ミニ人工心肺を作成する際に、ACモーターを位相制御してきましたが、位相制御を行う部品にトライアックという部品を使いました。

あまり使った事がなく動作原理が分からず、他サイトを参考に使ってましたが、接続を間違って意図しない動作になったので自分の健忘録としてトライアックの動作について直感的にわかる使用方法を書いておこうと思います。

意図しない動作というのは電源を入れると通常トライアックが作動していないのに、トライアックがずっと動作してしまうというものです。

 

トライアックの原理と概要

まずトライアックというのはここここで説明されていますが、実際に使おうとしても、説明が回りくどくって、使い方がわからないというのが本当のところだと思います。

要するにゲートに電流を流せば、T1からT2にまたその逆のT2からT1に電流が流せるという双方向のサイリスタというのがわかりやすいと思います。

このトライアックですが、AC電源を位相制御するのがほとんどの使い道だと思いますので、その使用方法について説明していきます。

 

AC電源を位相制御する方法はアナログ式とマイコンなどによるデジタル式があります。

アナログ式は下記の様にR1の可変抵抗の抵抗値を変更する事で、DIACのスイッチングしてトライアックの位相制御を実現します。

 

 

デジタル式はマイコンによってAC電圧波形のゼロクロスを検知してそれから任意の遅れを作って、フォトトライアックを作動させ、トライアックを動作させるのです。

 

上記の図や説明を読んで、理解されたかたは大変優秀だと思います。

私の場合は、ゲート電流を流すって・・?どうゆう流れかた?という疑問をいだきました。

ここのサイトのやこのサイトは説明がとてもわかりやすくやっと理解できました。

 

トライアックはどうのように作動するのかというと、下記のような回路で説明します。

回路中のスイッチでトライアックを作動させます。

このスイッチの方法でアナログ式のデジタル式があるのです。

この回路にAC電源と負荷をT1とT2と並列に入れる事で回路ができます。

 

まずT1にプラスの電圧がかかった時は・・

T1からゲートへ電流が流れ、流れた瞬間にT1とT2が導通して大電流を流す事ができます。

AC電源は極性が変わるので、次にT2が+となれば、導通していたトライアックは作動を停止します。

 

次にT2側がプラスになると

図のように抵抗を電流が流れゲートからT1に電流が一瞬流れたとたん、T2からT1へトライアックが導通します。

 

トライアックの接続間違い

私の場合、ACモーターの制御にトライアックを使用しましたが、最初正常に動作せずに困りました。

マイコンからのフォトトライアックの動作は問題なかったのでトライアックの動作不良を疑ったのです。

また、電源をいれるやいなやACモーターが最大速度で回る(位相制御ができておらず、トライアックが常に導通している状態)だったので、なぜこのような事が起こっているかを回路図を元に検討してみました。

検討の結果回路の結線を間違っていたのです。

私のつかったトライアックは秋月で買った安いAC16FGM

下記のようなものですが、

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トライアックを使用する際に他サイトを参考にしたので、

上図のようにゲートがT2についていると勘違いしたのが間違いの元でした。

ですから、回路図は下図なんですが・・

実際には↓のような回路図になっていたのです。

ですから、

逆の電圧がかかった時も・・・

 

このようにしてトライアックが常に導通していたとわかっったのです。

 

トライアックに使用する抵抗器

トライアックを使用する際に接続以外に気になる点がもう一点あります。

それは、トライアックに使用する抵抗器です。

トライアックに使用する抵抗器は私の場合このサイトを参考に1Wの200Ωを使用しています。

この抵抗器には実際には100Vの電圧がかかります。

単純に計算するとこの抵抗器に流れる電流は100/200で0.5Aです。

電圧は100Vですから、抵抗器が消費する電力は50Wになってしまいます。

しかしご安心を、200Ωの抵抗に流れる電流は本当に一瞬なので1W程度で良いのです。

ゲートに電流がほんの一瞬流れただけで、T1とT2の抵抗値が下がるので200Ωの抵抗にはほとんど電流は流れません。

こういった仕組みなんだそうです。

私もよくわかっていませんでしたが、よく勉強になりました。

以上!!

 

 

 

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