Triac là gì? Phân loại, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của Triac

Nó là một linh kiện cần phải có trong hầu hết các bảng mạch điện tử ngày nay, nhưng không phải ai cũng hiểu khái niệm triac là gì?

Tìm hiểu Triac là gì?

Khái niệm

Triac là một linh kiện điện tử vô cùng quan trọng nên những người làm việc trong ngành cần hiểu rõ khái niệm “Triac là gì?” Nó là một phần tử bán dẫn gồm năm lớp bán dẫn, tạo nên cấu trúc p-n-p-n như ở thyristor theo cả hai chiều nằm giữa hai cực T1 và T2 để có thể cho dòng điện đi qua cả hai chiều giữa T1 và T2.

Triac có thể được coi là tương đương với hai thyristor được đấu song song ngược lại để điều khiển triac, chúng ta chỉ cần cấp xung cho chân G trên mỗi triac.

Phân loại

• Triac 3Q chỉ có thể được kích hoạt chỉ ở góc phần tư 1, 2 và 3. Vì không cần mạch bảo vệ, thiết bị 3Q hiệu quả hơn triac tiêu chuẩn trong các ứng dụng có tải không điện trở. 
• Triac tiêu chuẩn hoặc Triac 4Q có thể được kích hoạt ở bốn chế độ. Triac 4Q phải bao gồm các thành phần bảo vệ bổ sung như tụ điện – điện trở (RC) trên các đầu nối chính và cuộn cảm mắc nối tiếp trên thiết bị.

Nguyên lý hoạt động của Triac

Triac được coi là một công tắc điện chuyên dụng để điều khiển các thiết bị điện xoay chiều, vì vậy các chân của nó cũng tương ứng với các thành phần của một công tắc điện tử.

Triac có thể được điều khiển để mở dẫn dòng bằng các xung dương (dòng điện đi vào cực điều khiển) và xung âm (dòng điện đi ra khỏi cực điều khiển). Tuy nhiên, xung dòng điều khiển âm có độ nhạy thấp hơn, tức là cần phải có dòng điều khiển âm lớn hơn dòng điều khiển dương để mở triac.

Do đó, trong thực tế tốt hơn nên sử dụng dòng điện dương để đảm bảo tính đối xứng của dòng điện qua triac.

Ứng dụng của Triac

Triac là linh kiện bán dẫn đóng vai trò là một công tắc đóng cắt điện cho tải xoay chiều.

Đặc tính hai chiều của triac làm cho chúng chuyển đổi phù hợp hơn với dòng điện xoay chiều (AC). Ngoài ra, việc áp dụng bộ kích hoạt cho góc pha được điều khiển AC trong mạch chính cho phép dòng điện trung bình chạy đến tải (điều khiển pha). Điều này thường được sử dụng để điều khiển tốc độ của động cơ cảm ứng làm mờ ánh sáng và kiểm soát máy sưởi điện.

Chúng ta có thể thấy rằng triac được sử dụng rộng rãi trong đèn bàn học có thể điều chỉnh độ sáng, bộ điều khiển quạt trần, mạch điều khiển tốc độ máy khoan và máy cưa, mạch điều khiển nồi phở điện, bộ điều khiển nhiệt độ cho lò nướng công nghiệp, nồi hấp, tủ sấy, nồi hơi v.v.

Triac dễ sử dụng và chi phí thấp hơn so với sử dụng hai thyristor cho các ứng dụng công suất thấp. Khi yêu cầu công suất cao hơn, hai thyristor thường được sử dụng  song song.

Tuy nhiên, nó không được sử dụng trong các ứng dụng chuyển mạch công suất cao, một trong những lý do là do đặc điểm chuyển mạch không đối xứng của nó. Triac được sử dụng trong nhiều ứng dụng chuyển mạch điện: 

• Kiểm soát các thiết bị gia dụng nhỏ chạy bằng điện xoay chiều.
• Điều khiển các động cơ nhỏ.
• Điều khiển tốc độ của quạt điện.
• Đèn điều chỉnh ánh sáng ở trong nhà…

Cách mắc Triac trong thực tế

Hình bên mô tả cách thức điều khiển của bóng đèn sợi đốt 100 W. Một nguồn điện được mắc nối tiếp với đèn sợi đốt thông qua một triaᴄ. Dễ dàng nhận thấy rằng cực T1 của triac được đấu trực tiếp vào cực nguồn điện, cực Trias T2 được đấu với một cực của bóng và cực còn lại của bóng được đấu với cực còn lại của nguồn.

Chân điều khiển G của triac được đấu nối tiếp với điện trở 50 ohm. Một nguồn điện áp điều khiển VG sẽ cung cấp một tín hiệu điện đến chân G thông qua điện trở này. Nếu tín hiệu điện VG chưa được cấp, bóng đèn sẽ không sáng vì T1 và T2 không được thông nhau. Khi một tín hiệu VG được cấp đến điện trở thì ѕẽ ᴄó dòng điện kích chạy từ G đến T1.

Dòng điện kích này được gọi là dòng mồi để cho phép T1 và T2 thông với nhau, lúᴄ nàу bóng đèn ᴄủa ᴄhúng ta ѕẽ ѕáng. Do đó, để T1 và T2 thông nhau, bắt buộc phải cho dòng điện kíᴄh ᴄhạу từ G đến T1 hoặᴄ ᴄhạу từ T1 đến G.

Trên thực tế tín hiệu điều khiển sẽ đến từ mạch điều khiển bơm ra một dòng điện để kích vào chân G, sau đó T1 và T2 sẽ thông nhau để cấp điện cho tải của chúng ta. Hãy nhớ rằng dòng điện điều khiển đi ᴠào ᴄhân G có giá trị từ vài mA đến chục mA rất nhỏ, trong khi đó dòng điện chạy qua tải từ chân T1 đến chân T2 có thể lên đến hàng trăm, hàng nghìn A.

Hy vọng rằng sau khi đọc bài viết này trên vanbuom.net, bạn đã có thể thực sự nhận biết được triac và trả lời được câu hỏi “triac là gì?” và các thông tin liên quan như ký hiệu, cấu tạo nguyên lý hoạt động và ứng dụng trong thực tế.