TRIACLAR
TRIAC
Thyristör ailesinden olan TRIAC özellikle AC güç kontrolü için yapılmış bir devre elemanıdır. Aşağıdaki şekilde bir TRIAC ın içi yapısı ve sembolü görülmektedir.
Triac iç yapısına dikkat edilirse paralel bağlanmış iki SCR şeklindedir.Gerçekte de SCR ile AC güç kontrolü yapılmak istendiğinde iki SCR yi paralel bağlamak gereklidir. Kısaca aynı kılıf içinde iki SCR olarak düşünebiliriz. Bu yapı özelliğinden bir triac üzerinden geçen her iki yöndeki akımı kontrol edebilir. Aşağıdaki şekilde bir triac ın V-I karakterristiği görülmektedir. Şekle dikkat edilirse simetrik iki SCR karakteristiğidir.
Devrenin akım iletmesi şu şekilde olmaktadır.
Triacın A1(1 numaralı anod) ve A2 (2 numaralı anod) arasına bir AC akım uygulayalım. A1 pozitif, A2 negatif olduğu zamanlarda kapıya (gate) pozitif bir pals verildiğinde triacın A1 ucundan A2 ucuna doğru bir akım akacaktır. Uygulanan AC akım sıfır volt olduğunda triac kendiliğinden akım iletmeyi durduracak yani sönecektir. A2 pozitif A1 negatif olduğunda ise kapıya negatif bir pals uygularsak akım bu kez A2 den A1 e doğru akacak, A1 ve A2 uçlarına uygulanan gerilim sıfır volt olduğunda triac kendiliğinden sönecektir. Triaclar örneğin A1 pozitif A2 negatif olduğunda kapısına negatif pals uygulandığında yada A2 negatif A1 pozitif olduğunda kapısına pozitif pals uygulandıklarında da ateşlenirler.
Triac ın Tetiklenme Durumları
A1 ile A2 arasına uygulanan gerilim
Kapı ile A2 arasına uygulana gerilim
Çalışma Bölgesi
Pozitif
Pozitif
I
Pozitif
Negatif
I
Negatif
Pozitif
II
Negatif
Negatif
II
Triacları ateşlenmesi ve ateşleme teknikleri SCR ile aynıdır. Ateşleme için sadece bir potansiyometre kullanırsak AC sinyalin pozitif bölümlerinde 0-900 derece arası ateşleme yapabilir. Negatif bölümlerinde ise 2700 ile 3600 arasında ateşleme yapabilir. Ateşleme açısını daha da arttırmak için kapı ile A2 arasına bir kondansatör ilave edilir. Bu sayede yaklaşık 3600 dereceye kadar ateşleme elde edilir. Ateşleme yöntemleri ile ilgili şekiller aşağıdadır.
Triaclar tam dalga güç kontrolünde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir potansiyometre yardımı ile yük üzerinde harcanan güç ayarlanabilir, Dimmer yada ışığı ayarlanabilir lambalar veya sabit güç anahtarlaması solid relay (elektronik röle) örnek olarak verilebilir. Özellikle solid relay yani elektronik röle teorik olarak sonsuz ömre sahip olması ve hiç bakım gerektirmemesi nedeni ile yaygın olarak endüstride kullanılmaktadır.
Triac uygulamalarında A1 ve A2 arasına uygulanan voltaj küçük değerler ulaştığında triac kendiliğinden sönerek akım iletmeyi keser. Yeniden iletime geçirmek için kapıya yeterli akım ve voltaj sağlamak gereklidir. Buda triac üzerinden geçen akımda kesintiler demektir. Bazı uygulamalarda bu istenen bir durum değildir. Triac üzerinden geçen akımı teorik olarak sürekli hale getirmek yada iletimde olmadığı süreyi en aza indirmek yada iletim açısını çok geniş aralıkta değiştirebilmek için R (direnç), C (kondansatör) ve neon yada DIAC içeren devreler kullanılır. Örneğin AC motor hız kontrol devreleri buna bir örnek olarak verilebilir. Neon ile DIAC karakteristikleri birbirine çok yakın ve DIAC bir yarı iletken olduğu için günümüz devrelerinde DIAC tercih edilmektedir.
DIAC
Diac bir tost biçiminde PNP yarı iletkenlerinden yapılır. P taraflarında birer bacağı vardır. Aşağıdaki şekilde bir diac ın iç yapısı ve sembolü görülmektedir.
