ట్రైయాక్ అంటే ఏమిటి: సర్క్యూట్ మరియు అనువర్తనాలను మార్చడం

DC-DC కన్వర్టర్లు, మోటారు స్పీడ్ కంట్రోలర్లు, మోటార్ డ్రైవర్లు మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ కంట్రోలర్లు వంటి సర్క్యూట్లను మార్చడానికి వచ్చినప్పుడు BJT, SCR, IGBT, MOSFET మరియు TRIAC వంటి పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ స్విచ్‌లు చాలా ముఖ్యమైన భాగాలు. ప్రతి పరికరానికి దాని స్వంత ప్రత్యేక ఆస్తి మరియు అందువల్ల వారు తమ స్వంత నిర్దిష్ట అనువర్తనాలను కలిగి ఉంటారు. ఈ ట్యుటోరియల్‌లో మేము TRIAC గురించి నేర్చుకుంటాము, ఇది ద్వి దిశాత్మక పరికరం అంటే ఇది రెండు దిశలలోనూ నిర్వహించగలదు. ఈ ఆస్తి కారణంగా సైనూసోయిడల్ ఎసి సరఫరా ఉన్న చోట TRIAC ప్రత్యేకంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

TRIAC పరిచయం

పదం TRIAC ఉన్నచో TRI కోసం భావగీతం ఒక lternating సి urrent. ఇది SCR (థైరిస్టర్) మాదిరిగానే మూడు టెర్మినల్ స్విచ్చింగ్ పరికరం, అయితే ఇది రెండు SCR ని వ్యతిరేక సమాంతర స్థితిలో కలపడం ద్వారా నిర్మించినందున ఇది రెండు దిశాత్మక దిశలోనూ నిర్వహించగలదు. TRIAC నుండి గుర్తు మరియు పిన్ అవుట్ క్రింద చూపబడింది.

TRIAC ఒక ద్వి-దిశాత్మక పరికరం కనుక, గేట్ టెర్మినల్ ప్రేరేపించబడినప్పుడు ప్రస్తుతము MT1 నుండి MT2 కి లేదా MT2 నుండి MT1 వరకు ప్రవహిస్తుంది. TRIAC కోసం, గేట్ టెర్మినల్‌కు వర్తించాల్సిన ఈ ట్రిగ్గర్ వోల్టేజ్ టెర్మినల్ MT2 కు సంబంధించి సానుకూలంగా లేదా ప్రతికూలంగా ఉంటుంది. ఈ విధంగా TRIAC ను క్రింద పేర్కొన్న విధంగా నాలుగు ఆపరేటింగ్ మోడ్‌లలో ఉంచుతుంది

• MT2 వద్ద సానుకూల వోల్టేజ్ మరియు గేట్ నుండి సానుకూల పల్స్ (క్వాడ్రంట్ 1)
• MT2 వద్ద సానుకూల వోల్టేజ్ మరియు ప్రతికూల పల్స్ టు గేట్ (క్వాడ్రంట్ 2)
• MT2 వద్ద ప్రతికూల వోల్టేజ్ మరియు సానుకూల పల్స్ టు గేట్ (క్వాడ్రంట్ 3)
• MT2 వద్ద ప్రతికూల వోల్టేజ్ మరియు గేట్ నుండి ప్రతికూల పల్స్ (క్వాడ్రంట్ 4)

TRIAC యొక్క VI లక్షణాలు

ఈ క్రింది చిత్రం ప్రతి క్వాడ్రంట్లో TRIAC యొక్క స్థితిని వివరిస్తుంది.

TRIAC యొక్క లక్షణాలను ఆన్ చేయడం మరియు ఆపివేయడం TRIAC యొక్క VI లక్షణాల గ్రాఫ్‌ను చూడటం ద్వారా అర్థం చేసుకోవచ్చు, ఇది పై చిత్రంలో కూడా చూపబడుతుంది. TRIAC కేవలం సమాంతర వ్యతిరేక దిశలో రెండు SCR కలయిక కనుక VI లక్షణాల గ్రాఫ్ SCR మాదిరిగానే కనిపిస్తుంది. మీరు చూడగలిగినట్లుగా, TRIAC ఎక్కువగా 1 ^వ క్వాడ్రంట్ మరియు 3 ^వ క్వాడ్రంట్లలో పనిచేస్తుంది.

లక్షణాలను ఆన్ చేయండి

TRIAC ను ఆన్ చేయడానికి సానుకూల లేదా ప్రతికూల గేట్ వోల్టేజ్ / పల్స్ TRIAC యొక్క గేట్ పిన్‌కు సరఫరా చేయాలి. లోపల ఉన్న రెండు SCR లలో ఒకదాన్ని ప్రేరేపించినప్పుడు, TRIAC MT1 మరియు MT2 టెర్మినల్స్ యొక్క ధ్రువణత ఆధారంగా నిర్వహించడం ప్రారంభిస్తుంది. MT2 సానుకూలంగా ఉంటే మరియు MT1 ప్రతికూలంగా ఉంటే మొదటి SCR నిర్వహిస్తుంది మరియు MT2 టెర్మినల్ ప్రతికూలంగా ఉంటే మరియు MT1 సానుకూలంగా ఉంటే రెండవ SCR నిర్వహిస్తుంది. ఈ విధంగా SCR లో ఒకటి ఎల్లప్పుడూ TRIAC ను AC అనువర్తనాలకు అనువైనదిగా చేస్తుంది.

TRIAC ను ఆన్ చేయడానికి గేట్ పిన్‌కు వర్తించాల్సిన కనీస వోల్టేజ్‌ను థ్రెషోల్డ్ గేట్ వోల్టేజ్ (V _GT) అంటారు మరియు గేట్ పిన్ ద్వారా వచ్చే ప్రవాహాన్ని థ్రెషోల్డ్ గేట్ కరెంట్ (I _GT) అంటారు. ఈ వోల్టేజ్ వర్తించబడిన తర్వాత గేట్ పిన్ TRIAC పక్షపాతంతో ముందుకు సాగడం ప్రారంభమవుతుంది, TRIAC ఆఫ్ స్టేట్ నుండి స్టేట్ కి మారడానికి తీసుకున్న సమయాన్ని టర్న్-ఆన్ టైమ్ (టి _ఆన్) అంటారు.

ఒక SCR మాదిరిగానే TRIAC ఒకసారి ఆన్ చేయబడితే అది ప్రయాణించకపోతే ఆన్ చేయబడుతుంది. కానీ ఈ పరిస్థితికి TRIAC ద్వారా లోడ్ కరెంట్ TRIAC యొక్క లాచింగ్ కరెంట్ (I _L) కంటే ఎక్కువ లేదా సమానంగా ఉండాలి. కాబట్టి లాచింగ్ కరెంట్ విలువ కంటే లోడ్ కరెంట్ ఎక్కువగా ఉన్నంతవరకు గేట్ పల్స్ తొలగించిన తర్వాత కూడా TRIAC ఆన్ చేయబడుతుంది.

లాచింగ్ కరెంట్ మాదిరిగానే, కరెంట్ యొక్క మరొక ముఖ్యమైన విలువ హోల్డింగ్ కరెంట్ అని పిలువబడుతుంది. TRIAC ని ఫార్వర్డ్ కండక్షన్ మోడ్‌లో ఉంచడానికి ప్రస్తుత కనీస విలువను హోల్డింగ్ కరెంట్ (I _H) అంటారు. పైన పేర్కొన్న గ్రాఫ్‌లో చూపిన విధంగా హోల్డింగ్ కరెంట్ మరియు లాచింగ్ కరెంట్ ఉన్నప్పటికీ, TRIAC నిరంతర ప్రసరణ మోడ్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఏదైనా TRIAC యొక్క లాచింగ్ కరెంట్ విలువ ఎల్లప్పుడూ హోల్డింగ్ కరెంట్ విలువ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

