Triacs - Arbeids- og applikasjonskretser

En triac kan sammenlignes med et låserelé. Den slås øyeblikkelig på og lukkes så snart den utløses, og vil forbli lukket så lenge forsyningsspenningen forblir over null volt eller forsyningspolariteten ikke endres.

Hvis forsyningen er en vekselstrøm (vekselstrøm), vil triacen åpne i periodene vekselstrømssyklusen krysser nulllinjen, men lukkes og slås på så snart den blir utløst på nytt.

Fordeler med Triac som statiske brytere

• Triacs kan effektivt byttes ut for mekaniske brytere eller reléer for å kontrollere laster i vekselstrømskretser.
• Triacs kan konfigureres til å bytte relativt tyngre belastninger gjennom minimal strømutløsning.
• Når triacs utfører (lukker), gir de ikke avvisningseffekt, som i mekaniske brytere.
• Når triacs slås AV (ved AC null kryssing ), gjør det dette uten å produsere noen transienter på grunn av rygg-EMF osv.
• Triacs eliminerer også smelting av kontakter eller lysproblemer og andre former for slitasje som ofte ses i mekanisk baserte elektriske brytere.
• Triacs har en fleksibel utløser, som gjør at de kan byttes på et hvilket som helst punkt i inngangsstrømmen, gjennom et lavspent positivt signal over porten og felles jord.
• Denne utløsende spenningen kan være fra hvilken som helst likestrømskilde, for eksempel et batteri eller et rettet signal fra selve strømforsyningen. I alle fall vil triacen gå gjennom å slå AV perioder når hver halv syklus vekselstrømsbølgeform beveger seg gjennom nullkryssingslinjen (nåværende), som vist nedenfor:

Slik slår du på en Triac

En triac består av tre terminaler: Gate, A1, A2, som vist nedenfor:

For å slå på en Triac må en portutløserstrøm påføres portpinnen (G). Dette får en portstrøm til å strømme over gate og terminal A1. Portstrømmen kan være positiv eller negativ med hensyn til A1-terminalen til triacen. A1-terminalen kan være koblet til felles med den negative VSS-linjen eller den positive VDD-linjen til portstyringsforsyningen.

Følgende diagram viser det forenklede skjemaet til en Triac og også dens indre silisiumstruktur.

Når en utløserstrøm tilføres triac gate, slås den på ved hjelp av sine innebygde dioder innebygd rygg mot rygg mellom G-terminal og og A1-terminal. Disse 2 diodene er installert på P1-N1 og P1-N2 kryssene til triac.

Triac utløsende kvadranter

Utløsing av en triac implementeres gjennom fire kvadranter, avhengig av polariteten til portstrømmen, som vist nedenfor:

Disse utløsende kvadranter kan praktisk talt brukes avhengig av familie og klasse av triac, som gitt nedenfor:

Q2 og Q3 er de anbefalte utløsende kvadranter for triacs, siden det gir minimalt forbruk og pålitelig utløsing.

Q4-utløsende kvadrant anbefales ikke da det krever en høyere portstrøm.

Viktige utløsende parametere for Triacs

Vi vet at en triac kan brukes til å bytte vekselstrømstrøm mellom A1 / A2-terminalene gjennom en relativt liten DC-utløserforsyning ved Gate-terminalen.

Mens du designer en triac-kontrollkrets, blir portutløsende parametere avgjørende. Utløsende parametere er: triac gate utløser IGT, gate utløser spenning VGT, og gate låsestrøm IL.

• Minste portstrøm som kreves for å slå på en triac kalles gate triggering IGT. Dette må brukes over porten og A1-terminalen til Triac, som er vanlig for portutløserforsyningen.
• Portstrømmen skal være høyere enn verdien for den laveste spesifiserte driftstemperaturen. Dette sikrer optimal utløsning av triacen under alle omstendigheter. Ideelt sett bør IGT-verdien 2 ganger høyere enn den nominelle verdien i databladet.
• Utløserspenningen påført over porten og A1-terminalen til en triac blir referert til som VGT. Den brukes gjennom en motstand som vil diskutere snart.
• Portstrømmen som effektivt låser en triac er låsestrømmen og er gitt som LT. Låsingen kan skje når laststrømmen har nådd LT-verdien, bare etter dette aktiveres låsingen selv mens portstrømmen fjernes.
• Ovennevnte parametere er spesifisert ved en omgivelsestemperatur på 25 ° C, og kan vise statistiske variasjoner ettersom denne temperaturen varierer.

Ikke-isolert utløsning av en triac kan gjøres i to grunnleggende moduser, den første metoden er vist nedenfor:

Her påføres en positiv spenning lik VDD over porten og A1-terminalen til triacen. I denne konfigurasjonen kan vi se at A1 også er koblet til Vss eller den negative linjen til portforsyningskilden. Dette er viktig ellers vil triacen aldri svare.

Den andre metoden er ved å påføre en negativ spenning på triac-porten som vist nedenfor:

Denne metoden er identisk med den forrige bortsett fra polariteten. Siden porten utløses med en negativ spenning, er A1-terminal nå koblet til felles med VDD-linjen i stedet for Vss til portkildespenningen. Igjen, hvis dette ikke er gjort, vil triac ikke svare.

Beregning av portmotstanden

Portmotstanden setter IGT eller portstrømmen til triac for den nødvendige utløsningen. Denne strømmen øker når temperaturen synker under den spesifiserte temperaturen på 25 ° C.

For eksempel hvis den spesifiserte IGT er 10 mA ved 25 ° C, kan dette øke opp til 15 mA ved 0 ° C.

For å sikre at motstanden er i stand til å levere tilstrekkelig IGT selv ved 0 ° C, må den beregnes for maksimalt tilgjengelig VDD fra kilden.

En anbefalt verdi er rundt 160 til 180 ohm 1/4 watt for en 5V port VGT. Høyere verdier vil også fungere hvis omgivelsestemperaturen er ganske konstant.

Utløser gjennom ekstern DC eller eksisterende AC : Som vist i følgende figur, kan en triac byttes enten via en ekstern likestrømskilde som batteri eller solcellepanel, eller en AC / DC-adapter. Alternativt kan den også utløses fra selve den eksisterende strømforsyningen.

Her har bryteren S1 ubetydelig belastning på den siden den bytter triac gjennom en motstand som får minimal strøm til å passere gjennom S1, og sparer den dermed mot enhver form for slitasje.

Bytte en Triac gjennom et Reed Relay : For å bytte en triac med et objekt i bevegelse, kan en magnetbasert utløsende innlemmes. En sivbryter og en magnet kan brukes til slike applikasjoner , som vist under:

I denne applikasjonen er magneten festet til den bevegelige gjenstanden. Når det bevegelige systemet kommer forbi sivreléet, utløser det triacen til ledning gjennom den påsatte magneten.

Reed-relé kan også brukes når det kreves en elektrisk isolasjon mellom utløserkilden og triacen, som vist nedenfor.

Her vikles kobberspolen med passende dimensjon rundt sivreléet, og spoleterminalene er koblet til et DC-potensial via en bryter. Hver gang bryteren trykkes, forårsaker en isolert utløser for triacen.

På grunn av det faktum at sivbryterreléer er designet for å tåle millioner av PÅ / AV-operasjoner, blir dette koblingssystemet ekstremt effektivt og pålitelig i det lange løp.

Et annet eksempel på isolert utløsning av triac kan sees nedenfor, her brukes en ekstern vekselstrømskilde for å bytte en triac gjennom en isolasjonstransformator.

Nok en annen form for isolert utløsning av triacs er vist nedenfor ved hjelp av en fotocellekobling. I denne metoden er en LED og en fotocelle eller fotodiode integrert montert i en enkelt pakke. Disse optokoblingene er lett tilgjengelige i markedet.

En uvanlig bytte av triac i form av av / halv-effekt / full-effekt krets er vist i diagrammet nedenfor. For å implementere 50% mindre strøm blir dioden slått i serie med triac-porten. Denne metoden tvinger Triac til å slå PÅ bare for de alternative positive vekselstrømsinngangshalvsyklusene.

Kretsen kan brukes effektivt for å kontrollere varmelaster, eller andre resistive belastninger med termisk treghet. Dette fungerer muligens ikke for belysningskontroll, siden den halve positive vekselstrømssyklusfrekvensen vil resultere i en irriterende flimring på lysene, og dette anbefales ikke for induktive belastninger som motorer eller transformatorer.

Sett Reset Latching Triac Circuit

Følgende konsept viser hvordan en triac kan brukes til å lage en satt tilbakestillingslås ved hjelp av et par trykknapper.

Når du trykker på innstillingsknappen, låses triac og last PÅ, mens du trykker på tilbakestillingsknappen gir nebb.

Triac Delay Timer Circuits

En triac kan settes opp som en forsinkelseskrets for å slå en belastning PÅ eller AV etter en angitt forhåndsbestemt forsinkelse.

Det første eksemplet nedenfor viser en triac-basert forsinkelse OFF-tidtakerkrets. Opprinnelig når den er slått på, vil triacen slå seg på.

I mellomtiden begynner 100uF å lade, og når terskelen er nådd avfyres UJT 2N2646 og slår på SCR C106.

SCR korterer porten til bakken og slår AV triacen. Forsinkelsen bestemmes av 1M-innstillingen og seriekondensatorverdien.

Neste krets representerer en forsinkelse PÅ triac timer krets. Når den drives, reagerer ikke triacen umiddelbart. Diac forblir slått AV mens 100uF kondensatoren lades til avfyringsterskelen.

Når dette skjer, diac branner og utløsere triac PÅ. Forsinkelsestiden avhenger av verdiene på 1M og 100uF.

Den neste kretsen er en annen versjon av en triac-basert tidtaker. Når den er slått PÅ, byttes UJT via kondensatoren 100uF. UJT holder SCR-bryteren AV, frarøver triac fra portstrøm, og dermed forblir triac også slått AV.

Etter en gang, avhengig av justeringen av 1M forhåndsinnstillingen, er kondensatoren fulladet og slår AV UJT. SCR slås nå PÅ, utløser triac PÅ, og også belastningen.

Triac Lamp Flasher Circuit

Denne triac-blinkerkretsen kan brukes til å blinke en standard glødelampe med en frekvens som kan justeres mellom 2 og ca. 10 Hz. Kretsen fungerer ved å rette på nettspenningen med en 1N4004-diode sammen med et variabelt RC-nettverk. I det øyeblikket den elektrolytiske kondensatoren lades opp til nedbrytningsspenningen til diacen, måtte jeg tømme den gjennom diacen, som igjen avgir triacen, noe som resulterer i at den tilkoblede lampen blinker.

Etter en forsinkelse som angitt av 100 k kontrollen, lades kondensatoren igjen for å forårsake en gjentagelse av den blinkende syklusen. Kontrollen på 1 k setter triac-utløserstrømmen.

Konklusjon

Triac er en av de mest allsidige komponentene i den elektroniske familien. Triacs kan brukes til å implementere en rekke nyttige kretsbegreper. I innlegget ovenfor lærte vi om noen få enkle triac-kretsapplikasjoner, men det er utallige måter en triac kan konfigureres og brukes for å lage en ønsket krets.

På dette nettstedet har jeg allerede lagt ut mange triac-baserte kretser som du kan referere til for videre læring, her er lenken til den: