トライアックは、ラッチングリレーと比較できます。トリガーされるとすぐにオンになり、閉じます。電源電圧がゼロボルトを超えているか、電源の極性が変更されていない限り、閉じたままになります。
電源がAC（交流）の場合、トライアックはACサイクルがゼロラインを横切る期間中に開きますが、再トリガーされるとすぐに閉じてオンになります。
静的スイッチとしてのトライアックの利点
- トライアックは、AC回路の負荷を制御するための機械式スイッチまたはリレーに効果的に置き換えることができます。
- トライアックは、最小限の電流トリガーによって比較的重い負荷を切り替えるように構成できます。
- トライアックが導通（閉じる）すると、機械式スイッチのようにデバウンス効果は発生しません。
- トライアックがオフになったとき（ACで ゼロクロッシング ）、逆起電力などにより、トランジェントを生成せずにこれを実行します。
- トライアックはまた、接点の融合やアークの問題、および機械ベースの電気スイッチで一般的に見られる他の形態の摩耗を排除します。
- トライアックは柔軟なトリガー機能を備えており、ゲートと共通グランド間の低電圧正信号を介して、入力ACサイクルの任意のポイントでトライアックを切り替えることができます。
- このトリガー電圧は、バッテリーなどの任意のDCソース、またはAC電源自体からの整流信号からのものである可能性があります。いずれの場合も、以下に示すように、各半サイクルAC波形がゼロ交差（電流）ラインを通過するたびに、トライアックはスイッチオフ期間を通過します。
トライアックをオンにする方法
トライアックは、以下に示すように、ゲート、A1、A2の3つの端子で構成されています。
トライアックをオンにするには、ゲートトリガー電流をゲートピン（G）に印加する必要があります。これにより、ゲート電流がゲートと端子A1に流れます。ゲート電流は、トライアックのA1端子に対して正または負になります。 A1端子は、ゲート制御電源の負のVSSラインまたは正のVDDラインに共通に配線できます。
次の図は、トライアックの簡略図とその内部シリコン構造を示しています。
トライアックゲートにトリガー電流を流すと、G端子とA1端子の間に連続して埋め込まれた内蔵ダイオードによってオンになります。これらの2つのダイオードは、トライアックのP1-N1およびP1-N2接合部に取り付けられています。
トライアックトリガー象限
トライアックのトリガーは、以下に示すように、ゲート電流の極性に応じて4つの象限を介して実装されます。
これらのトリガー象限は、以下に示すように、トライアックのファミリとクラスに応じて実際に適用できます。
Q2とQ3は、最小限の消費と信頼性の高いトリガーを可能にするため、トライアックの推奨トリガー象限です。
Q4トリガー象限は、より高いゲート電流を必要とするため、お勧めできません。
トライアックの重要なトリガーパラメータ
トライアックを使用して、ゲート端子の比較的小さなDCトリガー電源を介してA1 / A2端子間で高電力AC負荷を切り替えることができることはわかっています。
トライアック制御回路を設計する際、そのゲートトリガーパラメータが重要になります。トリガーパラメータは、トライアックゲートトリガー電流IGT、ゲートトリガー電圧VGT、およびゲートラッチ電流ILです。
- トライアックをオンにするために必要な最小ゲート電流は、ゲートトリガー電流IGTと呼ばれます。これは、ゲートと、ゲートトリガー電源に共通のトライアックのA1端子に適用する必要があります。
- ゲート電流は、指定された最低動作温度の定格値よりも高くする必要があります。これにより、すべての状況でトライアックの最適なトリガーが保証されます。理想的には、IGT値はデータシートの定格値の2倍である必要があります。
- トライアックのゲートとA1端子の間に印加されるトリガー電圧はVGTと呼ばれます。これは、後で説明する抵抗を介して適用されます。
- トライアックを効果的にラッチするゲート電流はラッチ電流であり、LTとして与えられます。負荷電流がLT値に達したときにラッチが発生する可能性があります。この後、ゲート電流が除去されていてもラッチが有効になります。
- 上記のパラメータは25°Cの周囲温度で指定されており、この温度が変化すると変化を示す場合があります。
トライアックの非分離トリガーは、2つの基本モードで実行できます。最初の方法を以下に示します。
ここでは、VDDに等しい正の電圧がトライアックのゲートとA1端子の間に印加されます。この構成では、A1がVssまたはゲート電源の負のラインにも接続されていることがわかります。これは重要です。さもないと、トライアックは応答しません。
2番目の方法は、以下に示すように、トライアックゲートに負の電圧を印加することです。
この方法は、極性を除いて前の方法と同じです。ゲートは負の電圧でトリガーされるため、A1端子はゲートソース電圧のVssではなくVDDラインと共通に結合されます。繰り返しますが、これが行われない場合、トライアックは応答しません。
ゲート抵抗の計算
ゲート抵抗は、必要なトリガーのためにIGTまたはゲート電流をトライアックに設定します。この電流は、温度が指定された25°Cの接合部温度を下回ると増加します。
たとえば、指定されたIGTが25°Cで10 mAの場合、これは0°Cで最大15mA増加する可能性があります。
抵抗が0°Cでも十分なIGTを供給できるようにするには、ソースから利用可能な最大VDDを計算する必要があります。
推奨値は、5VゲートVGTの場合、約160〜180オーム1/4ワットです。 周囲温度がかなり一定の場合は、より高い値でも機能します。
外部DCまたは既存のACを介したトリガー ：次の図に示すように、トライアックは、バッテリーやソーラーパネルなどの外部DC電源、またはAC / DCアダプターのいずれかを介して切り替えることができます。または、既存のAC電源自体からトリガーすることもできます。
ここで、スイッチS1は、抵抗を介してトライアックを切り替え、S1に流れる電流を最小限に抑え、あらゆる種類の摩耗から保護するため、スイッチS1へのストレスはごくわずかです。
リードリレーを介したトライアックの切り替え ：動く物体によってトライアックを切り替えるために、磁気ベースのトリガーを組み込むことができます。 リードスイッチ と磁石を使用することができます そのようなアプリケーション 、以下に示すように：
このアプリケーションでは、磁石は移動するオブジェクトに取り付けられます。移動システムがリードリレーを通過するたびに、取り付けられた磁石を介してトライアックが導通状態になります。
リードリレーは、以下に示すように、トリガーソースとトライアックの間に電気的絶縁が必要な場合にも使用できます。
ここでは、適切な寸法の銅コイルがリードリレーに巻かれ、コイル端子がスイッチを介してDC電位に接続されています。スイッチを押すたびに、トライアックのトリガーが分離されます。
リードスイッチリレーは数百万のON / OFF操作に耐えるように設計されているため、このスイッチングシステムは長期的には非常に効率的で信頼性が高くなります。
トライアックの絶縁トリガーの別の例を以下に示します。ここでは、外部AC電源を使用して絶縁トランスを介してトライアックを切り替えます。
トライアックの孤立したトリガーのさらに別の形式を、フォトセルカプラーを使用して以下に示します。この方法では、LEDとフォトセルまたはフォトダイオードが単一のパッケージ内に一体的に取り付けられます。これらのオプトカプラーは、市場で容易に入手できます。
オフ/ハーフパワー/フルパワー回路の形でのトライアックの異常な切り替えを次の図に示します。 50％少ない電力を実装するために、ダイオードはトライアックゲートと直列に切り替えられます。この方法では、トライアックは代替の正AC入力の半サイクルの間のみオンになります。
この回路は、ヒーター負荷や熱慣性を持つ他の抵抗性負荷の制御に効果的に適用できます。これは照明制御では機能しない可能性があります。半正のACサイクル周波数は同様に照明に迷惑なちらつきをもたらすため、このトリガーはモーターや変圧器などの誘導性負荷にはお勧めできません。
“無停電電源装置の部品 ”
ラッチングトライアック回路のリセットを設定する
次の概念は、トライアックを使用して、いくつかの押しボタンを使用してセットリセットラッチを作成する方法を示しています。
セットボタンを押すとトライアックがラッチされ、ロードがオンになり、リセットボタンを押すとラッチが鳴ります。
トライアック遅延タイマー回路
トライアックは、設定された所定の遅延後に負荷をオンまたはオフに切り替えるための遅延タイマー回路として設定することができます。
以下の最初の例は、トライアックベースの遅延オフタイマー回路を示しています。最初に電源が入ると、トライアックがオンになります。
その間に100uFが充電を開始し、しきい値に達するとUJT 2N2646が起動し、SCRC106のスイッチがオンになります。
SCRは、ゲートをグランドに短絡してトライアックをオフにします。遅延は、1Mの設定と直列コンデンサの値によって決まります。
次の回路は、遅延オントライアックタイマー回路を表しています。電源を入れると、トライアックはすぐには応答しません。 100uFのコンデンサが発火しきい値まで充電されている間、ダイアックはオフのままです。
これが発生すると、 ダイアックが発火してトリガー トライアックオン。遅延時間は、1Mと100uFの値によって異なります。
次の回路は、トライアックベースのタイマーの別のバージョンです。オンにすると、UJTは100uFコンデンサを介して切り替えられます。 UJTはSCRスイッチをオフに保ち、トライアックからゲート電流を奪うため、トライアックもオフのままになります。
1Mプリセットの調整に応じてしばらくすると、コンデンサは完全に充電され、UJTがオフになります。 SCRがオンになり、トライアックがオンになり、負荷もトリガーされます。
トライアックランプフラッシャー回路
このトライアックフラッシャー回路は、2〜約10Hzの周波数に調整できる標準的な白熱灯を点滅させるために使用できます。この回路は、可変RCネットワークとともに1N4004ダイオードによって主電源電圧を整流することによって機能します。電解コンデンサがダイアックの絶縁破壊電圧まで充電された瞬間、ダイアックから強制的に放電され、トライアックが点火され、接続されたランプが点滅します。
100 k制御で設定された遅延の後、コンデンサは再び再充電され、点滅サイクルが繰り返されます。 1 kコントロールは、トライアックトリガー電流を設定します。
結論
トライアックは、電子ファミリの中で最も用途の広いコンポーネントの1つです。トライアックは、さまざまな有用な回路概念を実装するために使用できます。上記の投稿では、いくつかの簡単なトライアック回路アプリケーションについて学びましたが、目的の回路を作成するためにトライアックを構成して適用する方法は無数にあります。
このウェブサイトでは、さらに学習するために参照できる多くのトライアックベースの回路をすでに投稿しています。 これへのリンクは次のとおりです。
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