Triacs - työ- ja sovelluspiirit

Triacia voidaan verrata lukitusreleeseen. Se kytkeytyy heti päälle ja sulkeutuu heti, kun se laukaistaan, ja pysyy suljettuna niin kauan kuin syöttöjännite pysyy nollavolttia korkeammalla tai syöttöjännite ei muutu.

Jos syöttö on vaihtovirta (AC), triac avautuu ajanjaksoina, jolloin AC-jakso ylittää nollalinjan, mutta sulkeutuu ja kytkeytyy päälle heti, kun se käynnistyy uudelleen.

Triacin edut staattisina kytkiminä

• Triakit voidaan korvata tehokkaasti mekaanisille kytkimille tai releille AC-piirien kuormien hallitsemiseksi.
• Triacsit voidaan konfiguroida vaihtamaan suhteellisen raskaampia kuormia pienellä virrankäynnistyksellä.
• Kun triakit johtavat (sulkeutuvat), ne eivät tuota poistumisvaikutusta, kuten mekaanisissa kytkimissä.
• Kun triakit kytkeytyvät pois päältä (vaihtovirralla) nolla ylitys ), se tekee tämän tuottamatta transientteja takana olevien sähkömagneettisten kenttien jne.
• Triakit eliminoivat myös koskettimien sulautumisen tai valokaaren ongelmat ja muut kulumismuodot, jotka ovat yleisesti havaittavissa mekaanisissa sähkökytkimissä.
• Triakeissa on joustava liipaisu, jonka avulla ne voidaan vaihtaa missä tahansa syötetyn AC-jakson kohdassa matalan jännitteen positiivisen signaalin kautta portin ja yhteisen maan kautta.
• Tämä liipaisujännite voi olla mistä tahansa tasavirtalähteestä, kuten akusta, tai itse AC-virtalähteen tasasignaali. Joka tapauksessa triac käy läpi OFF-ajanjaksot aina, kun jokainen puolijakson AC-aaltomuoto liikkuu nollarajan (virta) viivan läpi, kuten alla on esitetty:

Triac-laitteen kytkeminen päälle

Triac koostuu kolmesta päätelaitteesta: Gate, A1, A2, kuten alla on esitetty:

Triacin kytkemiseksi päälle portin liipaisuvirta on kohdistettava sen portin tapaan (G). Tämän seurauksena porttivirta kulkee portin ja päätteen A1 poikki. Porttivirta voi olla positiivinen tai negatiivinen triakin A1-terminaaliin nähden. A1-pääte voidaan kytkeä yhteisesti portinohjaussyötön negatiiviseen VSS-linjaan tai positiiviseen VDD-linjaan.

Seuraava kaavio esittää yksinkertaistettua kaaviota Triacista ja myös sen sisäisestä piirakenteesta.

Kun liipaisuvirtaa johdetaan triac-porttiin, se kytketään PÄÄLLE sisäänrakennettujen diodiensa avulla, jotka on upotettu taaksepäin G-liittimen ja A1-liittimen väliin. Nämä 2 diodia asennetaan triacin P1-N1- ja P1-N2-risteyksiin.

Triac-liipaisimet

Triacin laukaisu toteutetaan neljän kvadrantin kautta porttivirran napaisuudesta riippuen, kuten alla on esitetty:

Näitä laukaisevia kvadrantteja voidaan käytännössä soveltaa perheestä ja triac-luokasta riippuen, kuten alla on esitetty:

Q2 ja Q3 ovat suositeltuja laukaisevia kvadrantteja triakoille, koska se sallii minimaalisen kulutuksen ja luotettavan laukaisun.

Q4: n laukaisevaa kvadranttia ei suositella, koska se vaatii suurempaa porttivirtaa.

Tärkeät Triacsin laukaisuparametrit

Tiedämme, että triacia voidaan käyttää vaihtamaan suuritehoista vaihtovirtakuormitusta A1 / A2-liittimien yli suhteellisen pienen DC-liipaisinsyötön kautta Gate-terminaalissa.

Triac-ohjauspiiriä suunniteltaessa sen portin laukaisuparametrit ovat tärkeitä. Laukaisuparametrit ovat: triac-portin laukaiseva virta IGT, portin laukaiseva jännite VGT ja portin lukitusvirta IL.

• Triacin kytkemiseksi tarvittavaa pienintä porttivirtaa kutsutaan portin laukaisevaksi virraksi IGT. Tätä on sovellettava portin ja Triacin A1-liittimen yli, mikä on yhteistä portin liipaisutoimitukselle.
• Porttivirran tulee olla korkeampi kuin alimmalle määritetylle käyttölämpötilalle määritetty arvo. Tämä varmistaa triacin optimaalisen laukaisun kaikissa olosuhteissa. Ihannetapauksessa IGT-arvon tulisi olla 2 kertaa suurempi kuin taulukon nimellisarvo.
• Triakin portin ja A1-liittimen yli syötettyä liipaisujännitettä kutsutaan VGT: ksi. Sitä käytetään vastuksen kautta, joka keskustelee pian.
• Porttivirta, joka tehokkaasti lukitsee triacin, on lukitusvirta ja se annetaan LT: nä. Salpa voi tapahtua, kun kuormavirta on saavuttanut LT-arvon, vasta tämän jälkeen salpa aktivoituu, vaikka portin virta poistetaan.
• Yllä olevat parametrit määritetään ympäristön lämpötilassa 25 ° C, ja ne saattavat näyttää vaihteluita tämän lämpötilan vaihdellessa.

Triacin eristämätön laukaisu voidaan suorittaa kahdessa perustilassa, ensimmäinen menetelmä on esitetty alla:

Tällöin positiivinen jännite, joka on yhtä suuri kuin VDD, syötetään triacin portin ja A1-liittimen yli. Tässä kokoonpanossa voimme nähdä, että A1 on myös kytketty portin lähteen Vss: ään tai negatiiviseen johtoon. Tämä on tärkeää, muuten triac ei koskaan vastaa.

Toinen menetelmä on liittämällä negatiivinen jännite triac-porttiin alla esitetyllä tavalla:

Tämä menetelmä on identtinen edellisen kanssa lukuun ottamatta napaisuutta. Koska portti laukaistaan ​​negatiivisella jännitteellä, A1-liitin on nyt liitetty yhteisesti VDD-linjan kanssa portin lähteen jännitteen Vss: n sijasta. Jälleen, jos tätä ei tehdä, triac ei pysty vastaamaan.

Gate-vastuksen laskeminen

Porttivastus asettaa IGT: n tai portin virran triaciin tarvittavaa laukaisua varten. Tämä virta kasvaa, kun lämpötila laskee alle määritetyn 25 ° C: n liitoslämpötilan.

Esimerkiksi, jos määritetty IGT on 10 mA 25 ° C: ssa, se voi nousta 15 mA: iin 0 ° C: ssa.

Sen varmistamiseksi, että vastus pystyy syöttämään riittävän IGT: n jopa 0 ° C: ssa, se on laskettava lähteestä saatavalle suurimmalle käytettävissä olevalle VDD: lle.

Suositeltu arvo on noin 160--180 ohmia 1/4 wattia 5 V -portin VGT: lle. Suuremmat arvot toimivat myös, jos ympäristön lämpötila on melko vakio.

Laukaisu ulkoisen DC: n tai nykyisen vaihtovirran kautta : Kuten seuraavassa kuvassa on esitetty, triac voidaan kytkeä joko ulkoisen tasavirtalähteen, kuten akun tai aurinkopaneelin, tai AC / DC-sovittimen kautta. Vaihtoehtoisesti se voidaan laukaista myös itse olemassa olevasta vaihtovirtalähteestä.

Tässä kytkimellä S1 on vähäinen jännitys, koska se kytkee triakin vastuksen läpi aiheuttaen minimaalisen virran S1: n läpi, mikä säästää sitä kaikenlaisesta kulumisesta.

Triacin vaihtaminen Reed-releen kautta : Triacin vaihtamiseksi liikkuvalla esineellä voitaisiin liittää magneettipohjainen laukaisu. Ruokokytkin ja magneettia voidaan käyttää tällaisia ​​sovelluksia , kuten alla:

Tässä sovelluksessa magneetti kiinnitetään liikkuvaan esineeseen. Aina kun liikkuva järjestelmä ohittaa ruoko-releen, se laukaisee triakin johtavaksi kiinnitetyn magneetin kautta.

Reed-relettä voidaan käyttää myös, kun laukaisulähteen ja triacin välillä vaaditaan sähköinen eristys, kuten alla on esitetty.

Tässä sopivan mittainen kuparikäämi on kääritty ruoko-releen ympärille, ja kelan liittimet on kytketty DC-potentiaaliin kytkimen kautta. Joka kerta kun kytkintä painetaan, triac saa aikaan yksittäisen laukaisun.

Koska reed-kytkinreleet on suunniteltu kestämään miljoonia ON / OFF-toimintoja, tästä kytkentäjärjestelmästä tulee erittäin tehokas ja luotettava pitkällä aikavälillä.

Toinen esimerkki eristetystä triacin laukaisemisesta voidaan nähdä alla, tässä käytetään ulkoista vaihtolähdettä triacin kytkemiseksi eristysmuuntajan kautta.

Vielä yksi triakien eristetyn laukaisun muoto on esitetty alla käyttämällä Photo-cell-kytkimiä. Tässä menetelmässä LED ja valokenno tai valodiodi on asennettu kiinteästi yhden pakkauksen sisälle. Nämä opto-liittimet ovat helposti saatavilla markkinoilla.

Triacin epätavallinen kytkentä pois / puoli- tai täysitehopiirinä on esitetty alla olevassa kaaviossa. 50% pienemmän tehon saavuttamiseksi diodi kytketään sarjaan triac-portin kanssa. Tämä menetelmä pakottaa Triacin kytkeytymään päälle vain vaihtoehtoisten positiivisten AC-tulojen puolisyklien aikana.

Piiriä voidaan käyttää tehokkaasti lämmittimen kuormitusten tai muiden resistiivisten kuormien, joilla on lämpöhitaus, ohjaamiseen. Tämä ei välttämättä toimi valaistuksen ohjauksessa, koska puoliksi positiivinen vaihtovirtakierron taajuus johtaa myös ärsyttävään välkkymiseen valoissa, tätä laukaisua ei suositella induktiivisille kuormille, kuten moottoreille tai muuntajille.

Aseta Palauta salpaava triac-piiri

Seuraava käsite osoittaa, kuinka triacia voidaan käyttää asetetun palautussalvan tekemiseen parilla painikkeella.

Asetuspainikkeen painaminen lukitsee triacin ja kuorman PÄÄLLE, kun taas nollauspainiketta painetaan salpa.

Triac Delay -ajastinpiirit

Triac voidaan asettaa viiveajastinpiiriksi kuorman kytkemiseksi päälle tai pois päältä asetetun ennalta määrätyn viiveen jälkeen.

Ensimmäinen alla oleva esimerkki näyttää triac-pohjaisen viiveen OFF-ajastinpiirin. Aluksi virran ollessa kytkettynä triac kytkeytyy päälle.

Sillä välin 100uF alkaa latautua ja kun kynnysarvo on saavutettu, UJT 2N2646 laukeaa, kytkemällä SCR C106 päälle.

SCR lyhentää portin maahan katkaisemalla triacin. Viive määräytyy 1M-asetuksen ja sarjakondensaattorin arvon perusteella.

Seuraava piiri edustaa viivästettyä ON-triac-ajastinpiiriä. Kun triac ei saa virtaa, se ei reagoi välittömästi. Diac pysyy kytkettynä pois päältä, kun 100uF-kondensaattori latautuu ampumiskynnykseen.

Kun tämä tapahtuu, diac tulipalot ja laukaisee triac ON. Viiveaika riippuu arvoista 1M ja 100uF.

Seuraava piiri on triac-pohjaisen ajastimen toinen versio. Kun virta kytketään päälle, UJT kytketään 100uF-kondensaattorin kautta. UJT pitää SCR-kytkimen POIS PÄÄLTÄ poistaen triakin portin virrasta, ja siten myös triac pysyy kytkettynä pois päältä.

Jonkin ajan kuluttua 1 M: n esiasetuksen säätämisestä kondensaattori on täysin ladattu kytkemällä UJT pois päältä. SCR kytkeytyy nyt päälle, laukaisemalla triacin ja myös kuorman.

Triac-lampun vilkkuvapiiri

Tätä triac-vilkkuvalopiiriä voidaan käyttää tavallisen hehkulampun välähtämiseen taajuudella, jota voidaan säätää välillä 2-10 Hz. Piiri toimii tasoittamalla verkkojännite 1N4004-diodilla yhdessä muuttuvan RC-verkon kanssa. Heti kun elektrolyyttikondensaattori latautuu diac: n rikkoutumisjännitteeseen, pakotin sen purkautumaan diac: n läpi, mikä puolestaan ​​laukaisee triacin, mikä johtaa liitetyn lampun vilkkumiseen.

100 k: n säätimen asettaman viiveen jälkeen kondensaattori latautuu uudelleen aiheuttaen vilkkumisjakson toistumisen. 1 k: n säädin asettaa triakin laukaisuvirran.

Johtopäätös

Triac on yksi elektronisen perheen monipuolisimmista komponenteista. Triacsia voidaan käyttää monien hyödyllisten piirikonseptien toteuttamiseen. Yllä olevasta viestistä saimme tietää muutamasta yksinkertaisesta triac-piirisovelluksesta, mutta on olemassa lukemattomia tapoja, joilla triac voidaan konfiguroida ja soveltaa halutun piirin tekemiseen.

Tälle verkkosivustolle olen jo kirjoittanut monia triac-pohjaisia ​​piirejä, joihin voit viitata jatko-oppimista varten, tässä on linkki siihen: