette sensibilité varie selon le quadrant utilisé, ainsi que de la qualité du composant.La polarisation de la gâchette du triac, peut-être positive où négative, quelle que soit la polarité de A1(MT1) et A2(MT2).
- C'est quoi le quadrant ?
- Et bien les quadrants correspondent aux polarités que l'on peut avoir aux broches du composant. Il y en a quatre, voir ci-dessous.
Les quatre quadrants du triac
Quadrant 1 : A2 est positif par rapport à A1, le triac est amorcé par une impulsion positive par rapport à A1.
Quadrant 2 : A2 est positif par rapport à A1, le triac est amorcé par une impulsion négative par rapport à A1.
Quadrant 3 : A2 est négatif par rapport à A1, le triac est amorcé par une impulsion négative par rapport à A1.
Quadrant 4 : A2 est négatif par rapport à A1, le triac est amorcé par une impulsion positive par rapport à A1.
Le quadrant 4 est, pour ainsi dire, jamais utilisé, car il présente la plus mauvaise sensibilité. En effet, il faut parfois jusqu'à 100 mA sur la gâchette pour amorcer le triac (selon les triacs), contre 10 à 50 mA sur les autres quadrants.
La sensibilité est meilleure sur les quadrants 1 et 3. C'est donc eux que l'on utilise le plus souvent. À noter que certains triacs sensibles, ne demandent que 1 à 5 mA sur la gâchette sur les quadrants 1 à 3, et 3 à 20 mA sur le quadrant 4.
- L'amorçage d'un triac se fait comme le thyristor. Il se résume en un réseau déphaseur. Voir le thyristor. Quand le triac est amorcé, il reste conducteur tant que le courant de maintien ne descend pas en dessous d'une certaine valeur (courant hypostatique). Cela se produit au passage 0 volt de la sinusoïde. À noter toutefois que le triac devient conducteur quand la tension entre A1-A2 dépasse une certaine limite notée Vdrm.
Les montages "amateurs" se résument souvent aux gradateurs et aux jeux de lumière.
Voici le schéma d'un gradateur (variateur de lumière) :
Cela ressemble effectivement à la commande du thyristor!
Sur ce schéma, (simulateur TINA), la tension alternative est fournie par Alt. La charge est la résistance RL de 20 Ω, elle remplace une lampe pour la simulation. Le réseau déphaseur est constitué de R1-P1-C2. Le signal arrive sur la gâchette via une diode diac ici de 32 volts.
Quadrant 2 : A2 est positif par rapport à A1, le triac est amorcé par une impulsion négative par rapport à A1.
Quadrant 3 : A2 est négatif par rapport à A1, le triac est amorcé par une impulsion négative par rapport à A1.
Quadrant 4 : A2 est négatif par rapport à A1, le triac est amorcé par une impulsion positive par rapport à A1.
Le quadrant 4 est, pour ainsi dire, jamais utilisé, car il présente la plus mauvaise sensibilité. En effet, il faut parfois jusqu'à 100 mA sur la gâchette pour amorcer le triac (selon les triacs), contre 10 à 50 mA sur les autres quadrants.
La sensibilité est meilleure sur les quadrants 1 et 3. C'est donc eux que l'on utilise le plus souvent. À noter que certains triacs sensibles, ne demandent que 1 à 5 mA sur la gâchette sur les quadrants 1 à 3, et 3 à 20 mA sur le quadrant 4.
- Caractéristiques courantes d'un triac :
It (rms) : Courant maximal (rms).
Itsm : Courant maximal de surcharge (le temps de surcharge en millisecondes est spécifié).
Igt : Courant minimum de commande gâchette.
Igm : Courant de gâchette maximal.
Ih : Courant hypostatique.
Vgt : Tension de gâchette pour amorcer le triac.
Vgd : Tension de non amorçage du triac.
Vdrm : Tension maximal à l'état bloqué.
dl/dt : Taux de croissance maximal du courant à l’amorçage (A/μs).