Diac´ın bacakları arasına negatif yada pozitif bir gerilim uyguladığımız zaman içindeki PN parçalarından biri ters diğeri ise doğru yönde bayaslanır. Ters bayaslanan PN parçasının üzerinden bir miktar sızıntı akımı akmaya başlar. Diac üzerindeki gerilimi arttırarak PN bağlantısının kırılma voltajın (breakdown) üzerine çıkartırsak, ters bayaslı PN bağlantı kırılma bölgesine geçer. Bu durumda Diac üzerinden geçen akım ani olarak yükselir ve Diac negatif direnç özelliği gösterir. Diac´ın bu durumda çalışmasına ON durumu adı verilir. Diac üzerindeki voltaj azaltıldığında yada breakdown voltajını altına inildiğinde Diac üzerinden geçen akım durur yani OFF durumuna geçer.
Diac içindeki katkı atomları P ve N maddeler içinde eşit oranda olduğu için (hatırlarsanız PNP yapısına sahip BJT transistörlerde PNP maddeleri farklı yoğunlukta katkı atomlarına sahipti) Diac´ın bacaklarının yönü yoktur.
Diac, çoğunlukla Triac devrelerinde Tetikleme elemanı olarak kullanılır. Aşağıda ki şekilde Triac ve Diac ile yapılan bir faz kontrollü güç devresi görülmektedir.
Bu devrede C kondansatörü zerindeki gerilim Diac kırıla gerilimin üzerine geçtiği zaman Diac ON durumuna geçerek Triac´ı tetikler. On durumundaki Diac, triac için gerekli olan kapı akımını sağlar. Triac´ın iletim açısı, Diac´ın devresinde bulunan R ve C nin zaman sabitesi ile sağlanmaktadır.
Aşağıda ki devre bir önce ki devreye büyük benzerlik göstermektedir. Aralarındaki fark, yük olarak endüktif bir yük olan AC motor ile devreye ilave edilmiş olan C2 ve R2 dir. Bilindiği gibi endüktif yüklerde akımla gerilim arasında bir faz farkı vardır. Bu durumda yük üzerindeki gerim sıfıra ulaşmadan üzerinden geçen akım sıfıra ulaşır, yani triac üzerindeki gerilim daha yüksek iken üzerinden geçen akım sıfıra ulaşır ve Triac OFF olur. Fakat bu seferde Triac üzerindeki gerilim çok fazla olduğu için kendiliğinden ateşlenir. İstenmeyen bu durumu ortadan kaldırmak için devreye R2 ve C2 ilave edilmiştir. Bu RC devresi, devrede ki faz farkından dolayı oluşan istenmeyen ateşlenmeleri ortadan kaldırır.
Thyristör ailesinden olan TRIAC özellikle AC güç kontrolü için yapılmış bir devre elemanıdır. Aşağıdaki şekilde bir TRIAC ın içi yapısı ve sembolü görülmektedir.
Triac iç yapısına dikkat edilirse paralel bağlanmış iki SCR şeklindedir.Gerçekte de SCR ile AC güç kontrolü yapılmak istendiğinde iki SCR yi paralel bağlamak gereklidir. Kısaca aynı kılıf içinde iki SCR olarak düşünebiliriz. Bu yapı özelliğinden bir triac üzerinden geçen her iki yöndeki akımı kontrol edebilir. Aşağıdaki şekilde bir triac ın V-I karakterristiği görülmektedir. Şekle dikkat edilirse simetrik iki SCR karakteristiğidir.
Devrenin akım iletmesi şu şekilde olmaktadır.
Triacın A1(1 numaralı anod) ve A2 (2 numaralı anod) arasına bir AC akım uygulayalım. A1 pozitif, A2 negatif olduğu zamanlarda kapıya (gate) pozitif bir pals verildiğinde triacın A1 ucundan A2 ucuna doğru bir akım akacaktır. Uygulanan AC akım sıfır volt olduğunda triac kendiliğinden akım iletmeyi durduracak yani sönecektir. A2 pozitif A1 negatif olduğunda ise kapıya negatif bir pals uygularsak akım bu kez A2 den A1 e doğru akacak, A1 ve A2 uçlarına uygulanan gerilim sıfır volt olduğunda triac kendiliğinden sönecektir. Triaclar örneğin A1 pozitif A2 negatif olduğunda kapısına negatif pals uygulandığında yada A2 negatif A1 pozitif olduğunda kapısına pozitif pals uygulandıklarında da ateşlenirler.
Triac ın Tetiklenme Durumları
A1 ile A2 arasına uygulanan gerilim
Kapı ile A2 arasına uygulana gerilim
Çalışma Bölgesi
Pozitif
Pozitif
I
Pozitif
Negatif
I
Negatif
Pozitif
II
Negatif
Negatif
II
Triacları ateşlenmesi ve ateşleme teknikleri SCR ile aynıdır. Ateşleme için sadece bir potansiyometre kullanırsak AC sinyalin pozitif bölümlerinde 0-900 derece arası ateşleme yapabilir. Negatif bölümlerinde ise 2700 ile 3600 arasında ateşleme yapabilir. Ateşleme açısını daha da arttırmak için kapı ile A2 arasına bir kondansatör ilave edilir. Bu sayede yaklaşık 3600 dereceye kadar ateşleme elde edilir. Ateşleme yöntemleri ile ilgili şekiller aşağıdadır.
Triaclar tam dalga güç kontrolünde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir potansiyometre yardımı ile yük üzerinde harcanan güç ayarlanabilir, Dimmer yada ışığı ayarlanabilir lambalar veya sabit güç anahtarlaması solid relay (elektronik röle) örnek olarak verilebilir. Özellikle solid relay yani elektronik röle teorik olarak sonsuz ömre sahip olması ve hiç bakım gerektirmemesi nedeni ile yaygın olarak endüstride kullanılmaktadır.
Triac uygulamalarında A1 ve A2 arasına uygulanan voltaj küçük değerler ulaştığında triac kendiliğinden sönerek akım iletmeyi keser. Yeniden iletime geçirmek için kapıya yeterli akım ve voltaj sağlamak gereklidir. Buda triac üzerinden geçen akımda kesintiler demektir. Bazı uygulamalarda bu istenen bir durum değildir. Triac üzerinden geçen akımı teorik olarak sürekli hale getirmek yada iletimde olmadığı süreyi en aza indirmek yada iletim açısını çok geniş aralıkta değiştirebilmek için R (direnç), C (kondansatör) ve neon yada DIAC içeren devreler kullanılır. Örneğin AC motor hız kontrol devreleri buna bir örnek olarak verilebilir. Neon ile DIAC karakteristikleri birbirine çok yakın ve DIAC bir yarı iletken olduğu için günümüz devrelerinde DIAC tercih edilmektedir.
DIAC
Diac bir tost biçiminde PNP yarı iletkenlerinden yapılır. P taraflarında birer bacağı vardır. Aşağıdaki şekilde bir diac ın iç yapısı ve sembolü görülmektedir.
Diac´ın bacakları arasına negatif yada pozitif bir gerilim uyguladığımız zaman içindeki PN parçalarından biri ters diğeri ise doğru yönde bayaslanır. Ters bayaslanan PN parçasının üzerinden bir miktar sızıntı akımı akmaya başlar. Diac üzerindeki gerilimi arttırarak PN bağlantısının kırılma voltajın (breakdown) üzerine çıkartırsak, ters bayaslı PN bağlantı kırılma bölgesine geçer. Bu durumda Diac üzerinden geçen akım ani olarak yükselir ve Diac negatif direnç özelliği gösterir. Diac´ın bu durumda çalışmasına ON durumu adı verilir. Diac üzerindeki voltaj azaltıldığında yada breakdown voltajını altına inildiğinde Diac üzerinden geçen akım durur yani OFF durumuna geçer.
Diac içindeki katkı atomları P ve N maddeler içinde eşit oranda olduğu için (hatırlarsanız PNP yapısına sahip BJT transistörlerde PNP maddeleri farklı yoğunlukta katkı atomlarına sahipti) Diac´ın bacaklarının yönü yoktur.
Diac, çoğunlukla Triac devrelerinde Tetikleme elemanı olarak kullanılır. Aşağıda ki şekilde Triac ve Diac ile yapılan bir faz kontrollü güç devresi görülmektedir.
Bu devrede C kondansatörü zerindeki gerilim Diac kırıla gerilimin üzerine geçtiği zaman Diac ON durumuna geçerek Triac´ı tetikler. On durumundaki Diac, triac için gerekli olan kapı akımını sağlar. Triac´ın iletim açısı, Diac´ın devresinde bulunan R ve C nin zaman sabitesi ile sağlanmaktadır.
Aşağıda ki devre bir önce ki devreye büyük benzerlik göstermektedir. Aralarındaki fark, yük olarak endüktif bir yük olan AC motor ile devreye ilave edilmiş olan C2 ve R2 dir. Bilindiği gibi endüktif yüklerde akımla gerilim arasında bir faz farkı vardır. Bu durumda yük üzerindeki gerim sıfıra ulaşmadan üzerinden geçen akım sıfıra ulaşır, yani triac üzerindeki gerilim daha yüksek iken üzerinden geçen akım sıfıra ulaşır ve Triac OFF olur. Fakat bu seferde Triac üzerindeki gerilim çok fazla olduğu için kendiliğinden ateşlenir. İstenmeyen bu durumu ortadan kaldırmak için devreye R2 ve C2 ilave edilmiştir. Bu RC devresi, devrede ki faz farkından dolayı oluşan istenmeyen ateşlenmeleri ortadan kaldırır.
Yorumlar
Yorum Gönder