Triyak Nedir, Nasıl Çalışır? BT136, BTA16 ve Triyak Bacakları

Triyak, alternatif akımı her iki yönde iletebilen, gate ucuna verilen küçük bir akımla tetiklenen üç bacaklı bir yarı iletken anahtardır. Bacakları MT1, MT2 ve gate olarak adlandırılır. BT136 ve BTA16 gibi triyaklar dimmer, ısıtıcı kontrolü, küçük motor hız kontrolü ve solid state röle devrelerinde 220 V AC yükleri açıp kapatmak için kullanılır.

Kısaca

• Triyak, iki yönde iletim yapabilen ve gate ile tetiklenen bir AC anahtardır.

• Tetiklendikten sonra akım tutma akımının altına düşene kadar, yani AC'de sıfır geçişine kadar iletimde kalır.

• BT136 4 A, BTA16 ve BTB16 16 A sınıfında TO-220 kılıflı triyaklardır.

• BTA serisinin metal sırtı izoleli, BTB ve BT136'nın sırtı ise MT2'ye bağlıdır.

• Mikrodenetleyiciden şebekeye bağlı bir triyağı sürmek için MOC3021 gibi bir opto-triyak kullanılır.

Triyak nedir, ne işe yarar?

Triyak, iki tristörün ters paralel bağlanıp tek bir gate ucunu paylaşmasına benzeyen, AC'nin hem pozitif hem negatif yarım dalgasını iletebilen bir güç yarı iletkenidir. Gate'e kısa bir akım darbesi verildiğinde MT1 ile MT2 arası iletime geçer ve yük akımı akmaya başlar.

Başlıca kullanım alanları şunlardır:

• Akkor lamba ve ısıtıcı için dimmer

• Matkap, süpürge gibi cihazlardaki üniversal motorların hız kontrolü

• Beyaz eşyada valf, pompa ve rezistans kontrolü

• AC çıkışlı solid state rölelerin çıkış katı

Triyak AC yükler içindir. DC devrede tetiklendiğinde akım sıfıra düşmediği için kendiliğinden kapanmaz.

Triyak nasıl çalışır?

Triyak, gate ile MT1 arasından tetikleme akımı geçtiğinde iletime geçer ve içinden geçen akım tutma akımının (holding current, IH) altına düşene kadar iletimde kalır. 50 Hz şebekede akım her yarım dalganın sonunda sıfırdan geçtiği için triyak her 10 ms'de bir kapanır ve sonraki yarım dalgada yeniden tetiklenmesi gerekir.

Tetiklemeyi belirleyen büyüklük gate akımıdır. Gate tetikleme akımı (IGT), tipe ve çalışma bölgesine göre birkaç mA ile onlarca mA arasında değişir; tetiklenme anında gate-MT1 gerilimi genellikle 1,5 V'un altındadır. Kesin değerler için datasheet'e bakın.

Dört çalışma bölgesi (quadrant) ne demek?

Dört çalışma bölgesi, MT2'nin polaritesi ile gate akımının yönünün dört olası birleşimidir. Tüm gerilimler MT1'e göre ölçülür:

 

Pratikte gate Q1, Q2 ve Q3 bölgelerinde çalıştırılır. Opto-triyakla sürülen devrelerde gate akımı MT2 tarafından geldiği için triyak doğal olarak Q1 ve Q3'te çalışır. Datasheet'te "3Q" ya da "snubberless" yazan tipler Q4'te tetiklenmez.

Triyak bacakları nasıl bulunur? BT136 ve BTA16 bacak dizilimi

Triyak bacakları MT1 (A1 veya T1), MT2 (A2 veya T2) ve gate (G) olarak adlandırılır. TO-220 kılıflı BT136, BTA16 ve BTB16'da yaygın dizilim, yazılı yüz size dönükken ve bacaklar aşağıdayken soldan sağa MT1, MT2, gate şeklindedir. Dizilim kılıfa ve üreticiye göre değişebilir; TO-92, DPAK veya SMD kılıflarda farklı olabileceği için montajdan önce datasheet'ten kontrol edin.

Ölçüyle doğrulamak için multimetrenin ohm kademesini kullanın: Sağlam bir triyakta yalnızca gate ile MT1 arasında iki yönde de düşük direnç okunur, diğer iki çift arasında yüksek direnç görülür.

BTA ile BTB ve BT136 arasındaki fark nedir?

Temel fark, metal sırtın (tab) elektriksel olarak izole olup olmamasıdır. BTA16'nın sırtı içeriden yalıtılmıştır, bu yüzden birden fazla triyak yalıtım pedi olmadan aynı soğutucuya bağlanabilir. BTB16 ve BT136'da sırt MT2'ye bağlıdır, yani şebeke potansiyelindedir; soğutucuya yalıtım pedi ve izoleli burçla takılmalıdır.

BT136 4 A, BTA16 ve BTB16 16 A RMS sınıfındadır. Parça adındaki 600 veya 800, tekrarlı tepe gerilim sınıfını gösterir; 230 V şebekede tepe gerilim yaklaşık 325 V olduğu için 600 V ve üzeri tercih edilir. BTA16-600B, BTA16-600CW gibi son eklerdeki harfler gate hassasiyetini ve snubberless özelliğini belirtir.

İletimdeki triyağın üzerinde yaklaşık 1-1,5 V düşer. 5 A'lik yükte bu, P = V × I = 1,2 V × 5 A ≈ 6 W ısı demektir ve soğutucu gerektirir. Görsu Elektronik'in triyaklar kategorisinde BT136, BTA16 ve BTB16 gibi farklı akım ve gerilim sınıflarını karşılaştırabilirsiniz.

Triyak ile dimmer ve AC yük kontrolü nasıl yapılır?

Triyaklı dimmer, triyağı her yarım dalgada geciktirilmiş bir açıda tetikleyerek yüke giden gücü ayarlar; buna faz kontrolü denir. Klasik devrede potansiyometre ve kondansatörden oluşan RC ağı gecikmeyi belirler. Kondansatör gerilimi DB3 gibi bir diyağın eşik gerilimine (yaklaşık 30 V) ulaşınca diyak iletime geçer ve gate'e bir akım darbesi gönderir.

Faz kontrolü akkor lamba, rezistans ve üniversal motorlarda iyi çalışır. Kısılabilir olmayan LED ampuller ve elektronik sürücülü cihazlar bu yöntemle düzgün çalışmayabilir veya zarar görebilir. Isıtıcı gibi yavaş tepki veren yüklerde tam yarım dalgaları açıp kapatan sıfır geçişli kontrol daha az elektriksel gürültü üretir.

Bu devreler doğrudan 220 V AC şebekeye bağlıdır. Devre üzerinde çalışmadan önce fişi çekin, testte izolasyon trafosu kullanın ve kartı kapalı bir kutuda çalıştırın.

Snubber devresi neden kullanılır?

Snubber, MT1 ile MT2 arasına bağlanan seri bir direnç ve kondansatördür ve ani gerilim değişimlerinin (dV/dt) triyağı istemsiz tetiklemesini önler. Motor ve trafo gibi endüktif yüklerde akım sıfıra düştüğünde gerilim hâlâ yüksektir; triyak kapanırken uçlarına hızla gelen bu gerilim onu yeniden iletime sokabilir.

Değerler tipik olarak onlarca ohm ve onlarca ile yüzlerce nF mertebesindedir; kondansatör şebekeye uygun X2 sınıfında olmalıdır. Kesin değerler yüke ve datasheet'teki dV/dt değerlerine göre seçilir. Snubberless (BW, CW son ekli) tipler endüktif yüklerde daha dayanıklıdır, ağır endüktif yüklerde yine de snubber önerilir.

Opto-triyak ile triyak nasıl sürülür?

Mikrodenetleyiciden şebekeye bağlı bir triyağı sürmenin güvenli yolu MOC3021 gibi bir opto-triyak kullanmaktır. Girişteki LED, çıkıştaki küçük triyağı ışıkla tetikler; bu küçük triyak ana triyağın gate akımını MT2 tarafından sağlar ve lojik devre ile şebeke arasında galvanik yalıtım oluşur.

