Triacs - מעגלי עבודה ויישומים

ניתן להשוות טריאק לממסר תפס. זה יופעל באופן מיידי ויסגר ברגע שהוא מופעל, ויישאר סגור כל עוד מתח האספקה ​​נשאר מעל אפס וולט או שקוטביות האספקה ​​לא תשתנה.

אם האספקה ​​היא זרם חילופין (זרם חילופין), הטריאק ייפתח בתקופות שמחזור זרם חילופין עובר את קו האפס, אך ייסגר ויתופעל ברגע שהופעל מחדש.

יתרונותיה של טריאק כמתגים סטטיים

• ניתן להחליף טריאקים ביעילות למתגים מכניים או ממסרים לשליטה בעומסים במעגלי זרם חילופין.
• ניתן להגדיר Triacs לעבור בין עומסים כבדים יחסית באמצעות הפעלת זרם מינימלית.
• כאשר triacs מתנהלים (נסגרים) הם לא מייצרים אפקט ניתוק, כמו במתגים מכניים.
• כאשר טריאקים מכבים (ב- AC מעבר אפס ), היא עושה זאת מבלי לייצר ארעיים כלשהם, בגלל EMFs גב וכו '.
• Triacs גם מבטלים מיזוג של אנשי קשר או בעיות קשת, וצורות אחרות של בלאי אשר בדרך כלל נראים במתגים חשמליים מבוססי מכניים.
• Triacs כוללים הפעלה גמישה, המאפשרת להם לעבור בכל נקודה מסוימת של מחזור AC הכניסה, באמצעות אות חיובי במתח נמוך על פני השער והאדמה המשותפת.
• מתח ההדק הזה יכול להיות מכל מקור DC כגון סוללה או אות מתוקן מספק החשמל עצמו. בכל מקרה, הטריאק יעבור תקופות כיבוי בכל פעם שכל צורת גל של AC עוברת דרך קו האפס (הנוכחי), כמתואר להלן:

כיצד להפעיל טריאק

טריאאק מורכב משלושה מסופים: שער, A1, A2, כמוצג להלן:

כדי להפעיל טריאק יש להחיל זרם מפעיל שער על סיכת השער שלו (G). זה גורם לזרם שער לזרום על פני השער ומסוף A1. זרם השער יכול להיות חיובי או שלילי ביחס למסוף A1 של הטריאק. מסוף A1 עשוי להיות מחובר במשותף לקו VSS השלילי או לקו VDD החיובי של אספקת בקרת השער.

התרשים הבא מציג את הסכמה הפשוטה של ​​טריאק וגם את מבנה הסיליקון הפנימי שלה.

כאשר מפעילים זרם מפעיל על שער הטריאק, הוא מופעל באמצעות הדיודות המובנות שלו מוטבעות גב אל גב בין מסוף G למסוף A1. 2 דיודות אלה מותקנות בצמתים P1-N1 ו- P1-N2 של הטריאק.

טריאקים מפעילים קוואנטרים

הפעלת טריאק מיושמת באמצעות ארבעה רביעים בהתאם לקוטביות זרם השער, כמוצג להלן:

ניתן ליישם את הרבעים המפעילים באופן תלוי במשפחה ובמעמד הטריאק, כמפורט להלן:

Q2 ו- Q3 הם רביעי ההדק המומלצים לטריאק, מכיוון שהוא מאפשר צריכת מינימום והפעלת אמין.

מומלץ לא להניע רבע Q4 מכיוון שהוא קורא לזרם שער גבוה יותר.

פרמטרים חשובים להפעלת טריאקים

אנו יודעים כי ניתן להשתמש בטריאק בכדי להחליף עומס זרם מתח גבוה על מסופי A1 / A2 באמצעות אספקת הדק DC קטנה יחסית במסוף שערו.

בעת תכנון מעגל בקרת טריאק, הפרמטרים המפעילים את השער הופכים להיות מכריעים. הפרמטרים המפעילים הם: שער טריאק המפעיל IGT זרם, מתח המפעיל שער VGT, ושער הסוגר את זרם IL.

• זרם השער המינימלי הנדרש להפעלת טריאק נקרא שער המפעיל IGT זרם. זה צריך להיות מיושם על פני השער ומסוף A1 של הטריאק המשותף לאספקת ההדק של השער.
• זרם השער צריך להיות גבוה מהערך המדורג עבור טמפרטורת ההפעלה הנמוכה ביותר. זה מבטיח הפעלה אופטימלית של הטריאק בכל הנסיבות. באופן אידיאלי ערך ה- IGT צריך להיות גבוה פי 2 מהערך המדורג בגליון הנתונים.
• מתח ההדק המופעל על פני השער ומסוף A1 של טריאק מכונה VGT. הוא מוחל באמצעות נגד שיידון בקרוב.
• זרם השער התופס למעשה טריאק הוא זרם התפס וניתן כ- LT. התפס יכול להתרחש כאשר זרם העומס הגיע לערך LT, רק לאחר מכן הנעילה מאפשרת גם כאשר זרם השער מוסר.
• הפרמטרים שלעיל מוגדרים בטמפרטורת הסביבה של 25 מעלות צלזיוס, ועשויים להצביע על שינויים שכן הטמפרטורה משתנה.

הפעלה לא מבודדת של טריאק יכולה להיעשות בשני מצבים בסיסיים, השיטה הראשונה מוצגת להלן:

כאן מוחל מתח חיובי השווה ל- VDD על פני השער ומסוף A1 של הטריאק. בתצורה זו אנו יכולים לראות כי ה- A1 מחובר גם ל- Vss או לקו השלילי של מקור אספקת השער. זה חשוב אחרת הטריאק לעולם לא יגיב.

השיטה השנייה היא על ידי הפעלת מתח שלילי על שער הטריאק כפי שמוצג להלן:

שיטה זו זהה לקודמת למעט הקוטביות. מכיוון שהשער מופעל באמצעות מתח שלילי, מסוף A1 מחובר כעת במשותף עם קו VDD במקום Vss של מתח מקור השער. שוב, אם זה לא נעשה, הטריאק לא יצליח להגיב.

חישוב התנגדות לשער

נגן השער מכוון את ה- IGT או את זרם השער לטריאק להפעלה הדרושה. זרם זה עולה ככל שהטמפרטורה יורדת מתחת לטמפרטורת הצומת שצוינה 25 ° C.

לדוגמא אם ה- IGT שצוין הוא 10 mA ב 25 ° C, זה עשוי לעלות עד 15 mA ב 0 ° C.

כדי להבטיח שהנגד מסוגל לספק מספיק IGT גם ב 0 מעלות צלזיוס, יש לחשב אותו עבור ה- VDD המרבי הזמין מהמקור.

ערך מומלץ הוא סביב 160 עד 180 אוהם 1/4 וואט עבור שער 5V VGT. ערכים גבוהים יותר יעבדו גם אם טמפרטורת הסביבה שלך קבועה למדי.

מפעילים באמצעות DC חיצוני או AC קיים : כפי שמוצג באיור הבא, ניתן להחליף טריאק באמצעות מקור DC חיצוני כגון סוללה או פאנל סולארי, או מתאם AC / DC. לחלופין, ניתן להפעיל אותו גם מאספקת החשמל הקיימת עצמה.

כאן, על המתג S1 יש מתח זניח מכיוון שהוא מעביר את הטריאק דרך נגד שגורם לזרם מינימלי לעבור דרך ה- S1, ובכך חוסך אותו מכל סוג של בלאי.

החלפת טריאק דרך ממסר ריד : להחלפת טריאק באמצעות עצם נע, ניתן לשלב טריגר מבוסס מגנטי. מתג קנה וניתן להשתמש במגנט יישומים כאלה , כפי שמוצג מטה:

ביישום זה המגנט מחובר לאובייקט הנע. בכל פעם שמערכת הנע עוברת את ממסר הקנה, היא מפעילה את הטריאק להולכה דרך המגנט המחובר שלה.

ניתן להשתמש בממסר קנים גם כאשר נדרש בידוד חשמלי בין מקור ההדק לטריאק, כמוצג להלן.

כאן מתפתל סליל הנחושת בעל ממד מתאים סביב ממסר הקנה, ומסופי הסליל מחוברים לפוטנציאל DC באמצעות מתג. בכל פעם שלוחצים על המתג גורם להדק מבודד לטריאק.

בשל העובדה שממסרי מתגי קנה נועדו לעמוד במיליוני פעולות הפעלה / כיבוי, מערכת מיתוג זו הופכת ליעילה ואמינה ביותר בטווח הארוך.

דוגמה נוספת להפעלת טריאק מבודדת ניתן לראות להלן, כאן משמש מקור AC חיצוני להחלפת טריאק באמצעות שנאי בידוד.

צורה נוספת של הפעלה מבודדת של טריאקים מוצגת להלן באמצעות מצמדי תאי צילום. בשיטה זו נורית LED ותא צילום או דיודה מותקנים באופן אינטגרלי בתוך חבילה אחת. מצמדי אופטו אלה זמינים בשוק.

מיתוג יוצא דופן של הטריאק בצורה של מעגל כבוי / חצי כוח / כוח מלא מוצג בתרשים להלן. כדי ליישם 50% פחות כוח, מחליפים את הדיודה בסדרה עם שער הטריאק. שיטה זו מכריחה את הטריאק להפעיל רק לחצי מחזורי קלט החילופין החלופיים.

המעגל יכול להיות מיושם ביעילות לבקרת עומסי תנור חימום, או עומסי התנגדות אחרים בעלי אינרציה תרמית. יתכן שהדבר לא יעבוד לבקרת תאורה, מכיוון שתדירות מחזורי ה- AC החיובית חיובית תביא להבהוב מעצבן על האורות, גם הפעלת זה אינה מומלצת בעומסי אינדוקציה כגון מנועים או שנאים.

הגדר איפוס מעגל טריאק תואם

הרעיון הבא מראה כיצד ניתן להשתמש בטריאק ליצירת תפס איפוס להגדיר באמצעות לחצני כפתור.

לחיצה על כפתור ההגדרה תפסה את הטריאק ואת העומס פועל, תוך לחיצה על כפתור האיפוס מקור את התפס.

מעגלי טיימר לעיכוב טריאק

ניתן להגדיר טריאק כמעגל טיימר עיכוב להפעלת עומס או לכיבוי לאחר עיכוב קבוע מראש.

הדוגמה הראשונה להלן מציגה מעגל טיימר OFF עיכוב מבוסס טריאאק. בתחילה כאשר הוא מופעל, הטריאק יופעל.

בינתיים 100uF מתחיל להיטען, וברגע שמגיעים לסף UJT 2N2646 נורה, ומפעיל את ה- SCR C106.

ה- SCR מקצר את השער לקרקע ומכבה את הטריאק. העיכוב נקבע על ידי הגדרת 1M וערך קבלים הסדרה.

המעגל הבא מייצג מעגל טיימר טריאק ON. כשהוא מופעל הטריאק לא מגיב מיד. הדיאק נשאר כבוי בזמן שקבל 100uF נטען עד סף הירי שלו.

ברגע שזה קורה שריפות דיאק ומפעילים הטריאק פועל. זמן העיכוב תלוי בערכים של 1M ו- 100uF.

המעגל הבא הוא גרסה אחרת של טיימר מבוסס טריאק. כאשר הוא מופעל, UJT מועבר באמצעות הקבל 100uF. ה- UJT שומר על מתג SCR כבוי, מונע את הטריאק מזרם השער, וכך גם הטריאק נשאר כבוי.

לאחר זמן מה, בהתאם להתאמת ההגדרה המוקדמת של 1M, הקבל טעון לחלוטין ומכבה את ה- UJT. ה- SCR מפעיל כעת, מפעיל את הטריאק, וגם את העומס.

מעגל פלאש מנורות טריאק

ניתן להשתמש במעגל פלאש טריאקי זה להבהוב מנורת ליבון רגילה בתדר שניתן לכוונן בין 2 לכ -10 הרץ. המעגל פועל על ידי תיקון מתח הרשת באמצעות דיודה 1N4004 יחד עם רשת RC משתנה. ברגע שהקבל האלקטרוליטי נטען עד מתח הפירוק של הדיאץ ', נאלצתי לפרוק דרך הדיאצ', מה שבתורו יורה את הטריאק, מה שגורם להבהוב של המנורה המחוברת.

לאחר עיכוב כפי שנקבע על ידי בקרת 100k, הקבל נטען שוב כדי לגרום לחזרה על המחזור המהבהב. בקרת 1 k מגדירה את זרם ההפעלה של הטריאק.

סיכום

טריאאק הוא אחד המרכיבים הרב-גוניים ביותר במשפחה האלקטרונית. ניתן להשתמש ב- Triacs ליישום מגוון מושגי מעגל שימושיים. בפוסט שלעיל למדנו על כמה יישומי מעגל טריאקים פשוטים, אולם ישנן אינספור דרכים ניתן להגדיר ולהחיל טריאק לייצור מעגל רצוי.

באתר זה כבר פרסמתי מעגלים מבוססי טריאק רבים אליהם תוכלו להתייחס לצורך המשך למידה, הנה הקישור אליו: