Triakok - Munka és alkalmazási áramkörök

A triac összehasonlítható egy reteszelő relével. Azonnal bekapcsol és bezár, amint beindul, és zárva marad mindaddig, amíg a tápfeszültség nulla volt fölött marad, vagy a tápellátás polaritása nem változik.

Ha a táp váltakozó áramú (váltakozó áramú), akkor a triac akkor nyílik meg, amikor az váltakozó áramú ciklus átlépi a nulla vonalat, de bezár és bekapcsol, amint újra bekapcsol.

A Triac előnyei, mint statikus kapcsolók

• A triacokat hatékonyan lehet cserélni mechanikus kapcsolókra vagy relékre az AC áramkörök terhelésének szabályozásához.
• A triakokat úgy lehet beállítani, hogy viszonylag nagyobb terheléseket kapcsoljanak át minimális áramindítással.
• Amikor a triakok vezetnek (bezáródnak), akkor nem váltanak ki visszavágó hatást, mint a mechanikus kapcsolóknál.
• Amikor a triakok kikapcsolnak (AC esetén) nulla átkelés ), ezt tranziensek előidézése nélkül teszi meg, hátulról EMF-ek stb.
• A triakok kiküszöbölik az érintkezõk összeolvadását vagy az ívképzõdést, valamint a kopás egyéb formáit, amelyek általában a mechanikus alapú elektromos kapcsolókban jelentkeznek.
• A triakok rugalmas indítással rendelkeznek, amely lehetővé teszi, hogy a bemeneti váltakozó áramú ciklus bármely pontján átkapcsolhassanak egy kis feszültségű pozitív jelen keresztül a kapun és a közös földön.
• Ez a kiváltó feszültség bármilyen egyenáramú forrásból származhat, például akkumulátorból, vagy magából a váltakozó áramú hálózatból származó egyenirányított jelből. Mindenesetre a triac kikapcsolási periódusokon megy keresztül, amikor minden félciklusú AC hullámforma áthalad a nulla keresztezési (áram) vonalon, az alábbiak szerint:

A Triac bekapcsolása

A triac három terminálból áll: Gate, A1, A2, az alábbiak szerint:

A Triac bekapcsolásához kapuindító áramot kell alkalmazni a kapu tüskéjén (G). Ez azt eredményezi, hogy a kapu áram átfolyik a kapun és az A1 terminálon. A kapuáram lehet pozitív vagy negatív a triac A1 termináljához képest. Az A1 terminál közösen huzalozható a kapu vezérlőellátásának negatív VSS vagy pozitív VDD vezetékével.

Az alábbi ábra a Triac egyszerűsített vázlatát és belső szilícium szerkezetét mutatja be.

Ha a triac kaput kiváltó árammal kapcsolják, akkor azt a beépített diódáival kapcsolják be, be-vissza beágyazva a G terminál és az A1 terminál közé. Ez a 2 dióda a triac P1-N1 és P1-N2 csomópontjain van telepítve.

Triac kiváltó kvadránsok

A triac kiváltása négy kvadránson keresztül valósul meg, a kapuáram polaritásától függően, az alábbiak szerint:

Ezek a kiváltó kvadránsok gyakorlatilag alkalmazhatók a triac családjától és osztályától függően, az alábbiak szerint:

A Q2 és Q3 az ajánlott kiváltó kvadránsok a triakoknál, mivel minimális fogyasztást és megbízható kiváltást tesz lehetővé.

A Q4 kiváltó kvadráns nem ajánlott, mivel nagyobb kapuáramot igényel.

A triakok fontos kiváltó paraméterei

Tudjuk, hogy egy triac használható a nagy teljesítményű váltakozó áram terhelésének átkapcsolására az A1 / A2 terminálokon keresztül a kapu terminálján lévő viszonylag kis egyenáramú trigger-tápegységen keresztül.

A triac vezérlő áramkör megtervezése során a kapuindító paraméterei döntő fontosságúvá válnak. A kiváltó paraméterek a következők: triac kapu kiváltó áram IGT, kapu kiváltó feszültség VGT és kapu reteszelő áram IL.

