Triyak Nedir ?

Bildiğimiz gibi SCR'nin tek yönlü bir cihaz olduğu ve ters polarma durumunda akım akışını önleyen bir ters engelleme özelliğine sahip olduğunu biliyoruz. Ancak birçok uygulama için, özellikle AC devrelerinde, akımın çift yönlü kontrolü gereklidir. Bunu SCR'lerle başarmak için, girişin hem pozitif hem de negatif yarım döngülerini kontrol etmek için iki SCR anti-paralel olarak bağlanmalıdır.

Ancak bu yapı, çift yönlü kontrolü gerçekleştirmek için TRIAC olarak bilinen özel yarı iletken cihaz ile değiştirilebilir. TRIAC, AC gücünü verimli ve doğru bir şekilde kontrol edebilen çift yönlü bir anahtarlama cihazıdır. Bunlar genellikle motor hız kontrol cihazlarında, AC devrelerinde, basınç kontrol sistemlerinde, ışık dimmerlerinde ve diğer AC kontrol ekipmanlarında kullanılır.

TRİYAK Temelleri

Triyak, tristör aygıt ailesinin önemli bir üyesidir. Akımı hem ileri hem de ters taraflı koşullarda geçirebilen çift yönlü bir cihazdır ve dolayısıyla bir AC kontrol cihazıdır. Triyak, şekilde gösterildiği gibi bir kapı terminaline bağlı iki arka arkaya SCR'ye eşdeğerdir.

TRIAC, bir TRIode AC anahtarının kısaltmasıdır. TRI, üç terminalden ve AC'den oluşan cihazın, AC gücünü kontrol ettiği veya alternatif akımın her iki yönünde iletebildiği anlamına gelir.

Triyak, şekilde gösterildiği gibi Ana Terminal 1(MT1), Ana Terminal 2 (MT2) ve Kapı (G) olmak üzere üç terminale sahiptir. MT1, MT2'ye göre ileriye doğru önyargılıysa, akım MT1'den MT2'ye akar. Benzer şekilde, eğer MT2, MT1'e göre ileriye doğru önyargılıysa, o zaman akım MT2'den MT1'e akar.

Yukarıdaki iki koşul, kapı uygun bir kapı darbesi ile tetiklendiğinde elde edilir. SCR'ye benzer şekilde, triyak da kapı terminaline uygun akım darbeleri enjekte edilerek döndürülür. Açıldığında, iletimi üzerindeki kapı kontrolünü kaybeder. Böylece, ana terminaller aracılığıyla akımı sıfıra indirerek traic KAPALI duruma getirilebilir.

TRIAC'ın Tetiklenmesi

Çift yönlü bir cihaz olduğu için triyak terminallerine çeşitli negatif ve pozitif voltaj kombinasyonları bağlamak mümkündür. Triyakın dört farklı çalışma kadranını veya modunu çalıştırmasını sağlayan dört olası elektrot potansiyeli kombinasyonu olarak verilmiştir.

1. MT2, MT1'e göre pozitif bir kapı polaritesi ile MT1'e göre pozitiftir.
2. MT2, MT1'e göre kapı polaritesi negatif, MT1'e göre pozitiftir.
3. MT2, MT1'e göre negatif bir kapı polaritesi ile MT1'e göre negatiftir.
4. MT2, MT1'e göre pozitif bir kapı polaritesi ile MT1'e göre negatiftir.

Genel olarak, mandallama akımı, herhangi bir triyak için diğer modlarla karşılaştırıldığında, dördüncü modda kapı tetikleme akımı daha yüksek iken, ikinci çeyrek veya modda daha yüksektir.

Uygulamaların çoğunda negatif tetikleme akımı devresi kullanılır, bu da çift yönlü kontrolde ve ayrıca kapı hassasiyetinin kritik olduğu durumlarda güvenilir bir tetikleme için 2 ve 3 kadranların kullanıldığı anlamına gelir. Kapı hassasiyeti, mod 1 ve 4'ün genel olarak kullanıldığı durumlarda en yüksektir.

Mod 1: MT2 Pozitif, Pozitif Kapı Akımı

Kapı terminali MT1'e göre pozitif yapıldığında kapı akımı P2 ve N2 bağlantısından geçer. Bu akım aktığında, P2 katmanı elektronlarla dolup taşar ve ayrıca bu elektronlar J2 bağlantısının (veya P2-N1 bağlantısının) kenarına yayılır.

N1 tabakası tarafından toplanan bu elektronlar, N1 tabakası üzerinde bir uzay yükü oluşturur. Bu nedenle, negatif alan yüklerini nötralize etmek için P1 bölgesinden daha fazla delik N1 bölgesine yayılır. Bu delikler J2 kavşağına ulaşır ve P2 bölgesinde pozitif uzay yükünü üretir, bu da N2'den P2'ye daha fazla elektron enjekte etmesine neden olur.

Bu, pozitif bir rejenerasyonla sonuçlanır ve son olarak ana akım P1-N1 – P2 – N2 bölgeleri üzerinden MT2'den MT1'e akar.

Mod 2: MT2 Pozitif, Negatif Kapı Akımı

MT2 pozitif olduğunda ve kapı terminali MT1'e göre negatif olduğunda, kapı akımı P2-N4 bağlantısı üzerinden akar. Bu kapı akımı, yardımcı P1N1P2N4 yapısı için P2-N4 bağlantısını öngerilimlendirir. Bu, triyak'ın başlangıçta P1N1P2N4 katmanları boyunca iletilmesiyle sonuçlanır.

Bu, P2N2 arasındaki potansiyeli MT2'nin potansiyeline doğru daha da yükseltir. Bu, akımın P2N2 birleşimini ileriye doğru öngerilimlendiren P2 katmanında soldan sağa kurulmasına neden olur. Ve böylece ana yapı P1N1P2N2 yürütmeye başlar.

Başlangıçta yürütülen P1N1P2N4 yardımcı yapısı pilot SCR olarak kabul edilirken, daha sonra yürütülen P1N1P2N2 yapısı ana SCR olarak kabul edilir. Dolayısıyla pilot SCR'nin anot akımı, ana SCR'ye kapı akımı olarak hizmet eder. Bu modda geçit akımına duyarlılık daha azdır ve bu nedenle triyakı döndürmek için daha fazla geçit akımı gerekir.

Mod 3: MT2 Negatif, Pozitif Kapı Akımı

Bu modda MT2, MT1'e göre negatif yapılır ve kapı ile MT1 terminali arasına pozitif voltaj uygulanarak cihaz açılır. Açma, uzaktan kapı kontrolü görevi gören N2 tarafından başlatılır ve yapı, triyakın AÇIK olmasına yol açar, P2N1P1N3'tür.

Harici kapı akımı, P2-N2 bağlantılarını öne doğru bastırır. N2 katmanı, elektronları P2 katmanına enjekte eder ve bunlar daha sonra P2N1 birleşimi ile toplanır. Bu sonuç, P2N1 bağlantısı üzerinden akım akışını arttırır.

P2 tabakasından enjekte edilen delikler N1 bölgesi boyunca yayılır. Bu, P bölgesinde pozitif bir uzay yükü oluşturur. Bu nedenle, pozitif uzay yüklerini nötralize etmek için N3'ten daha fazla elektron P1'e yayılır.

Bu nedenle, bu elektronlar J2 bağlantısına ulaşır ve N1 bölgesinde negatif bir uzay yükü üretir, bu da P2'den N1 bölgesine daha fazla delik enjekte edilmesine neden olur. Bu rejeneratif süreç, P2N1P1N3 yapısı triyakı AÇIK konuma getirene ve dış akımı iletene kadar devam eder.

Triyak, uzak kapı N2 tarafından AÇIK konuma getirildiğinden, cihaz bu modda pozitif kapı akımına daha az duyarlıdır.

Mod 4: MT2 Negatif, Negatif Kapı Akımı

Bu modda N4, bir uzak kapı görevi görür ve elektronları P2 bölgesine enjekte eder. Harici kapı akımı, P2N4 bağlantı noktasını öne doğru bastırır. N4 bölgesinden gelen elektronlar, P2N1 bağlantısı tarafından toplanır ve P1N1 bağlantısı boyunca akımı arttırır.

Bu nedenle, P2N1P1N3 yapısı, rejeneratif eylemle AÇILIR. Triyak, mod 3'teki pozitif kapı akımına kıyasla bu modda daha hassastır.

Yukarıdaki tartışmadan, mod 2 ve 3'ün, triyakı tetiklemek için daha fazla kapı akımına ihtiyaç duyan daha az hassas konfigürasyon olduğu, buna karşın triyakın daha yaygın tetikleme modlarının daha yüksek hassasiyete sahip olan 1 ve 4 olduğu sonucuna varılır. Pratikte, daha hassas çalışma modu, kapının polaritesi MT2 terminalinin polaritesi ile eşleşecek şekilde seçilir.

TRİYAK Uygulamalar Alanları

AC'nin çift yönlü kontrolü nedeniyle, triyaklar AC güç kontrolörleri, fan kontrolörleri, ısıtıcı kontrolörleri, SCR'ler için tetikleme cihazları, üç konumlu statik anahtar, ışık dimmerleri vb. olarak kullanılır. Anahtar olarak triyak ve faz kontrol uygulamaları aşağıda tartışılmıştır.

TRİYAK Avantajları

AvantajlarTriyak, kapıda uygulanan hem pozitif hem de negatif polarite voltajları ile tetiklenebilir.

• Bir AC dalga formunun her iki yarım döngüsünü çalıştırabilir ve değiştirebilir .
• Biraz daha küçük boyutta iki soğutucu gerektiren anti-paralel tristör konfigürasyonuyla karşılaştırıldığında, bir triyak biraz daha büyük boyutta tek bir soğutucuya ihtiyaç duyar. Dolayısıyla triyak, AC güç uygulamalarında hem yerden hem de maliyetten tasarruf sağlar.
• DC uygulamalarında, ters gerilime karşı koruma sağlamak için SCR'lerin paralel bir diyot ile bağlanması gerekir. Ancak triyak diyotsuz çalışabilir, her iki yönde de güvenli bir arıza mümkündür.

TRİYAK Dezavantajları

• Bunlar, tristörlere kıyasla daha düşük derecelerde mevcuttur.
• Bir triyak hem ileri hem de geri taraflı koşullarda tetiklenebildiğinden, bir kapı tetikleme devresi seçerken dikkatli bir değerlendirme gereklidir .
• Bunlar, tristörlere kıyasla düşük dv/dt derecesine sahiptir.
• Bunlar çok küçük anahtarlama frekanslarına sahiptir.
• Triyaklar, tristörlerden daha az güvenilirdir.