Hotline: 
TRIAC ( cách viết tắt của TRIode for Alternating Current) là một linh kiện có thể dẫn dòng điện theo cả hai chiều. Vì thế định nghĩa dòng thuận và dòng nghịch không có ý nghĩa, tương tự cho khái niệm áp ngược. Việc kích dẫn Triac được thực hiện nhờ xung dòng điện đưa vào cổng điều khiển G.
Tìm hiểu ký hiệu và phân loại và cấu tạo của Triac
Cấu tạo của triac
Triac là thiết bị gồm có 3 cực 5 lớp bán dẫn tạo thành cấu trúc P-N-P-N giống như ở thyristor theo cả 2 chiều giữa các cực T1 và T2. Nên nó có thể dẫn dòng điện theo cả 2 chiều giữa T1 và T2.
Coi triac tương đương với 2 thyristor đấu song song ngược chiều. Nếu muốn điều khiển triac, chỉ cần cung cấp xung cho chân G của triac.
Triac có bốn tổ hợp điện thế thì có thể mở cho dòng chảy qua:
Hình sau đây minh họa điều đó:
Trong đó cách 1, cách 3 là nhạy nhất, tiếp đến là cách 2 và cách 4.
Các ký hiệu và phân loại
Triac được ký hiệu bằng T trên mạch điện tử.
Qua hình vẽ, chúng ta thấy Triac có nhiều loại khác nhau:
- Những triac công suất lớn có thân hình to ( Chịu tải và dòng lớn )
- Những triac nhỏ ( Chịu tải nhỏ và dòng nhỏ )
- Loại triac dán trên mạch
- Loại triac cắm chân
Hiện nay trên thị trường có nhiều các loại linh kiện bán dẫn TRIAC, có cấu tạo TRIAC khác nhau. Xin giới thiệu tới các bạn một số loại TRIAC phổ biến như:
- Loại TRIAC 4Q
Đây là loại TRIAC tiêu chuẩn có khả năng kích hoạt trong bốn chế độ. TRIAC 4Q được thiết kế bởi những linh kiện bảo vệ bổ sung gồm điện trở – tụ điện (RC) tại các cực chính và một cuộn cảm được mắc nối tiếp bên trong thiết bị.
- Loại Triacs 3Q
TRIAC 3Q không cần yêu cầu mạch bảo vệ nên có thể cho phép được kích hoạt chỉ ở góc phần tư 1, 2 và 3. Khi so sánh với TRIAC tiêu chuẩn ta nhận ra có thể thay TRIAC 3Q hiệu quả hơn trong các ứng dụng có tải không điện trở.
- Loại Snubber
Snubber là một mạch giới hạn điện áp và tỷ lệ tăng của điện áp khi tắt thiết bị. Nó cũng là mạch có khả năng giới hạn tốc độ tăng dòng điện khi bật thiết bị.
Trong những ứng dụng tải không điện trở, triac 3Q hiệu quả hơn so với triac 4Q vì nó không yêu cầu mạch bảo vệ.
Các thông số quan trọng khi sử dụng Triac
Khi muốn thay thế hay thiết kế mạch điện có sử dụng triac cần quan tâm những thông số quan trọng sau:
- Dòng điện định mức đi qua T1 và T2 còn gọi là IT. Ví dụ một động cơ ăn dòng điện khoảng 10A thì không thể dùng một con triac có It dưới 10A được.
- Dòng điện điều khiển (Dòng điện điều khiển IG tối thiểu và dòng điện điều khiển IG tối đa) còn được gọi là dòng điện kích Ig có giá trị tương đối nhỏ chỉ từ vài mA đến vài chục mA. Nếu kỹ thuật viên điện tử cho dòng điều khiển quá cao đi qua chân G thì triac sẽ chết.
- Thông số điện áp hoạt động định mức của triac: khi tải ăn nguồn ở cấp điện áp nào thì ta sẽ dùng triac chịu được mức điện áp đó.
- Thông số du/dt biểu thị tốc độ tăng điện áp thuận trên van.
- Thông số Irò là dòng điện rò khi van khoá.
- Thông số Idt là dòng điện duy trì.
- Thông số ∆U là sụt áp thuận trên van ( giá trị tương ứng dòng điện van là 1,5 Itb ).
- Thông số tj là nhiệt độ tối đa của tinh thể bán dẫn.
Đặc tính Volt – Ampere
Đặc tính Volt – Ampere của Triac gồm hai giai đoạn đặc tính ở góc phần tư thứ I và thứ III, mỗi đoạn đều giống đặc tính thuận của một thyristor được biểu diễn như hình dưới đây:
Triac có thể điều khiển mở dẫn dòng bằng xung dòng dương ( là dòng đi vào cực điều khiển) hoặc bằng xung dòng âm (là dòng đi ra khỏi cực điều khiển). Nhưng xung dòng điều khiển âm có độ nhạy kém hơn, tức là chỉ dòng chỉ có thể chạy qua triac khi điện áp giữa T1 và T2 cần phải lớn hơn một giá trị nhất định, lớn hơn khi dùng dòng điều khiển dương.
Vì thế trong thực tế, để đảm bảo được tính đối xứng của dòng điện qua triac, thì sử dụng xung điều khiển âm là tốt hơn cả. Nguyên lý thực hiện điều khiển bằng xung dòng điều khiển âm được biểu diễn như hình dưới:
Triac rất hữu ích trong các ứng dụng điều chỉnh điện áp xoay chiều hoặc các công tắc tĩnh ở dải công suất vừa và nhỏ.
Về nguyên lý hoạt động
Điều kiện để cho Triac đóng điện là đưa xung kích vào cổng điều khiển trong điều kiện tồn tại điện áp trên linh kiện khác 0 (zero).
- Quá trình ngắt triac: tương tự như thyristor, không thể điều khiển ngắt dòng qua Triac, Triac sẽ ngắt theo quy luật đối với Thyristor. Trước hết là triệt tiêu dòng điện đang dẫn nhờ vào thay đổi cực điện áp giữa cực A1 và A2. Tiếp theo cần một thời gian để khôi phục khả năng khóa của của Triac và chuyển Triac về trạng thái khóa.
- Quá trình đóng triac: Đóng triac theo cả hai chiều thực hiện được nhờ vào 1 cổng G duy nhất và xung dòng kích vào cổng G có chiều bất kỳ. Vì triac dẫn điện cả hai chiều nên chỉ có hai trạng thái, trạng thái dẫn và trạng thái khóa. Ta có thể định nghĩa triac có chiều thuận và chiều nghịch.
Các ứng dụng của Triac
TRIAC là một linh kiện bán dẫn đóng vai trò của một công tắc đóng cắt điện cho tải xoay chiều.
Dưới là sơ đồ mạch điện sử dụng Triac làm công tắc điều khiển:
Với tính năng hai chiều của TRIAC làm cho chúng chuyển đổi thuận tiện dòng điện xoay chiều (AC). Khi áp dụng một kích hoạt ở góc pha điều khiển của AC trong mạch chính cho phép điều khiển dòng điện trung bình chảy vào tải (điều khiển pha). Điều này được sử dụng để kiểm soát tốc độ của động cơ cảm ứng, đèn mờ, và máy sưởi điện.
Ta nhận thấy triac được sử dụng nhiều trong các đèn bàn học có điều chỉnh độ sáng, các bộ điều khiển quạt trần (Dimmer), trong mạch điều khiển tốc độ của máy khoan, máy cưa, trong các mạch điều khiển nồi phở điện, các bộ điều khiển nhiệt độ của lò nướng công nghiệp, các tủ hấp, tủ sấy, nồi hơi…
TRIAC dễ dàng sử dụng và có chi phí thấp hơn so với việc sử dụng hai thyristor cho các ứng dụng công suất thấp. Khi cần có công suất cao hơn, thì người ta sẽ sử dụng hai thyristor đặt đối song với nhau.
Hình dưới cho thấy Triac ứng dụng trong đèn tự động:
Tuy nhiên người ta không sử dụng nó trong các ứng dụng chuyển mạch công suất cao vì lý do là đặc tính chuyển mạch không đối xứng của nó.
TRIAC được sử dụng trong các ứng dụng chuyển mạch điện:
- Để kiểm soát các thiết bị gia dụng nhỏ chạy bằng điện xoay chiều.
- Để điều khiển các động cơ nhỏ.
- Để điều khiển tốc độ của quạt điện.
- Để điều chỉnh ánh sáng của đèn trong nhà…
Cách đo, kiểm tra Triac
Một số dạng chết ở Triac và những lưu ý khi thay thế
+ Ở triac thường chỉ có 2 dạng chết phổ biến nhất đó chính là:
- Chập T1 và T2 cấp điện liên tục cho phụ tải
- Đứt T1 và T2
Có thể xem cách đo Triac ở phần bên dưới để kiểm tra xem Triac của bạn còn sống hay bị hỏng.
- Trường hợp Triac bị hỏng bạn chỉ phải mua đúng linh kiện, thay thế đúng chân.
+ Khi thay thế Triac trong các thiết bị điện phải chú ý một số vấn đề sau:
- Cần nắm được định mức của dòng điện qua T1, T2 một cách cụ thể để có thể chọn cách đo và kiểm tra Triac, mua Triac phù hợp.
- Khi thực hiện chọn dòng điện IG điều khiển tối thiểu và tối đa phải phù hợp; nếu chọn sai dòng điện qua các chân G thì có thể khiến Triac nhanh chóng bị chết..
Cách đo và kiểm tra Triac
- Đo Triac bằng đồng hồ vạn năng.
Trước tiên điều chỉnh công tắc đồng hồ ở thang đo điện trở cao (100K), sau đó nối que đo dương của đồng hồ tới chân MT1 của triac và que đo âm với chân MT2 của triac (có thể đảo ngược lại kết nối).
+ Kim đồng hồ sẽ lên đồng thời cho kết quả điện trở cao. Tiếp theo chuyển công tắc chọn sang thang đo điện trở thấp, kết nối MT1 và cổng G với que đo dương và MT2 với que đo âm của đồng hồ.
+ Kim đồng hồ cho kết quả điện trở thấp. Nếu thực hiện đúng với các buớc trên thì triac còn hoạt động tốt.
- Tuy nhiên phương pháp trên không áp dụng được cho những triac yêu cầu điện áp cổng và dòng cao để kích hoạt.
Cách mắc Triac trong thực tế như sau
Hình trên mô tả ᴄáᴄh thứᴄ điều khiển một bóng đèn ѕợi đốt 100W. Một nguồn điện lưới хoaу ᴄhiều mắᴄ nối tiếp ᴠới bóng thông qua một triaᴄ. Dễ dàng nhìn ra là ᴄựᴄ T1 ᴄủa triaᴄ đượᴄ đấu trựᴄ tiếp ᴠới một ᴄựᴄ ᴄủa nguồn , ᴄựᴄ T2 ᴄủa Triaᴄ đượᴄ đấu ᴠới một ᴄựᴄ ᴄủa bóng ᴠà ᴄựᴄ ᴄòn lại ᴄủa bóng đượᴄ đấu ᴠới ᴄựᴄ ᴄòn lại ᴄủa nguồn.
Chân điều khiển G ᴄủa triaᴄ sẽ đấu nối tiếp ᴠới một điện trở 50 Ôm. Một nguồn điện áp điều khiển VG ѕẽ cho một tín hiệu điện đến ᴄhân G thông qua điện trở nàу. Khi ᴄhưa ᴄấp tín hiệu điện VG thì bóng đèn ѕẽ không ѕáng ᴠì T1 ᴠà T2 không thông nhau, khi ᴄấp một tín hiệu VG đến điện trở thì ѕẽ ᴄó dòng điện kíᴄh ᴄhạу từ G tới T1.
Dòng điện kíᴄh nàу đượᴄ ᴄoi là dòng mồi ᴄho T1 ᴠà T2 thông nhau, lúᴄ nàу bóng đèn ѕẽ ѕáng. Vậу để T1 ᴠà T2 thông nhau bắt buộᴄ phải ᴄho một dòng điện kíᴄh ᴄhạу từ G ѕang T1 hoặᴄ ngược lại.
Trong thựᴄ tế, tín hiệu điều khiển ѕẽ từ ᴄáᴄ mạᴄh điều khiển bơm ra một dòng điện để kíᴄh ᴠào ᴄhân G, lúᴄ này T1 ᴠà T2 ѕẽ thông nhau để ᴄấp điện ᴄho tải. Nên nhớ rằng dòng điện điều khiển đi ᴠào ᴄhân G ᴄó giá trị rất nhỏ từ ᴠài mA đến ᴠài ᴄhụᴄ mA trong khi đó thì dòng đi qua tải ᴄhạу từ ᴄhân T1 ѕang ᴄhân T2 ᴄó thể lên đến hàng trăm, hàng nghìn A.
Lời kết
Bài viết này giúp các bạn học được cách sử dụng Triac cho các ứng dụng điều khiển điện xoay chiều.
