Triacs - วงจรการทำงานและการใช้งาน

ไตรแอกสามารถเปรียบเทียบได้กับรีเลย์แบบล็อก มันจะเปิดและปิดทันทีที่มีการกระตุ้นและจะยังคงปิดอยู่ตราบใดที่แรงดันไฟฟ้ายังคงสูงกว่าศูนย์โวลต์หรือไม่มีการเปลี่ยนแปลงขั้วของแหล่งจ่าย

หากแหล่งจ่ายเป็น AC (กระแสสลับ) ไตรแอกจะเปิดในช่วงที่วงจรไฟฟ้ากระแสสลับข้ามเส้นศูนย์ แต่จะปิดและเปิดทันทีที่ทริกเกอร์อีกครั้ง

ข้อดีของ Triac เป็นสวิตช์แบบคงที่

• Triacs สามารถเปลี่ยนได้อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับสวิตช์เชิงกลหรือรีเลย์สำหรับควบคุมโหลดในวงจร AC
• Triacs สามารถกำหนดค่าให้เปลี่ยนโหลดที่ค่อนข้างหนักกว่าผ่านการกระตุ้นกระแสไฟฟ้าขั้นต่ำ
• เมื่อ triacs ดำเนินการ (ปิด) พวกเขาจะไม่ก่อให้เกิดผล debounce เช่นเดียวกับสวิตช์เชิงกล
• เมื่อ Triacs ปิด (ที่ AC ข้ามศูนย์ ) มันทำสิ่งนี้โดยไม่ก่อให้เกิดชั่วขณะใด ๆ เนื่องจาก EMF ด้านหลังเป็นต้น
• Triacs ยังกำจัดการหลอมรวมของหน้าสัมผัสหรือปัญหาเกี่ยวกับการเกิดประกายไฟและรูปแบบอื่น ๆ ของการสึกหรอซึ่งมักพบเห็นได้ทั่วไปในสวิตช์ไฟฟ้าที่ใช้กลไก
• Triacs มีทริกเกอร์ที่ยืดหยุ่นซึ่งช่วยให้สามารถเปลี่ยนได้ที่จุดใดก็ได้ของวงจร AC อินพุตผ่านสัญญาณบวกแรงดันไฟฟ้าต่ำข้ามเกตและกราวด์ทั่วไป
• แรงดันไฟฟ้าที่กระตุ้นนี้อาจมาจากแหล่งจ่ายไฟ DC เช่นแบตเตอรี่หรือสัญญาณที่แก้ไขจากแหล่งจ่ายไฟ AC เอง ไม่ว่าในกรณีใด triac จะผ่านช่วงเวลาปิดสวิตช์เมื่อใดก็ตามที่รูปคลื่น AC ครึ่งรอบแต่ละตัวเคลื่อนที่ผ่านเส้นศูนย์ข้าม (กระแส) ดังที่แสดงด้านล่าง:

วิธีการเปิด Triac

Triac ประกอบด้วยสามขั้ว: Gate, A1, A2 ดังที่แสดงด้านล่าง:

ในการเปิด Triac ต้องใช้กระแสเกตทริกเกอร์ที่ขาเกต (G) สิ่งนี้ทำให้กระแสเกตไหลข้ามเกตและเทอร์มินัล A1 กระแสเกตอาจเป็นบวกหรือลบเมื่อเทียบกับขั้ว A1 ของไตรแอก ขั้ว A1 อาจต่อสายเหมือนกันกับสาย VSS เชิงลบหรือสาย VDD บวกของแหล่งจ่ายไฟควบคุมประตู

แผนภาพต่อไปนี้แสดงแผนผังที่เรียบง่ายของ Triac และโครงสร้างซิลิกอนภายใน

เมื่อกระแสไฟทริกเกอร์ถูกนำไปใช้กับประตู triac มันจะถูกเปิดโดยใช้ไดโอด inbuilt ที่ฝังกลับไปด้านหลังระหว่างขั้ว G และขั้ว A1 ไดโอด 2 ตัวนี้ติดตั้งที่จุดเชื่อมต่อ P1-N1 และ P1-N2 ของไตรแอค

Triac ทริกเกอร์ Quadrants

การเรียกใช้ triac จะดำเนินการผ่านสี่ส่วนขึ้นอยู่กับขั้วของกระแสประตูดังที่แสดงด้านล่าง:

รูปสี่เหลี่ยมที่กระตุ้นเหล่านี้สามารถนำไปใช้ได้จริงโดยขึ้นอยู่กับครอบครัวและระดับของไตรแอกดังที่ระบุไว้ด้านล่าง:

Q2 และ Q3 เป็นควอดแดรนท์ที่แนะนำสำหรับไตรแอกเนื่องจากช่วยให้มีการบริโภคน้อยที่สุดและทริกเกอร์ที่เชื่อถือได้

Q4 ไม่แนะนำให้ทริกเกอร์ควอดแรนต์เนื่องจากต้องการให้กระแสเกตสูงขึ้น

พารามิเตอร์ทริกเกอร์ที่สำคัญสำหรับ Triacs

เรารู้ว่า Triac สามารถใช้เพื่อสลับโหลด AC กำลังสูงในขั้ว A1 / A2 ผ่านแหล่งจ่ายไฟ DC ขนาดเล็กที่ขั้ว Gate

ในขณะที่ออกแบบวงจรควบคุมไตรแอกพารามิเตอร์การทริกเกอร์เกตของเกตก็มีความสำคัญ พารามิเตอร์ทริกเกอร์คือ: ประตูไตรแอคที่เรียกใช้ IGT ปัจจุบัน, เกตทริกเกอร์แรงดันไฟฟ้า VGT และประตูล็อกปัจจุบัน IL

• กระแสประตูขั้นต่ำที่จำเป็นในการเปิด triac เรียกว่าเกตที่เรียกใช้ IGT ปัจจุบัน สิ่งนี้จะต้องถูกนำไปใช้กับประตูและขั้ว A1 ของ Triac ซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับแหล่งจ่ายไฟของเกต
• กระแสประตูควรสูงกว่าค่าที่กำหนดสำหรับอุณหภูมิการทำงานต่ำสุดที่ระบุ สิ่งนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าไตรแอคจะทำงานได้ดีที่สุดในทุกสถานการณ์ ตามหลักการแล้วค่า IGT ควรสูงกว่าค่าพิกัดในแผ่นข้อมูล 2 เท่า
• แรงดันทริกเกอร์ที่ใช้กับประตูและขั้ว A1 ของ triac เรียกว่า VGT ใช้ผ่านตัวต้านทานซึ่งจะกล่าวถึงในไม่ช้า
• กระแสเกตที่สลักไตรแอกได้อย่างมีประสิทธิภาพคือกระแสไฟฟ้าที่ล็อคและกำหนดเป็น LT การล็อคอาจเกิดขึ้นได้เมื่อกระแสโหลดถึงค่า LT หลังจากนี้การล็อคจะเปิดใช้งานแม้ในขณะที่เอากระแสเกตออก
• พารามิเตอร์ข้างต้นระบุไว้ที่อุณหภูมิแวดล้อม 25 ° C และสถิติอาจแสดงการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากอุณหภูมินี้แตกต่างกันไป

การเรียก triac แบบไม่แยกตัวสามารถทำได้ในสองโหมดพื้นฐานวิธีแรกแสดงไว้ด้านล่าง:

ที่นี่แรงดันไฟฟ้าบวกเท่ากับ VDD จะถูกนำไปใช้กับประตูและขั้ว A1 ของ triac ในการกำหนดค่านี้เราจะเห็นว่า A1 เชื่อมต่อกับ Vss หรือสายลบของแหล่งจ่ายเกตด้วย นี่เป็นสิ่งสำคัญมิฉะนั้น triac จะไม่ตอบสนอง

วิธีที่สองคือการใช้แรงดันลบกับประตูไตรแอกดังที่แสดงด้านล่าง:

วิธีนี้เหมือนกับวิธีก่อนหน้านี้ยกเว้นขั้ว เนื่องจากเกตถูกกระตุ้นด้วยแรงดันลบตอนนี้เทอร์มินัล A1 จึงเข้าร่วมกับสาย VDD แทน Vss ของแรงดันแหล่งกำเนิดเกต อีกครั้งหากยังไม่เสร็จ triac จะไม่ตอบสนอง

การคำนวณ Gate Resistor

ตัวต้านทานเกตจะตั้งค่า IGT หรือกระแสเกตให้กับไตรแอกสำหรับการกระตุ้นที่จำเป็น กระแสนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิทางแยก 25 ° C ที่ระบุ

ตัวอย่างเช่นถ้า IGT ที่ระบุคือ 10 mA ที่ 25 ° C อาจเพิ่มได้ถึง 15 mA ที่ 0 ° C

เพื่อให้แน่ใจว่าตัวต้านทานสามารถจ่าย IGT ได้เพียงพอแม้ที่ 0 ° C จะต้องคำนวณค่า VDD สูงสุดที่มีจากแหล่งที่มา

ค่าที่แนะนำอยู่ที่ประมาณ 160 ถึง 180 โอห์ม 1/4 วัตต์สำหรับ 5V เกต VGT ค่าที่สูงกว่าจะใช้ได้เช่นกันหากอุณหภูมิโดยรอบของคุณค่อนข้างคงที่

ทริกเกอร์ผ่าน DC ภายนอกหรือ AC ที่มีอยู่ : ดังแสดงในรูปต่อไปนี้ Triac สามารถเปลี่ยนผ่านแหล่งจ่ายไฟ DC ภายนอกเช่นแบตเตอรี่หรือแผงโซลาร์เซลล์หรืออะแดปเตอร์ AC / DC หรืออาจเรียกใช้จากแหล่งจ่ายไฟ AC ที่มีอยู่ก็ได้

ที่นี่สวิตช์ S1 มีความเค้นเล็กน้อยเนื่องจากสวิตช์ Triac ผ่านตัวต้านทานทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน S1 น้อยที่สุดจึงช่วยประหยัดจากการสึกหรอทุกประเภท

การเปลี่ยน Triac ผ่าน Reed Relay : สำหรับการเปลี่ยนไตรแอกโดยวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่สามารถรวมทริกเกอร์จากแม่เหล็กได้ สวิตช์กก และสามารถใช้แม่เหล็กได้ แอปพลิเคชันดังกล่าว ดังที่แสดงด้านล่าง:

ในแอปพลิเคชั่นนี้แม่เหล็กติดอยู่กับวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ เมื่อใดก็ตามที่ระบบเคลื่อนที่ผ่านรีเลย์กกระบบจะทริกเกอร์ไตรแอกให้เป็นตัวนำผ่านแม่เหล็กที่ติดอยู่

นอกจากนี้ยังสามารถใช้รีเลย์กกได้เมื่อต้องการการแยกไฟฟ้าระหว่างแหล่งกำเนิดทริกเกอร์และไตรแอคดังที่แสดงด้านล่าง

ที่นี่ขดลวดทองแดงที่มีขนาดเหมาะสมพันรอบรีเลย์กกและขั้วขดลวดเชื่อมต่อกับศักย์ไฟฟ้ากระแสตรงผ่านสวิตช์ ทุกครั้งที่กดสวิตช์จะทำให้เกิดการเรียกใช้ triac แยกกัน

เนื่องจากรีเลย์สวิตช์กกได้รับการออกแบบมาให้ทนต่อการทำงานเปิด / ปิดนับล้านระบบสวิตช์นี้จึงมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้อย่างมากในระยะยาว

อีกตัวอย่างหนึ่งของการเรียก triac แบบแยกส่วนสามารถดูได้ด้านล่างที่นี่แหล่งจ่ายไฟ AC ภายนอกใช้สำหรับเปลี่ยน triac ผ่านหม้อแปลงแยก

อีกรูปแบบหนึ่งของการเรียก triacs แบบแยกได้แสดงไว้ด้านล่างโดยใช้ตัวเชื่อมต่อเซลล์ภาพถ่าย ด้วยวิธีนี้ LED และโฟโตเซลล์หรือโฟโตไดโอดจะติดตั้งอยู่ภายในแพ็คเกจเดียว ตัวเชื่อมต่อออปโปเหล่านี้หาซื้อได้ง่ายในตลาด

การสลับที่ผิดปกติของ triac ในรูปแบบของวงจรปิด / ครึ่งกำลัง / เต็มกำลังแสดงในแผนภาพด้านล่าง ในการใช้พลังงานน้อยลง 50% ไดโอดจะถูกเปลี่ยนเป็นอนุกรมกับประตูไตรแอค วิธีนี้บังคับให้ Triac เปิดเฉพาะสำหรับอินพุต AC บวกสำรองครึ่งรอบเท่านั้น

วงจรนี้สามารถนำไปใช้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อควบคุมโหลดฮีตเตอร์หรือโหลดตัวต้านทานอื่น ๆ ที่มีความเฉื่อยทางความร้อน สิ่งนี้อาจใช้ไม่ได้กับการควบคุมแสงเนื่องจากความถี่ของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่เป็นบวกครึ่งหนึ่งจะส่งผลให้ไฟกะพริบที่น่ารำคาญในทำนองเดียวกันการกระตุ้นนี้ไม่แนะนำให้ใช้กับโหลดอุปนัยเช่นมอเตอร์หรือหม้อแปลง