• A triac bekapcsolásához szükséges minimális kapuáramot kapuindító áramnak nevezzük. Ezt a kapun és a Triac A1 terminálján keresztül kell alkalmazni, amely közös a kapuindító tápellátásához.
• A kapuáramnak magasabbnak kell lennie, mint a legalacsonyabb meghatározott üzemi hőmérsékletre megadott érték. Ez minden körülmények között biztosítja a triac optimális kiváltását. Ideális esetben az IGT-értéknek kétszer nagyobbnak kell lennie, mint az adatlap névleges értéke.
• A kapun és a triac A1 terminálján át alkalmazott kiváltó feszültséget VGT-nek nevezzük. Ellenálláson keresztül alkalmazzák, amely rövidesen megvitatja.
• A triacot ténylegesen reteszelő kapuáram a reteszelő áram, amelyet LT-ként adunk meg. A retesz akkor történhet meg, amikor a terhelési áram elérte az LT értéket, csak ezt követően a retesz akkor is engedélyezhető, ha a kapu áramát eltávolítják.
• A fenti paramétereket 25 ° C környezeti hőmérsékleten adják meg, és változások mutatkozhatnak, mivel ez a hőmérséklet változik.

A triac nem izolált kiváltása két alapvető módban történhet, az első módszert az alábbiakban mutatjuk be:

Itt a VDD-vel egyenlő pozitív feszültséget adunk át a triac kapuján és A1 terminálján. Ebben a konfigurációban láthatjuk, hogy az A1 a Vss-hez vagy a kapu tápforrásának negatív vonalához is csatlakozik. Ez fontos, különben a triac soha nem reagál.

A második módszer az, hogy negatív feszültséget alkalmazunk a triac kapun, az alábbiak szerint:

Ez a módszer megegyezik az előzővel, kivéve a polaritást. Mivel a kaput negatív feszültség váltja ki, az A1 kapocs mostantól a VDD vonallal közösen van összekötve a kapu forrásfeszültségének Vss helyett. Ismételten, ha ez nem történik meg, a triac nem reagál.

A kapuellenállás kiszámítása

A kapuellenállás az IGT-t vagy a kapu áramát a triacra állítja a szükséges kiváltáshoz. Ez az áram növekszik, amikor a hőmérséklet a megadott csatlakozási hőmérséklet 25 ° C alá csökken.

Például, ha a megadott IGT 10 mA 25 ° C-on, ez 0 ° C-on 15 mA-ig növekedhet.

Annak biztosítására, hogy az ellenállás képes 0 ° C-on is elegendő IGT-t szolgáltatni, a forrásból elérhető legnagyobb VDD-re kell kiszámítani.

Az ajánlott érték 160–180 ohm 1/4 watt körül van egy 5 V-os kapu VGT esetén. A magasabb értékek akkor is működnek, ha a környezeti hőmérséklet meglehetősen állandó.

Aktiválás külső DC-n vagy meglévő AC-n keresztül : Amint az a következő ábrán látható, a triac bekapcsolható egy külső egyenáramú forrásból, például akkumulátorból vagy napelemből, vagy egy AC / DC adapterből. Alternatív megoldásként kiválthatja magát a meglévő váltakozó áramú tápellátást is.

Itt az S1 kapcsoló elhanyagolható feszültséget fejt ki, mivel a triacot egy ellenálláson keresztül kapcsolja, ami minimális áramot vezet át az S1-en, ezáltal megmentve mindenféle kopástól.

Triac átkapcsolása Reed relén keresztül : A triac mozgó tárgy általi kapcsolásához mágneses alapú kiváltó elemet lehet beépíteni. Nádkapcsoló és mágnes használható ilyen alkalmazások , az alábbiak szerint:

Ebben az alkalmazásban a mágnes a mozgó tárgyhoz van rögzítve. Valahányszor a mozgó rendszer túljut a nád relén, a kapcsolt mágnes révén a triacot vezetővé váltja.

A Reed relé akkor is alkalmazható, ha elektromos elválasztásra van szükség a kiváltó forrás és a triac között, az alábbiak szerint.

Itt megfelelő méretű réztekercset tekercselnek a nád relé köré, és a tekercs sorkapcsai egy kapcsolón keresztül egyenáramú potenciálhoz vannak kötve. A kapcsoló minden egyes megnyomásakor izolált kiváltás vált ki a triac számára.

Annak a ténynek a következtében, hogy a nádkapcsoló reléket úgy tervezték, hogy ellenálljanak a be- és kikapcsolási műveletek millióinak, ez a kapcsolórendszer hosszú távon rendkívül hatékony és megbízhatóvá válik.

A triac izolált kiváltásának egy másik példája látható alább, itt egy külső AC forrást használunk a triac kapcsolására egy izolációs transzformátoron keresztül.

A triakok izolált kiváltásának egy másik formáját az alábbiakban mutatjuk be Photo-cell csatolókkal. Ebben a módszerben egy LED és egy fotocella vagy fotódióda integráltan van felszerelve egyetlen csomag belsejébe. Ezek az opto csatolók könnyen elérhetők a piacon.

A triac szokatlan kapcsolása kikapcsolt / fél teljesítményű / teljes teljesítményű áramkör formájában az alábbi ábrán látható. 50% -kal kevesebb teljesítmény elérése érdekében a diódát sorban kapcsolják a triac kapuval. Ez a módszer arra kényszeríti a Triacot, hogy csak az alternatív pozitív AC bemeneti félciklusokra kapcsoljon BE.

Az áramkör hatékonyan alkalmazható a fűtőberendezések vagy más hőtehetetlenséggel rendelkező rezisztív terhelések szabályozására. Ez nem biztos, hogy a világítás vezérlésénél működik, mivel a félig pozitív váltakozó áramú ciklusok frekvenciája szintén idegesítő villogást eredményez a lámpákon, ezért ezt a kiváltást induktív terheléseknél, például motoroknál vagy transzformátoroknál nem javasoljuk.

Állítsa be a reteszelő Triac áramkör visszaállítását

A következő koncepció bemutatja, hogy egy triac hogyan használható egy beállított visszaállító retesz készítésére pár nyomógombbal.

A beállító gomb megnyomásával a triac és a terhelés BE, míg a reset gomb megnyomásával a retesz bekapcsol.

Triac késleltetés időzítő áramkörök

Triac beállítható késleltetési időzítő áramkörként a terhelés BE vagy KI kapcsolására egy előre meghatározott késleltetés után.

Az alábbi első példa egy triac alapú késleltetésű OFF időzítő áramkört mutat be. Kezdetben áramellátáskor a triac bekapcsol.

Időközben a 100uF megkezdi a töltést, és miután elérte a küszöbértéket, az UJT 2N2646 tüzek, bekapcsolva az SCR C106-ot.

Az SCR rövidre zárja a kaput a földre, kikapcsolva a triacot. A késleltetést az 1M beállítás és a soros kondenzátor értéke határozza meg.

A következő áramkör egy késleltetett ON triac időzítő áramkört jelent. A triac nem működik azonnal. A diakapcsoló továbbra is kikapcsolt állapotban van, miközben a 100uF kondenzátor töltési küszöbéig töltődik.

Ha ez megtörténik, a diac tüzek és kiváltó okok a triac ON. A késleltetési idő az 1M és a 100uF értékektől függ.

A következő áramkör a triac alapú időzítő másik verziója. Bekapcsoláskor az UJT-t a 100uF kondenzátoron keresztül kapcsolják be. Az UJT kikapcsolva tartja az SCR kapcsolót, megfosztva a triacot a kapu áramától, és így a triac is kikapcsolt állapotban marad.

Valamikor az 1M preset beállításától függően a kondenzátor teljesen fel van töltve, kikapcsolva az UJT-t. Az SCR most bekapcsol, beindítva a triacot és a terhelést is.

Triac lámpa villogó áramkör

Ez a triac villogó áramkör használható egy szabványos izzólámpa villogására, amelynek frekvenciája 2 és 10 Hz között állítható. Az áramkör úgy működik, hogy a hálózati feszültséget egy 1N4004 diódával és egy változó RC hálózattal egyenirányítja. Abban a pillanatban, amikor az elektrolit-kondenzátor a diac meghibásodási feszültségéig töltődik, kénytelen voltam kisütni a diac-on, ami viszont kilőtte a triacot, ami a csatlakoztatott lámpa villogását eredményezte.

A 100 k-os vezérlés késleltetése után a kondenzátor újratöltődik, és megismétli a villogó ciklust. Az 1 k-os vezérlés beállítja a triac kiváltó áramot.

Következtetés

A Triac az elektronikus család egyik legsokoldalúbb eleme. A triakokat különféle hasznos áramköri koncepciók megvalósítására lehet használni. A fenti bejegyzésben megismerhettünk néhány egyszerű triac áramkör alkalmazást, azonban számtalan módon konfigurálható és alkalmazható egy triac a kívánt áramkör elkészítéséhez.

Ezen a weboldalon már sok triac alapú áramkört tettem közzé, amelyekre hivatkozhat a továbbtanuláshoz, itt található a link: