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
|