- L'amorçage d'un triac se fait comme le thyristor. Il se résume en un réseau déphaseur. Voir le thyristor. Quand le triac est amorcé, il reste conducteur tant que le courant de maintien ne descend pas en dessous d'une certaine valeur (courant hypostatique). Cela se produit au passage 0 volt de la sinusoïde. À noter toutefois que le triac devient conducteur quand la tension entre A1-A2 dépasse une certaine limite notée Vdrm.
Les montages "amateurs" se résument souvent aux gradateurs et aux jeux de lumière.
Voici le schéma d'un gradateur (variateur de lumière) :
Cela ressemble effectivement à la commande du thyristor!
Sur ce schéma, (simulateur TINA), la tension alternative est fournie par Alt. La charge est la résistance RL de 20 Ω, elle remplace une lampe pour la simulation. Le réseau déphaseur est constitué de R1-P1-C2. Le signal arrive sur la gâchette via une diode diac ici de 32 volts.
- Selon le réglage du potentiomètre, celui-ci introduit aux bornes du condensateur, un déphasage par rapport à la sinusoïde du secteur, la charge du condensateur étant plus ou moins rapide selon ce réglage. Le terme déphasage et tout ce qui en découle, peut embrouiller l'encéphale l'électronicien "amateur" qui veut comprendre tout de même.
Voici Nicolas, une explication plus terre-à-terre. Considère les oscillogrammes réalisés avec le simulateur TINA, sur le schéma vu plus haut.
- En rouge, la sinusoïde issue du générateur Alt, en vert charge du condensateur via P1, en bas, le signal aux bornes de la charge (RL).
Regarde Nicolas, l'oscillogramme du milieu en vert, représente la charge et la décharge du condensateur C2. Tant que cette tension n'atteint pas le seuil de conduction du diac, le triac n'est pas amorcé. Une fois cette tension atteinte (tension de seuil du diac utilisé), le diac se met à conduire, polarisant la gâchette via R2, c'est l'amorçage du triac. La conduction du diac déchargeant le condensateur. Ainsi, en fonction du réglage du potentiomètre, le temps de charge du condensateur diminue ou augmente. On peut donc faire varier la puissance sur la charge de 0 à 100%.
Tu vois bien Nicolas, sur l'oscillogramme du bas, que le triac conduit jusqu'au point zéro de la sinusoïde, bien que la gâchette soit au zéro volt. le diac étant bidirectionnel, le cycle se répète pour les alternances négatives.
Voici Nicolas, une explication plus terre-à-terre. Considère les oscillogrammes réalisés avec le simulateur TINA, sur le schéma vu plus haut.
- En rouge, la sinusoïde issue du générateur Alt, en vert charge du condensateur via P1, en bas, le signal aux bornes de la charge (RL).
Regarde Nicolas, l'oscillogramme du milieu en vert, représente la charge et la décharge du condensateur C2. Tant que cette tension n'atteint pas le seuil de conduction du diac, le triac n'est pas amorcé. Une fois cette tension atteinte (tension de seuil du diac utilisé), le diac se met à conduire, polarisant la gâchette via R2, c'est l'amorçage du triac. La conduction du diac déchargeant le condensateur. Ainsi, en fonction du réglage du potentiomètre, le temps de charge du condensateur diminue ou augmente. On peut donc faire varier la puissance sur la charge de 0 à 100%.
Tu vois bien Nicolas, sur l'oscillogramme du bas, que le triac conduit jusqu'au point zéro de la sinusoïde, bien que la gâchette soit au zéro volt. le diac étant bidirectionnel, le cycle se répète pour les alternances négatives.
La lampe ne s'allume que sur les zones bleues. Ici éclairage à 75% environ
- Comme tu le vois, plus simple tu meurs.
Tu remarques aussi que le déclenchement s'effectue (selon la position du potentiomètre), à n'importe quel endroit de la sinusoïde, ce qui génère des parasites HF. La suppression de ces parasites est confiée à L1 et C1. L1 est une self théorique qui devra supporter l'intensité absorbée par la charge. Mais il existe aussi des circuits intégrés "opto-triac" pour éviter les parasites. Les opto-triac faisant partie des optocoupleurs.
Je te renvoie à la page "interface de puissance".
- Choix du triac :
Pour choisir un triac, il faut connaître le courant et la tension d'utilisation. Prenons comme exemple, une lampe d'éclairage de 220 V/100 W de puissance. Le 220 V en question est la tension efficace. La valeur crête est donc de 220*1,414= 312V, tension que devra supporter le triac. Le courant est lui de 100W/220V= 0,45 A. Ce courant est le courant minimal que devra supporter le triac. Ne pas être limite pour ce qui est du choix du triac, pour une ampoule de 100 Watts, prendre par exemple un triac de 4 A et 400 V.
Pour un bon déclenchement du triac, il est recommandé d'appliquer sur la gâchette un courant égal à deux fois Igt. Il existe des triacs sensibles, en voici une liste avec leurs brochages et caractéristiques. (PDF 4Mo).
- Précautions d'emploi :
Le triac étant relié au secteur 220 V. La plus grande prudence est de mise, surtout que certains triacs ne sont pas isolés, le boitier étant relié à l'une des anodes.
- Quelques conseils basiques.
Ne jamais toucher le circuit quand il est sous tension. Si le triac chauffe, ne pas juger de sa température avec les doigts.
Mettre un interrupteur secteur bipolaire (coupant phase et neutre). Si cet interrupteur est unipolaire, à chaque intervention sur le circuit, retirer la prise du secteur.
Le boîtier quant à lui, devra être en plastique. Si l'on choisit un boîtier métal, le montage devra être relié à la terre (impératif).
Voilà Nicolas, pour ce qui est du triac.
Tu remarques aussi que le déclenchement s'effectue (selon la position du potentiomètre), à n'importe quel endroit de la sinusoïde, ce qui génère des parasites HF. La suppression de ces parasites est confiée à L1 et C1. L1 est une self théorique qui devra supporter l'intensité absorbée par la charge. Mais il existe aussi des circuits intégrés "opto-triac" pour éviter les parasites. Les opto-triac faisant partie des optocoupleurs.
Je te renvoie à la page "interface de puissance".
- Choix du triac :
Pour choisir un triac, il faut connaître le courant et la tension d'utilisation. Prenons comme exemple, une lampe d'éclairage de 220 V/100 W de puissance. Le 220 V en question est la tension efficace. La valeur crête est donc de 220*1,414= 312V, tension que devra supporter le triac. Le courant est lui de 100W/220V= 0,45 A. Ce courant est le courant minimal que devra supporter le triac. Ne pas être limite pour ce qui est du choix du triac, pour une ampoule de 100 Watts, prendre par exemple un triac de 4 A et 400 V.
Pour un bon déclenchement du triac, il est recommandé d'appliquer sur la gâchette un courant égal à deux fois Igt. Il existe des triacs sensibles, en voici une liste avec leurs brochages et caractéristiques. (PDF 4Mo).
- Précautions d'emploi :
Le triac étant relié au secteur 220 V. La plus grande prudence est de mise, surtout que certains triacs ne sont pas isolés, le boitier étant relié à l'une des anodes.
- Quelques conseils basiques.
Ne jamais toucher le circuit quand il est sous tension. Si le triac chauffe, ne pas juger de sa température avec les doigts.
Mettre un interrupteur secteur bipolaire (coupant phase et neutre). Si cet interrupteur est unipolaire, à chaque intervention sur le circuit, retirer la prise du secteur.
Le boîtier quant à lui, devra être en plastique. Si l'on choisit un boîtier métal, le montage devra être relié à la terre (impératif).
Voilà Nicolas, pour ce qui est du triac.
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