İki tip ayırt edilir:

• MOC3021 gibi sıfır geçiş algılamasız (random phase) tipler istenen anda tetikler, faz kontrollü dimmer için uygundur.

• MOC3041 ve MOC3063 gibi sıfır geçişli tipler yalnızca gerilim sıfıra yakınken tetikler, açma kapama kontrolü için uygundur, faz kontrolü yapamaz.

LED seri direnci ve gate direnci datasheet'teki uygulama devresine göre belirlenmelidir. MOC3021 ve sıfır geçişli muadillerini transistör ve fotovoltaik çıkışlı optokuplörler kategorisinde bulabilirsiniz.

Triyak arızası nasıl anlaşılır?

Triyak arızası çoğunlukla üç şekilde görülür: MT1-MT2 kısa devre olur ve yük sürekli çalışır, triyak açık devre olur ve yük hiç çalışmaz ya da gate bozulur ve triyak tetiklenmez. Kontrolü enerji kesilmişken ve kondansatörler boşaldıktan sonra yapın.

1. Triyağı karttan sökün ya da en azından bir bacağını kaldırın.

2. Multimetreyi ohm kademesine alın, MT1 ile MT2 arasını iki yönde ölçün. Sağlam triyakta yüksek direnç (çoğu ölçü aletinde OL) okunur.

3. Gate ile MT1 arasını ölçün. Düşük bir direnç beklenir; değer tipe göre değişir.

4. Gate ile MT2 arasını ölçün. Yüksek direnç beklenir.

5. Tetikleme testi için 12 V DC kaynak, 12 V'luk küçük bir ampul ve gate'e seri bir direnç kullanın. I = (12 - 1) / R ile bulunan akım datasheet'teki IGT değerini aşmalıdır: 470 Ω yaklaşık 23 mA, 220 Ω yaklaşık 50 mA verir. MT2'yi ampul üzerinden artıya, MT1'i eksiye bağlayıp gate'e dirençle kısa bir an artı verin. Ampul yanar ve gate bağlantısı çekildikten sonra da yanık kalırsa triyak sağlamdır.

 

Multimetrenin ohm kademesi tutma akımını sağlayamadığı için yalnızca ölçü aletiyle yapılan tetikleme denemesi kesin sonuç vermez.

Görsu Elektronik'te BT136, BTA16 ve BTB16 gibi triyakları MOC3021 ve MOC3041 gibi opto-triyaklarla birlikte bulabilirsiniz. Seçim yaparken akım ve gerilim sınıfını, kılıf tipini ve gate hassasiyetini datasheet'ten karşılaştırmanız yeterlidir.

Sık Sorulan Sorular

Triyak kaç volt ile tetiklenir?

Triyak gerilimle değil gate akımıyla tetiklenir. Tetiklenme anında gate-MT1 gerilimi genellikle 1,5 V'un altında kalır, gereken akım ise tipe göre birkaç mA ile onlarca mA arasındadır. Gate her zaman akım sınırlayıcı bir direnç üzerinden sürülmelidir.

BT136 yerine BTA16 takılır mı?

BTA16'nın akım sınıfı daha yüksek olduğu için çoğu devrede BT136'nın yerine çalışabilir, ancak gate hassasiyeti farklıdır. Hassas gate'li BT136 için tasarlanmış zayıf bir sürücü BTA16'yı tetikleyemeyebilir. Bacak dizilimini ve IGT değerini datasheet'ten karşılaştırın.

Triyak DC devrede kullanılır mı?

Triyak DC devrede tetiklenebilir ama akım sıfıra inmediği için kendiliğinden kapanmaz. DC yük anahtarlamak için MOSFET veya transistör daha uygundur.

Triyak ile röle arasında nasıl seçim yapılır?

Sık açıp kapama, sessiz çalışma ve faz kontrolü gerekiyorsa triyak, düşük kayıp ve tam yalıtımlı kontak gerekiyorsa röle daha uygundur. Triyak kapalıyken bile çok küçük bir kaçak akım geçirebilir.