ไดแอก (DIAC) ไทรแอก (TRIAC)

ไดแอก (DIAC) ไทรแอก (TRIAC)
ไดแอก (DIAC) หรือ “ DIODE-AC ” เป็นอุปกรณ์จุดชนวนไทรแอกลักษณะโครงสร้างจะเป็นสาร P-N 3 ชั้น รอยต่อเหมือนกับทรานซิสเตอร์ ไดแอกทำหน้าที่ป้องกันการกระโชกของแรงดันไฟสลับที่อาจทำให้ไทรแอกชำรุดเสียหายและทำหน้าที่ควบคุมเฟสกำหนดเวลาเริ่มทำงานของของไทรแอก เมื่อนำทั้งหมดมาประกอบเป็นวงจร สามารถทำให้วงจรทำงานหรือหยุดทำงานได้ตามการควบคุมของไดแอก เช่น วงจรปรับระดับความร้อนของเครื่องทำน้ำอุ่น วงจรหรี่ไฟแสงสว่าง วงจรปรับความเร็วมอเตอร์ ฯลฯ
ไทรแอก (TRIAC) เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำประเภทไทริสเตอร์ ถูกพัฒนาขึ้นมาให้ใช้งานได้กับไฟสลับเพื่อแก้ข้อบกพร่องของ เอสซีอาร์ ไทรแอกนำกระแสได้สองทิศทาง โดยทำหน้าที่เป็นสวิตซ์ มีคุณสมบัติเป็นสวิตซ์ที่ดีกว่าสวิตซ์ธรรมดาหลายประการ คือ ทำงานได้เร็ว ควบคุมการทำงานง่ายไม่มีหน้าสัมผัสจึงไม่เกิดประกายไฟ โครงสร้างไทรแอกเหมือนการรวม เอสซีอาร์สองตัวไว้ด้วยกัน การทำงานของไทรแอกต้องเลือกสภาวะการทำงานของไทรแอก โดยเลือกใช้สภาวะกระแสแอโนดกับกระแสเกตเสริมกัน การทำให้ไทรแอกนำกระแสทำได้คล้ายกันกับ เอสซีอาร์โครงสร้างและ
การทำงานของไดแอก
การทำงานของไดแอกนั้นจะอาศัยช่วงแรงดันพังทลาย ( Break Over Voltage ) เป็นส่วนของการทำงาน เมื่อป้อนแรงดันบวก ( + ) เข้าที่ขา A1 ละแรงดันลบ (-) เข้าที่ขา A2 รอยต่อN และ P ตรงบริเวณ A1 จะอยู่ในลักษณะไบอัสกลับ จึงไม่มีกระแสไหลจาก A1 ไปยัง A2 ได้ เมื่อเพิ่มแรงดันไบอัสดังกล่าวสูงขึ้นเรื่อยๆ จนถึงค่าแรงดันค่าหนึ่งจะทำให้กระแสสามารถไหลทะลุผ่านรอยต่อ N-P มาได้ ส่วนรอยต่อตรง A2 นั้นอยู่ในสภาวะไบอัสตรงอยู่แล้ว ดังนั้นกระแสที่ไหลผ่านไดแอกนี้จึงเสมือนกับเป็นกระแสที่เกิดจากการพังทลายของไดโอดและถ้าหากไม่มีการจำกัดกระแสแล้วแอกก็สามารถพังได้เช่นกัน ถ้าเราสลับขั้วศักย์แรงดัน A1 และ A2 การทำงานของไดแอกก็จะเป็นเช่นเดียวกับกรณีดังกล่าวที่ผ่านมา เขียนเป็นกราฟแสดงความสัมพันธ์ของแรงดันตกคร่อมตัวไดแอก และกระแสที่ไหลผ่านไดแอกได้ ดังรูปที่ 2



รูปที่ 2 กราฟแสดงลักษณะสมบัติของไดแอก

จากกราฟ เมื่อไดแอกนำกระแสแรงดันตกคร่อมตัวไดแอกจะลดค่าลงอีกเล็กน้อย โดยปกติจะลดลงจากค่าแรงดันพังประมาณ 5 โวลต์ จากลักษณะสมบัติของไดแอก จึงเห็นได้ว่าไดแอกเหมาะสมที่จะนำไปใช้เป็นตัวป้อนกระแสจุดชนวนให้กับอุปกรณ์ไทรแอก เพราะนำกระแสได้ 2 ด้าน
การวัดและทดสอบไดแอกด้วยโอห์มมิเตอร์
การวัดหาขาของไดแอก พิจารณาได้จากโครงสร้างและสัญลักษณ์ของไดแอก ดังรูปที่ 3



รูปที่ 3 แสดงค่าความต้านทานระหว่างขาของไดแอก

ตั้งโอห์มมิเตอร์ที่ย่านวัด R x 10
กรณีที่ 1 เอาสายมิเตอร์ศักย์ไฟบวกจับที่ขา A1 สายมิเตอร์ศักย์ไฟลบจับที่ขา A2 เข็มจะชี้ที่ตำแหน่ง
กรณีที่ 2 ทำการกลับขั้ว ผลที่ได้จะเป็น แสดงว่าไดแอกมีสภาพดี
โครงสร้างและสัญลักษณ์ของไทรแอก
ไทรแอกเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่มีขั้วต่อ 3 ขั้ว มีชื่อเรียกว่า A2 (แอโนด 2) , A1 (แอโนด1) และ G (เกต) ไทรแอก (Triac) จะเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่คล้ายๆ กับสวิตช์ไฟฟ้าสำหรับกระแสสลับ แต่มีข้อดีกว่าสวิตช์ธรรมดา คือการเปิด – ปิดวงจรของไทรแอกเร็วกว่าสวิตช์ธรรมดาหลายเท่า จึงทำให้สามารถควบคุมกำลังงานได้ มีลักษณะโครงสร้างดังรูปที่ 1



รูปที่ 1 แสดงโครงสร้าง สัญลักษณ์ และวงจรเปรียบเทียบระหว่างไทรแอกกับเอสซีอาร์




คุณสมบัติของไทรแอก
คุณสมบัติของไทรแอกนั้นมีคุณสมบัติคล้ายกับเอสซีอาร์ตรงที่เมื่อนำกระแสแล้วก็จะนำกระแสตลอดไปเช่นกัน แต่ไทรแอกนั้นมีข้อแตกต่างตรงที่สามารถนำกระแสได้ 2 ทิศทาง ไม่ว่าจะเป็นการไหลของกระแสจาก A1 มายัง A2 หรือกระแสไหลจากไหลจาก A2 มายัง A1 ดังนั้นจึงนิยมใช้ไทรแอกในงานควบคุมกำลังไฟฟ้าที่ต้องการใช้งานทั้งไซเกิลบวกและลบ (ไฟสลับ)
จากคุณสมบัติที่กล่าวมาในเรื่องของการนำกระแสนั้น เราจึงสามารถแบ่งการทำงานของไทรแอก ออกเป็น 4 แบบหรือ 4 ควอทเดรนท์ ( Quadrant ) ดังรูปที่ 2


วิธีการตรวจสอบและการหาขาของไทรแอกด้วยโอห์มมิเตอร์
ให้พิจารณาจากโครงสร้างพร้อมกับตารางค่าความต้านทานประกอบและปฏิบัติดังนี้
1. ทำการสมมุติขาของไทรแอก เป็นขา A, B และ C หรือขาที่ 1, 2 และ 3 ดังรูปที่ 4
2. นำสายวัดของโอห์มมิเตอร์ทำการวัดที่ขาของไทรแอกเป็นคู่ๆ ดังตารางที่ 1
ผลจากตารางแสดงค่าความต้านทาน พอสรุปได้ดังนี้
1. การวัดไทรแอกทั้งหมด 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)