Triacs - Arbejds- og applikationskredsløb

En triac kan sammenlignes med et låserelæ. Det tændes med det samme og lukkes, så snart det udløses, og forbliver lukket, så længe forsyningsspændingen forbliver over nul volt, eller forsyningspolariteten ikke ændres.

Hvis forsyningen er en vekselstrøm (vekselstrøm), åbner triacen i de perioder, hvor vekselstrømscyklussen krydser nullinjen, men lukker og tænder, så snart den genaktiveres.

Fordele ved Triac som statiske switches

• Triacs kan effektivt udskiftes til mekaniske afbrydere eller relæer til styring af belastninger i vekselstrømskredse.
• Triacs kan konfigureres til at skifte relativt tungere belastninger gennem minimal strømudløsning.
• Når triacs udfører (tæt), frembringer de ikke afvisningseffekt, som ved mekaniske afbrydere.
• Når triacs slukkes (ved AC nul krydsning ), det gør det uden at producere nogen transienter på grund af back EMF'er osv.
• Triacs eliminerer også smeltning af kontakter eller bueproblemer og andre former for slid, som ofte ses i mekanisk baserede elektriske kontakter.
• Triacs har en fleksibel udløsning, som gør det muligt for dem at blive skiftet på et hvilket som helst punkt i input-AC-cyklussen gennem et positivt lavspændingssignal over porten og fælles jord.
• Denne udløsende spænding kan være fra enhver jævnstrømskilde, såsom et batteri eller et rettet signal fra selve vekselstrømsforsyningen. Under alle omstændigheder vil triac'en gå gennem frakoblingsperioder, når hver halvcyklus vekselstrømsbølgeform bevæger sig gennem nulkrydsningslinjen (strøm) som vist nedenfor:

Sådan tændes en Triac

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

For at tænde en Triac skal en gate-triggerstrøm anvendes på dens gate-pin (G). Dette får en portstrøm til at strømme over porten og terminal A1. Portstrømmen kunne være positiv eller negativ med hensyn til triacs A1-terminal. A1-terminal kan være tilsluttet fælles til den negative VSS-linje eller positive VDD-linje i portstyringsforsyningen.

Følgende diagram viser det forenklede skema for en Triac og også dens interne siliciumstruktur.

Når en udløsende strøm påføres triac gate, tændes den ved hjælp af dens indbyggede dioder indlejret back-to-back mellem G terminal og og A1 terminal. Disse 2 dioder er installeret ved P1-N1 og P1-N2 krydset i triac.

Triac Triggering Quadrants

Udløsning af en triac implementeres gennem fire kvadranter afhængigt af portens strømstyrke, som vist nedenfor:

Disse udløsende kvadranter kan praktisk talt anvendes afhængigt af familien og triacens klasse, som angivet nedenfor:

Q2 og Q3 er de anbefalede udløsende kvadranter til triacs, da det giver minimalt forbrug og pålidelig udløsning.

Q4-udløsende kvadrant anbefales ikke, da det kræver en højere portstrøm.

Vigtige udløsende parametre for Triacs

Vi ved, at en triac kan bruges til at skifte vekselstrømsbelastning på tværs af sine A1 / A2-terminaler gennem en relativt lille DC-triggerforsyning ved Gate-terminalen.

Mens man designer et triac-kontrolkredsløb, bliver dets udløsende parametre for porten afgørende. De udløsende parametre er: triac gate triggering IGT, gate triggering voltage VGT og gate latching current IL.

• Den mindste portstrøm, der kræves for at tænde en triac, kaldes gate triggering current IGT. Dette skal anvendes på tværs af porten og A1-terminalen i Triac, som er fælles for portudløserforsyningen.
• Portstrømmen skal være højere end den nominelle værdi for den laveste specificerede driftstemperatur. Dette sikrer optimal udløsning af triacen under alle omstændigheder. Ideelt set skulle IGT-værdien være 2 gange højere end den nominelle værdi i databladet.
• Udløserspændingen påført over porten og A1-terminalen på en triac kaldes VGT. Det anvendes gennem en modstand, som snart diskuteres.
• Portstrømmen, der effektivt låser en triac, er låsestrømmen og er angivet som LT. Låsningen kan ske, når belastningsstrømmen har nået LT-værdien, kun efter dette aktiveres låsen, selvom portstrømmen fjernes.
• Ovenstående parametre er specificeret ved en omgivelsestemperatur på 25 ° C og kan variere, da denne temperatur varierer.

Ikke-isoleret udløsning af en triac kan udføres i to grundlæggende tilstande, den første metode er vist nedenfor:

Her påføres en positiv spænding svarende til VDD over triacens port og A1-terminal. I denne konfiguration kan vi se, at A1 også er forbundet til Vss eller den negative linje for portforsyningskilden. Dette er vigtigt, ellers svarer triac aldrig.

Den anden metode er ved at anvende en negativ spænding på triac-porten som vist nedenfor:

Denne metode er identisk med den foregående undtagen polariteten. Da porten udløses med en negativ spænding, er A1-terminal nu forbundet til VDD-linjen i stedet for Vss for gate-kildespændingen. Igen, hvis dette ikke er gjort, reagerer triacen ikke.

Beregning af portmodstanden

Portmodstanden indstiller IGT eller portstrømmen til triac for den nødvendige udløsning. Denne strøm stiger, når temperaturen falder til under den specificerede 25 ° C krydsetemperatur.

For eksempel, hvis den specificerede IGT er 10 mA ved 25 ° C, kan dette stige op til 15 mA ved 0 ° C.

For at sikre, at modstanden er i stand til at levere tilstrækkelig IGT selv ved 0 ° C, skal den beregnes for den maksimalt tilgængelige VDD fra kilden.

En anbefalet værdi er omkring 160 til 180 ohm 1/4 watt for en 5V-port VGT. Højere værdier fungerer også, hvis din omgivelsestemperatur er ret konstant.

Udløser gennem ekstern jævnstrøm eller eksisterende vekselstrøm : Som vist i den følgende figur kan en triac skiftes enten via en ekstern jævnstrømskilde som f.eks. Batteri eller solcellepanel eller en AC / DC-adapter. Alternativt kan den også udløses fra selve den eksisterende vekselstrømsforsyning.

Her har kontakten S1 ubetydelig belastning på den, da den skifter triac gennem en modstand, der får minimal strøm til at passere gennem S1, hvilket sparer den for enhver form for slitage.

Skift af en Triac gennem et Reed Relay : For at skifte en triac med et objekt i bevægelse, kunne en magnetbaseret udløsning blive inkorporeret. En reed switch og en magnet kan bruges til sådanne applikationer som vist nedenfor:

I denne applikation er magneten fastgjort til den bevægelige genstand. Hver gang det bevægelige system kommer forbi reedrelæet, udløser det triacen til ledning gennem sin vedhæftede magnet.

Reed-relæ kan også bruges, når der kræves en elektrisk isolering mellem udløserkilden og triacen, som vist nedenfor.

Her vikles kobberspiralen af ​​passende dimension rundt om rørrelæet, og spoleterminalerne er forbundet til et jævnstrømspotentiale via en switch. Hver gang der trykkes på kontakten, forårsager den en isoleret udløser for triacen.

På grund af det faktum, at reed switch relæer er designet til at modstå millioner af ON / OFF operationer, bliver dette switch system ekstremt effektivt og pålideligt i det lange løb.

Et andet eksempel på isoleret udløsning af triac kan ses nedenfor, her bruges en ekstern vekselstrømskilde til at skifte en triac gennem en isolationstransformator.

Endnu en anden form for isoleret udløsning af triacs er vist nedenfor ved hjælp af en fotocellekobling. I denne metode er en LED og en fotocelle eller fotodiode integreret monteret i en enkelt pakke. Disse optokoblinger er let tilgængelige på markedet.

En usædvanlig kobling af triac i form af off / half-power / full-power kredsløb er vist i nedenstående diagram. For at implementere 50% mindre strøm skiftes dioden i serie med triac-porten. Denne metode tvinger Triac til kun at tænde for de alternative positive vekselstrømsinputhalvcykler.

Kredsløbet kan anvendes effektivt til styring af varmelegemer eller andre resistive belastninger med termisk inerti. Dette fungerer muligvis ikke til belysningskontrol, da den halve positive vekselstrømsfrekvens vil resultere i en irriterende flimmer på lysene, ligesom denne udløsning ikke anbefales til induktive belastninger såsom motorer eller transformere.

Indstil Reset Latching Triac Circuit

Følgende koncept viser, hvordan en triac kan bruges til at lave en sæt reset-låse ved hjælp af et par trykknapper.

Når du trykker på indstillingsknappen, låses triac'en og belastningen TIL, mens du trykker på nulstillingsknappen for at næbne låsen.

Triac Delay Timer Circuits

En triac kan indstilles som et forsinkelsestimerkredsløb til at tænde eller slukke for en belastning efter en indstillet forudbestemt forsinkelse.

Det første eksempel nedenfor viser et triac-baseret forsinket OFF-timer kredsløb. Oprindeligt når den er tændt, tænder triacen.

I mellemtiden begynder 100uF opladningen, og når tærsklen er nået, skyder UJT 2N2646 og tænder SCR C106.

SCR korterer porten til jorden og slukker for triacen. Forsinkelsen bestemmes af 1M-indstillingen og seriekondensatorværdien.

Det næste kredsløb repræsenterer et forsinket ON triac timer kredsløb. Når den er tændt, reagerer triacen ikke med det samme. Diacen forbliver slukket, mens kondensatoren på 100 uF oplades til sin tærskelværdi.

Når dette sker, diac brande og udløsere triacen ON. Forsinkelsestiden afhænger af værdierne på 1M og 100uF.

Det næste kredsløb er en anden version af en triac-baseret timer. Når den er tændt, skiftes UJT via 100uF kondensatoren. UJT holder SCR-kontakten OFF, fratager triacen fra gate-strømmen, og dermed forbliver triacen også OFF.

Efter et stykke tid, afhængigt af justeringen af ​​1M forudindstillingen, er kondensatoren fuldt opladet og slukker for UJT. SCR tænder nu, udløser triac ON og også belastningen.

Triac lampe blinklys kredsløb

Dette triac-blitzkredsløb kan bruges til at blinke en standard glødelampe med en frekvens, der kan justeres mellem 2 og ca. 10 Hz. Kredsløbet fungerer ved at rette netspændingen med en 1N4004-diode sammen med et variabelt RC-netværk. I det øjeblik den elektrolytiske kondensator oplades op til diacens nedbrydningsspænding, tvang jeg den til at aflade gennem diacen, hvilket igen affyrer triacen, hvilket resulterer i, at den tilsluttede lampe blinker.

Efter en forsinkelse som angivet af 100 k-kontrollen genoplades kondensatoren igen for at forårsage en gentagelse af den blinkende cyklus. 1 k-kontrollen indstiller triac-udløsningsstrømmen.

Konklusion

Triac er en af ​​de mest alsidige komponenter i den elektroniske familie. Triacs kan bruges til at implementere en række nyttige kredsløbskoncepter. I ovenstående indlæg lærte vi om et par enkle triac-kredsløbsapplikationer, men der er utallige måder, en triac kan konfigureres og anvendes til at lave et ønsket kredsløb.

På dette websted har jeg allerede sendt mange triac-baserede kredsløb, som du kan henvise til for yderligere læring, her er linket til det: