ترایاک BT136-600D

ارائه شده در فروشگاه قطعات الکترونیک بازار برق

ترایاک

ترایاک یک قطعه ی نیمه هادی دارای سه ترمینال است که برای کنترل جریان استفاده می شود. این قطعه حالت توسعه یافته ی تریستور یا SCR است؛ ولی بر خلاف تریسنتور که فقط قادر بود در یک جهت هدایت کند، ترایاک یک قطعه ی دو جهته است.

مقایسه ی تریستور و ترایاک

ترایاک قطعه ی ایده آلی برای کاربردهای سوئیچینگ AC می باشد، زیرا می تواند جریان را در هر دو نیم سیکل کنترل کند. ولی تریستور فقط می تواند جریان را در یک نیم سیکل کنترل کند.

شکل موج های سوئیچینگ تریستور و ترایاک

این حقیقت که ترایاک می تواند جریان AC را در هر دو نیمه کنترل کند، موجب شده بتوانیم بهره برداری بهتری از توان بکنیم. ولی با این حال استفاده از ترایاک در کاربردهای توان بالا همیشه راحت نیست، زیرا سوئیچینگ آن سخت تر است.

نماد مداری ترایاک

نماد مداری بیانگر نحوه ی عملکرد ترایاک می باشد. عملکرد ترایاک به صورت دو تریستور پشت به پشت به نظر می رسد و این همان چیزی است که در نماد مداری نشان داده می شود.

مبانی ترایاک

ترایاک قطعه ای است که اساسا بر مبنای تریستور ساخته شده است. این قطعه برای سوئیچینگ سیگنال های AC در سیستم های الکتریکی استفاده می شود. مانند تریستورها، ترایاک ها نیز در بسیار از کاربردهای سوئیچینگ الکتریکی استفاده می شوند. استفاده ی خاص آن ها در مدارات دیمرهای نوری و سایر مداراتی است که لازم است هر دو نیم سیکل سیگنال AC مورد استفاده قرار گیرد. در حالی که این امکان وجود دارد که از دو تریستور پشت به پشت استفاده کنیم، ولی این روش برای کاربردهای کم هزینه و با توان پائین مقرون به صرفه نیست.

این امکان وجود دارد که عملکرد ترایاک را به صورت دو تریستور پشت به پشت بررسی کنیم.

به منظور بهبود سوئیچینگ شکل موج جریان و اطمینان از تقارن بیشتر باید از قطعه ای خارج از ترایاک استفاده کنیم تا زمان بندی پالس های تریگر را انجام دهد. برای دستیابی به این هدف یک روش معمول استفاده از یک دیاک به صورت سری با گیت می باشد.

وقتی نیاز به سوئیچینگ هر دو نیم سیکل یک شکل موج AC باشد، دو گزینه وجود دارد که در حالت عادی باید در نظر گرفته شود. گزینه ی اول استفاده از ترایاک است، و گزینه ی بعدی استفاده از دو تریستور به صورت پشت به پشت است که در این حالت هر تریستور برای سوئیچینگ یک نیم سیکل استفاده می شود.

از آنجایی که دو گزینه وجود دارد، مزایا و معایب استفاده از ترایاک باید دقیقا سنجیده شود.

 با وجود معایبی که برای ترایاک در جدول فوق ذکر شد، ولی استفاده از ترایاک هنوز بهترین گزینه در بسیاری از موارد می باشد. به هر حال لازم است هنگام استفاده از ترایاک نسبت به محدودیت های آن آگاه باشیم، چرا که غلبه بر این محدودیت ها بر عملکرد کلی مدار تاثیر گذار خواهد بود.

کاربردها

ترایاک در برخی از کاربردها استفاده می شود. ولی از آن ها در گاربردهای سوئیچینگ توان بالا استفاده نمی شود، که یکی از دلالیل آن مشخصه ی سوئیچینگ نامتقارن است. در کاربردهای توان بالا مخصوصا در مواجهه با میدان های مغناطیسی این مسئله باعث ایجاد مشکلاتی می شود.

با این حال هنوز هم ترایاک در بسیاری از کاربردهای سوئیچینگ الکتریکی استفاده می شود :

–          دیمرهای روشنایی خانگی

–          کنترل سرعت فن های الکتریکی

–          کنترل موتورهای کوچک

–          کنترل لوازم خانگی AC با توان کوچک

استفاده از ترایاک آسان بوده و به کار بردن آن در مورد بسیاری از کاربردهای توان پائین، نسبت به استفاده از دو تریستور مقرون به صرفه تر است. در مواردی که به توان بالاتری نیاز باشد، دو تریستور که در جهت عکس هم قرار می گیرند، تقریبا همیشه به کار می رود.

ترایاک قطعه ی الکترونیکی است که به وفور در بسیاری از کاربردهای مداری مورد استفاده قرار می گیرد. از دیمرهای روشنایی تا فرم های مختلفی از کنترل AC . عموما از این قطعه برای کاربردهای توان پائین استفاده می شود، ولی تریستور در مدارهای سوئیچینگ توان بالا به کار می رود.

ساختار ترایاک

به دلیل توانایی سوئیچینگ هر دو نیم سیکل سیگنال های AC، ساختار ترایاک نسبت به تریستور عادی بسیار متفاوت است. با این اوصاف ترایاک به طور گسترده و با قیمت مناسب در دسترس می باشد.

ساختار ترایاک را می توان مانند یک دیاک با اتصال گیت اضافه در نظر گرفت که باعث ایجاد کنترل بر قطعه می شود. مانند سایر ادوات قدرت، ترایاک نیز از سیلیکون ساخته می شود. استفاده از پروسه ی ساخت سیلیکون موجب شده قطعات به ارزانی تولید شوند. اگر قطعات با استفاده از تکنولوژی های گران قیمت تولید شوند، نمی توانند در بازار دوام بیاورند.

همان طور که دیده می شود، ساختار ترایاک شامل تعدادی از نواحی مختلف است. همان طور که در شکل نشان داده شده است به طور معمول از چهار ناحیه ی n و دو ناحیه ی p تشکیل شده است.

تئوری و عملکرد ترایاک

عملکرد ترایاک را در چندین سطح می توان در نظر گرفت، که نشان می دهد چگونه عملکرد ترایاک در مدارهای مختلف به منظور غلبه بر برخی مشکلات طراحی می شود.

با توجه به نماد مداری ترایاک می توان چنین تصور نمود که شامل دو تریستور پشت به پشت است ولی با یک ترمینال گیت مشترک، و کاتد یک تریستور به آند دیگری متصل شده است. این نحوه تنظیمات anti parallel نامیده می شود. نکته ی قابل توجهی که می تواند گیج کننده باشد این است که پلاریته ی قطعه در حالت عادی با توجه به MT1 توضیح داده می شود.

برای توضیح عملکرد، ویژگی های حالت روشن برای ترایاک در هر دو جهت مشابه تریستور است. به هر حال در نتیجه ی ساختار فیزیکی ترایاک، جریان قفل کننده، جریان نگهدارنده و جریان تریگر گیت مطابق نیم سیکل های مختلف و این که چه نوع تریستوری درون ترایاک استفاده شده، تغییر می کند.

روش های سوئیچینگ ترایاک

ترایاک به صورت متقارن روشن نمی شود که این به دلیل تفاوت کوچکی است که بین دو نیمه ی قطعه وجود دارد. این مسئله باعث تولید هارمونیک ها می شود؛ هر چه تقارن در روشن شدن ترایاک کمتر باشد، سطح هارمونیک های تولید شده بیشتر می شود. عموما در سیستم قدرت وجود هارمونیک های سطح بالا نامطلوب می باشد، در نتیجه ترایاک ها برای سیستم ها توان بالا مناسب نیستند. به جای ترایاک می توان از دو تریستور استفاده نمود زیرا کنترل روشن و خاموش نمودن آن ها آسان تر است.