ไตรแอก (Triac)
รูปที่ 1
เป็นตัวอย่างไตรแอกในงานอุตสาหกรรม
ไตรแอค(Triac) เป็นอุปกรณ์จำพวกสารกึ่งตัวนำในกลุ่มของไทริสเตอร์
มีลักษณะโครงสร้างภายในคล้ายกับไดแอค แต่มีขาเกตเพิ่มขึ้นมาอีก 1 ขา ไตรแอตถูกสร้างขึ้นเพื่อแก้ไข ข้อบกพร่องของ
SCR ซึ่งไม่สามารถนำกระแสในซีกลบของไฟฟ้าสลับได้ การนำไตรแอคไปใช้ งานส่วนใหญ่จะใช้ทำเป็นวงจรควบคุมการทำงานเป็นสวิตซ์ต่อแรงดันไฟสลับ
ไตรแอคถูกสร้าง ขึ้นมาให้ใช้งานกระแสสูงๆดังนั้นต้องระวังเรื่องของการระบายความร้อน
สัญลักษณ์,โครงสร้างและวงจรสมมูลของไตรแอคดังรูปที่ 2
ก,ขและค โครงสร้างของไตรแอคจะประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำตอนใหญ่
3 ตอน คือ PNP และในสารกึ่งตัวนำตอนใหญ่จะมีสารกึ่งตัวนำตอนย่อยชนิด
N อีก 3 ตอนต่อร่วมในสารกึ่งตัวนำ P ทั้ง 2 ตอนมีขาต่อออกมาใช้งาน 3 ขา เหมือน SCR- ขาแอโนด 1 (A1) เรียกว่า ขาเทอร์มินอล 1 (Main terminal 1) MT1 -
ขาแอโนด 2 (A2) เรียกว่า ขาเทอร์มินอล
2 (Main terminal
2) MT2- ขาเกท (Gate) G
รูปที่ 2 สัญลักษณ์และตำแหน่งขาของไตแอก
หลักการทำงานของไตรแอก
ไตรแอคมีคุณสมบัติ
ทำงานได้ทั้งแรงดันช่วงบวกและแรงดันช่วงลบ
การนำกระแสของไตรแอคจะขึ้นอยู่กับแรงดันที่ป้อนกระตุ้นขา G และแรงดันที่จ่ายให้ขา A2 และ A1 การจ่ายไบอัสให้ตัวไตรแอคสามารถแบ่งได้เป็น 4 สภาวะคือ
1.สภาวะที่ 1 หรือควอนแดรนด์ที่
1 จ่ายแรงดันบวกให้ขา A2 จ่ายแรงดันลบให้ขา A1 และ
จ่ายแรงดันบวกกระตุ้นขา G จะเกิดการนำกระแสในตัวไตรแอคดังรูปที่
3 ทิศทางการไหลของ กระแสทั้งสองจะไหลในทิศทางเดียวกัน
หรือกระแสไหลเสริมกัน ทำให้ IA ไหลมากขึ้น
รูปที่ 3 สภาวะที่ 1 หรือควอนแดรนด์ที่ 1
2.สภาวะที่ 2 หรือควอนแดรนด์ที่ 2 จ่ายแรงดันบวกให้ขา
A2 จ่ายแรงดันลบให้ขา A1 แต่ จ่ายแรงดันลบกระตุ้นขา G จะเกิดการนำกระแสในตัวไตรแอคดังรูปที่
4 ทิศทางการไหลของ กระแสทั้งสองจะไหลในทิศทางสวนทาง
หรือกระแสไหลหักล้างกัน ทำให้ IA ไหลน้อยลง
รูปที่ 4 สภาวะที่ 2 หรือควอนแดรนด์ที่ 2
3.สภาวะที่ 3 หรือควอนแดรนด์ที่ 3 จ่ายแรงดันลบให้ขา
A2 จ่ายแรงดันบวกให้ขา A1 แต่
จ่ายแรงดันลบกระตุ้นขา G จะเกิดการนำกระแสในตัวไตรแอคดังรูปที่
5 ทิศทางการไหลของ กระแสทั้งสองจะไหลในทิศทางเดียวกัน
หรือกระแสไหลเสริมกัน ทำให้ IA ไหลมากขึ้น
รูปที่ 5 สภาวะที่ 3 หรือควอนแดรนด์ที่ 3
4.สภาวะที่ 4 หรือควอนแดรนด์ที่ 4 จ่ายแรงดันลบให้ขา
A2 จ่ายแรงดันบวกให้ขา A1 แต่
จ่ายแรงดันบวกกระตุ้นขา G จะเกิดการนำกระแสในตัวไตรแอคดังรูปที่
6 ทิศทางการไหลของ กระแสทั้งสองจะไหลในทิศทางสวนทาง
หรือกระแสไหลหักล้างกัน ทำให้ IA ไหลน้อยลง
รูปที่ 6 สภาวะที่ 4 หรือควอนแดรนด์ที่ 4
กราฟคุณสมบัติของไตรแอค
รูปที่ 7 กราฟลักษณะสมบัติของไตรแอค
จากกราฟลักษณะสมบัติของไตรแอค
แรงดันไบอัสตรงกับไตรแอค(VBO(0)) และจ่ายกระแสเกตบวก(IG)
ให้กับเกตของไตรแอค จะทำให้ไตรแอคนำกระแสได้โดยกระแสจะไหลจากขั้ว
A1ไปยังขั้ว A2 และเมื่อป้อนแรงดันไบอัสลบให้กับไตรแอค(-VBO(0))
โดยไม่ให้เกินกว่าค่าแรงดันพังทลายสามารถจ่ายกระแสเกตลบ(-IG)
กระแสจะไหลจากขั้ว A2 ไปยังขั้ว A1
การหยุดการนำกระแสของไตรแอค
ไตรแอคเมื่อนำกระแสแล้วจะไม่จำเป็นต้องคงค้างแรงดันที่จ่ายกระตุ้นขา
G เพราะไตรแอค จะนำกระแสต่อเนื่องได้เหมือนกับ
SCR จะหยุดนำกระแสทำได้ 2 วิธีเหมือน
SCR คือ 1.ตัดแหล่งจ่ายแรงดัน
VAA ที่ป้อนให้ขา A2 และขา A1 ของไตรแอคออกชั่วขณะ 2.ลดแรงดันไบอัสตรงที่จ่ายให้ขา A2 และ A1 ลง จนทำให้มีกระแสไหลผ่านตัวไตรแอคต่ำ กว่ากระแสโฮลดิ้ง(holding
current) ของไตรแอค
การควบคุมเฟสของไตรแอก ไตรแอคสามารถนำกระแสในไฟสลับ ได้ 2 ซีก คือ ซีกบวกและซีกลบ ในการควบคุมไฟ
สลับสามารถทำได้กับ ไฟสลับ 1 เฟส และ 3
เฟส ดังนี้คือ การควบคุมแรงดันไฟสลับชนิดเฟสเดียว ถ้าใช้ไตรแอคจะใช้เพียงตัวเดียว แต่ถ้าใช้ SCR จะต้องใช้
2 ตัว ดังรูปที่ 8
รูปที่ 8 วงจรควบคุมแรงดันไฟสลับ 1 เฟส ด้วยไตรแอค และSCR
การควบคุมความถี่ของไตรแอก การควบคุมความถี่ ทำได้โดยการปรับค่าแรงดันให้เป็นสัดส่วนกับความถี่หรือการรักษา
อัตราส่วน “โวลต์ต่อเฮิรตซ์” ให้คงที่ วิธีนี้มีข้อเสียอยู่ที่ ต้องปรับค่า แรงดันและความถี่พร้อม ๆ
กัน ซึ่งการควบคุมดังกล่าวทำได้
3 วิธีคือ1 ปรับเปลี่ยนค่าแรงดันเอซีเอาท์พุตที่ออกจากอินเวอร์เตอร์2
ปรับเปลี่ยนค่าแรงดันเอซีอินพุตที่ป้อนเข้าทางอินเวอร์เตอร์3
ปรับเปลี่ยนค่าแรงดันเอซีโดยการใช้สวิตซ์ชิงภายในอินเอวร์เตอร์ การปรับเปลี่ยนแรงดัน ด้วยการเปลี่ยนความถี่ทำได้โดยการจุดชนวนไตรแอก
ซึ่งพัลส์จะ สร้างโดยวงจรกวัดแกร่งหรือไมรโครโปรเซสเซอร์
และอาศัยการป้อนกลับของสัญญาณ ดังรูปที่ 13
รูปที่ 13 วงจรควบคุมความถี่โดยการป้อนสัญญาณกลับ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น