چه چیزی TRIAC است

TRIAC چیست؟

تعریف TRIAC

TRIAC به عنوان یک کلید سه ترمینالی جریان متناوب تعریف می‌شود که می‌تواند در هر دو جهت جریان را هدایت کند و برای سیستم‌های AC مناسب است.

TRIAC به عنوان یک کلید سه ترمینالی جریان متناوب تعریف می‌شود که می‌تواند در هر دو جهت جریان را هدایت کند، در حالی که دیگر مستطیل‌های کنترل شده با سیلیکون این قابلیت را ندارند. این دستگاه می‌تواند بسته به علامت سیگنال گیت (مثبت یا منفی) جریان را هدایت کند و بنابراین برای سیستم‌های AC مناسب است.

این یک دستگاه نیمه‌رسانا سه ترمینالی چهار لایه‌ای دوطرفه است که انرژی AC را کنترل می‌کند. TRIAC با ظرفیت حداکثر 16 کیلووات در بازار موجود است.

شکل نماد TRIAC را نشان می‌دهد که دو ترمینال اصلی MT1 و MT2 به صورت موازی معکوس متصل شده‌اند و یک ترمینال گیت دارد.

ساختار TRIAC

دو SCR به صورت موازی معکوس متصل شده‌اند و یک ترمینال گیت مشترک دارند. گیت به هر دو ناحیه N و P متصل شده است که اجازه می‌دهد سیگنال گیت بدون توجه به قطبیت اعمال شود. در مقایسه با دیگر دستگاه‌ها، آن دارای آنود و کاتود نیست و با سه ترمینال دوطرفه کار می‌کند: ترمینال اصلی 1 (MT1)، ترمینال اصلی 2 (MT2) و ترمینال گیت (G).

شکل نشان‌دهنده ساختار TRIAC است. دو ترمینال اصلی به نام‌های MT1 و MT2 وجود دارد و ترمینال باقی‌مانده ترمینال گیت است.

عملکرد TRIAC

TRIAC می‌تواند با اعمال ولتاژ گیت بالاتر از ولتاژ پخش شدن فعال شود. یا می‌تواند با یک پالس گیت 35 میکروثانیه‌ای روشن شود. وقتی ولتاژ زیر ولتاژ پخش شدن است، از تحریک گیت استفاده می‌شود. چهار حالت مختلف عملکرد وجود دارد:

وقتی MT2 و گیت مثبت نسبت به MT1 هستند جریان از مسیر P1-N1-P2-N2 می‌گذرد. در اینجا، P1-N1 و P2-N2 به طور مستقیم تغییر می‌کنند اما N1-P2 معکوس است. TRIAC در منطقه مثبت کار می‌کند. گیت مثبت نسبت به MT1 به طور مستقیم P2-N2 را تغییر می‌دهد و پخش شدن رخ می‌دهد.

وقتی MT2 مثبت است اما گیت منفی نسبت به MT1 است جریان از مسیر P1-N1-P2-N2 می‌گذرد. اما P2-N3 به طور مستقیم تغییر می‌کند و حامل‌های جریان به P2 در TRIAC تزریق می‌شوند.

وقتی MT2 و گیت منفی نسبت به MT1 هستند جریان از مسیر P2-N1-P1-N4 می‌گذرد. دو اتصال P2-N1 و P1-N4 به طور مستقیم تغییر می‌کنند اما اتصال N1-P1 معکوس است. TRIAC در منطقه منفی کار می‌کند.

وقتی MT2 منفی است اما گیت مثبت نسبت به MT1 است P2-N2 به طور مستقیم تغییر می‌کند. حامل‌های جریان تزریق می‌شوند و TRIAC روشن می‌شود. این حالت عملکرد یک محدودیت دارد که نباید برای مدارهای با (di/dt) بالا استفاده شود. حساسیت تحریک در حالت 2 و 3 بالا است و اگر توانایی تحریک حاشیه‌ای مورد نیاز است، باید از پالس‌های گیت منفی استفاده کرد. تحریک در حالت 1 بیشتر از حالت 2 و 3 حساس است.

ویژگی‌های TRIAC

ویژگی‌های TRIAC مشابه SCR است اما برای ولتاژهای مثبت و منفی TRIAC قابل اجرا است. عملکرد می‌تواند به صورت زیر خلاصه شود:

عملکرد در ربع اول TRIAC

ولتاژ در ترمینال MT2 مثبت نسبت به ترمینال MT1 است و ولتاژ گیت نیز مثبت نسبت به ترمینال اول است.

عملکرد در ربع دوم TRIAC

ولتاژ در ترمینال 2 مثبت نسبت به ترمینال 1 است و ولتاژ گیت منفی نسبت به ترمینال 1 است.

عملکرد در ربع سوم TRIAC

ولتاژ در ترمینال 1 مثبت نسبت به ترمینال 2 است و ولتاژ گیت منفی است.

عملکرد در ربع چهارم TRIAC

ولتاژ در ترمینال 2 منفی نسبت به ترمینال 1 است و ولتاژ گیت مثبت است.

وقتی TRIAC روشن می‌شود، جریان سنگینی از آن می‌گذرد که می‌تواند باعث آسیب شود. برای جلوگیری از این امر، باید از مقاومت محدودکننده جریان استفاده کرد. سیگنال‌های گیت مناسب می‌توانند زاویه تحریک دستگاه را کنترل کنند. مدارهای تحریک گیت مانند diac می‌توانند برای این منظور استفاده شوند، با پالس‌های گیت تا 35 میکروثانیه.

مزایای TRIAC

• با پالس‌های گیت با قطبیت مثبت یا منفی می‌تواند تحریک شود.

• فقط نیاز به یک سینک گرما با اندازه کمی بزرگتر دارد، در حالی که برای SCR دو سینک گرما با اندازه کمتر نیاز است.

• فقط یک فیوز برای محافظت نیاز دارد.

• پخش شدن ایمن در هر دو جهت ممکن است اما برای SCR باید با دیود موازی محافظت شود.

معایب TRIAC

• آن‌ها نسبت به SCR کمتر قابل اعتماد هستند.

• رتبه (dv/dt) آن‌ها کمتر از SCR است.

• رتبه‌های کمتری نسبت به SCR در دسترس هستند.

• باید درباره مدار تحریک دقت کنیم چون می‌تواند در هر دو جهت تحریک شود.

کاربردهای TRIAC

• در مدارهای کنترل استفاده می‌شود.

• برای تغییر دهنده‌های نور با قدرت بالا استفاده می‌شود.

• برای کنترل انرژی AC استفاده می‌شود.