Thể loại: Điện tử thực hành, Thợ điện Novice
Số lượt xem: 331096
Bình luận về bài viết: 18
Triacs: Từ đơn giản đến phức tạp
Năm 1963, một gia đình lớn của Trinistors xuất hiện một "họ hàng" khác - triac. Làm thế nào để anh ta khác với "anh em" của mình - trinistors (thyristors)? Ghi nhớ các thuộc tính của các thiết bị này. Công việc của họ thường được so sánh với hoạt động của một cánh cửa thông thường: thiết bị bị khóa - không có dòng điện trong mạch (cửa bị đóng - không có lối đi), thiết bị mở - một dòng điện phát sinh trong mạch (cửa mở - nhập). Nhưng họ có một lỗ hổng chung. Các thyristor chỉ truyền dòng điện theo hướng thuận - theo cách này, một cánh cửa bình thường dễ dàng mở ra "từ chính nó", nhưng cho dù bạn có kéo nó về phía bạn bao nhiêu - theo hướng ngược lại, mọi nỗ lực sẽ vô ích.
Bằng cách tăng số lớp bán dẫn của thyristor từ bốn lên năm và trang bị nó với điện cực điều khiển, các nhà khoa học phát hiện ra rằng một thiết bị có cấu trúc như vậy (sau này gọi là triac) có khả năng truyền dòng điện theo cả hai chiều thuận và ngược.
Nhìn vào hình 1, mô tả cấu trúc của các lớp bán dẫn của triac. Bề ngoài, chúng giống với cấu trúc bóng bán dẫn p-n-r loại, nhưng khác nhau ở chỗ chúng có ba khu vực bổ sung với nđộ dẫn điện. Và đây là điều thú vị: hóa ra hai trong số chúng, nằm ở cực âm và cực dương, thực hiện các chức năng của chỉ một lớp bán dẫn - lớp thứ tư. Thứ năm hình thành một khu vực với n-conductivity nằm gần điện cực điều khiển.
Rõ ràng là hoạt động của một thiết bị như vậy dựa trên các quá trình vật lý phức tạp hơn so với các loại thyristor khác. Để hiểu rõ hơn về nguyên lý của hoạt động triac, chúng ta sẽ sử dụng chất tương tự thyristor của nó. Tại sao chính xác là thyristor? Thực tế là việc tách lớp bán dẫn thứ tư của triac không phải là ngẫu nhiên. Do cấu trúc này, theo hướng thuận của dòng điện chạy qua thiết bị, cực dương và cực âm thực hiện các chức năng chính của chúng, và nếu chúng bị đảo ngược, chúng dường như thay đổi vị trí - cực dương trở thành cực âm, và ngược lại, trở thành cực dương, ngược lại, trở thành cực âm. thyristor bật (Hình 2).
Trắc nghiệm tương tự Trinistor
Tưởng tượng rằng tín hiệu kích hoạt được đặt vào điện cực điều khiển. Khi điện áp ở cực dương của thiết bị có cực tính dương và âm ở cực âm, một dòng điện sẽ chạy qua trinistor bên trái. Nếu cực tính của điện áp trên các điện cực công suất bị đảo ngược, trinistor bên phải sẽ bật. Lớp bán dẫn thứ năm, giống như bộ điều khiển giao thông ở giao lộ, hướng tín hiệu mở khóa, tùy thuộc vào pha của dòng điện, đến một trong các bộ ba. Trong trường hợp không có tín hiệu kích hoạt, triac được đóng lại.
Nói chung, hành động của nó có thể được so sánh, ví dụ, với một cánh cửa quay tại ga tàu điện ngầm - theo hướng bạn đẩy nó, nó chắc chắn sẽ mở. Thật vậy, chúng tôi áp dụng điện áp mở khóa cho điện cực điều khiển của triac - điện đẩy, và các electron, giống như hành khách vội vã lên hoặc thoát ra, sẽ chảy qua thiết bị theo hướng được phân biệt bởi cực của cực dương và cực âm.
Kết luận này được xác nhận bởi đặc tính điện áp hiện tại của thiết bị (Hình 3). Nó bao gồm hai đường cong giống hệt nhau xoay 180 ° so với nhau. Hình dạng của chúng tương ứng với đặc tính điện áp hiện tại của dynistor và các vùng của trạng thái không dẫn điện, giống như của trinistor, có thể dễ dàng khắc phục nếu điện áp kích hoạt được đặt vào điện cực điều khiển (thay đổi các phần của đường cong được thể hiện bằng các đường đứt nét).
