- TRIAC'a Giriş
- VI Bir TRIAC'ın Özellikleri
- TRIAC Uygulamaları
- Mikroişlemcileri kullanarak TRIAC kontrolü
- Hız Etkisi - Snubber Devreleri
- Boşluk Etkisi
- Radyo Frekansı Paraziti (RFI) ve TRIAC'lar
- TRIAC - Sınırlamalar
BJT, SCR, IGBT, MOSFET ve TRIAC gibi güç elektroniği anahtarları, DC-DC dönüştürücüler, Motor Hız Kontrol Cihazları, Motor Sürücüleri ve Frekans Kontrolörleri gibi anahtarlama devreleri söz konusu olduğunda çok önemli bileşenlerdir. Her cihazın kendine özgü bir özelliği vardır ve bu nedenle kendi özel uygulamaları vardır. Bu eğitimde, iki yönlü bir cihaz olan TRIAC hakkında bilgi edineceğiz, yani her iki yönde de hareket edebilecek. Bu özellik nedeniyle TRIAC yalnızca sinüzoidal AC beslemesinin söz konusu olduğu yerlerde kullanılır.
TRIAC'a Giriş
Terimi Triyak açılımı TRI için gazel bir lternating Cı eçerli. SCR'ye (Tristör) benzer üç terminalli bir anahtarlama cihazıdır, ancak iki SCR'yi paralel durumda birleştirerek oluşturduğu için her iki yönde de hareket edebilir. TRIAC'ın sembolü ve pimi aşağıda gösterilmiştir.
TRIAC iki yönlü bir cihaz olduğundan, geçit terminali tetiklendiğinde akım ya MT1'den MT2'ye ya da MT2'den MT1'e akabilir. Bir TRIAC için, geçit terminaline uygulanacak olan bu tetik voltajı, MT2 terminaline göre pozitif veya negatif olabilir. Bu, TRIAC'ı aşağıda listelendiği gibi dört çalışma moduna getirir.
- MT2'de Pozitif Voltaj ve geçide pozitif darbe (Çeyrek 1)
- MT2'de Pozitif Voltaj ve geçide negatif darbe (Çeyrek 2)
- MT2'de Negatif Gerilim ve kapıya pozitif darbe (Çeyrek 3)
- MT2'de Negatif Gerilim ve kapıya negatif darbe (Çeyrek 4)
VI Bir TRIAC'ın Özellikleri
Aşağıdaki resim, her kadranda TRIAC'ın durumunu göstermektedir.
TRIAC'ın açılma ve kapanma özellikleri, yukarıdaki resimde de gösterilen TRIAC'ın grafiğini karakterize eden VI'ya bakılarak anlaşılabilir. TRIAC, anti-paralel yönde sadece iki SCR'nin bir kombinasyonu olduğundan, VI karakteristikleri grafiği bir SCR'ninkine benzer görünür. Eğer Triyak çoğunlukla 1 çalışır görebileceğiniz gibi st Quadrant ve 3 rd Çeyreği'ne.
Açılma Özellikleri
Bir TRIAC'ı açmak için, TRIAC'ın kapı pimine pozitif veya negatif bir geçit voltajı / darbesi sağlanmalıdır. İçerideki iki SCR'den biri tetiklendiğinde, TRIAC, MT1 ve MT2 terminallerinin polaritesine bağlı olarak çalışmaya başlar. MT2 pozitif ve MT1 negatif ise ilk SCR iletim yapar ve MT2 terminali negatif ve MT1 pozitifse ikinci SCR iletir. Bu şekilde, SCR'lerden biri her zaman açık kalır ve böylece TRIAC'ı AC uygulamaları için ideal hale getirir.
Bir TRIAC'ı açmak için geçit pimine uygulanması gereken minimum gerilime eşik geçit voltajı (V GT) denir ve geçit pimi boyunca ortaya çıkan akım, eşik geçit akımı (I GT) olarak adlandırılır. Bu voltaj uygulandığında, TRIAC'ın önyargılı olduğu ve harekete geçmeye başladığı kapı pimi, TRIAC'ın kapalı durumdan açık duruma geçmesi için geçen süre açma süresi (t on) olarak adlandırılır.
Bir SCR gibi, bir kez açıldığında TRIAC, değiştirilmediği sürece açık kalacaktır. Ancak bu koşul için, TRIAC üzerinden geçen yük akımı, TRIAC'ın mandallama akımından (I L) büyük veya ona eşit olmalıdır. Bu nedenle, yük akımı mandallama akımının değerinden daha büyük olduğu sürece, bir TRIAC, kapı darbesi kaldırıldıktan sonra bile açık kalacaktır.
Mandallama akımına benzer şekilde, tutma akımı adı verilen başka bir önemli akım değeri vardır. TRIAC'yi ileri iletim modunda tutmak için minimum akım değeri tutma akımı (I H) olarak adlandırılır . Bir TRIAC, yukarıdaki grafikte gösterildiği gibi yalnızca tutma akımı ve mandallama akımından geçtikten sonra sürekli iletim moduna girecektir. Ayrıca herhangi bir TRIAC'ın Mandallama akımının değeri her zaman tutma akımının değerinden daha büyük olacaktır.
Kapatma özellikleri
Bir TRIAC veya başka herhangi bir güç cihazını kapatma işlemi, komütasyon olarak adlandırılır ve görevi gerçekleştirmek için onunla ilişkili devre, bir komütasyon devresi olarak adlandırılır. Bir TRIAC'ı kapatmak için kullanılan en yaygın yöntem, yük akımını TRIAC'den tutma akımı değerinin (I H) altına ulaşana kadar azaltmaktır. Bu tür komütasyon, DC devrelerinde zorunlu komütasyon olarak adlandırılır. Uygulama devreleri aracılığıyla bir TRIAC'ın nasıl açıldığı ve kapatıldığı hakkında daha fazla bilgi edineceğiz.
TRIAC Uygulamaları
TRIAC, AC gücün kontrol edilmesi gereken yerlerde çok yaygın olarak kullanılır, örneğin tavan fanlarının hız düzenleyicilerinde, AC ampul dimmer devrelerinde vb. Kullanılır. Pratik olarak nasıl çalıştığını anlamak için basit bir TRIAC anahtarlama devresine bakalım.
Burada , bir AC yükünü bir düğme aracılığıyla açmak ve kapatmak için TRIAC'ı kullandık. Şebeke güç kaynağı daha sonra yukarıda gösterildiği gibi TRIAC aracılığıyla küçük bir ampule bağlanır. Anahtar kapatıldığında, faz voltajı, direnç R1 üzerinden TRIAC'ın kapı pimine uygulanır. Bu kapı voltajı kapı eşik voltajının üzerindeyse, kapı pimi boyunca kapı eşik akımından daha büyük olacak bir akım akar.
Bu durumda, TRIAC ileri polarizasyona girer ve yük akımı Ampul içinden akar. Yükler yeterince akım tüketirse, TRIAC mandallama durumuna girer. Ancak bu bir AC güç kaynağı olduğundan, voltaj her yarım döngüde sıfıra ulaşacak ve böylece akım da anlık olarak sıfıra ulaşacaktır. Bu nedenle, bu devrede mandallama mümkün değildir ve TRIAC, anahtar açılır açılmaz kapanacaktır ve burada hiçbir komütasyon devresi gerekli değildir. TRIAC'ın bu tür komütasyonuna doğal komütasyon denir. Şimdi bu devreyi BT136 TRIAC kullanarak bir devre tahtasında oluşturalım ve nasıl çalıştığını kontrol edelim.
AC güç kaynakları ile çalışırken çok dikkatli olunması gerekir, çalışma voltajı güvenlik amacıyla düşürülür 230V 50Hz (Hindistan'da) standart AC gücü bir transformatör kullanılarak 12V 50Hz'e düşürülür. Yük olarak küçük bir ampul bağlanır. Deneysel kurulum tamamlandığında aşağıdaki gibi görünür.
Düğmeye basıldığında, geçit pimi geçit voltajını alır ve böylece TRIAC açılır. Düğme basılı tutulduğu sürece ampul yanacaktır. Düğme serbest bırakıldığında, TRIAC kilitli durumda olacaktır, ancak giriş voltajı AC olduğu için akım TRIAC tutma akımının altına düşecek ve böylece TRIAC kapanacaktır, tam çalışma da videoda bulunabilir. bu eğitimin sonunda verilmiştir.
Mikroişlemcileri kullanarak TRIAC kontrolü
TRIAC'lar ışık kısıcı olarak veya Faz kontrol uygulaması için kullanıldığında, kapı pimine sağlanan kapı darbesinin bir mikro denetleyici kullanılarak kontrol edilmesi gerekir. Bu durumda kapı pimi ayrıca bir opto-kuplör kullanılarak izole edilecektir. Aynısı için devre şeması aşağıda gösterilmiştir.
TRIAC'ı 5V / 3.3V sinyal kullanarak kontrol etmek için, içinde bir TRIAC bulunan MOC3021 gibi bir opto-coupler kullanacağız. Bu TRIAC, Işık Yayan Diyot aracılığıyla 5V / 3.3V ile tetiklenebilir. Normal olarak, bir PWM sinyali 1 uygulanacak st MOC3021 pimi ve PWM sinyalinin frekansı ve iş döngüsü, istenen çıkış almak için değişecektir. Bu tip devre normalde Lamba parlaklık kontrolü veya motor hız kontrolü için kullanılır.
Hız Etkisi - Snubber Devreleri
Tüm TRIAC'lar Hız Etkisi adı verilen bir sorundan muzdariptir. MT1 terminali, anahtarlama gürültüsü veya geçişler nedeniyle voltajda keskin bir artışa maruz kaldığında veya dalgalanmalara maruz kaldığında, TRIAC onu bir anahtarlama sinyali olarak yanlış keser ve otomatik olarak AÇIK duruma gelir. Bunun nedeni, MT1 ve MT2 terminalleri arasındaki mevcut dahili kapasitansdır.
Bu sorunun üstesinden gelmenin en kolay yolu, bir Snubber devresi kullanmaktır. Yukarıdaki devrede, Direnç R2 (50R) ve Kapasitör C1 (10nF) birlikte, Snubber devresi olarak görev yapan bir RC ağı oluşturur. MT1'e sağlanan herhangi bir tepe voltajı bu RC ağı tarafından gözlemlenecektir.
Boşluk Etkisi
TRIAC kullanırken tasarımcıların karşılaşacağı bir diğer yaygın sorun da Backlash etkisidir. Bu sorun, TRIAC'ın geçit voltajını kontrol etmek için bir potansiyometre kullanıldığında ortaya çıkar. POT minimum değere döndürüldüğünde, kapı pimine gerilim uygulanmayacak ve böylece Yük kapatılacaktır. Ancak POT maksimum değere çevrildiğinde TRIAC, MT1 ve MT2 pinleri arasındaki kapasitans etkisi nedeniyle açılmayacaktır, bu kondansatör deşarj için bir yol bulmalıdır, aksi takdirde TRIAC'ın AÇIK konuma gelmesine izin vermeyecektir. Bu efekt, Geri Tepme efekti olarak adlandırılır. Bu sorun, kapasitörün deşarj olması için bir yol sağlamak üzere anahtarlama devresiyle seri olarak bir direnç eklenerek basitçe düzeltilebilir.
Radyo Frekansı Paraziti (RFI) ve TRIAC'lar
TRIAC anahtarlama devreleri, Radyo Frekansı girişimine (EFI) daha yatkındır çünkü yük açıldığında, akım 0A'dan maksimum değere yükselir ve böylece Radyo Frekansı Arayüzüne neden olan bir elektrik darbesi patlaması yaratır. Yük akımı ne kadar büyükse parazit o kadar kötü olur. Bir LC bastırıcı gibi Baskılayıcı devreleri kullanmak bu sorunu çözecektir.
TRIAC - Sınırlamalar
AC dalga formlarını her iki yönde değiştirmek gerektiğinde, TRIAC tek çift yönlü güç elektroniği anahtarı olduğu için ilk seçenek olacaktır. Arka arkaya bağlanmış iki SCR gibi davranır ve aynı özellikleri paylaşır. TRIAC kullanarak devreler tasarlarken aşağıdaki sınırlamalar dikkate alınmalıdır
- TRIAC'ın içinde biri pozitif yarıda diğeri negatif yarıda olmak üzere iki SCR yapısı vardır. Ancak, çıktının pozitif ve negatif yarı döngüsünde farklılığa neden olan simetrik olarak tetiklenmez
- Ayrıca anahtarlama simetrik olmadığından, devrede gürültüye neden olacak yüksek seviyeli harmoniklere yol açar.
- Bu harmonik sorunu aynı zamanda Elektro Manyetik Girişime (EMI) yol açacaktır.
- Endüktif yükler kullanılırken, kaynağa doğru akan ani akım riski çok yüksektir, bu nedenle TRIAC'ın tamamen kapatılması ve endüktif yükün alternatif bir yoldan güvenli bir şekilde boşaltılması sağlanmalıdır.