Triacs

Ohne Ansteuerung ist der Triac hochohmig. Das bedeutet: Der elektronische Schalter ist offen und die Spannung an der Lampe beträgt 0 Volt. Die Lampe leuchtet nicht.

Wenn zum Zeitpunkt t₁ ein kurzer Ansteuerimpuls am Gate anliegt, schaltet der Triac durch. Er wechselt vom hochohmigen in den niederohmigen Zustand. In der Fachsprache wird der Vorgang auch als Zündung bezeichnet. Der elektronische Schalter ist geschlossen und die Spannung an der Lampe (U_L) springt schlagartig auf den momentanen Wert der Versorgungsspannung. Dadurch wird die Lampe mit Strom versorgt und beginnt zu leuchten.

Der gezündete Triac bleibt leitend, auch wenn der Ansteuerimpuls am Gate wieder abgeschaltet wird. Erst wenn die Wechselspannung zum Zeitpunkt t₂ die 0-Linie kreuzt und somit der Haltestrom des Triacs unterschritten wird, sperrt er wieder. Fachleute sagen, der Triac wird gelöscht. Die Lampe wird nicht mehr mit Strom versorgt.

Der Triac bleibt nun so lange gesperrt, bis zum Zeitpunkt t₃ der nächste Ansteuerimpuls am Gate anliegt und er wieder zündet. Da der Triac ja in beide Richtungen leitend ist, wird auch bei der negativen Halbwelle Strom über die Lampe fließen.

Zum Zeitpunkt t₄ wird der Haltestrom unterschritten und der Triac sperrt wieder, bis er beim Zeitpunkt t₅ erneut gezündet wird.

Da der Zündzeitpunkt t₁ sehr frühzeitig erfolgt, erhält die Lampe einen sehr großen Anteil der Netz-Wechselspannung. Es wird lediglich nur ein kleiner Teil jeweils am Beginn jeder Halbwelle abgeschnitten. Dadurch leuchtet die Lampe noch sehr hell.

Wenn der Zündzeitpunkt später erfolgt bzw. weiter nach „rechts“ verschoben wird, verringert sich an der Lampe der übrigbleibende Teil der Sinuswelle (U_L).

Die Lampe erhält dadurch weniger Energie und leuchtet somit dunkler.

Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz wird die Lampe im Prinzip 100 Mal pro Sekunde (50 Mal bei der positiven Halbwelle und 50 Mal bei der negativen Halbwelle) ein- und ausgeschaltet.

Diese schnelle Schaltfolge kann das menschliche Auge nicht mehr als einzelne Schaltvorgänge wahrnehmen. Zudem gibt es bei Glühlampen auch noch einen kurzen „Nachglüheffekt“ beim Ausschalten.

Dies führt dazu, dass beim Dimmen der Eindruck einer gleichmäßigen Helligkeitsveränderung entsteht.   

Bei einem einstellbaren Dimmer wird demzufolge lediglich der Zeitpunkt verändert, zu dem der Zündimpuls den Triac durchschaltet. Dazu muss der Gate-Impuls immer an der richtigen Stelle der Sinuswelle ausgegeben werden.

Zu diesem Zweck benötigt die Regelung immer einen aktuellen Bezug zur momentanen Lage der Sinuswelle.

Im oben abgebildeten Schaltbild wurde dieser Zusammenhang mit einer blauen Linie dargestellt.