టర్న్-ఆఫ్ లక్షణాలు

ఒక TRIAC లేదా ఏ ఇతర శక్తి పరికరం ఆఫ్ చెయ్యడానికి ప్రక్రియ అని పిలుస్తారు శిక్షను, మరియు విధిని నిర్వహించడానికి దానితో సంబంధం సర్క్యూట్ ఒక commutational సర్క్యూట్ అని పిలుస్తారు. TRIAC ను ఆపివేయడానికి ఉపయోగించే అత్యంత సాధారణ పద్ధతి ఏమిటంటే, లోడ్ కరెంట్‌ను తగ్గించడం ద్వారా TRIAC అయితే కరెంట్ (I _H) ని పట్టుకునే విలువ కంటే దిగువకు వచ్చే వరకు. ఈ రకమైన మార్పిడిని DC సర్క్యూట్లలో బలవంతంగా మార్పిడి అని పిలుస్తారు. TRIAC ఎలా ఆన్ చేయబడి, దాని ద్వారా అప్లికేషన్ సర్క్యూట్ల ద్వారా ఆపివేయబడుతుంది అనే దాని గురించి మేము మరింత తెలుసుకుంటాము.

TRIAC అనువర్తనాలు

TRIAC చాలా సాధారణంగా AC శక్తిని నియంత్రించాల్సిన ప్రదేశాలలో ఉపయోగిస్తారు, ఇది సీలింగ్ ఫ్యాన్స్, AC బల్బ్ డిమ్మర్ సర్క్యూట్ల యొక్క స్పీడ్ రెగ్యులేటర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది ఆచరణాత్మకంగా ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడానికి ఒక సాధారణ TRIAC స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్లో చూద్దాం.

పుష్ బటన్ ద్వారా AC లోడ్‌ను ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేయడానికి ఇక్కడ మేము TRIAC ని ఉపయోగించాము. పైన చూపిన విధంగా మెయిన్స్ పవర్ సోర్స్ TRIAC ద్వారా చిన్న బల్బుకు వైర్ చేయబడుతుంది. స్విచ్ మూసివేయబడినప్పుడు, దశ వోల్టేజ్ TRIAC యొక్క గేట్ పిన్‌కు రెసిస్టర్ R1 ద్వారా వర్తించబడుతుంది. ఈ గేట్ వోల్టేజ్ గేట్ థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ పైన ఉంటే, అప్పుడు గేట్ పిన్ ద్వారా ఒక ప్రవాహం ప్రవహిస్తుంది, ఇది గేట్ థ్రెషోల్డ్ కరెంట్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

ఈ స్థితిలో TRIAC ఫార్వర్డ్ బయాస్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది మరియు బల్బ్ అయినప్పటికీ లోడ్ కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది. లోడ్లు తగినంత విద్యుత్తును వినియోగిస్తే, TRIAC లాచింగ్ స్థితికి ప్రవేశిస్తుంది. ఇది ఎసి పవర్ సోర్స్ కాబట్టి వోల్టేజ్ ప్రతి అర్ధ చక్రానికి సున్నాకి చేరుకుంటుంది మరియు ప్రస్తుతము కూడా క్షణికావేశానికి సున్నాకి చేరుకుంటుంది. అందువల్ల ఈ సర్క్యూట్లో లాచింగ్ సాధ్యం కాదు మరియు స్విచ్ తెరిచిన వెంటనే TRIAC ఆపివేయబడుతుంది మరియు ఇక్కడ కమ్యుటేషన్ సర్క్యూట్ అవసరం లేదు. TRIAC యొక్క ఈ రకమైన మార్పిడిని సహజ మార్పిడి అని పిలుస్తారు. ఇప్పుడు ఈ సర్క్యూట్‌ను BT136 TRIAC ఉపయోగించి బ్రెడ్‌బోర్డ్‌లో నిర్మించి, అది ఎలా పనిచేస్తుందో తనిఖీ చేద్దాం.

ఎసి విద్యుత్ సరఫరాతో పనిచేసేటప్పుడు చాలా జాగ్రత్త అవసరం ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ భద్రతా ప్రయోజనం కోసం పదవీవిరమణ చేయబడుతుంది 230 వి 50 హెర్ట్జ్ (భారతదేశంలో) యొక్క ప్రామాణిక ఎసి శక్తి ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఉపయోగించి 12 వి 50 హెర్ట్జ్ కి దిగజారింది. ఒక చిన్న బల్బ్ ఒక భారంగా అనుసంధానించబడి ఉంది. ప్రయోగాత్మక సెటప్ పూర్తయినప్పుడు ఈ విధంగా కనిపిస్తుంది.

బటన్ నొక్కినప్పుడు గేట్ పిన్ గేట్ వోల్టేజ్‌ను అందుకుంటుంది మరియు తద్వారా TRIAC ఆన్ చేయబడుతుంది. బటన్ నొక్కినంతవరకు బల్బ్ మెరుస్తుంది. బటన్ విడుదలైన తర్వాత, TRIAC లాచ్డ్ స్థితిలో ఉంటుంది, కానీ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ AC కరెంట్ అయినప్పటికీ TRIAC హోల్డింగ్ కరెంట్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది మరియు TRIAC ఆపివేయబడుతుంది, పూర్తి పని కూడా వీడియోలో చూడవచ్చు ఈ ట్యుటోరియల్ చివరిలో ఇవ్వబడింది.

మైక్రోకంట్రోలర్‌లను ఉపయోగించి TRIAC నియంత్రణ

TRIAC లను లైట్ డిమ్మర్లుగా లేదా ఫేజ్ కంట్రోల్ అప్లికేషన్ కోసం ఉపయోగించినప్పుడు, గేట్ పిన్‌కు సరఫరా చేయబడిన గేట్ పల్స్‌ను మైక్రోకంట్రోలర్ ఉపయోగించి నియంత్రించాలి. అలాంటప్పుడు గేట్ పిన్ కూడా ఆప్టో-కప్లర్ ఉపయోగించి వేరుచేయబడుతుంది. దాని కోసం సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది.

5V / 3.3V సిగ్నల్ ఉపయోగించి TRIAC ని నియంత్రించడానికి, MOC3021 వంటి ఆప్టో-కప్లర్‌ను ఉపయోగిస్తాము, దానిలో TRIAC ఉంది. ఈ TRIAC ను లైట్ ఎమిటింగ్ డయోడ్ ద్వారా 5V / 3.3V ద్వారా ప్రేరేపించవచ్చు. సాధారణంగా PWM సిగ్నల్ MOC3021 యొక్క 1 ^{స్టంప్} పిన్‌కు వర్తించబడుతుంది మరియు కావలసిన ఉత్పత్తిని పొందడానికి PWM సిగ్నల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు డ్యూటీ చక్రం వైవిధ్యంగా ఉంటాయి. ఈ రకమైన సర్క్యూట్ సాధారణంగా దీపం ప్రకాశం నియంత్రణ లేదా మోటారు వేగం నియంత్రణ కోసం ఉపయోగిస్తారు.

రేటు ప్రభావం - స్నబ్బర్ సర్క్యూట్లు

అన్ని TRIAC లు రేట్ ఎఫెక్ట్ అనే సమస్యతో బాధపడుతున్నాయి. శబ్దం లేదా ట్రాన్సియెంట్స్ మారడం వల్ల MT1 టెర్మినల్ వోల్టేజ్‌లో పదునైన పెరుగుదలకు లోనవుతుంది లేదా TRIAC మిస్ అవుతున్నప్పుడు దాన్ని స్విచ్చింగ్ సిగ్నల్‌గా అడ్డుకుంటుంది మరియు స్వయంచాలకంగా ఆన్ అవుతుంది. MT1 మరియు MT2 టెర్మినల్స్ మధ్య ఉన్న అంతర్గత కెపాసిటెన్స్ దీనికి కారణం.

ఈ సమస్యను అధిగమించడానికి సులభమైన మార్గం స్నబ్బర్ సర్క్యూట్ ఉపయోగించడం. పై సర్క్యూట్లో, రెసిస్టర్ R2 (50R) మరియు కెపాసిటర్ C1 (10nF) కలిసి RC నెట్‌వర్క్‌ను ఏర్పరుస్తాయి, ఇది స్నబ్బర్ సర్క్యూట్‌గా పనిచేస్తుంది. MT1 కు సరఫరా చేయబడిన ఏదైనా గరిష్ట వోల్టేజ్‌లు ఈ RC నెట్‌వర్క్ ద్వారా గమనించబడతాయి.

ఎదురుదెబ్బ ప్రభావం

TRIAC ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు డిజైనర్లు ఎదుర్కొనే మరో సాధారణ సమస్య బ్యాక్‌లాష్ ప్రభావం. TRIAC యొక్క గేట్ వోల్టేజ్‌ను నియంత్రించడానికి ఒక పొటెన్షియోమీటర్ ఉపయోగించినప్పుడు ఈ సమస్య సంభవిస్తుంది. POT కనీస విలువకు మారినప్పుడు, గేట్ పిన్‌కు వోల్టేజ్ వర్తించదు మరియు తద్వారా లోడ్ ఆపివేయబడుతుంది. POT గరిష్ట విలువకు మారినప్పుడు, పిన్స్ MT1 మరియు MT2 ల మధ్య కెపాసిటెన్స్ ప్రభావం కారణంగా TRIAC స్విచ్ అవ్వదు, ఈ కెపాసిటర్ డిశ్చార్జ్ చేయడానికి ఒక మార్గాన్ని కనుగొనాలి, అది TRIAC o ఆన్ చేయడానికి అనుమతించదు. ఈ ప్రభావాన్ని బ్యాక్‌లాష్ ప్రభావం అంటారు. కెపాసిటర్ ఉత్సర్గ మార్గాన్ని అందించడానికి స్విచింగ్ సర్క్యూట్‌తో సిరీస్‌లో రెసిస్టర్‌ను ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా ఈ సమస్యను సరిదిద్దవచ్చు.

రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ జోక్యం (RFI) మరియు TRIAC లు

TRIAC స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్లు రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ జోక్యం (EFI) కు ఎక్కువ అవకాశం ఉంది, ఎందుకంటే లోడ్ ఆన్ చేసినప్పుడు, ప్రస్తుత 0A ను గరిష్ట విలువకు పెంచుతుంది, తద్వారా అకస్మాత్తుగా విద్యుత్ పప్పుల పేలుడు ఏర్పడుతుంది, ఇది రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ ఇంటర్‌ఫేస్‌కు కారణమవుతుంది. పెద్ద లోడ్ కరెంట్ అధ్వాన్నంగా ఉంటుంది. LC సప్రెజర్ వంటి సప్రెజర్ సర్క్యూట్లను ఉపయోగించడం ఈ సమస్యను పరిష్కరిస్తుంది.

TRIAC - పరిమితులు

రెండు దిశలలో ఎసి తరంగ రూపాలను మార్చాల్సిన అవసరం వచ్చినప్పుడు స్పష్టంగా TRIAC మొదటి ఎంపిక అవుతుంది ఎందుకంటే ఇది ద్వి-దిశాత్మక శక్తి ఎలక్ట్రానిక్ స్విచ్ మాత్రమే. ఇది బ్యాక్ టు బ్యాక్ ఫ్యాషన్‌లో కనెక్ట్ చేయబడిన రెండు SCR ల వలె పనిచేస్తుంది మరియు అదే లక్షణాలను కూడా పంచుకుంటుంది. TRIAC ఉపయోగించి సర్క్యూట్లను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు ఈ క్రింది పరిమితులను పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి

• TRIAC దాని లోపల రెండు SCR నిర్మాణాలను కలిగి ఉంది, ఒకటి సానుకూల సగం సమయంలో మరియు మరొకటి ప్రతికూల సగం సమయంలో నిర్వహిస్తుంది. కానీ, అవి అవుట్పుట్ యొక్క సానుకూల మరియు ప్రతికూల సగం చక్రంలో సుష్ట వ్యత్యాసాన్ని కలిగించవు
• మారడం సుష్ట కాదు కాబట్టి, ఇది అధిక స్థాయి హార్మోనిక్‌లకు దారితీస్తుంది, ఇది సర్క్యూట్లో శబ్దాన్ని ప్రేరేపిస్తుంది.
• ఈ హార్మోనిక్స్ సమస్య ఎలక్ట్రో మాగ్నెటిక్ జోక్యానికి (EMI) దారితీస్తుంది
• ప్రేరక లోడ్లను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, మూలం వైపు ప్రవహించే భారీ ప్రమాదం ఉంది, అందువల్ల TRIAC పూర్తిగా ఆపివేయబడిందని మరియు ప్రేరక లోడ్ ప్రత్యామ్నాయ మార్గం ద్వారా సురక్షితంగా విడుదల చేయబడుతుందని నిర్ధారించుకోవాలి.