Triyak Nedir?

N kapılı ve P kapılı iki adet tristörün ters paralel bağlanması ile meydana gelmiş alternatif akımda her iki yönde akım geçiren yarı iletken anahtarlama elemanına triyak denir. Elektronik devre elemanı olan triyak, tristörün daha gelişmişidir. Triyak, tristör ve diyot güç elektroniği devrelerinde kullanılan elektronik anahtarlama elemanlarıdır.

Triyak (triac) İngilizce triode alternating current (üç elektrodlu alternatif akım elemanı) kelimelerinden türeyen bir kelimedir. Triyaklar, tristörlerden farklı olarak iki yönlü akım geçiren yarı iletken anahtarlama devre elemanıdır. Hem pozitif hem de negatif geyt sinyalleri sayesinde tetiklenme özelliğine sahiptirler.

Yapısı

Triyak, iç yapısında bulunan kristaller ters bağlı olup, PN.PN yarı iletkenler kullanılmıştır. Triyaklar üç bacaklıdır. Bunlar anot, katot ve geyttir. Triyakın A1 (Anot 1), A2 (Anot 2) ve G (tetikleme) uçları vardır. Anot bacağı (+) katot bacağı (-) ve geyt ise tetikleme bacağıdır. Geyt ucu, A1 ve A2 arasından geçen akımı denetler. Genellikle yük A2 ucuna bağlanır. Anot katot arası gerilim geçmesi için geyt ucunun tetiklenmesi gerekir.

Triyak Ne işe Yarar?

Triyak, bir alternatif akım anahtarıdır. Genellikle AC güç kontrol uygulamalarda ve ışıklandırma için yapılan devrelerde kullanılır.

Triyak Çalışma Prensibi

Triyakın, kapısına (+) ve (-) DC gerilim ile AC akımının (+) ve (-) alternasları, pals akımları şeklinde ayrı ayrı uygulansa dahi, triyaktan iki yönde akım geçebilir. Triyak için anot katot terimleri yerine A1-A2 kullanılır. Üçüncü uç gate ise, tristörlerde olduğu gibi, küçük akımlarla triyak’ ın tetiklenmesini sağlayan kontrol ucudur. Triyak yük akımı devresini A1-A2 terminallerinden tamamlar.

Triyak’ın karekteristik eğrisinde görüldüğü gibi A1 – A2 uçlarına uygulanan gerilim Vmax değerini aştığı zaman triyak tetiklenmeden kendi kendine iletime geçer, ama bu haldetriyak iş göremez duruma gelir. Triyak grafiğin I. ve III. bölgelerinde kararlı olarak çalışır bu bölgeler 1.ve 2. tristörün iletimde olduğu bölgelerdir. Vmax gerilimi aşılmadığı müddetçe geyt ucundan bir tetikleme uygulanmadan triyak yalıtımdadır. Bu durumda akım geçirmez. Geyt ucuna (-) veya (+) gerilim uygulandığı zaman triyak iletime geçerek üzerinden akım geçirir. Triyak üzerinden geçen akım Imax ve Imin akım değerlerinin dışına çıkmamalıdır. Eğer Imax sınırı aşılırsa triyak bozulur, iş göremez duruma gelir. Imin altına düştüğü zaman ise triyak yalıtıma geçer.

Triyak DC akımda da kullanılabilir, DC akımda tristör gibi çalışır. Triyak ile tristör arasındaki benzerlik, ikisi de DC gerilimde tetiklendiğinde devamlı iletimde kalır.

Özellikleri

Triyaklar alternatif akım devrelerini kumanda etmek için kullanılır. Yüksek akımları küçük akımlarla kontrol edebilir olması kullanım alanlarını artırmıştır. Triyaklar, elektromanyetik ve mekanik anahtarlardan daha ekonomik ve daha iyi AC güç kontrolü sağlar. Triyak devreleri sessiz çalışır, bakım gerektirmez. Anahtarlama işlemini rölelerden çok hızlı yaparlar. Açma kapama işlemleri sırasında elektrik arkı oluşmaması triyakları üstün kılan özellikleridir.

Triyakın 220 V altında 10 A gibi yüksek akım geçirirken uçlarında bulunan gerilim 1.5 V civarındadır. Bu anda triyak üzerindeki harcanan güç 15 wat dolayında iken yük üzerinde harcanan güç 2200 wattır. Triyak güçlerine, akım ve çalışma gerilimine göre triyak çeşitleri imalatı yapılır. Üretici firmaya göre triyak fiyatları değişmektedir.

Triyak uygun bir soğutucuya bağlandığında üzerlerinde harcanan güç kaybının meydana getireceği ısının dağıtılması sonucu ömürleri uzun olur. Bu özelliği ile iyi bir güç anahtarıdır. Triyak ile büyük akımların küçük akımlarla kontrolü yapılabilir. Triyak AC akımların DC akımlar ile kontrolü yapılabilir.

Triyak Tetiklenmesi

Bu tetikleme yöntemlerinin dışında triyak, UJT – SBS – SUS – diyak gibi devre elemanları ile de tetiklenebilir.

Triyak Sağlamlık Kontrolü

Triyakı avometre ile ölçerken; ölçü aleti Ohm metre konumuna x1 kademesine alınır. Sağlam bir triyakın A2-A1 uçları her iki yönde de sonsuz direnç gösterir. Triyak’ın Gate- A2 arası her iki yönde de sonsuz direnç gösterir. Gate A1 uçları arası her iki yönde de küçük ( 15-20 ohm) gösterir. Ayrıca A2 ve Gate uçlari ile A2 ve A1 uçları her iki yönde de maximum (açık devre) direnç gösterirse triyak sağlamdır.

Triyak da tristör gibi hem ölçü aleti, hem de basit bir devre ile kontrol edilebilir. Ancak ölçü aleti ile yapılan kontrol ölçü aletinin içindeki pil kullanılarak yapıldığı için triyak’ın yüksek gerilimlerde doğru çalışıp çalışmayacağı belli olmayabilir. İyi bir ölçüm, triyak’ın kullanım amacına uygun basit bir devre ile yapılması uygun olur.

Triyak sağlamlık kontrolü yapmada devre kullanılarak ölçüm yapmak için basit bir devre şeması şekildeki gibidir.

Bu basit devrede gate ucuna DC 12V (artı veya eksi) verildiği süre içinde triyak’ın iletimde kalmalı, tetikleme kesildiğinde ise iletimden çıkmalıdır. Eğer tetikleme için AC akım kullanılırsa yine tetikleme sinyali olduğu sürece triyak iletimde kalır. Ancak burada AC akımı meydana getiren sinüs dalganın sıfır değerine ulaştığı anlarda triyak çok kısa bir süre (bu süre AC akımın frekansına göre değişir) yalıtkan, sinüs dalganın pozitif ve negatif alternanslarında ise iletken olacaktır.

Avometre ile Triyak Uçlarının Belirlenmesi

Triyakların uçları belirlenir iken avometre ile ölçerek veya katalogdan bakarak bulunur. Avometrenin propları sıra ile tristörün ayaklarına değdirilir. Bu işlem, ölçü aletinde bir sapma görülünceye kadar sürdürülür. İbre saptığı zaman skalada ki direnç değeri okunur. Avometrenin propları ters çevrirerek, tekrar direnç değeri okunur. Bu iki ölçüm arasında çok küçük bir değer farkı vardır. Küçük (minumum) direnç okunduğu zaman avometrenin siyah probunun bağlı olduğu uç G (geyt) ucudur. Kırmızı probun bağlı bulunduğu uç ise A1 (Anot1) ucudur. Diğer uç ise A2 (Anot2) ucudur.

AC Motor Hız Kontrol

Şekildeki devre ile AC seri motorların devir ayarı yapılabilir. Kondansatörün dolma zamanı potansiyometre ile değiştirebilir. Kondansatörün dolma zamanı değiştiği için triyakın tetiklenme anı da değişir. Bu motordan geçen akımı ayarlayarak hızı değiştirir.

Triyakın parazit sinyallerden etkilenmemesi için iki adet filtre kullanılmıştır. Triyaka bağlı RC filtresi yüksek frekanslı sinyalleri kendi üzerinden geçirerek triyakın etkilenmesini engeller. AC motora seri bağlanan bobin, yüksek frekanslı sinyalleri üzerinden geçirmeyerek bastırır. Motorun dönme hızı istenilen seviyede ayarlanabilir.

Dimmer Uygulaması

Aşağıdaki devreyi kurarak lamba parlaklığı istenilen seviyede ayarlanabilir.

Dimmer devresi ışık şiddetini ayarlayan bir devre olup 220V AC gerilim ve 50 hz’ lık şebeke frekansında çalışmaktadır. Devre ışık şiddeti ayarını P potansiyometresi yardımı ile yapmaktadır.

Potansiyometrenin değeri minimum iken kondansatör şarj olur. Kondansatör uçlarındaki gerilim, diyak ateşleme gerilimi değerine ulaştığında diyak iletken olur. Bu durumda kondansatör diyak üzerinden deşarj olur. Bundan dolayı triyak tetiklenir ve lamba en parlak şekilde yanar. Potansiyometrenin değeri maksimum iken kondansatörün şarj olma süresi uzar. Böylece triyak tetiklenmediği için lamba sönüktür.

Devrede yük olarak lambadan başka motor vb. alıcılar kullanılabilir. Triyak üzerinden geçen akım, tetikleme gerilimine bağlıdır.

Triyaklı Devrelerde Arıza Giderme

Triyaklı devrelerde; triyakın geyt tetiklemesi yapılmaması veya  tetikleyen eleman arızalı olması durumunda ise çalışmaz. Arıza durumunda tetikleme kısmının ölçülmeli ve devre takibi yapılmalıdır.

Triyak firmaları tarafından verilen kataloglarda özel uygulamalar için gerekli gerilim değerleri ve bazı özel parametreler de vardır. Tetikleme akımı ve gerilimi değerleri en önemli triyak parametreleridir. Bu değerler triyakın sıcaklığına bağlıdır. Sıcaklıkla beraber değişebilir. Bunun için devre tasarımına dikkat edilmelidir. Triyak uygulamalarında geyt devresinin tasarımında dikkatli olunmalıdır. Tasarımcı  triyağın bütün çalışma koşulları altında tetiklendiğinden emin olmalıdır.

Triyakların iyi çalışması için devrelere montajı yapılırken lehim makinesi fazla bekletilmemelidir. Çünkü lehim makinasının ısıl değeri çok yüksektir. Fazla ısıya karşı karşıya kalan triyak çalışmayabilir ve problem çıkarır. Yüksek güçlü çalışmalarda ısıyı sabit değerlerde korumak için soğutucular kullanılmalıdır.