วันจันทร์ที่ 6 มิถุนายน พ.ศ. 2554

ไดแอก ( DIAC )

 ไดแอก ( DIAC )
1.   โครงสร้างและสัญลักษณ์ของไดแอก
                ไดแอก ( DIAC ) หรือไดโอด-แอก เป็นอุปกรณ์จุดชนวนไทรแอก ที่ถูกออกแบบให้สามารถนำกระแสได้ 2 ทางที่แรงดันค่าหนึ่ง ลักษณะโครงสร้างจะเป็นสาร P-N-P  3 ชั้น 2 รอยต่อเหมือนกับทรานซีสเตอร์ แสดงดังรูปที่ 1 แต่แตกต่างจากทรานซีสเตอร์ตรงที่ความเข้มของการโด๊ป ( Dope ) สาร  จึงทำให้รอยต่อทั้งสองของไดแอกเหมือนกัน จึงทำให้มีคุณสมบัติเป็นสวิตซ์ได้ 2 ทาง และค่าแรงดันเริ่มต้นที่จะทำให้ไดแอกนำกระแสได้นั้นจะอยู่ในช่วง 29-30 โวลต์


รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างและสัญลักษณ์ของไดแอก


2. การทำงานของไดแอก

                การทำงานของไดแอกนั้นจะอาศัยช่วงแรงดันพังทลาย ( Break  Over Voltage ) เป็นส่วนของการทำงาน เมื่อป้อนแรงดันบวก ( + ) เข้าที่ขา A1 ละแรงดันลบ (-) เข้าที่ขา  A2 รอยต่อและ P ตรงบริเวณ A1 จะอยู่ในลักษณะไบอัสกลับ จึงไม่มีกระแสไหลจาก A1  ไปยัง A2  ได้ เมื่อเพิ่มแรงดันไบอัสดังกล่าวสูงขึ้นเรื่อยๆ จนถึงค่าแรงดันค่าหนึ่งจะทำให้กระแสสามารถไหลทะลุผ่านรอยต่อ N-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

ตัวอย่าง ค่าแรงดันของไดแอกเบอร์ต่างๆ
                GT – 32 แถบสีแดง        VBO = 27-37 V
                GT – 35 แถบสีส้ม         VBO = 30-40 V
                GT – 40 แถบสีเหลือง   VBO = 38-48  V
                GT – 50 แถบสีเขียว       VBO = 56-70 V

3. การวัดและทดสอบไดแอกด้วยโอห์มมิเตอร์
            การวัดหาขาของไดแอก   พิจารณาได้จากโครงสร้างและสัญลักษณ์ของไดแอก   ดังรูปที่ 3


รูปที่ 3 แสดงค่าความต้านทานระหว่างขาของไดแอก

ตั้งโอห์มมิเตอร์ที่ย่านวัด R x 10
             กรณีที่ 1    เอาสายมิเตอร์ศักย์ไฟบวกจับที่ขา A1  สายมิเตอร์ศักย์ไฟลบจับที่ขา A2 เข็มจะชี้ที่ตำแหน่ง 
             กรณีที่ 2    ทำการกลับขั้ว    ผลที่ได้จะเป็น  แสดงว่าไดแอกมีสภาพดี


ไทรแอก ( Triac )

1.  โครงสร้างและสัญลักษณ์ของไทรแอก
                ไทรแอกเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่มีขั้วต่อ 3 ขั้ว มีชื่อเรียกว่า A2 (แอโนด 2) , A1 (แอโนด1) และ (เกต) ไทรแอก (Triac) จะเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่คล้ายๆ กับสวิตช์ไฟฟ้าสำหรับกระแสสลับ แต่มีข้อดีกว่าสวิตช์ธรรมดา คือการเปิด  ปิดวงจรของไทรแอกเร็วกว่าสวิตช์ธรรมดาหลายเท่า จึงทำให้สามารถควบคุมกำลังงานได้ มีลักษณะโครงสร้างดังรูปที่  1


รูปที่ 1 แสดงโครงสร้าง สัญลักษณ์ และวงจรเปรียบเทียบระหว่างไทรแอกกับเอสซีอาร์


2. 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


รูปที่ 2 แสดงการทำงานของไทรแอกทั้ง 4 ควอทเดรนท์


รูปที่ 3 กราฟแสดงลักษณะสมบัติของไทรแอก
               
                จากกราฟแสดงลักษณะสมบัติของไทรแอก  จะแสดงความสัมพันธ์ของกระแสที่ไหลระหว่าง 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  ไทรแอกจะนำกระแสทันที  กราฟความสัมพันธ์และข้อจำกัดต่างๆ จะเหมือนกับ  SCR ในทำนองเดียวกันถ้าให้แรงดันที่ A1 มีค่าเป็นบวกเมื่อเทียบกับ A2 ส่วนของกราฟคือแกน  X ทางด้านลบจะมีลักษณะคล้ายกันกับด้านบวก  ถ้าเพิ่มแรงดันมากขึ้นจนถึงค่าแรงดันพังทลายก็จะทำให้ไทรแอกนำกระแสเองได้ และถ้าหากว่าไม่มีการจำกัดกระแสในตัวไทรแอกแล้ว ไทรแอกจะเกิดการเสียหายได้
                ในขณะที่ไทรแอกนำกระแส ถ้าลดค่ากระแสแอโนดลงจนถึงค่ากระแสต่ำสุดที่ยังคงทำให้ไทรแอกนำกระแสได้  ค่ากระแสต่ำสุดนี้ เรียกว่า โฮลดิ้ง” ( IH :Holding Current ) ก็จะทำให้ไทรแอกหยุดนำกระแส
                        เนื่องจากไทรแอก สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ทั้งสองทาง จึงเหมาะกับการนำไปใช้กับไฟสลับมากกว่าเอสซีอาร์ และสำหรับกระแสไฟสลับ (เป็นคลื่นรูปไซน์ )จะมีอยู่ช่วงเวลาหนึ่งช่วงกระแสตัดกับเส้นศูนย์ของกราฟ ) ที่กระแสตกต่ำกว่ากระแสโฮลดิ้ง ดังนั้นจึงทำให้ไทรแอกหยุดนำกระแสเองและจะรอการจุดชนวนใหม่อีกครั้ง และถ้าหากครึ่งลบของสัญญาณไฟสลับเข้ามาก็จะนำกระแสทางด้านลบอีกเช่นเคย  และจะหยุดนำกระแสเมื่อค่ากระแสลดลงต่ำกว่ากระแสโฮลดิ้ง

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



รูปที่ 4 แสดงการสมมุติตำแหน่งขา


คู่ที่

ศักย์ไฟ
ความต้านทาน
บวก ( สายสีดำ )
ลบ ( สายสีแดง )
1

1
2
2
1
2

2
3
3
2
ค่าความต้านทานต่ำ
ค่าความต้านทานต่ำ
3

1
3
3
1

ตารางที่ 1 แสดงค่าความต้านทานต่างๆ ของไทรแอก


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 (A2เข็มมิเตอร์จะชี้ที่ค่าความต้านทานประมาณ 15 โอห์ม    ต่อจากนั้นให้สลับขาที่เหลือเป็นขาเกต  แล้วทำการจุดชนวนโดยใช้ไฟจากขาแอโนด 2   เข็มมิเตอร์จะชี้ที่ค่าความต้านทานประมาณ 20 โอห์ม   จากการวัดจะสังเกตได้ว่าเมื่อทำการจุดชนวนที่ขาเกตได้ค่าความต้านทานต่ำกว่าการจุดชนวนที่ขาแอโนด 1 (A1)

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น