Oletko koskaan miettinyt, miten valonhimmentimet, tuulettimen nopeuden säätimet tai hehkulamppujen himmentimet toimivat? Kaikilla näillä laitteilla on yksi yhteinen asia: ne käyttävät tyypillisesti elektronista komponenttia, jota kutsutaan TRIACTämä elementti on perustavanlaatuinen tehoelektroniikassa, erityisesti vaihtovirran (AC) ohjauksessa, ja se on paljon monipuolisempi kuin miltä se ensi silmäyksellä saattaa näyttää.
Tässä artikkelissa selitämme perusteellisesti Mikä on TRIAC, miten se toimii, mitä ominaisuuksia suosituilla malleilla, kuten BT136 ja MAC97A6, on, ja näytämme sinulle konkreettisia esimerkkejä ja käytännön sovelluksia.Jos haluat ymmärtää TRIACien käytön teorian ja käytännön näkökohdat projekteissasi, lue eteenpäin. Löydät yksityiskohtaista teknistä tietoa sekä vinkkejä testaamiseen ja sopivimman TRIACin valintaan.
Mikä on TRIAC?
El TRIAC Se on kolminapainen puolijohdelaite, jota käytetään vaihtovirran kulkua ohjaamaan. Sen nimi on johdettu englanninkielisestä lyhenteestä TRIOde vaihtovirralle, merkitys vaihtovirtatriodiTämä komponentti toimii kaksisuuntaisena elektronisena kytkimenä, joka pystyy sallimaan tai keskeyttämään virran kulun molempiin suuntiin kahden pääliittimensä välillä.
Toisin kuin muut elektroniset laitteet, kuten transistorit tai diodit, TRIAC voi johtaa virtaa molempiin suuntiin aktivoituna, mikä tekee siitä erityisen hyödyllisen sovelluksissa, joissa halutaan tehokasta vaihtovirran säätöä.
TRIACin kolme liitintä ovat:
- MT1 (Pääterminaali 1): Ensimmäinen päävirtaliitin.
- MT2 (Pääterminaali 2): Toinen päävirtaliitin.
- Portti: Ohjauspääte, joka aktivoi laitteen.
TRIACin perustoiminta
TRIACin toiminta on helppo ymmärtää, jos vertaamme sitä a:han elektroninen rele vaihtovirralleKun pieni virta kohdistetaan liittimiin portti, TRIAC alkaa johtaa napojen MT1 ja MT2 välillä, jolloin vaihtovirta pääsee kulkemaan kytketyn kuorman läpi.
TRIACin erityispiirre on, että se voidaan aktivoida vaihtovirran molempiin suuntiin.Tämä tarkoittaa, että AC-siniaallon molempien puolijaksojen aikana TRIAC voi sulkea piirin ja sallia virran kulkemisen, toimien siten kaksisuuntaisena kytkimenä.
TRIAC pitää virran käynnissä niin kauan kuin sen läpi kulkeva virta pysyy ns. pitovirta (Ih)Kun virta laskee tämän tason alapuolelle, TRIAC sammuu, kunnes se vastaanottaa uuden pulssin portilla.
Tämä käyttäytyminen tarkoittaa mahdollisuutta, että säätelee kuormalle syötettyä tehoa yksinkertaisesti ohjaamalla hetkeä, jolloin TRIAC aktivoituu vaihtovirran jokaisessa syklissä, mikä mahdollistaa sovellukset, kuten valonhimmentimet tai nopeudensäätimet pienille moottoreille.
Symboli, rakenne ja vertailu tyristoriin
Kaavamaisesta näkökulmasta katsottuna TRIAC-symboli Se muistuttaa kahta vastakkain kytkettyä tyristoria (SCR), jotka jakavat yhden ohjausportin. Tässä mielessä TRIACia voidaan pitää tyristorin evoluutiona, koska tavanomainen tyristori johtaa vain yhteen suuntaan ja vaatii toisen tyristorin käsittelemään vaihtovirran molemmat puolijaksot.
Terminaalit MT1 y MT2 Niitä ei kutsuta anodiksi ja katodeiksi, vaan pääliittimiksi, koska virran suunta voidaan kääntää tulosignaalin syklistä riippuen.
Suurin ero näiden kahden välillä on se, että Tyristori ohjaa vain puolta vaihtoaallon jaksosta, kun taas TRIAC voi tehdä niin koko syklin ajan. Tämä ominaisuus tekee siitä parhaan valinnan sovelluksiin, joissa vaaditaan täydellistä vaihtovirran hallintaa.
Toimintakvadrantit
TRIAC voidaan laukaista neljässä eri kokoonpanossa portin ja MT2-liittimen napaisuudesta MT1:een nähden riippuen, joita kutsutaan kvadranteiksi. Tämä antaa sille suuren joustavuuden käytössä, vaikka laukaisun herkkyys vaihtelee kvadrantin mukaan:
- Neljännes 1: Portti ja MT2 ovat positiivisia MT1:een nähden. Tämä on herkin tila (vaatii pienimmän porttivirran).
- Neljännes 2: Negatiivinen portti ja MT2 positiivinen MT1:een nähden.
- Neljännes 3: Portti ja MT2 negatiiviset verrattuna MT1:een.
- Neljännes 4: Positiivinen portti ja MT2 negatiivinen MT1:een nähden. Se on vähiten herkkä ja vaatii suurimman porttivirran.
Kvadrantit 1 ja 3 ovat yleisimmin käytettyjä useimmissa malleissa, koska porttivirta tulee tyypillisesti samasta MT2-liitännästä.
TRIACin tärkeimmät sähköiset ominaisuudet
Ennen TRIACin käyttöä on suositeltavaa ottaa huomioon useita sähköisesti merkittäviä parametreja, jotka näkyvät sen teknisissä datalehdissä:
- Portin laukaisujännite (Vgt): Minimijännite portin ja MT1:n välillä TRIACin aktivoimiseksi (esimerkiksi 0,7–1,5 V).
- Portin laukaisuvirta (Igt): Laitteen aktivoimiseen portilla tarvittava vähimmäisvirta (yleensä 5–50 mA).
- Pitovirta (Ih): Minimivirta MT1-MT2:ssa, jotta TRIAC pysyy johtavana, yleensä 10–40 mA mallista riippuen.
- RMS-virta päälläolotilassa: Suurin vaihtovirtakapasiteetti, jota se tukee (esimerkki: 4 A BT136:lle).
- Ei-toistuva huippuvirta (ItSM): Suurin huippuvirta, jota tuetaan lyhyinä aikoina, kuten kuormituksen käynnistyksissä.
- Estojännite (VDRM/VRRM): Suurin vaihtojännite kuormitettuna pois päältä -tilassa, tyypillisesti 600–800 V vakiomalleissa.
- Päälläolojännite (Vt): Tyypillinen jännitehäviö ajon aikana, noin 1,5 V.
Suositut mallit: BT136 ja MAC97A6
TRIAC BT136
El BT136 Se on yksi yleisimmin käytetyistä pienitehoisissa ja keskitehoisissa sovelluksissa, ja se erottuu edukseen seuraavien ominaisuuksien ansiosta:
- RMS-virta: 4 A
- Suurin estojännite: 600 V
- Porttivirta: 11 mA tyypillisesti
- Porttijännite: 700 mV ja 1,5 V välillä
- Kiinnitystapa: Läpivientireikä (TO-220, 3-nastainen)
- paino: Noin 6 g
- Yleisiä valmistajia: WeEn Semiconductors ja muut
- sovellukset: Valonhimmentimet, tuulettimen nopeuden säätimet, pienten kodinkoneiden automaatio jne.
Sitä suositellaan erittäin hyvin suoraan liitäntään mikrokontrollereihin ja logiikkapiireihin sen porttien herkkyyden vuoksi.
TRIAC MAC97A6
El MAC97A6 Tämä on toinen yleinen TRIAC, vaikkakin teholtaan pienempi, mutta sopii kohtalaisille kuormille ja pienille laitteille. Sen tärkeimmät ominaisuudet ovat:
- RMS-virta: 0,6 A (600 mA)
- Estojännite: 600 V
- Portin laukaisuvirta: Matala, herkkä suoraan ohjaukseen
- formaatti: Kapseloitu TO-92:een
- sovellukset: Puolijohdekytkimet, releohjaimet, kodin automaatio, muiden muassa.
TRIACin yleisiä sovelluksia
TRIACien suosio piilee niiden monipuolisuus vaihtovirtapiireissäYleisimpiä käyttötarkoituksia ovat:
- Valonsäätimet ja himmentimetNiiden avulla voit säätää valon voimakkuutta asteittain.
- Pienten sähkömoottoreiden nopeudensäätimetKuten esimerkiksi tuulettimet ja työkalut.
- kodinkoneiden valvontaElektroniset kytkimet pienille ja keskisuurille tehokuormille.
- Lämpötilan säätö ja sähkölämmitysKuten termostaatit tai liedet.
- Domotiikka: Automaatio valaistuksissa ja sähkökaihtimissa.
- Nestetason säätö ja hälyttimet.
- PuolijohdereleetNe korvaavat mekaaniset releet ja lisäävät luotettavuutta.
- Vaiheohjauspiirit: : Sytytyskulman säätö syötetyn energian hallitsemiseksi.
TRIACien käytön edut muihin komponentteihin verrattuna
Verrattuna perinteisiin ratkaisuihin, kuten mekaanisiin releisiin, TRIACit tarjoavat useita keskeisiä etuja:
- Niissä ei ole liikkuvia osia, joten niiden kestävyys on erinomainen eivätkä ne kärsi fyysisestä kulumisesta.
- Ne mahdollistavat nopean vaihdon ilman melua tai kipinöitä.
- Ne ovat kompakteja ja edullisia, mikä helpottaa sen integrointia pieniin malleihin.
- Ne helpottavat etäohjausta ja automaatiota tehoelektroniikkajärjestelmissä.
Suuremmille tehokuormille, yli 10 kW:n, suositaan yleensä ratkaisuja, joissa on kaksi vastakkain kytkettyä tyristoria, koska TRIACin sisäinen rakenne ei välttämättä tue suuria virtoja tehokkaasti.
Esimerkki TRIAC-piiristä
Peruskaavio lampun tai lampun ohjaamiseksi TRIACilla sisältää:
- Kytke kuorma sarjaan TRIACin MT2:n ja vaihtovirran välille.
- MT1 kytketään nolla- tai vaihtovirtajohtoon mallista riippuen.
- Portti vastaanottaa liipaisupulssin ohjauspiiristä, joka voi olla painike, mikrokontrolleri tai nollakohtainen ilmaisin häiriöiden vähentämiseksi.
Kun hilaan kohdistetaan pulssi, TRIAC aktivoituu ja päästää virran kulkemaan kuorman läpi. Kun virta pysähtyy, TRIAC sammuu automaattisesti ja vaatii uuden liipaisun johtaakseen virran uudelleen.
TRIACin testaaminen yleismittarilla
Tarkistaaksesi, toimiiko TRIAC oikein, suorita seuraavat vaiheet yleismittarilla:
- Aseta yleismittari suurelle resistanssille (esimerkiksi: x100).
- Kytke positiivinen johdin MT1:een ja negatiivinen johdin MT2:een. Näytetyn resistanssin tulisi olla korkea tai ääretön, mikä osoittaa avoimen piirin.
- Käännä kytkennät (positiivinen MT2:ssa ja negatiivinen MT1:ssä). Lukeman pitäisi silti olla ääretön.
- Jos haluat pienen resistanssin, kytke portti johonkin pääliittimistä (esimerkiksi kytkemällä portti MT1:een). Resistanssin pitäisi laskea, mikä osoittaa aktivoinnin.
Tämä menetelmä soveltuu pienjännitteisille ja -virrallisille TRIAC-transistoreille. Suuritehoisten TRIAC-transistorien tarkempaan testaukseen saatetaan tarvita erityislaitteita.
TRIAC-suunnittelussa huomioon otettavat näkökohdat
Kun käytetään TRIACeja kuormissa induktiivinen Moottoreissa on tärkeää olla RC-piirit, jotka estävät ei-toivotun laukaisun ja varmistavat asianmukaisen sammutuksen syklin lopussa.
On tärkeää mitoittaa TRIAC oikein ohjattavan kuorman mukaan, mukaan lukien lämmönpoisto ja ylijännitesuojaus. Voit tehdä tämän tutustumalla joihinkin raportteja puolijohdereleistä jotka joissakin tapauksissa täydentävät TRIACin käyttöä ohjauspiireissä.
Tärkeimmät erot muihin laitteisiin verrattuna
Vaikka sillä on yhtäläisyyksiä komponenttien kanssa, kuten SCR ja DEAC, TRIAC esittelee perustavanlaatuisia eroja:
- SCR (tyristori): Se ajaa vain yhteen suuntaan, joten kaksi vastakkaiseen suuntaan kytkentää tarvitaan kaksi kaksisuuntaista ohjausta varten.
- DIAC: Liipaisuelementtiä käytetään yhdessä TRIACin kanssa vaiheen säätöön ja valon säätöön.
Sen kaksisuuntainen rakenne ja neljän kvadrantin sytytyskyky yksinkertaistavat vaihtovirtasäätöjen suunnittelua. Jos haluat myös oppia, miten himmennin TRIAC-pohjalta löydät täältä hyödyllistä tietoa piiriesi parantamiseksi.
Tyypillinen TRIAC-spesifikaatiotaulukko
| Parametri | Tyypillinen alue | yksikkö |
|---|---|---|
| Vgt (Porttijännite) | 0,7 - 1,5 | V |
| Igt (Oven virta) | 5 - 50 | mA |
| Vdrm (Huippujännite pois päältä) | 600 - 800 | V |
| IT (Tehollinen virta) | 0,6 - 40 | A |
| Itsm (Ei-toistuva huippuvirta) | 100 - 270 | A |
| Vt (Jännitteen lasku johtumisessa) | 1,5 | V |
Kuinka valita oikea TRIAC?
Valitse TRIAC sovellukseesi, ota huomioon:
- Suurin kuormitus, jota hallitset, mukaan lukien teho ja kuormitustyyppi.
- Ohjausmenetelmä, käytätpä sitten mikrokontrollereita tai manuaalisia piirejä.
- Verkkojännite ja jännitepiikkejä sähköverkossasi.
- Lämpöhäviö, mikä vaatii jäähdytyselementtejä suurilla kuormilla.
Miten TRIAC tunnistetaan ja hankitaan?
Niitä on saatavilla laajalti sekä fyysisissä että verkkokaupoissa. Vähätehoiset mallit, kuten MAC97A6, ovat tyypillisesti TO-92-muodossa, kun taas tehokkaammat mallit ovat TO-220-muodossa. Tarkista viitenumero ja aitous ennen ostamista varmistaaksesi, että tuote sopii projektiisi.
TRIAC on avainelementti vaihtovirtajärjestelmien tehokkaaseen ja monipuoliseen ohjaukseen, jonka avulla voit automatisoida ja skaalata elektroniikkaprojektejasi helposti, turvallisesti ja taloudellisesti. Ymmärtämällä sen mallit ja sovellukset pystyt suunnittelemaan ratkaisuja, jotka vastaavat erilaisiin tehonsäätötarpeisiin.