Trioki - Delovna in aplikacijska vezja

Triak lahko primerjamo z zapahom. Takoj se vklopi in zapre takoj, ko se sproži, in ostane zaprt, dokler ostane napajalna napetost nad nič voltov ali se napajalna polarnost ne spremeni.

Če je napajalnik izmenični tok (izmenični tok), se bo triak odprl v obdobjih, ko cikel izmeničnega toka prečka ničelno črto, vendar se bo zaprl in vklopil takoj, ko se bo znova sprožil.

Prednosti Triaca kot statičnih stikal

• Trioke je mogoče učinkovito nadomestiti z mehanskimi stikali ali releji za nadzor obremenitev v izmeničnih tokokrogih.
• Triake je mogoče konfigurirati za preklapljanje sorazmerno težjih bremen z minimalnim sprožitvijo toka.
• Ko triaki vodijo (zaprejo), ne povzročajo odklona, ​​kot pri mehanskih stikalih.
• Ko se triak izklopi (pri AC ničelni prehod ), to stori, ne da bi ustvaril kakršne koli prehodne razmere zaradi povratnih EMF itd.
• Triaki odpravljajo tudi varovanje stikov ali težave z oblokom ter druge oblike obrabe, ki jih pogosto opazimo pri električnih stikalih na mehanski osnovi.
• Triaki imajo prilagodljivo proženje, ki jim omogoča preklop na kateri koli točki vhodnega izmeničnega cikla prek nizkonapetostnega pozitivnega signala na vratih in skupnem tleh.
• Ta sprožilna napetost je lahko iz katerega koli enosmernega vira, kot je baterija ali popravljeni signal iz samega napajalnika. V vsakem primeru bo triak šel skozi obdobja IZKLOPA, kadar se vsaka valovna oblika polovičnega cikla izmeničnega toka premakne skozi ničelno (trenutno) črto, kot je prikazano spodaj:

Kako vklopiti triak

Triak je sestavljen iz treh terminalov: Gate, A1, A2, kot je prikazano spodaj:

Za vklop triaka je treba na njegov zatič (G) uporabiti sprožilni tok vrat. To povzroči, da tok vrat teče čez vrata in terminal A1. Vhodni tok je lahko pozitiven ali negativen glede na priključek A1 triaka. Terminal A1 je lahko povezan z negativno VSS-linijo ali pozitivno VDD-linijo napajanja krmiljenja vrat.

Naslednji diagram prikazuje poenostavljeno shemo triaka in tudi njegovo notranjo silicijevo strukturo.

Ko se na triak vrata vključi sprožilni tok, se ta vklopi s pomočjo vgrajenih diod, vdelanih med seboj med terminalom G in in terminalom A1. Ti dve diodi sta nameščeni na križiščih P1-N1 in P1-N2 triaka.

Triačni sprožilni kvadranti

Sprožitev triaka se izvede prek štirih kvadrantov, odvisno od polarnosti toka vrat, kot je prikazano spodaj:

Te sprožitvene kvadrante je mogoče praktično uporabiti, odvisno od družine in razreda triaka, kot je navedeno spodaj:

Q2 in Q3 sta priporočena prožilna kvadranta za triake, saj omogočata minimalno porabo in zanesljivo proženje.

Q4 sprožilni kvadrant ni priporočljiv, saj zahteva višji tok vhoda.

Pomembni sprožilni parametri za triake

Vemo, da se lahko s triakom preklopi visokonapetostna izmenična obremenitev na njegove terminale A1 / A2 prek sorazmerno majhnega napajanja DC sprožilca na njegovem priključku Gate.

Med načrtovanjem triac krmilnega vezja postanejo parametri sprožitve vrat ključni. Parametri proženja so: sprožilni tok triak vrat IGT, napetost proženja vrat VGT in tok zapaha vrat IL.

• Najmanjši tok vrat, potreben za vklop triaka, se imenuje tok sprožitve vrat IGT. To je treba uporabiti preko vrat in priključka A1 Triac, ki je skupen dovodu sprožilca vrat.
• Tok toka mora biti višji od vrednosti, določene za najnižjo določeno delovno temperaturo. To zagotavlja optimalno sprožitev triak v vseh okoliščinah. V idealnem primeru bi morala biti vrednost IGT dvakrat višja od ocenjene vrednosti v obrazcu.
• Napetost sprožilca, ki se uporablja na vratih in na sponki A1 triaka, se imenuje VGT. Uporablja se skozi upor, o katerem bomo kmalu razpravljali.
• Vhodni tok, ki učinkovito zaskoči triak, je tok zapaha in je podan kot LT. Zaklepanje se lahko zgodi, ko je obremenitveni tok dosegel vrednost LT, šele po tem se zapah omogoči tudi, ko je odstranjen tok vrat.
• Zgornji parametri so določeni pri temperaturi okolice 25 ° C in lahko kažejo odstopanja, saj se ta temperatura spreminja.

Neizolirano sprožitev triaka lahko izvedemo v dveh osnovnih načinih, prva metoda je prikazana spodaj:

Tu se pozitivna napetost, enaka VDD, uporabi preko vrat in priključka A1 triaka. V tej konfiguraciji lahko vidimo, da je A1 povezan tudi z Vss ali negativno linijo vira napajanja vrat. To je pomembno, sicer se triak nikoli ne bo odzval.

Druga metoda je z uporabo negativne napetosti na triak vrata, kot je prikazano spodaj:

Ta metoda je enaka prejšnji, razen polarnosti. Ker se vrata sprožijo z negativno napetostjo, je priključek A1 zdaj povezan skupaj z linijo VDD namesto Vss napetosti izvora vrat. Če se to ne naredi, se triak ne bo odzval.

Izračun vhodnega upora

Upor vrat nastavi IGT ali tok vrat na triak za potrebno sprožitev. Ta tok narašča, ko temperatura pade pod določeno temperaturo križišča 25 ° C.

Na primer, če je navedeni IGT 10 mA pri 25 ° C, se lahko ta poveča do 15 mA pri 0 ° C.

Da bi zagotovili, da lahko upor zagotavlja dovolj IGT tudi pri 0 ° C, je treba izračunati največjo razpoložljivo vrednost VDD iz vira.

Priporočena vrednost je približno 160 do 180 ohmov 1/4 vata za 5V vrata VGT. Višje vrednosti bodo delovale tudi, če je temperatura okolice konstantna.

Sprožitev prek zunanjega enosmernega ali obstoječega izmeničnega toka : Kot je prikazano na naslednji sliki, lahko triak preklopite bodisi prek zunanjega enosmernega vira, kot sta baterija ali sončna plošča, bodisi AC / DC adapter. Lahko pa ga sproži tudi obstoječa napajalna napetost.

Tu ima stikalo S1 zanemarljiv pritisk, saj triak preklopi skozi upor, zaradi česar skozi S1 prehaja minimalni tok in ga tako prihrani pred kakršno koli obrabo.

Preklapljanje triaka skozi trsni rele : Za preklapljanje triaka s premikajočim se predmetom je mogoče vključiti sprožitev na magnetni osnovi. Trstično stikalo in magnet lahko uporabimo za take aplikacije , kot je prikazano spodaj:

V tej aplikaciji je magnet pritrjen na premikajoči se predmet. Vsakič, ko se premikajoči sistem mimo relejev trsa, sproži triak v prevodnost skozi njegov pritrjeni magnet.

Reed rele se lahko uporablja tudi, kadar je potrebna električna izolacija med sprožilnim virom in triakom, kot je prikazano spodaj.

Tu je bakrena tuljava ustrezne dimenzije navita okoli trstnega releja, sponke tuljave pa so prek stikala priključene na enosmerni potencial. Vsakič, ko pritisnete stikalo, povzroči izolirano proženje triaka.

Ker so releji trstičnih stikal zasnovani tako, da prenesejo milijone operacij VKLOP / IZKLOP, postane ta preklopni sistem dolgoročno izjemno učinkovit in zanesljiv.

Spodaj je razviden še en primer izoliranega proženja triaka, tu se za preklop triaka skozi izolacijski transformator uporablja zunanji vir izmeničnega toka.

Še ena oblika osamljenega proženja triakov je prikazana spodaj z uporabo spojnic Photo-cell. Pri tej metodi so LED in fotocelica ali foto dioda integrirani v en paket. Te opto spojke so na voljo na trgu.

Na spodnjem diagramu je prikazano nenavadno preklapljanje triak v obliki vezja izklop / pol moči / polne moči. Za izvedbo 50% manj moči se dioda preklopi zaporedno s triac vrati. Ta metoda prisili Triac, da se vklopi samo za nadomestne pozitivne pol-cikle AC.

Vezje se lahko učinkovito uporablja za nadzor grelnih obremenitev ali drugih uporovnih obremenitev s toplotno vztrajnostjo. To morda ne bo delovalo pri krmiljenju razsvetljave, ker bo napol pozitivna frekvenca izmeničnih ciklov izmeničnega toka povzročila tudi moteče utripanje na lučeh, pri induktivnih obremenitvah, kot so motorji ali transformatorji, tega proženja ni priporočljivo.

Nastavi ponastavitev zaskočnega triačnega kroga

Naslednji koncept prikazuje, kako lahko triak uporabljamo za nastavitev zaklepa za ponastavitev z uporabo nekaj tipk.

S pritiskom na nastavljeni gumb zaskočite triak in obremenitev ON, medtem ko pritisnete gumb za ponastavitev, zaskočite zapah.

Triac Delay Timer Circuits

Triac je mogoče nastaviti kot vezje časovnika zakasnitve za vklop ali izklop obremenitve po nastavljeni vnaprej določeni zakasnitvi.

Prvi spodnji primer prikazuje vezje časovnika za zakasnitev izklopa na osnovi triaka. Na začetku se triak vključi.

Medtem se 100uF začne polniti in ko je prag dosežen, se sproži UJT 2N2646, ki vklopi SCR C106.

SCR priklopi vrata na maso in izklopi triak. Zamudo določa nastavitev 1M in vrednost serijskega kondenzatorja.

Naslednje vezje predstavlja zakasnitev vklopnega tokokroga triaka. Ko se napaja, se triak ne odzove takoj. Diac ostane izklopljen, medtem ko se kondenzator 100uF napolni do praga vžiga.

Ko se to enkrat zgodi, diac požari in sprožilci triak vklopljen. Čas zakasnitve je odvisen od vrednosti 1M in 100uF.

Naslednje vezje je druga različica časovnika na osnovi triaka. Ko je UJT vklopljen, se UJT preklopi preko kondenzatorja 100uF. UJT ohranja stikalo SCR IZKLOPLJENO, tako da triak odvzame tok vrat, zato triak ostane tudi izklopljen.

Po določenem času, odvisno od nastavitve prednastavitve 1M, se kondenzator popolnoma napolni in izklopi UJT. SCR se zdaj vklopi, sproži triak in ON.

Triac Lamp Flasher Circuit

Ta triac utripajoči krog se lahko uporablja za utripanje standardne žarnice z žarilno nitko s frekvenco, ki jo je mogoče nastaviti med 2 in približno 10 Hz. Vezje deluje tako, da omrežno napetost popravi z diodo 1N4004 skupaj s spremenljivim RC omrežjem. V trenutku, ko se elektrolitski kondenzator napolni do napetosti razpada diac, sem se prisilil, da se izprazni skozi diac, kar pa sproži triak, kar povzroči utripanje priključene svetilke.

Po zakasnitvi, ki jo nastavi krmiljenje 100 k, se kondenzator ponovno napolni, da povzroči ponovitev utripajočega cikla. Krmiljenje 1 k nastavi sprožilni tok triaka.

Zaključek

Triac je ena najbolj vsestranskih komponent elektronske družine. Triaki se lahko uporabljajo za izvajanje različnih uporabnih konceptov vezij. V zgornjem prispevku smo izvedeli nekaj preprostih aplikacij triac vezij, vendar obstaja nešteto načinov, kako lahko triac konfiguriramo in uporabimo za izdelavo želenega vezja.

Na tej spletni strani sem objavil že veliko vezij na osnovi triaka, na katera se lahko obrnete za nadaljnje učenje, tukaj je povezava do njega: