So sánh SCR, TRIAC và IGBT – Hiểu đúng để chọn đúng cho tải xoay chiều

Thứ Hai, 12/05/2025 Huỳnh Chí Diễn

Nội dung bài viết

⚔️ So sánh SCR, TRIAC và IGBT – Hiểu đúng để chọn đúng cho tải xoay chiều

Mở bài: Cùng là linh kiện công suất, nhưng chọn sai là "nghẽn cả mạch"

Bạn đang thiết kế hoặc sửa một mạch điều khiển tải xoay chiều (AC) – ví dụ như điều chỉnh độ sáng đèn, tốc độ quạt, mô-tơ, hay mạch khởi động mềm?

Bạn phân vân giữa:

SCR – nghe “cổ điển”, nhưng vẫn thấy dùng nhiều?
TRIAC – phổ biến trong dimmer dân dụng?
IGBT – mạnh mẽ, hiện đại, đóng cắt siêu nhanh?

Hãy cẩn thận: chọn sai linh kiện không chỉ làm mạch không hoạt động, mà còn gây nổ, cháy tải hoặc hỏng driver.

Bài viết này sẽ giúp bạn:

Hiểu bản chất và ứng dụng của từng loại linh kiện
So sánh chi tiết: cấu tạo, nguyên lý, ưu – nhược điểm
Biết chính xác khi nào nên dùng SCR, TRIAC hoặc IGBT

1. Tóm tắt định nghĩa từng linh kiện

🔧 SCR (Silicon Controlled Rectifier)

Một loại thyristor điều khiển dòng xoay chiều một chiều
Dẫn khi có xung ở Gate, ngắt khi dòng qua nó = 0
Điều khiển nửa chu kỳ → chỉnh lưu điều khiển

🔧 TRIAC (Triode for Alternating Current)

Dẫn dòng 2 chiều
Có thể điều khiển cả hai nửa chu kỳ của AC
Phổ biến trong mạch dimmer, điều chỉnh điện năng tiêu thụ

🔧 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)

Linh kiện bán dẫn hiện đại, điều khiển bằng điện áp
Dẫn dòng mạnh, đóng ngắt nhanh
Phải có mạch phụ để điều khiển AC, vì IGBT chỉ hoạt động với DC

Từ khoá: so sánh SCR TRIAC IGBT, linh kiện điều khiển AC

2. Bảng so sánh tổng quát

Tiêu chí	SCR	TRIAC	IGBT
Loại dòng	AC một chiều	AC hai chiều	DC (phải ghép cầu H cho AC)
Điều khiển	Xung tại Gate	Xung tại Gate	Điện áp tại Gate (Vge)
Tần số hoạt động	Trung bình (50–400Hz)	Trung bình (50–400Hz)	Cao (20kHz – 100kHz)
Khả năng đóng cắt	Chậm	Chậm	Nhanh
Cấu trúc	PNPN	PNPN x2	MOSFET + BJT
Dễ điều khiển	Trung bình	Khó hơn (vì 2 chiều)	Phức tạp
Ứng dụng chính	Chỉnh lưu điều khiển, công nghiệp	Dimmer, quạt, máy sưởi	Biến tần, inverter
Có tự ngắt khi mất xung	Có	Có	Không (cần điều khiển chủ động)

3. Nguyên lý hoạt động – Ai dẫn dòng như thế nào?

⚙️ SCR:

Dòng xoay chiều đi vào Anode, ra Cathode
Khi Gate nhận xung, SCR dẫn điện cho đến khi dòng qua nó = 0
Thường dùng để điều khiển một nửa chu kỳ AC

📌 Mạch ví dụ: Chỉnh lưu điều khiển nguồn cho động cơ

⚙️ TRIAC:

Hoạt động như 2 SCR ghép song song ngược chiều
Cho phép dòng AC đi cả 2 chiều
Cần xung điều khiển chính xác tại thời điểm mỗi bán chu kỳ

📌 Mạch ví dụ: Dimmer điều chỉnh độ sáng đèn sợi đốt 220V

⚙️ IGBT:

Dòng DC đi từ Collector đến Emitter khi Gate được cấp điện áp
Nếu muốn điều khiển AC, phải có cầu H, hoặc mạch chuyển đổi AC–DC–AC
Hoạt động tốt ở tần số cao, hiệu suất cao

📌 Mạch ví dụ: Biến tần điều khiển mô-tơ 3 pha

4. Ưu – nhược điểm chi tiết

✅ SCR

Ưu:
- Cấu trúc đơn giản, chịu dòng cao
- Điều khiển AC hiệu quả, ít tổn hao
Nhược:
- Chỉ dẫn một chiều → hạn chế ứng dụng
- Cần mạch tạo xung riêng

✅ TRIAC

Ưu:
- Điều khiển cả 2 nửa chu kỳ AC
- Gọn nhẹ, phổ biến trong thiết bị dân dụng
Nhược:
- Điều khiển phức tạp hơn SCR
- Không dùng được với tải cảm ứng mạnh (mô-tơ)

✅ IGBT

Ưu:
- Chịu dòng lớn, điện áp cao
- Đóng ngắt cực nhanh → dùng tốt với PWM
Nhược:
- Cần mạch phụ để điều khiển AC
- Phức tạp hơn, giá cao hơn

5. Ứng dụng thực tế – Mạch nào dùng gì?

Ứng dụng	Gợi ý linh kiện phù hợp	Ghi chú thêm
Dimmer đèn sợi đốt	TRIAC (BT136, BTA16...)	Gọn, đơn giản
Điều tốc quạt điện	TRIAC + mạch zero-cross	Dùng opto-Triac để cách ly
Điều khiển mô-tơ xoay chiều nhỏ	SCR	Kết hợp chỉnh lưu điều khiển
Mạch khởi động mềm	SCR đôi hoặc song song	Điều khiển từng pha
Biến tần điều khiển động cơ	IGBT (IRG4PC50, GT60M303...)	Dùng PWM + cầu H
Mạch công suất cao	IGBT hoặc SCR công suất lớn	Cần tản nhiệt tốt

6. Lỗi phổ biến khi chọn sai linh kiện

❌ Dùng TRIAC cho tải cảm ứng → nhiễu, reset MCU

→ TRIAC dễ bị nhiễu bởi dòng khởi động, đặc biệt với mô-tơ, máy bơm

❌ Dùng IGBT trực tiếp với AC → không hoạt động

→ IGBT không dẫn được xoay chiều nếu không có cầu H → dễ gây hiểu nhầm “hỏng mạch”

❌ Dùng SCR nhưng không có mạch ngắt dòng

→ SCR “bám dòng” → tải không tắt → nguy hiểm nếu không được kiểm soát

7. Một số mã linh kiện thông dụng

Loại	Mã phổ biến	Dòng (A)	Áp (V)	Ghi chú
SCR	C106, TYN612	4–16	600–800	Dễ tìm, dùng tốt cho tải vừa
TRIAC	BT136, BTA16, BTA41	4–40	400–800	Dimmer dân dụng
IGBT	IRG4PC50, GT60M303	25–75	600–1200	Biến tần, công nghiệp

8. Kết luận – Mỗi linh kiện một “vai diễn”, chọn đúng mới hay!

SCR, TRIAC và IGBT không “thay thế cho nhau một cách ngẫu nhiên”. Chúng được thiết kế cho những mục đích rất khác nhau, và việc chọn đúng linh kiện là yếu tố sống còn trong thiết kế mạch.