TRIAC là gì? Phân loại, nguyên lý làm việc và ứng dụng của TRIAC
1. Triac là gì?
2. Ký hiệu và phân loại Triac trong mạch điện
3. Nguyên lý hoạt động của Triac
4. Những thông số quan trọng khi sử dụng Triac
5. Ứng dụng của Triac
6. Cách đo và kiểm tra Triac
1. Triac là gì?
TRIAC (viết tắt của triode for Alternating Current) là linh kiện có thể dẫn dòng điện theo cả hai chiều. Vì vậy định nghĩa dòng thuận và dòng nghịch không có ý nghĩa, tương tự cho khái niệm áp ngược. Việc kích dẫn Triac thực hiện nhờ xung dòng điện đưa vào cổng điều khiển G.
Triac gồm có 3 cực 5 lớp bán dẫn tạo nên cấu trúc P-N-P-N như ở thyristor theo cả 2 chiều giữa các cực T1 và T2. Vì thế, nó có thể dẫn dòng điện theo cả 2 chiều giữa T1 và T2.
2. Ký hiệu và phân loại Triac trong mạch điện
Triac được ký hiệu là chữ T trên mạch điện tử.
Triac được ký hiệu là chữ T trên mạch điện tử.
Phân loại Triac
Như các bạn thấy qua hình Triac có nhiều loại khác nhau đó là:
Như các bạn thấy qua hình Triac có nhiều loại khác nhau đó là:
- Triac công suất lớn có thân hình to ( Chịu tải và dòng lớn )
- Triac nhỏ ( Chịu tải nhỏ và dòng nhỏ )
- Triac rán trên mạch
- Triac cắm chân
Trên thị trường hiện nay, có nhiều các loại linh kiện bán dẫn TRIAC, có cấu tạo TRIAC khác nhau. Sau đây chúng tôi xin giới thiệu đến các bạn một số loại TRIAC phổ biến như:
• TRIAC 4Q
Đây là loại TRIAC tiêu chuẩn có khả năng kích hoạt trong bốn chế độ. TRIAC 4Q được thiết kế với các linh kiện bảo vệ bổ sung bao gồm điện trở – tụ điện (RC) tại các cực chính và một cuộn cảm được mắc nối tiếp bên trong thiết bị.
• TRIAC 3Q
TRIAC 3Q không yêu cầu mạch bảo vệ nên có cho phép được kích hoạt chỉ ở góc phần tư 1, 2 và 3. Khi so sánh với TRIAC tiêu chuẩn chúng ta có thể thay TRIAC 3Q hiệu quả hơn trong các ứng dụng có tải không điện trở.
3. Nguyên lý hoạt động của Triac
Điều kiện để Triac đóng điện là đưa xung kích vào cổng điều khiển trong điều kiện tồn tại điện áp trên linh kiện khác 0 (zero).
• Quá trình ngắt triac: Giống như thyristor, không thể điều khiển ngắt dòng qua Triac, Triac sẽ ngắt theo quy luật đối với Thyristor. Đầu tiên là triệt tiêu dòng điện đang dẫn bằng cách thay đổi cực điện áp giữa cực A1 và A2. Sau đó cần một thời gian để khôi phục khả năng khóa của của Triac, chuyển Triac về trạng thái khóa.
• Quá trình đóng triac: Việc đóng triac theo cả hai chiều được thực hiện nhờ vào 1 cổng G duy nhất và xung dòng kích vào cổng G có chiều bất kỳ. Bởi vì triac dẫn điện cả hai chiều nên chỉ có hai trạng thái, trạng thái dẫn và khóa. Mặc dù vậy có thể định nghĩa triac có chiều thuận và chiều nghịch.
4. Những thông số quan trọng khi sử dụng Triac
Khi chúng ta muốn thay thế hoặc thiết kế mạch điện có sử dụng triac thì cần quan tâm những thông số quan trọng sau:
- Dòng điện định mức đi qua T1 và T2 hay còn gọi là IT. Ví dụ một động cơ ăn dòng điện khoảng 10A thì bạn không thể dùng một con triac có It dưới 10A .
- Dòng điện điều khiển IG tối thiểu và dòng điện điều khiển IG tối đa .Dòng điện điều khiển hay còn gọi là dòng điện kích Ig có giá trị rất nhỏ chỉ từ vài mA đến vài chục mA. Nếu kỹ thuật viên cho dòng điều khiển quá cao đi qua chân G thì triac sẽ chết.
- Điện áp hoạt động định mức của triac, khi tải ăn nguồn ở cấp điện áp nào thì phải dùng triac chịu được mức điện áp đó.\
- du/dt – tốc độ tăng điện áp thuận trên van.
- Irò – dòng điện rò khi van khoá.
- Idt – dòng điện duy trì.
- ∆U – sụt áp thuận trên van ( giá trị tương ứng dòng điện van = 1,5 Itb ).
- tj – nhiệt độ tối đa của tinh thể bán dẫn.
- Triac nhỏ ( Chịu tải nhỏ và dòng nhỏ )
- Triac rán trên mạch
- Triac cắm chân
Trên thị trường hiện nay, có nhiều các loại linh kiện bán dẫn TRIAC, có cấu tạo TRIAC khác nhau. Sau đây chúng tôi xin giới thiệu đến các bạn một số loại TRIAC phổ biến như:
• TRIAC 4Q
Đây là loại TRIAC tiêu chuẩn có khả năng kích hoạt trong bốn chế độ. TRIAC 4Q được thiết kế với các linh kiện bảo vệ bổ sung bao gồm điện trở – tụ điện (RC) tại các cực chính và một cuộn cảm được mắc nối tiếp bên trong thiết bị.
• TRIAC 3Q
TRIAC 3Q không yêu cầu mạch bảo vệ nên có cho phép được kích hoạt chỉ ở góc phần tư 1, 2 và 3. Khi so sánh với TRIAC tiêu chuẩn chúng ta có thể thay TRIAC 3Q hiệu quả hơn trong các ứng dụng có tải không điện trở.
3. Nguyên lý hoạt động của Triac
Điều kiện để Triac đóng điện là đưa xung kích vào cổng điều khiển trong điều kiện tồn tại điện áp trên linh kiện khác 0 (zero).
• Quá trình ngắt triac: Giống như thyristor, không thể điều khiển ngắt dòng qua Triac, Triac sẽ ngắt theo quy luật đối với Thyristor. Đầu tiên là triệt tiêu dòng điện đang dẫn bằng cách thay đổi cực điện áp giữa cực A1 và A2. Sau đó cần một thời gian để khôi phục khả năng khóa của của Triac, chuyển Triac về trạng thái khóa.
• Quá trình đóng triac: Việc đóng triac theo cả hai chiều được thực hiện nhờ vào 1 cổng G duy nhất và xung dòng kích vào cổng G có chiều bất kỳ. Bởi vì triac dẫn điện cả hai chiều nên chỉ có hai trạng thái, trạng thái dẫn và khóa. Mặc dù vậy có thể định nghĩa triac có chiều thuận và chiều nghịch.
4. Những thông số quan trọng khi sử dụng Triac
Khi chúng ta muốn thay thế hoặc thiết kế mạch điện có sử dụng triac thì cần quan tâm những thông số quan trọng sau:
- Dòng điện định mức đi qua T1 và T2 hay còn gọi là IT. Ví dụ một động cơ ăn dòng điện khoảng 10A thì bạn không thể dùng một con triac có It dưới 10A .
- Dòng điện điều khiển IG tối thiểu và dòng điện điều khiển IG tối đa .Dòng điện điều khiển hay còn gọi là dòng điện kích Ig có giá trị rất nhỏ chỉ từ vài mA đến vài chục mA. Nếu kỹ thuật viên cho dòng điều khiển quá cao đi qua chân G thì triac sẽ chết.
- Điện áp hoạt động định mức của triac, khi tải ăn nguồn ở cấp điện áp nào thì phải dùng triac chịu được mức điện áp đó.\
- du/dt – tốc độ tăng điện áp thuận trên van.
- Irò – dòng điện rò khi van khoá.
- Idt – dòng điện duy trì.
- ∆U – sụt áp thuận trên van ( giá trị tương ứng dòng điện van = 1,5 Itb ).
- tj – nhiệt độ tối đa của tinh thể bán dẫn.
5. Ứng dụng của Triac
Trong thực tế, Triac được sử dụng trong nhiều ứng dụng. Các loại Triac thường được sử dụng trong các yêu cầu đóng cắt mạch điện xoay chiều (AC) từ công suất thấp đến trung bình. Ở những nơi cần chuyển đổi mức công suất lớn, người ta thường sử dụng hai Thyristor / SCR vì chúng có thể được điều khiển dễ dàng hơn.
Tuy nhiên, Triac được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng như sau:
Công tắc điện tử để điều khiển điện xoay chiều
Bình thường, để điều khiển một tải xoay chiều có công suất lớn, nếu dùng chuyển mạch bằng tay sẽ rất dễ xảy ra tia lửa điện khi tiếp xúc, rất dễ gây cháy nổ. Vì vậy, người ta dùng Triac với mục đích dùng một điện áp kích rất nhỏ vào chân điều khiển của Triac nhưng lại có thể điều khiển được tải xoay chiều công suất lớn. Sau đây là sơ đồ mạch điện sử dụng Triac làm công tắc điều khiển.
Thay vì đóng cắt trực tiếp tải (Load), chỉ cần dùng một công tắc nhỏ, công suất nhỏ để đóng cắt chân điều khiển G của Triac là đã có thể điều khiển được tải công suất lớn.
Trong thực tế, Triac được sử dụng trong nhiều ứng dụng. Các loại Triac thường được sử dụng trong các yêu cầu đóng cắt mạch điện xoay chiều (AC) từ công suất thấp đến trung bình. Ở những nơi cần chuyển đổi mức công suất lớn, người ta thường sử dụng hai Thyristor / SCR vì chúng có thể được điều khiển dễ dàng hơn.
Tuy nhiên, Triac được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng như sau:
Công tắc điện tử để điều khiển điện xoay chiều
Bình thường, để điều khiển một tải xoay chiều có công suất lớn, nếu dùng chuyển mạch bằng tay sẽ rất dễ xảy ra tia lửa điện khi tiếp xúc, rất dễ gây cháy nổ. Vì vậy, người ta dùng Triac với mục đích dùng một điện áp kích rất nhỏ vào chân điều khiển của Triac nhưng lại có thể điều khiển được tải xoay chiều công suất lớn. Sau đây là sơ đồ mạch điện sử dụng Triac làm công tắc điều khiển.
Thay vì đóng cắt trực tiếp tải (Load), chỉ cần dùng một công tắc nhỏ, công suất nhỏ để đóng cắt chân điều khiển G của Triac là đã có thể điều khiển được tải công suất lớn.
Điều khiển độ sáng, điều khiển tốc độ động cơ, điều khiển quạt (Dimmer)
Đầu vào và đầu ra của Dimmer đều là điện áp xoay chiều. Trong mạch sử dụng biến trở VR1 để thay đổi dòng qua Diac , thay đổi dòng kích đến chân G của Triac. Điều này dẫn đến thay đổi dòng tiêu thụ của tải, dẫn đến thay đổi công suất của tải. Chính là thay đổi độ sáng hoặc tốc độ động cơ.
6. Cách đo và kiểm tra Triac
• Hướng dẫn cách đo Triac bằng đồng hồ vạn năng.
6. Cách đo và kiểm tra Triac
• Hướng dẫn cách đo Triac bằng đồng hồ vạn năng.
Đầu tiên điều chỉnh công tắc đồng hồ ở thang đo điện trở cao (100K), sau đó nối que đo dương của đồng hồ với chân MT1 của triac và que đo âm tới chân MT2 của triac (bạn có thể đảo ngược lại kết nối).
+ Kim đồng hồ sẽ lên và cho kết quả điện trở cao .Tiếp tục chuyển công tắc chọn sang thang đo điện trở thấp, kết nối MT1 và cổng G với que đo dương và MT2 với que đo âm của đồng hồ.
+ Kim đồng hồ sẽ cho kết qủa điện trở thấp. Nếu bạn thực hiện đúng với các buớc trên thì triac còn hoạt động tốt.
Tuy nhiên phương pháp trên không áp dụng cho những triac yêu cầu điện áp cổng và dòng cao để kích hoạt.
+ Kim đồng hồ sẽ lên và cho kết quả điện trở cao .Tiếp tục chuyển công tắc chọn sang thang đo điện trở thấp, kết nối MT1 và cổng G với que đo dương và MT2 với que đo âm của đồng hồ.
+ Kim đồng hồ sẽ cho kết qủa điện trở thấp. Nếu bạn thực hiện đúng với các buớc trên thì triac còn hoạt động tốt.
Tuy nhiên phương pháp trên không áp dụng cho những triac yêu cầu điện áp cổng và dòng cao để kích hoạt.
