AC devrelerinde güçlü yükleri kontrol etmek için sıklıkla kullanılır elektromanyetik röleler. Bu cihazların temas grupları, yanma, kaynak yapma eğilimi nedeniyle ek bir güvenilmezlik kaynağı görevi görür. Ayrıca, anahtarlama sırasında kıvılcım çıkma olasılığı, bazı durumlarda ek güvenlik önlemleri gerektiren bir dezavantaj gibi görünmektedir. Bu nedenle elektronik anahtarlar tercih edilebilir görünüyor. Böyle bir anahtarın seçeneklerinden biri triyaklarda gerçekleştirilir.
İçerik
Triyak nedir ve neden gereklidir?
Güç elektroniğinde, tiplerden biri genellikle kontrollü bir anahtarlama elemanı olarak kullanılır. tristörler - trinistorlar. Avantajları:
- bir temas grubunun olmaması;
- dönen ve hareketli mekanik elemanların eksikliği;
- küçük ağırlık ve boyutlar;
- açma-kapama döngülerinin sayısından bağımsız olarak uzun kaynak;
- düşük maliyetli;
- yüksek hız ve sessiz çalışma.
Ancak AC devrelerinde trinistorlar kullanıldığında, bunların tek yönlü iletimi bir sorun haline gelir. Trinistorun iki yönde akım geçirebilmesi için, aynı anda kontrol edilen iki trinistorun zıt yönünde paralel bağlantı şeklinde hilelere başvurmak gerekir. Kurulum kolaylığı ve boyut küçültme için bu iki SCR'yi tek bir kabukta birleştirmek mantıklı görünüyor. Ve bu adım, 1963'te, Sovyet bilim adamları ve General Electric uzmanları, simetrik bir trinistor - triyak (yabancı terminolojide, triyak, triyak - alternatif akım için triyot) icadının tescili için neredeyse aynı anda başvuruda bulunduklarında atıldı.
Aslında, triyak, kelimenin tam anlamıyla bir kutuya yerleştirilmiş iki trinistor değildir.
Tüm sistem, farklı p- ve n-iletkenlik bantlarına sahip tek bir kristal üzerinde uygulanır ve bu yapı simetrik değildir (bir triyakın akım-voltaj karakteristiği, orijine göre simetrik ve aynalanmış bir I-V karakteristiği olmasına rağmen). bir trinistor). Ve bu, bir triyak ile her biri katot akımına göre bir pozitif tarafından kontrol edilmesi gereken iki trinistor arasındaki temel farktır.
Triyak, iletilen akımın yönüne göre anot ve katoda sahip değildir, ancak kontrol elektrotu ile ilgili olarak bu sonuçlar eşdeğer değildir. Literatürde koşullu katot (MT1, A1) ve koşullu anot (MT2, A2) terimleri bulunmaktadır. Triyakın işleyişini açıklamak için kullanımları uygundur.
Herhangi bir polaritenin yarım dalgası uygulandığında, cihaz ilk olarak kilitlenir (CVC'nin kırmızı bölümü).Ayrıca, trinistorda olduğu gibi, sinüs dalgasının herhangi bir polaritesi için eşik voltaj seviyesi aşıldığında triyak tetiklenebilir (mavi bölüm). Elektronik anahtarlarda bu olgu (dynistor etkisi) oldukça zararlıdır. Bir çalışma modu seçerken bundan kaçınılmalıdır. Triyakın açılması, kontrol elektroduna akım uygulanarak gerçekleşir. Akım ne kadar büyük olursa, anahtar o kadar erken açılır (kırmızı kesikli alan). Bu akım, kontrol elektrotu ile koşullu katot arasına bir voltaj uygulanarak oluşturulur. Bu gerilim ya negatif olmalı ya da MT1 ile MT2 arasında uygulanan gerilim ile aynı işarete sahip olmalıdır.
Belirli bir akım değerinde, triyak hemen açılır ve normal bir diyot gibi davranır - engellemeye kadar (yeşil kesikli ve içi dolu alanlar). Teknolojideki gelişmeler, triyakın tamamen kilidini açmak için tüketilen akımın azalmasına yol açar. Modern modifikasyonlar için 60 mA ve altıdır. Ancak gerçek bir devrede akımı azaltmakla uğraşmamak gerekir - bu, triyakın kararsız bir şekilde açılmasına neden olabilir.
Kapanma, geleneksel bir trinistor gibi, akım belirli bir sınıra (neredeyse sıfıra) düştüğünde meydana gelir. AC devresinde, bu, sıfırdan bir sonraki geçiş olduğunda meydana gelir, bundan sonra tekrar bir kontrol darbesi uygulamak gerekli olacaktır. DC devrelerinde, triyakın kontrollü kapatılması, hantal teknik çözümler gerektirir.
Özellikler ve sınırlamalar
Reaktif (endüktif veya kapasitif) bir yükü değiştirirken triyak kullanımına ilişkin kısıtlamalar vardır. AC devresinde böyle bir tüketicinin varlığında, voltaj ve akım fazları birbirine göre kaydırılır. Kaymanın yönü, reaktivitenin doğasına ve büyüklüğüne bağlıdır - reaktif bileşenin değeri üzerine. Akım sıfırdan geçtiği anda triyakın kapandığı zaten söylendi. Ve şu anda MT1 ve MT2 arasındaki gerilim oldukça büyük olabilir. Aynı anda dU/dt gerilim değişim hızı eşik değerini aşarsa, triyak kapanmayabilir. Bu etkiyi önlemek için, triyak güç yoluna paralel olarak şunları içerir: varistörler. Dirençleri uygulanan voltaja bağlıdır ve potansiyel farkın değişim hızını sınırlarlar. Aynı etki, bir RC zinciri (snubber) kullanılarak da elde edilebilir.
Yük değiştirilirken akım artış hızının aşılması tehlikesi, triyakın tetiklenmesinin sonlu süresi ile ilişkilidir. Triyak henüz kapanmadığında, ona büyük bir voltajın uygulandığı ve aynı zamanda güç yolundan yeterince büyük bir akım geçtiği ortaya çıkabilir. Bu, cihazda büyük bir termal gücün serbest kalmasına yol açabilir ve kristal aşırı ısınabilir. Bu kusuru ortadan kaldırmak için, mümkünse, yaklaşık olarak aynı değerde, ancak zıt işaretli reaktivite devresine sırayla dahil edilerek tüketicinin reaktivitesini telafi etmek gerekir.
Açık durumda, triyak üzerinde yaklaşık 1-2 V düşüş olduğu da unutulmamalıdır, ancak kapsam güçlü yüksek voltaj anahtarları olduğundan, bu özellik triyakların pratik kullanımını etkilemez. 220 voltluk bir devrede 1-2 voltluk kayıp, voltaj ölçüm hatasıyla karşılaştırılabilir.
kullanım örnekleri
Triyakın ana kullanım alanı, AC devrelerinde anahtardır.DC anahtarı olarak bir triyakın kullanımıyla ilgili hiçbir temel kısıtlama yoktur, ancak bunun da bir anlamı yoktur. Bu durumda, daha ucuz ve daha yaygın bir trinistor kullanmak daha kolaydır.
Herhangi bir anahtar gibi, triyak da devreye yük ile seri olarak bağlanır. Triyakın açılması ve kapatılması, tüketiciye giden voltaj beslemesini kontrol eder.
Ayrıca triyak, voltajın şeklini önemsemeyen yüklerde (örneğin akkor lambalar veya termal ısıtıcılar) voltaj regülatörü olarak kullanılabilir. Bu durumda, kontrol şeması şöyle görünür.
Burada, dirençler R1, R2 ve kapasitör C1 üzerinde bir faz kaydırma devresi düzenlenir. Direnci ayarlayarak, şebeke voltajının sıfırdan geçişine göre darbenin başlangıcında bir kayma elde edilir. Darbe oluşumundan yaklaşık 30 voltluk bir açma voltajına sahip bir dinistor sorumludur. Bu seviyeye ulaşıldığında açılır ve triyak kontrol elektroduna akım geçirir. Bu akımın, triyakın güç yolundan geçen akımla aynı doğrultuda olduğu açıktır. Bazı üreticiler Quadrac adı verilen yarı iletken cihazlar üretir. Bir muhafazada kontrol elektrot devresinde bir triyak ve bir dinistor bulunur.
Böyle bir devre basittir, ancak besleme ağında parazit oluşurken tüketim akımı keskin bir sinüzoidal olmayan şekle sahiptir. Bunları bastırmak için filtreler kullanmak gerekir - en azından en basit RC zincirleri.
Avantajlar ve dezavantajlar
Triyakın avantajları, yukarıda açıklanan trinistorun avantajları ile örtüşmektedir. Onlara, AC devrelerinde çalışma yeteneği ve bu modda basit kontrol eklemeniz yeterlidir. Ama dezavantajları da var.Esas olarak, yükün reaktif bileşeni tarafından sınırlanan uygulama alanıyla ilgilidir. Yukarıda önerilen koruma önlemlerini uygulamak her zaman mümkün değildir. Ayrıca, dezavantajlar şunları içerir:
- yanlış alarmlara neden olabilen kontrol elektrotu devresindeki gürültüye ve parazite karşı artan hassasiyet;
- ısıyı kristalden çıkarma ihtiyacı - radyatörlerin düzeni, cihazın küçük boyutlarını ve güçlü yükleri değiştirmek için kullanımı telafi eder kontaktörler ve röle tercih edilir;
- çalışma frekansında sınırlama - 50 veya 100 Hz'lik endüstriyel frekanslarda çalışırken önemli değildir, ancak voltaj dönüştürücülerde kullanımı sınırlar.
Triyakların yetkin kullanımı için, sadece cihazın çalışma prensiplerini değil, aynı zamanda triyak kullanımının sınırlarını belirleyen eksikliklerini de bilmek gerekir. Sadece bu durumda geliştirilen cihaz uzun süre ve güvenilir bir şekilde çalışacaktır.
Benzer makaleler:
