Triyak - G.I.S Harita

Güç Kontrol Devresi
Devre Elemanları:
-1K ohm direnç
-50K ohm’luk potansiyometre
-1F’lık kondansatör
-100W’lık akor telli Lamba
-30V’luk diyak
-BT136 triyak
-220V-50Hz güç kaynağı
Sayfa 1
DEVRE ELEMANLARI HAKKINDA GENEL BİLGİLER
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.
Sayfa 3
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 A2 negatif A1 pozitif
olduğunda kapısına pozitif pals uygulandıklarında da ateşlenirler.
Sayfa 4
Triac ın Tetiklenme Durumları
A1 ile A2 arasına
uygulanan gerilim
Kapı ile A2 arasına
uygulana gerilim
Pozitif
Pozitif
I
Pozitif
Negatif
I
Negatif
Pozitif
II
Negatif
Negatif
II
Çalışma Bölgesi
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.
Sayfa 5
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 verilebilirÖzellikle
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.
Sayfa 6
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.
Sayfa 7
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.
Sayfa 8
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.
Sayfa 9
DİRENÇ
Elektirik akımına karşı zorluk gösteren elemana direnç denir.”R” harfi ile sembolize
edilir.Birimi ”Ohm”’dur.En basit direnç şekli aşağıdaki gibidir.
Genel olarak iki uçludurlar.Bu uçlar devreye rasgele bağlanır.Dirençler; akım
sınırlayıcı,gerilim düşürücü olarak kullanılır.Bunun yanında lamba ve transistör gibi
elemanların elektrot gerilimlerinin ayarında ve devre yükü olarak kullanılırlar.
Gerilim ve Akım Tanımı:
Gerilim: İki nokta arasındaki potansiyel farka gerilim denir.Genellikle “U” harfi ile
sembolize edilir.Bazı kaynaklarda ise”E” olarakta gösterilir.Birimi ise “V” Volt’tur.
Akım: Bir elektrik devresinde serbest elektronların bir taraftan diğer tarafa yer
değiştirmesidir.Bu yer değiştirme güç kaynağı içinde “-“ den “+” ya doğru olur,devre içinde
ise “+” dan “-“ ye doğrudur.Akım “I” harfi ile gösterilir.Birimi ise “A” amper’dir.
Ohm Kanunu; R=U/I (V7A) şeklinde ifade edilir.
Dirençler üzerindeki renkli bantlardan sayılara ulaşılır.Direnç üzerinde normalde 4 adet
band bulunur.Bu 4 banttan 3 tanesi direncin değerini geri kalan diğeri ise direncin toleransını
belirtir.
1.Bant
2. Bant
3.Bant
4. Bant
Sayfa 10
Renk
Sayı
Çarpan
Tolerans
Siyah
Kahverengi
Kırmızı
Turuncu
Sarı
Yeşil
Mavi
Mor
Gri
Beyaz
Renksiz
Gümüş
Altın
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
10000000
100000000
1000000000
0.01
0.1
%1
%2
%0.5
%0.25
%0.1
%0.05
%20
%10
%5
POTANSİYOMETRE
Potansiyometreler ayarlı tip dirençlerdir.Potansiyometreler üzerinde,devamlı olarak
direnç değerini değiştirerek ayarlamamızı sağlayan ayar çubuğu bulunur.Örneğin sesi açıp
kıstığımız düğmeler birer potansiyometredir.Potansiyometre çeşitleri çok fazladır.Büyük
akımların ayarlarında telli potansiyometreler kullanılır.potansiyometreleri lineer ve logaritmik
olarak iki ana başlık altında toplayabiliriz.Lineer olanlar genelde ölçü aletlerinde kullanılan
tiptekilerdir.Logaritmik potansiyometreler ise radyo ve amplifikatörlerin ses kontrolunde
kullanılır.
KONDANSATÖR
En basit ifadesiyle karşılıklı duran iki iletkene dayanır.Bu iki iletken arasında bir yalıtkan
madde bulunur.Bu yalıtkan madde hava,mika,seramik,yağ,mumlu,kağıt gibi maddelerden
yapılmıştır.
Genel olarak “C” harfi ile gösterilir.Birimi ise “F” faraddır.çeşitli gösterimleri aşağıda
verilmiştir;
AC ve DC devrelerinde gerilim depolamada,güç katsayısını yükseltmek için,rezonans
halinde ve süzgeç devrelerinde kullanılır.
Kondansatörlerin sınıflanmasını,kondansatörlerde kullanılan dielektirik maddenin cinsine
göre yapabiliriz.Buna göre kondansatörler mika,seramik,kağıt olarak sıralayabiliriz.
Sayfa 11
Kondansatör Çeşitleri:
1. Elektirik (Kutuplu) kondansatörler
2. Mercimek tipi (Kutupuz) kondansatörler
3. Varyabl kondansatörler
4. Trimmer(Ayarlı) kondansatörler
Olarak 4 grupta toplayabiliriz.Bazen kondansatörler yapıldıkları dielektirik maddesine
görede isim alırlar.Örneğin yağlı,polyesterli,havalı,kağıtlı kondansatörler gibi.
Kondansatörlerin Bağlantı Şekilleri:
Seri Bağlantı: Bu tip bağlantıda kondansatörler birer ucundan birbirine eklenmiştir.Her
kondansatörde farlı gerilim mevcuttur.Toplam Kapasite(CT) ise kondansatörlerin bire
bölümlerinin toplamına eşittir.Toplam direnç(RT) ise dirençlerin cebirsel toplamına eşittir.
Paralel Bağlantı: Bu bağlantıda ise kondansatörlerin uçları birbirine bağlanmıştır.Her
kondansatöre ayrı gerilim düşer.Toplam Kapasite (CT) ise kondansatörlerin cebirsel
toplamına eşittir.
Karışık Bağlantı: Bu bağlantıda kondansatörler seri ve paralel olarak bağlanmıştır.Toplam
kapasite (CT) ise seri kondansatörlerin paralele çevrilip,daha sonra bu paralel
kondansatörlerin cebirsel toplamının alınmasıyla gerçekleştirilir.
SERİ
PARALEL
Sayfa 12
KARIŞIK
Kondansatörlerin Direnci:
Kondansatörler AC gerilime az,Dc gerilime çok direnç gösterirler.Bu direnç şöyle
hesaplanır;
Xc=1/2FC
Bu formülde değişik olarak “F” frekans birimi Herz olarak bulunur.
Kondansatör değerlerinin belirlenmesi:
Kondansatörlerin üstünde rakamla belirtilir.Burada sonunda bir birim bulunmayan 3 haneli
sayılarda ilk iki hane sayı 3. hane ise çarpandır.Değerler yan yana yazılıp birim olarakta pF
yazılır.
105=10.10 pF=1.000.000=1 F
Sıcaklık
Katsayısı
1.Sayı
2.sayı
Çarpan
Tolerans
Sayfa 13
Renk
Sayı
Çarpan
Tolerans
Siyah
0
1
%20
Kahverengi
1
10
%1
Kırmızı
2
100
%2
Turuncu
3
1000
-
Sarı
4
10000
-
Yeşil
5
100000
%5
Mavi
6
1000000
-
Mor
7
-
-
Gri
8
-
-
Sıcaklık
Katsayısı
-6
0.10
-6
-33.10
-6
-75.10
-6
-150.10
-6
-220.10
-6
-330.10
-6
-470.10
-6
-750.10
-
Beyaz
9
-
%10
-
Altın
-
0.1
-
Sayfa 14
Kaynaklar:
-www.firat.edu.tr/end-elektronik/elk-program.htm
-www.antrak.org.tr
-www.semiconductors.philips.com
-www.generalelectric.com
-Elektronik.katalog.com/elektronikeğitim
-Elektronik(Harun Bayram),Özkan Matbaası,1996 2.Baskı
-Güç elektroniği (Remzi Gülgün) T.C. Yıldız Teknik Üniversitesi
Basım-Yayım Merkezi Matbaası,1999 2.Baskı
Sayfa 15
Giriş
Devrenin Çalışma Prensibi
Kurmuş olduğumuz devre güç kontrolü yapan (dimmer) elektronik devredir.Bu tip
devrelerde diyak ve triyak’ın kullanılma amacı alternatif akımda verimli kullanımın
sağlanmasıdır.
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.
Triyak’ın yapısından dolayı olabilecek ateşleme (güç kayıpları) devrede bulunan paralel
kondansatör yardımıyla min. indirilmiştir.
Başlıca kullanım alanları;
-Lambalarda aydınlatma ayarı
-Motorlarda hız ayarı örnek verilebilir.
Sayfa 2
İÇİNDEKİLER
1.Devre Şeması
2.Giriş
3.Triyak’ın iç yapısı
4.Triyak’ın akım eğrisi
5.Triyak’ın tetikleme durumları
6.Triyak’ın faz kontrol devresi
7.Diyak
8.Diyak’ın karakteristik eğrisi
9.AC Motor için hız kontrol devresi
10.Direnç
11.Direnç renk kodları,Potansiyometre
12.Kondansatör
13.Kondansatör Çeşitleri ve Bağlanma şekilleri
14.Kondansatör renk kodları
15.Kaynaklar
16.Katalog Sayfa 1
17. Katalog Sayfa 2
18. Katalog Sayfa 3
19. Katalog Sayfa 4
20. Katalog Sayfa 5
21. Katalog Sayfa 6