โครงสร้างสถาปัตย์และสัญลักษณ์ของไตรแอก
ไตรแอกเป็น ชิ้นส่วน อิเล็คทรอนิกส์ สารกึ่งตัวนำที่มีขั้วต่อ 3 ขั้ว แต่ละขั้วมีชื่อเรียกว่า A2 (แอโนด 2) , A1 (แอโนด1) และ G (เกต) ไตรแอก (Triac) จะเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เหมือน กับสวิตช์ไฟฟ้าสำหรับกระแสสลับ แต่มีข้อดีกว่าสวิตช์ธรรมดา คือการเปิด – ปิดวงจรของไตรแอกเร็วกว่าสวิตช์ธรรมดาหลายเท่า จึงทำให้สามารถควบคุมกำลังงานได้ ซึ่งมีรูปแบบโครงสร้างดังรูปที่ 1
รูปที่ 1 แสดงสถาปัตย์ สัญลักษณ์ และวงจรเปรียบเทียบระหว่างTriacกับSCR
คุณสมบัติของไตรแอก
เรามาดูคุณสมบัติของไตรแอกกัน มีคุณสมบัติคล้ายกับ SCR ตรงที่เมื่อนำกระแสแล้วก็จะนำกระแสตลอดไปเช่นกัน แต่ไตรแอกนั้นมีข้อแตกต่างตรงที่สามารถนำกระแสได้ 2 ทิศทาง ไม่ว่าจะเป็นการไหลของกระแสจาก A1 มายัง A2 หรือกระแสไหลจากไหลจาก A2 มายัง A1 ดังนั้นจึงนิยมใช้ไตรแอกในงานควบคุมกำลังไฟฟ้าที่ต้องการใช้งานทั้งไซเกิลบวกและลบ (ไฟสลับ)
จากคุณสมบัติที่กล่าวมาในเรื่องของการนำกระแสนั้น เราจึงสามารถแบ่งการทำงานของไทรแอก ออกเป็น 4 แบบหรือ 4 ควอทเดรนท์ ( Quadrant ) ดังแสดงในรูปที่ 2
รูปที่ 2 โชว์การทำงานของไตรแอกทั้ง 4 ควอทเดรนท์
รูปที่ 3 ลักษณะกราฟแสดงสมบัติของไตรแอก
ดูจากรูปกราฟแสดงลักษณะสมบัติของไตรแอก เป็นการแสดงความสัมพันธ์ของกระแสที่ไหลระหว่าง A2- A1 และแรงดันที่ตกคร่อมทั้งบวกและลบ ในขณะให้แรงดันคร่อม A2- A1 มีค่าเป็นบวกเทียบกับ A1 และถ้ายังไม่มีการจุดชนวน ( Trigger ) แล้ว จะมีค่าแรงดันระหว่าง A2- A1 ค่าๆหนึ่งที่ทำให้มันนำกระแสเองได้ แรงดันนี้คือแรงดันพัง เหมือนกับ SCR แต่ถ้าให้แรงดัน A2- A1 นี้มีค่าน้อยกว่าแรงดันพังทลาย แล้วการทำการจุดชนวน ที่ขาเกต ( G ) ซึ่งกระแสเกตจะมีค่าเป็นบวกหรือลบก็ได้ ไตรแอกจะนำกระแสทันที กราฟความสัมพันธ์และข้อจำกัดต่างๆ จะเหมือนกับ SCR ในทำนองเดียวกันถ้าให้แรงดันที่ A1 มีค่าเป็นบวกเมื่อเทียบกับ A2 ส่วนของกราฟคือแกน X ทางด้านลบจะมีลักษณะคล้ายกันกับด้านบวก ถ้าเพิ่มแรงดันมากขึ้นจนถึงค่าแรงดันพังทลายก็จะทำให้ไตรแอกนำกระแสเองได้ และถ้าหากว่าไม่มีการจำกัดกระแสในตัวไตรแอกแล้ว ไตรแอกจะเกิดการเสียหายได้
โดยในขณะที่ไตรแอกนำกระแส ถ้าลดค่ากระแสแอโนดลงจนถึงค่ากระแสต่ำสุดที่ยังคงทำให้ไทรแอกนำกระแสได้ ค่ากระแสต่ำสุดนี้ เรียกว่า “โฮลดิ้ง” ( IH :Holding Current ) ก็จะทำให้ไตรแอกหยุดนำกระแส
เนื่องจากไตรแอก สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ทั้งสองทาง จึงเหมาะกับการนำไปใช้กับไฟสลับมากกว่าเอสซีอาร์ (SCR) และสำหรับกระแสไฟสลับ (เป็นคลื่นรูปไซน์ )จะมีอยู่ช่วงเวลาหนึ่งช่วงกระแสตัดกับเส้นศูนย์ของกราฟ ) ที่กระแสตกต่ำกว่ากระแสโฮลดิ้ง ดังนั้นจึงทำให้ไตรแอกหยุดนำกระแสเองและจะรอการจุดชนวนใหม่อีกครั้ง และถ้าหากครึ่งลบของสัญญาณไฟสลับเข้ามาก็จะนำกระแสทางด้านลบอีกเช่นเคย และจะหยุดนำกระแสเมื่อค่ากระแสลดลงต่ำกว่ากระแสโฮลดิ้ง
วิธีในการตรวจสอบและการหาขาของไตรแอกด้วยโอห์มมิเตอร์
โดยให้เราพิจารณาจากโครงสร้างพร้อมกับตารางค่าความต้านทานประกอบและปฏิบัติดังนี้
อันดับแรก ทำการสมมุติขาของไตรแอก เป็นขา A, B และ C หรือขาที่ 1, 2 และ 3 ดังแสดงในรูปที่ 4
อันดับสอง นำสายวัดของโอห์มมิเตอร์ทำการวัดที่ขาของไตรแอกเป็นคู่ๆ ดังแสดงในตารางที่ 1
รูปที่ 4 บอกสมมุติตำแหน่งขา
|
คู่ที่
|
ศักย์ไฟฟ้า |
ความต้านทาน |
|
|
2
|
2 3 |
3 2 |
ค่าความต้านทานต่ำ ค่าความต้านทานต่ำ |
|
3
|
1 3 |
3 1 |
|
ตารางที่ 1 โชว์ค่าความต้านทานต่างๆ ของไตรแอก
สรุปผลจากตารางแสดงค่าความต้านทาน พอสรุปได้ดังนี้
1. การวัดไตรแอกทั้งหมด 6 ครั้ง จำนวน 3 คู่ เราสามารถอ่านค่าความต้านทานได้ 2 ครั้งหรือที่เรียกว่า “ วัด 6 ครั้ง เข็มขึ้น 2 ครั้ง ”
2. ขั้วขาที่ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับค่าความต้านทานทั้ง 2 ครั้ง ดังกล่าวจะเป็นขาแอโนด 2 หรือ ขา A2
3. คู่ขาที่ 2 ในการวัดนั้นจะมีค่าความต้านทานที่ใกล้เคียงกันหรือเท่าเทียมกัน เราไม่สามารถบอกได้ว่า ขาใดเป็นขา A1 หรือขา G ดังนั้นเราจึงต้องทำการตรวจสอบในลำดับขั้นต่อไป
4. ให้สมมุติว่าขาใดขาหนึ่งเป็นขาเกต (G) แล้วทำการจุดชนวนโดยใช้ไฟจากขาแอโนด 2 (A2) เข็มมิเตอร์จะชี้ที่ค่าความต้านทานประมาณ 15 โอห์ม ต่อจากนั้นให้สลับขาที่เหลือเป็นขาเกต แล้วทำการจุดชนวนโดยใช้ไฟจากขาแอโนด 2 เข็มมิเตอร์จะชี้ที่ค่าความต้านทานประมาณ 20 โอห์ม จากการวัดจะสังเกตได้ว่าเมื่อทำการจุดชนวนที่ขาเกตได้ค่าความต้านทานต่ำกว่าการจุดชนวนที่ขาแอโนด 1 (A1)