ตั้งค่ารีเซ็ตวงจร Triac ของ Latching

แนวคิดต่อไปนี้แสดงวิธีใช้ Triac เพื่อสร้างสลักรีเซ็ตชุดโดยใช้ปุ่มกดสองปุ่ม

การกดปุ่ม set จะเป็นการล็อก triac และ load ON ในขณะที่กดปุ่มรีเซ็ตจะทำให้สลัก

วงจรตั้งเวลาหน่วงเวลา Triac

สามารถตั้งค่า triac เป็นวงจรตั้งเวลาหน่วงสำหรับการเปิดหรือปิดโหลดหลังจากการหน่วงเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

ตัวอย่างแรกด้านล่างแสดงวงจรจับเวลาปิดการหน่วงเวลาแบบไตรแอค เริ่มต้นเมื่อเปิดเครื่อง Triac จะเปิด

ในระหว่างนั้น 100uF จะเริ่มชาร์จและเมื่อถึงเกณฑ์ที่ UJT 2N2646 จะยิงให้เปิด SCR C106

SCR จะปิดประตูลงสู่พื้นเพื่อปิด Triac ความล่าช้าถูกกำหนดโดยการตั้งค่า 1M และค่าตัวเก็บประจุแบบอนุกรม

วงจรถัดไปแสดงถึงความล่าช้าของวงจรจับเวลาไตรแอค เมื่อขับเคลื่อน triac จะไม่ตอบสนองทันที ไดแอกยังคงปิดอยู่ในขณะที่ตัวเก็บประจุ 100uF จะชาร์จถึงเกณฑ์การยิง

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ไดแอกยิงและทริกเกอร์ Triac บน เวลาหน่วงขึ้นอยู่กับค่า 1M และ 100uF

วงจรถัดไปเป็นอีกรุ่นหนึ่งของตัวจับเวลาที่ใช้ Triac เมื่อเปิดเครื่อง UJT จะถูกเปลี่ยนผ่านตัวเก็บประจุ 100uF UJT ทำให้สวิตช์ SCR ปิดอยู่โดยไม่ให้ triac ออกจากกระแสประตูดังนั้น triac จึงยังคงปิดอยู่

หลังจากนั้นบางครั้งขึ้นอยู่กับการปรับค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 1M ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จเต็มโดยปิด UJT ตอนนี้ SCR จะเปิดขึ้นโดยทริกเกอร์ triac ON และโหลดด้วย

วงจรไฟกะพริบไตรแอค

วงจรไฟกะพริบไตรแอคนี้สามารถใช้เพื่อกะพริบหลอดไส้มาตรฐานที่มีความถี่ที่ปรับได้ระหว่าง 2 ถึงประมาณ 10 เฮิรตซ์ วงจรทำงานโดยการแก้ไขแรงดันไฟหลักด้วยไดโอด 1N4004 พร้อมกับเครือข่าย RC แบบแปรผัน ในขณะที่ตัวเก็บประจุด้วยอิเล็กโทรไลต์ชาร์จเกินแรงดันไฟฟ้าสลายของไดแอกฉันถูกบังคับให้ปล่อยผ่านไดแอกซึ่งจะยิงไตรแอกซึ่งส่งผลให้หลอดไฟที่เชื่อมต่อกะพริบ

หลังจากการหน่วงเวลาตามที่กำหนดโดยตัวควบคุม 100 k ตัวเก็บประจุจะชาร์จอีกครั้งเพื่อทำให้เกิดการกะพริบซ้ำ การควบคุม 1 k จะตั้งค่าไตรแอคที่เรียกกระแส

สรุป

Triac เป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่หลากหลายที่สุดในตระกูลอิเล็กทรอนิกส์ Triacs สามารถใช้สำหรับการใช้แนวคิดวงจรที่มีประโยชน์มากมาย ในโพสต์ข้างต้นเราได้เรียนรู้เกี่ยวกับแอปพลิเคชั่นวงจร Triac ง่ายๆ แต่มีหลายวิธีที่สามารถกำหนดค่าและใช้ triac เพื่อสร้างวงจรที่ต้องการ

ในเว็บไซต์นี้ฉันได้โพสต์วงจรที่ใช้ triac ไว้แล้วซึ่งคุณสามารถอ้างถึงเพื่อการเรียนรู้เพิ่มเติม นี่คือลิงค์ไป: