Le triac : cracteristique de composant

Le triac 
Le triac est un composant actif de plus en plus utilisé dans les montages d'aujourd'hui. Son utilisation directe sur le secteur EDF permet en effet de commuter des charges importantes à partir de circuits beaucoup plus modestes.  Ce composant dont le symbole est rappelé figure 1 fonctionne théoriquement selon quatre modes, appelés aussi quadrants, que l'on peut résumer par le tableau de la figure 2.

Figure 1

Ces quatre quadrants dépendent en fait de la polarité de l'anode A2 par rapport à A1 et de la gâchette du triac.

 Figure 2

Dans l'exemple donné figure 3, l'anode A2 sera tour à tour positive puis négative, tandis que la gâchette est négative (extraction de courant) lorsque le transistor conduit.

 Figure 3

  Nous aurons donc anode : A2 = A+ et A-
                                                  Gâchette = G-

  En observant le tableau, on dit que le triac fonctionne dans les quadrants 2 et 3.

  Différentes combinaisons peuvent donc être obtenues. II faut simplement signaler que le mode 4 est à éviter, du fait d'une consommation exagérée se situant au-dessus de 100 mA contre seulement 50 mA dans les modes 1 ,2 et 3 pour un triac du type 'classique'.

  II existe en effet des modèles dit « sensibles » , qui ne nécessitent qu'un faible courant de gâchette de l'ordre de 5 à 10 mA. Cela à son importance du fait que l'intensité de la charge doit être supérieure à l'intensité de gâchette, et c'est pourquoi sur les gradateurs du commerce on trouve, en plus de l'indication de charge maximale, une indication de charge minimale, faute de quoi le triac ne fonctionne plus.

  Le principe même du triac est qu'il reste amorcé après une impulsion de commande jusqu'au passage par zéro suivant de l'onde secteur.

  La commande peut donc être impulsionnelle et la figure 4 précise un tel montage, qui s'avère beaucoup moins gourmand que la commande en continu de la figure 3.

 Figure 4

Ce genre de circuit peut alors être alimenté par un réseau RC en se passant de transformateur si le circuit de commande ne consomme pas trop. Un niveau 0 sur l'entrée C bloque le triac.

La puissance fournie est maximale dans ce cas puisque le triac est amorcé juste après le passage par zéro de la tension alternative, mais on peut intervenir de différentes façons pour retarder chaque impulsion de commande en vue de faire varier l'intensité appliquée à la charge.

  Un moyen simple pour obtenir ce résultat est un réseau RC comme celui de la figure 5. Le décalage dépend des valeurs de ces deux composants et R peut être variable. Le diac placé sur la gâchette permet d'obtenir un déphasage encore plus important, celui-ci ne conduisant que lorsque la tension atteint 30V.

 Figure 5

  II existe néanmoins d'autres moyens plus sophistiqués permettant d'obtenir des déphasages complets (180°) et des systèmes automatiques permettant de moduler l'intensité en fonction de divers phénomènes tels que la lumière ou la température.

 La figure 6a et 6b indique la puissance appliquée à la charge en fonction du retard de l'impulsion de commande par rapport au zéro.

 Figure 6a

 Figure 6b

  L'inconvénient majeur de ce type de montage est sa facilité à produire des parasites et notamment sur les récepteurs PO/GO. Ceux-ci peuvent être en partie éliminés par l'adjonction d'un circuit comportant un réseau LC comme celui de la figure 7, où les deux condensateurs (facultatifs) sont prévus obligatoirement pour l'alternatif en classe (X2) et la self calibrée en fonction de l'intensité demandée.

 Figure 7

 Cette disposition convient pour les circuits « gradateurs »  , mais si l'on souhaite seulement utiliser le triac en commutateur il est préférable de faire appel à des circuits spécialisés dans la commande par zéro de l'onde secteur. On peut citer par exemple l'opto-triac MOC 3041 disposant d'un « zéro crossing » prévu pour cette application et dont le brochage est indiqué figure 8.

 Figure 8

 De plus, l'isolement d'un optotriac, de quelques 7 500 V, ainsi que l'intensité de commande d'une dizaine de milliampères apportent une sécurité et un confort d'utilisation hautement appréciables pour commuter des charges de plusieurs ampères sous une tension de 230 V ou plus.

  Ne pas oublier en effet que les montages à triacs, avec ou sans transformateur d'alimentation, s'ils ne sont pas équipés d'optotriacs ou de dispositifs similaires, sont reliés directement à la tension secteur et qu'il convient d'être très prudent avec ce genre de circuit.

  La figure 9 représente une interface universelle permettant de commander des dispositifs divers reliés au secteur à l'aide, par exemple, d'un ordinateur.

 Figure 9

  La commande s'effectue en appliquant un niveau positif sur la LED, l'opto-triac commande à son tour un triac que l'on aura choisi en fonction de la charge à commuter. On pourra équiper cette interface de l'antiparasitage de la figure 7.

  Dans certains cas et notamment dans le cas où la charge est fortement inductive, il peut être nécessaire de rajouter un circuit de protection. La figure 10 indique un moyen efficace pour protéger le triac.

 Figure 10

  Enfin, il ne faudra pas oublier d'équiper chaque triac de son dissipateur si la puissance mise en jeu le nécessite, généralement on commence à placer un radiateur à partir d'une puissance de 100 W pour les modèles classiques 6/8 A. Sachez cependant qu'il existe des triacs prévus pour une intensité de 40A.

 Pour terminer cet article, la figure 11 vous indique un schéma très simple mais néanmoins suffisant, vous permettant de lever le doute sur le fonctionnement de chacun de vos triacs.

 Figure 11

 S1 permet de vérifier l'état de l'ampoule qui doit s'allumer, indiquant du même coup que le montage est bien sous tension.