Apa itu TRIAC ? Cara Kerja Serta Aplikasi Dari TRIAC

Sakelar elektronik daya seperti BJT, SCR, IGBT, MOSFET, dan TRIAC adalah komponen yang sangat penting dalam hal rangkaian pengalih seperti konverter DC-DC, Pengontrol Kecepatan Motor, Pengemudi Motor, dan Pengontrol Frekuensi, dll. Setiap perangkat memiliki properti unik dan sehingga mereka memiliki aplikasi khusus mereka sendiri. 

Dalam artikel ini kita akan belajar tentang TRIAC, yang merupakan perangkat dua arah yang berarti dapat berjalan di kedua arah. Karena properti ini TRIAC digunakan secara eksklusif di mana suplai AC sinusoidal terlibat, TRIAC pengertian dan aplikasinya

Pengertian TRIAC

Istilah TRIAC adalah singkatan dari TRIode for Alternating Current. Ini adalah perangkat switching tiga terminal yang mirip dengan SCR (Thyristor) tetapi dapat berjalan di kedua arah karena dibangun dengan menggabungkan dua SCR dalam keadaan anti-paralel. Simbol dan pin dari TRIAC ditunjukkan di bawah ini.

Karena TRIAC adalah perangkat dua arah, arus dapat mengalir dari MT1 ke MT2 atau dari MT2 ke MT1 saat terminal gerbang dipicu. Untuk TRIAC, tegangan pemicu ini yang akan diterapkan ke terminal gerbang bisa positif atau negatif sehubungan dengan terminal MT2. Jadi, ini menempatkan TRIAC ke dalam empat mode operasi seperti yang tercantum di bawah ini

• Tegangan Positif di MT2 dan pulsa positif ke gerbang (Kuadran 1)
• Tegangan Positif di MT2 dan pulsa negatif ke gerbang (Kuadran 2)
• Tegangan Negatif di MT2 dan pulsa positif ke gerbang (Kuadran 3)
• Tegangan Negatif di MT2 dan pulsa negatif ke gerbang (Kuadran 4)

Carakerja V-I dari TRIAC

Gambar di bawah mengilustrasikan status TRIAC di setiap kuadran.

Karakterisasi turn on dan turn off dari TRIAC dapat dipahami dengan melihat grafik carakerja TRIAC VI yang juga terlihat pada gambar di atas. Karena TRIAC hanyalah kombinasi dari dua SCR dalam arah anti-paralel, grafik carakerja V-I terlihat mirip dengan grafik SCR. Seperti yang Anda lihat, TRIAC sebagian besar beroperasi di Kuadran ke-1 dan Kuadran ke-3.

Carakerja Turn-On TRIAC

Untuk menyalakan TRIAC, tegangan / pulsa gerbang positif atau negatif harus disuplai ke pin gerbang TRIAC. Saat memicu salah satu dari dua SCR di dalam, TRIAC mulai bekerja berdasarkan polaritas terminal MT1 dan MT2. Jika MT2 positif dan MT1 negatif maka SCR pertama bekerja dan jika terminal MT2 negatif dan MT1 positif maka SCR kedua bekerja. Dengan cara ini salah satu SCR selalu tetap sehingga membuat TRIAC ideal untuk aplikasi AC.

Tegangan minimum yang harus diterapkan ke pin gerbang untuk menyalakan TRIAC disebut sebagai tegangan gerbang ambang (VGT) dan arus yang dihasilkan melalui pin gerbang disebut sebagai arus gerbang ambang (IGT). Setelah tegangan ini diterapkan pin gerbang TRIAC akan bias maju dan mulai bekerja, waktu yang dibutuhkan TRIAC untuk berubah dari keadaan mati ke keadaan hidup disebut sebagai waktu nyala (ton).

Sama seperti SCR, TRIAC setelah dihidupkan akan tetap menyala kecuali jika diubah. Namun untuk kondisi ini arus beban yang melalui TRIAC harus lebih besar dari atau sama dengan arus latching (IL) dari TRIAC. 

Jadi untuk menyimpulkan TRIAC akan tetap menyala bahkan setelah melepas pulsa gerbang selama arus beban lebih besar dari nilai arus latching.

Mirip dengan arus penguncian, ada nilai penting lain dari arus yang disebut arus penahan. Nilai minimum arus untuk menjaga TRIAC dalam mode konduksi maju disebut sebagai holding current (IH). 

TRIAC akan masuk ke mode konduksi kontinu hanya setelah melewati arus penahan dan arus penguncian seperti yang ditunjukkan pada grafik di atas. Juga nilai arus latching dari setiap TRIAC akan selalu lebih besar dari nilai arus holding.

Carakerja mematikan Triac

Proses mematikan TRIAC atau perangkat daya lainnya disebut pergantian, dan rangkaian yang terkait dengannya untuk melakukan tugas disebut sebagai rangkaian komutasional. Metode yang paling umum digunakan untuk mematikan TRIAC adalah dengan mengurangi arus beban melalui TRIAC hingga mencapai di bawah nilai arus penahan (IH). 

Jenis pergantian ini disebut pergantian paksa di rangkaian DC. Kita akan belajar lebih banyak tentang bagaimana TRIAC dinyalakan dan dimatikan melalui rangkaian aplikasinya.

Aplikasi TRIAC

TRIAC sangat umum digunakan di tempat-tempat di mana daya AC harus dikontrol misalnya, digunakan dalam pengatur kecepatan kipas angin langit-langit, rangkaian dimmer bohlam AC, dll. Mari kita lihat rangkaian sakelar TRIAC sederhana untuk memahami cara kerjanya secara praktis.

Di sini kami telah menggunakan TRIAC untuk menghidupkan dan mematikan beban AC melalui tombol tekan. Sumber daya listrik kemudian disambungkan ke bola lampu kecil melalui TRIAC seperti yang ditunjukkan di atas. 

Ketika sakelar ditutup, tegangan fasa diterapkan ke pin gerbang TRIAC melalui resistor R1. Jika tegangan gerbang ini di atas tegangan ambang gerbang maka arus mengalir melalui pin gerbang, yang akan lebih besar dari arus ambang gerbang.

Pada kondisi ini TRIAC memasuki bias maju dan arus beban akan mengalir melalui Bulb. Jika beban mengkonsumsi arus yang cukup, TRIAC masuk ke status penguncian. Tetapi karena ini adalah sumber daya AC, tegangan akan mencapai nol untuk setiap setengah siklus dan dengan demikian arus juga akan mencapai nol untuk sementara waktu. 

Oleh karena itu penguncian tidak dimungkinkan di rangkaian ini dan TRIAC akan mati segera setelah sakelar dibuka dan tidak diperlukan rangkaian pergantian di sini. Jenis pergantian TRIAC ini disebut pergantian alami. Sekarang mari kita membangun rangkaian ini di papan PCB menggunakan TRIAC BT136 dan memeriksa cara kerjanya.

Kehati-hatian tinggi diperlukan saat bekerja dengan catu daya AC, tegangan operasi diturunkan untuk tujuan keselamatan. Daya AC standar 230V 50Hz (Di India) diturunkan ke 12V 50Hz menggunakan transformator. Sebuah bohlam kecil dihubungkan sebagai beban. Pengaturan eksperimental terlihat seperti ini di bawah ini ketika selesai.

Ketika tombol ditekan pin gerbang menerima tegangan gerbang dan dengan demikian TRIAC dihidupkan. Bohlam akan menyala selama tombol ditekan. Setelah tombol dilepaskan, TRIAC akan dalam keadaan terkunci, tetapi karena tegangan input adalah AC, arus meskipun TRIAC akan berada di bawah arus penahan dan dengan demikian TRIAC akan mati, pekerjaan lengkap juga dapat ditemukan di video diberikan di akhirartikel ini.

Kontrol TRIAC menggunakan Mikrokontroler

Ketika TRIAC digunakan sebagai peredup cahaya atau untuk aplikasi kontrol Fase, pulsa gerbang yang disuplai ke pin gerbang harus dikontrol menggunakan mikrokontroler, untuk mengetahui kebih lengkap mengenai mikrokontroler silahkan baca Apa itu Mikrokontroler? Penjelasan Secara lengkap Dalam hal ini pin gerbang juga akan diisolasi menggunakan opto-coupler. Diagram rangkaian untuk hal yang sama ditunjukkan di bawah ini.

Untuk mengontrol TRIAC menggunakan sinyal 5V / 3.3V kita akan menggunakan opto-coupler seperti MOC3021 yang memiliki TRIAC di dalamnya. TRIAC ini dapat dipicu oleh 5V / 3.3V melalui Light Emitting Diode. Biasanya sinyal PWM akan diterapkan ke pin pertama MOC3021 dan frekuensi serta siklus kerja sinyal PWM akan bervariasi untuk mendapatkan keluaran yang diinginkan. Jenis rangkaian ini biasanya digunakan untuk kontrol kecerahan lampu atau kontrol kecepatan motor.

Tingkat Efek - Rangkaian Snubber

Semua TRIAC menderita masalah yang disebut Efek Tingkat. Saat itulah terminal MT1 mengalami peningkatan tegangan yang tajam karena kebisingan switching atau transien atau lonjakan, TRIAC salah menginterupsi sebagai sinyal switching dan ON secara otomatis. Ini karena adanya kapasitansi internal antara terminal MT1 dan MT2.

Cara yang paling mudah untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan menggunakan rangkaian Snubber. Pada rangkaian di atas, Resistor R2 (50R) dan Kapasitor C1 (10nF) bersama-sama membentuk jaringan RC yang bertindak sebagai rangkaian Snubber. Setiap tegangan puncak yang disuplai ke MT1 akan diamati oleh jaringan RC ini.

Efek Arus Balik Atau Efek Backlash

Masalah umum lainnya yang akan dihadapi oleh desainer saat menggunakan TRIAC adalah efek Backlash. Masalah ini terjadi ketika potensiometer digunakan untuk mengontrol tegangan gerbang TRIAC. Ketika POT diubah ke nilai minimum, tidak ada tegangan yang akan diterapkan ke pin gerbang dan dengan demikian Beban akan dimatikan. 

Tetapi ketika POT diubah ke nilai maksimum, TRIAC tidak akan menyala karena efek kapasitansi antara pin MT1 dan MT2, kapasitor ini harus menemukan jalur untuk melepaskannya jika tidak maka TRIAC tidak akan ON. Efek ini disebut sebagai efek Backlash. Masalah ini dapat diperbaiki hanya dengan memasukkan resistor secara seri dengan rangkaian switching untuk menyediakan jalur bagi kapasitor untuk melepaskannya.

Interferensi Frekuensi Radio (RFI) dan TRIAC

Rangkaian switching TRIAC lebih rentan terhadap gangguan Frekuensi Radio (EFI) karena pada saat beban dihidupkan, arus naik dari 0A ke nilai maksimum secara tiba-tiba sehingga menimbulkan ledakan pulsa listrik yang menyebabkan Antarmuka Frekuensi Radio. Semakin besar arus beban, semakin buruk gangguannya. Menggunakan rangkaian Suppressor seperti penekan LC akan menyelesaikan masalah ini.

TRIAC - Batasan

Ketika diminta untuk mengganti bentuk gelombang AC di kedua arah jelas TRIAC akan menjadi pilihan pertama karena ini adalah satu-satunya saklar elektronik daya dua arah. Ini bertindak seperti dua SCR yang terhubung secara back to back dan juga berbagi properti yang sama. Meskipun saat merancang rangkaian menggunakan TRIAC, batasan berikut harus dipertimbangkan

TRIAC memiliki dua struktur SCR di dalamnya, satu bekerja selama setengah positif dan yang lainnya selama setengah negatif. Tetapi, mereka tidak memicu secara simetris yang menyebabkan perbedaan dalam setengah siklus output positif dan negatif

Juga karena sakelar tidak simetris, itu mengarah ke harmonisa tingkat tinggi yang akan menyebabkan kebisingan di rangkaian.

Masalah harmonisa ini juga akan menimbulkan Electro Magnetic Interference (EMI)

Saat menggunakan beban induktif, ada risiko besar arus masuk mengalir ke sumber, oleh karena itu harus dipastikan bahwa TRIAC dimatikan sepenuhnya dan beban induktif dilepaskan dengan aman melalui jalur alternatif.

Aji Fitriyan Hidayat

Skill Comes From Within Yourself, Not Other Or Family, So Be Enthusiastic For Yourself.

Bagikan Artikel ini