Do tính đối xứng của đặc tính điện áp hiện tại, thiết bị bán dẫn mới được gọi là thyristor đối xứng (nói ngắn gọn - một triac). Đôi khi nó được gọi là triac (một thuật ngữ xuất phát từ tiếng Anh).
Triac đã được thừa hưởng từ tiền thân của nó, thyristor, tất cả các thuộc tính tốt nhất của nó. Nhưng lợi thế quan trọng nhất của tính mới là hai thiết bị bán dẫn ngay lập tức được đặt trong vỏ của nó. Đánh giá cho chính mình. Để điều khiển mạch DC, cần có một thyristor, đối với mạch điện xoay chiều của các thiết bị phải có hai (bật song song). Và nếu chúng ta tính đến việc mỗi người trong số họ cần một nguồn điện áp mở khóa riêng, hơn nữa, phải bật thiết bị chính xác tại thời điểm thay đổi pha của dòng điện, thì rõ ràng bộ phận điều khiển như vậy sẽ khó khăn đến mức nào. Đối với triac, loại hiện tại không quan trọng. Chỉ một thiết bị như vậy với nguồn điện áp mở khóa là đủ, và một thiết bị điều khiển phổ quát đã sẵn sàng. Nó có thể được sử dụng trong mạch điện DC hoặc AC.
Mối quan hệ chặt chẽ giữa thyristor và triac dẫn đến thực tế là các thiết bị này có rất nhiều điểm chung. Vì vậy, tính chất điện của triac được đặc trưng bởi các tham số tương tự như thyristor. Chúng cũng được đánh dấu theo cùng một cách - bởi các chữ cái KU, một số có ba chữ số và chỉ số chữ cái ở cuối chỉ định. Đôi khi triac được chỉ định hơi khác nhau - bởi các chữ TC, có nghĩa là "thyristor là đối xứng."
Chỉ định đồ họa thông thường của triacs trên sơ đồ mạch được hiển thị trong Hình 4.
Để làm quen thực tế với triacs, chúng tôi sẽ chọn các thiết bị thuộc dòng KU208 - thyristor đối xứng triode thuộc loại p-p-p-p. Các loại thiết bị được biểu thị bằng các chỉ số chữ cái trong chỉ định của chúng - A, B, C hoặc G. Điện áp không đổi mà triac có chỉ số A có thể chịu được khi đóng là 100 V, B - 200 V, V - 300 V và G - 400 V. Các thông số còn lại của các thiết bị này giống hệt nhau: dòng điện trực tiếp tối đa ở trạng thái mở là 5 A, dòng xung là 10 A, dòng rò ở trạng thái đóng là 5 mA, điện áp giữa cực âm và cực dương ở trạng thái dẫn là -2 V, giá trị của điện áp mở khóa ở điện cực điều khiển 5 V ở 160 mA, tiêu tan bởi nhà ở Các công cụ power- 10 W, các hoạt động tần số tối đa - 400 Hz.
Và bây giờ hãy chuyển sang các thiết bị chiếu sáng điện. Không có gì dễ dàng hơn để quản lý công việc của bất kỳ trong số họ. Tôi nhấn, ví dụ, phím công tắc - và trong phòng, một chiếc đèn chùm sáng lên, nhấn lại - đi ra ngoài. Tuy nhiên, đôi khi, ưu điểm này bất ngờ biến thành nhược điểm, đặc biệt là nếu bạn muốn làm cho căn phòng của bạn ấm cúng, tạo cảm giác thoải mái, và điều này rất quan trọng để chọn ánh sáng phù hợp. Bây giờ, nếu ánh sáng của đèn thay đổi trơn tru ...
Hóa ra là không có gì là không thể. Nó chỉ cần thiết thay vì một công tắc thông thường để kết nối một thiết bị điện tử điều khiển độ sáng của đèn. Các chức năng của bộ điều khiển, "chỉ huy" của đèn, trong một thiết bị như vậy thực hiện một triac bán dẫn.
Bạn có thể chế tạo một thiết bị điều khiển đơn giản giúp bạn kiểm soát độ sáng của đèn bàn hoặc đèn chùm, thay đổi nhiệt độ của tấm nóng hoặc đầu que hàn bằng cách sử dụng mạch như trong Hình 5.
Hình. 5. Sơ đồ bộ điều chỉnh
Máy biến áp T1 chuyển đổi điện áp nguồn 220 V thành 12 - 25 V. Nó được chỉnh lưu bởi khối diode VD1-VD4 và đưa vào điện cực điều khiển của triac VS1. Điện trở R1 giới hạn dòng điện của điện cực điều khiển và cường độ của điện áp điều khiển được điều khiển bởi biến trở R2.
Hình. 6. Sơ đồ thời gian của điện áp: a - trong mạng; b - trên điện cực điều khiển của triac, c - trên tải.
Để dễ hiểu hơn về hoạt động của thiết bị, chúng tôi xây dựng ba sơ đồ thời gian của điện áp: nguồn điện, tại điện cực điều khiển của triac và tại tải (Hình 6). Sau khi thiết bị được kết nối với mạng, điện áp xoay chiều 220 V được cung cấp cho đầu vào của thiết bị (Hình 6a). Đồng thời, một điện áp hình sin âm được đặt vào điện cực điều khiển của triac VS1 (Hình 66). Tại thời điểm khi giá trị của nó vượt quá điện áp chuyển mạch, thiết bị sẽ mở và dòng điện chính sẽ chạy qua tải.Sau khi giá trị của điện áp điều khiển trở nên thấp hơn ngưỡng, triac vẫn mở do thực tế là dòng tải vượt quá dòng giữ của thiết bị. Tại thời điểm khi điện áp ở đầu vào của bộ điều chỉnh thay đổi cực của nó, triac đóng lại. Quá trình này sau đó được lặp lại. Do đó, điện áp tại tải sẽ có hình dạng răng cưa (Hình 6c)
Biên độ của điện áp điều khiển càng lớn, triac sẽ bật càng sớm và do đó, xung hiện tại sẽ càng dài trong tải. Ngược lại, biên độ của tín hiệu điều khiển càng nhỏ thì thời gian của xung này càng ngắn. Ở vị trí cực bên trái của biến trở động cơ R2 theo sơ đồ, tải sẽ hấp thụ toàn bộ "phần" công suất. Nếu bộ điều chỉnh R2 được quay theo hướng ngược lại, biên độ của tín hiệu điều khiển nằm dưới giá trị ngưỡng, triac sẽ vẫn ở trạng thái đóng và dòng điện sẽ không chạy qua tải.
Thật dễ dàng để đoán rằng thiết bị của chúng tôi điều chỉnh năng lượng tiêu thụ của tải, do đó thay đổi độ sáng của đèn hoặc nhiệt độ của phần tử gia nhiệt.
Bạn có thể áp dụng các yếu tố sau cho thiết bị của bạn. Triac KU208 với chữ B hoặc G. Diode khối KTs405 hoặc KTs407 với bất kỳ chỉ số chữ cái nào, bốn cũng phù hợp diode bán dẫn loạt D226, D237. Điện trở cố định - MLT-0,25, biến - SPO-2 hoặc bất kỳ công suất nào khác không ít hơn 1 W. ХOX1 - phích cắm mạng tiêu chuẩn, XS1 - ổ cắm. Máy biến áp T1 được thiết kế cho điện áp cuộn thứ cấp 12-25 V.
Nếu không có máy biến áp phù hợp, hãy tự làm. Lõi được làm bằng Ш16 tấm, độ dày của bộ là 20 mm, cuộn dây I chứa 3300 vòng dây PEL-1 0,1 và cuộn dây II chứa 300 vòng PEL-1 0,3.
Chuyển đổi chuyển đổi - bất kỳ cầu chì mạng, phải được thiết kế cho dòng tải tối đa.
Bộ điều chỉnh được lắp ráp trong một trường hợp nhựa. Một công tắc bật tắt, điện trở thay đổi, bộ phận giữ cầu chì và ổ cắm được gắn trên bảng trên cùng. Một máy biến áp, một khối diode và triac được lắp đặt ở dưới cùng của vỏ. Triac phải được trang bị bộ tản nhiệt tản nhiệt có độ dày 1 - 2 mm và diện tích ít nhất 14 cm2. Khoan một lỗ cho dây nguồn ở một trong các bức tường bên của khung.
Thiết bị không cần phải điều chỉnh và với các bộ phận lắp đặt và bảo trì thích hợp, thiết bị sẽ bắt đầu hoạt động ngay sau khi được kết nối với mạng.
SỬ DỤNG CÔNG CỤ, KHÔNG GIỚI THIỆU VỀ CHÍNH XÁC AN TOÀN. BẠN CÓ THỂ MỞ NHÀ Ở CHỈ B DISCNG CÁCH GIẢI QUYẾT ỨNG DỤNG TỪ MẠNG!
V. Yantsev.
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: