Diac - Çalışma ve Uygulama Devreleri

Diac, cihazın besleme polaritesinden bağımsız olarak her iki yönde tetiklenmesine izin veren paralel-ters yarı iletken katmanların bir kombinasyonuna sahip iki terminalli bir cihazdır.

Diac Karakteristikleri

Tipik bir diakın özellikleri, her iki terminalinde de bir kırılma voltajının varlığını açıkça ortaya koyan aşağıdaki Şekilde görülebilir.

Bir diak her iki yönde veya çift yönlü olarak değiştirilebildiğinden, bu özellik birçok AC anahtarlama devresinde etkin bir şekilde kullanılır.

Aşağıdaki bir sonraki şekil, katmanların dahili olarak nasıl düzenlendiğini ve ayrıca diakın grafik sembolünü gösterir. Diakın her iki terminalinin de anot olarak (anot 1 veya elektrot 1 ve bir anot 2 veya elektrot 2) atandığını ve bu cihaz için katot bulunmadığını not etmek ilginç olabilir.

Diak boyunca bağlanan besleme, anot 1 üzerinde anot 2'ye göre pozitif olduğunda, ilgili katmanlar p1n2p2 ve n3 olarak işlev görür.

Bağlı besleme anot 2 üzerinde anot 1'e göre pozitif olduğunda, fonksiyonel katmanlar p2n2p1 ve n1 şeklindedir.

Diac Ateşleme Gerilim Seviyesi

Yukarıdaki ilk diyagramda gösterildiği gibi diakın arıza voltajı veya ateşleme voltajı, her iki terminalde de oldukça düzgün görünüyor. Bununla birlikte, gerçek bir cihazda bu 28 V ile 42 V arasında değişebilir.

Ateşleme değeri, veri sayfasından temin edilebilen aşağıdaki denklem terimleri çözülerek elde edilebilir.

VBR1 = VBR2 ± 0.1VBR2

İki terminaldeki mevcut spesifikasyonlar (IBR1 ve IBR2) de oldukça aynı görünmektedir. Diyagramda gösterilen diak için

Bir diak için iki akım seviyesi (IBR1 ve IBR2) de büyüklük olarak çok yakındır. Yukarıdaki örnek özelliklerde, bunlar etrafta görünüyor
200 uA veya 0,2 mA.

Diac Uygulamaları Devreleri

Aşağıdaki açıklama bize bir diacın AC devresinde nasıl çalıştığını gösterir. Bunu 110 V AC ile çalışan basit bir yakınlık sensörü devresinden anlamaya çalışacağız.

Yakınlık Dedektörü Devresi

Bir diak kullanan yakınlık dedektörü devresi aşağıdaki şemada görülebilir.

Burada, bir SCR'nin yük ve doğrudan algılama probu ile birleştirilen programlanabilir birleşik transistör (PUT) ile seri olarak birleştirildiğini görebiliriz.

Bir insan vücudu algılama sondasına yaklaştığında, sonda ve yerdeki kapasitansta bir artışa neden olur.

Bir silikon programlanabilir UJT'nin özelliklerine göre, anot terminalindeki voltaj VA, kapı voltajını en az 0,7 V aştığında ateşlenecektir. Bu, cihazın anot katodu boyunca kısa devreye neden olur.

1M ön ayarının ayarına bağlı olarak, diac giriş AC döngüsünü izler ve belirli bir voltaj seviyesinde ateşler.

Diyakın sürekli ateşlenmesine bağlı olarak, UJT'nin anot voltajı VA'nın, her zaman neredeyse AC girişi kadar yüksek tutulan kapı potansiyelini VG artırmasına asla izin verilmez. Ve bu durum programlanabilir UJT'yi KAPALI durumda tutar.

Bununla birlikte, bir insan vücudu algılama probuna yaklaştığında, UJT'nin UJT'sinin anot potansiyeli VA'nın VG'den daha yükseğe çıkmasına izin vererek, UJT'nin geçit potansiyeli VG'sini büyük ölçüde düşürür. Bu, UJT'nin anında ateşlenmesine neden olur.

Bu gerçekleştiğinde, UJT'ler anot / katot terminalleri boyunca bir kısa devre oluşturur ve SCR için gerekli geçit akımını sağlar. SCR, sensör probunun yakınında insan yakınlığının varlığını gösterecek şekilde bağlı yükü ateşler ve AÇIK konuma getirir.

Otomatik Gece Lambası

Basit otomatik direk ışığı Bir LDR, triyak ve bir Diac kullanan devre yukarıdaki çizimde görülebilir. Bu devrenin çalışması oldukça basittir ve kritik anahtarlama işi diac DB-3 tarafından gerçekleştirilir. Akşam olduğunda, LDR üzerindeki ışık düşmeye başlar, bu da LDR'nin artan direnci nedeniyle R1, DB-3 birleşimindeki voltajın kademeli olarak yükselmesine neden olur.

Bu voltaj diakın kırılma noktasına yükseldiğinde, diak ateşler ve triyak kapıyı çalıştırır, bu da bağlı lambayı AÇIK konuma getirir.

Sabahları, LDR üzerindeki ışık kademeli olarak artar ve bu, R1 / DB-3 bağlantı potansiyelinin topraklanması nedeniyle diak boyunca potansiyelin azalmasına neden olur. Ve ışık yeterince parlak olduğunda, LDR direnci diak potansiyelinin neredeyse sıfıra düşmesine, triyak kapı akımını kapatmasına ve dolayısıyla lambanın da KAPALI olmasına neden olur.

Buradaki diak, triyakın alacakaranlık geçişi sırasında fazla titremeden değiştirilmesini sağlar. Diyak olmadan, lamba tamamen AÇILMADAN veya KAPATILMADAN önce birkaç dakika titriyordu. Böylelikle, diakın arıza tetikleme özelliği, otomatik ışık tasarımı lehine tamamen yararlanılır.

Işık Dimmer

KİME ışık kısma devresi belki de triyak diak kombinasyonu kullanan en popüler uygulamadır.

AC girişinin her döngüsü için, diak yalnızca karşısındaki potansiyel arıza voltajına ulaştığında ateşlenir. Sonrasında diakın ateşlenmesinden sonraki gecikme, fazın her döngüsü sırasında triyakın ne kadar süreyle AÇIK kalacağına karar verir. Bu da lambadaki akım ve aydınlatma miktarına karar verir.

Diyakın ateşlenmesindeki gecikme süresi gösterilen 220 k pot ayarı ve C1 değeri ile belirlenir. Bu RC zaman gecikmesi bileşenleri, diakın ateşleme gecikmesine bağlı olarak AC fazının fazın belirli bölümleri üzerinde kesilmesine neden olan diak ateşleme yoluyla triyakın AÇIK süresini belirler.

Gecikme daha uzun olduğunda, fazın daha dar bir kısmının triyakı değiştirmesine ve lambayı tetiklemesine izin verilir, bu da lambada daha düşük parlaklığa neden olur. Daha hızlı zaman aralıkları için, triyakın AC fazının daha uzun süreleri için geçmesine izin verilir ve böylece lamba, AC fazının daha uzun bölümleri için de değiştirilerek üzerinde daha yüksek parlaklığa neden olur.

Genlik Tetiklemeli Anahtar

Diakın başka bir parçaya bağlı kalmadan en temel uygulaması otomatik geçiştir. Bir ac veya dc kaynağı için, uygulanan voltaj kritik VBO değerinin altında olduğu sürece, diak yüksek bir direnç (pratik olarak açık devre) gibi davranır.

Bu kritik VBO voltaj seviyesine ulaşılır ulaşılmaz ya da aşılır aşılmaz diak AÇIK konuma geçer. Bu nedenle, bu özel 2-terminalli cihaz, yalnızca bağlı kontrol voltajının genliğini artırarak açılabilir ve sonunda voltaj sıfıra düşene kadar iletken olmaya devam edebilir. Aşağıdaki şekil, 1N5411 diak veya DB-3 diyak kullanarak basit bir genliğe duyarlı anahtar devresini göstermektedir.

Çıkış direnci R2'den yaklaşık 14 mA'lık bir akımın akmaya başlaması nedeniyle diakı iletime geçiren yaklaşık 35 volt dc veya tepe ac'lik bir voltaj uygulanır. Belirli diaklar muhtemelen 35 voltun altındaki voltajlarda açılabilir.

14 mA anahtarlama akımını kullanarak, 1k direnç boyunca oluşturulan çıkış voltajı 14 volt'a ulaşır. Besleme kaynağının çıkış devresi içinde bir iç iletken yol içermesi durumunda, direnç R1 ihmal edilebilir ve ortadan kaldırılabilir.

Devre ile çalışırken, aynı anda çıkış yanıtını kontrol ederken, besleme voltajını kademeli olarak sıfırdan artacak şekilde ayarlamayı deneyin. Besleme yaklaşık 30 volta ulaştığında, cihazdan son derece düşük kaçak akım nedeniyle küçük veya hafif bir çıkış voltajı göreceksiniz.

Bununla birlikte, kabaca 35 voltta, diacın aniden kırıldığını ve direnç R2 boyunca hızlı bir şekilde tam bir çıkış voltajının göründüğünü göreceksiniz. Şimdi, besleme girişini azaltmaya başlayın ve çıkış voltajının buna göre azaldığını ve giriş voltajı sıfıra düştüğünde nihayet sıfıra geldiğini gözlemleyin.

Sıfır voltta, diak tamamen 'kapatılır' ve tekrar 35 voltluk genlik seviyesinden tetiklenmesini gerektiren bir duruma girer.

Elektronik DC Anahtarı

Önceki bölümde ayrıntılı olarak açıklanan basit anahtar, aynı şekilde besleme voltajındaki küçük bir artışla etkinleştirilebilir. Bu nedenle, 1N5411 diakta 30 V'luk kararlı bir voltaj sürekli olarak kullanılabilir ve diakın sadece iletim noktasında olmasını ancak yine de KAPALI olmasını sağlar.

Bununla birlikte, seri olarak yaklaşık 5 voltluk bir potansiyel eklendiği anda, diakın ateşlenmesini gerçekleştirmek için 35 voltluk kırılma gerilimi hızla elde edilir.

Bu 5 voltluk 'sinyalin' sonradan kaldırılması, cihazın AÇIK duruma getirilmesi üzerinde hiçbir etkiye sahip değildir ve voltaj sıfır volta düşene kadar 30 voltluk beslemeyi sürdürmeye devam eder.

Yukarıdaki şekil, yukarıda açıklandığı gibi artımlı voltaj değiştirme teorisine sahip bir anahtarlama devresini göstermektedir. Bu kurulumda, 1N5411 diacına (D1) 30 voltluk bir besleme verilir (burada bu besleme, kolaylık sağlamak için bir pil kaynağı olarak gösterilmektedir, ancak yine de 30 volt, herhangi bir sabit regüle edilmiş kaynak dc üzerinden uygulanabilir). Bu voltaj seviyesiyle, diak AÇIK konuma getirilemez ve bağlı harici yük üzerinden akım geçmez.

Bununla birlikte, potentimetre kademeli olarak ayarlandığında, besleme voltajı yavaşça artar ve son olarak diak AÇIK hale getirilir, bu da akımın yükten geçmesini ve AÇIK duruma getirmesini sağlar.

Diyak AÇIK konuma getirildiğinde, potansiyometre aracılığıyla besleme voltajını düşürmenin diak üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Bununla birlikte, potansiyometre yoluyla voltajı düşürdükten sonra, sıfırlama anahtarı S1, diak iletimini kapatmak ve devreyi orijinal Kapalı durumda sıfırlamak için kullanılabilir.

Gösterilen diak veya DB-3 yaklaşık 30 V'de boşta kalabilir ve kendi kendine ateşleme eyleminden geçmeyecektir. Bununla birlikte, bazı diaklar, iletken olmayan durumda tutmak için 30 V'tan daha düşük voltajlar gerektirebilir. Aynı şekilde, belirli diaclar, artımlı anahtar AÇIK seçeneği için 5 V'den daha yüksek olabilir. R1 potansiyometresinin değeri 1 k Ohm'dan fazla olmamalı ve tel sarımlı tipte olmalıdır.

Yukarıdaki konsept, düşük akım uygulamalarında, SCR'ler gibi karmaşık 3 terminalli cihazlara bağlı olmak yerine basit bir iki terminalli diak cihazı aracılığıyla mandallama eylemini uygulamak için kullanılabilir.

Elektriksel Mandallı Röle

Yukarıda gösterilen şekil, bir giriş sinyaliyle çalıştırıldığı anda kilitli kalacak şekilde tasarlanmış bir DC rölesinin devresini göstermektedir. Tasarım, mekanik röle mandalı kadar iyidir.

Bu devre, önceki paragrafta açıklanan kavramı kullanır. Burada ayrıca diak, bir diak iletimi için tipik olarak küçük olan bir voltaj seviyesi olan 30 voltta kapalı tutulur.

Bununla birlikte, 6 V serisi bir potansiyel diak'a verilir verilmez, ikincisi AÇIK konuma getiren ve röleyi kilitleyen akımı itmeye başlar (bundan sonra diak, 6 volt kontrol voltajı artık mevcut olmasa bile AÇIK durumda kalır).

R1 ve R2 doğru şekilde optimize edildiğinde, röle, uygulanan bir kontrol voltajına yanıt olarak verimli bir şekilde AÇILACAKTIR.

Bundan sonra, giriş gerilimi olmasa bile röle kilitli kalacaktır. Bununla birlikte, gösterilen sıfırlama anahtarına basılarak devre önceki konumuna geri döndürülebilir.

Röle düşük akım tipi olmalıdır, 1 k bobin direncine sahip olabilir.

Kilitleme Sensörü Devresi

Örneğin hırsız alarmları ve proses kontrolörleri gibi birçok cihaz, tetiklendikten sonra AÇIK durumda kalan ve yalnızca güç girişi sıfırlandığında KAPALI olan bir tetikleme sinyali talep eder.

Devre başlatılır başlatılmaz, alarmlar, kaydediciler, kapatma valfleri, güvenlik aygıtları ve diğerleri için devreyi çalıştırmanıza olanak tanır. Aşağıdaki şekil, bu tür bir uygulama için örnek bir tasarım göstermektedir.

Burada, bir HEP R2002 diac, bir anahtarlama cihazı gibi çalışır. Bu özel kurulumda, diak B2'den 30 voltluk beslemede bekleme modunda kalır.

Ancak, S1 anahtarının değiştirildiği an, bir kapı veya pencerede bir 'sensör' olabilir, mevcut 30 V önyargıya 6 volt (B1'den) katkıda bulunur ve sonuçta ortaya çıkan 35 voltun diakı ateşlemesine ve yaklaşık 1 üretmesine neden olur. R2'de V çıkışı.

DC Aşırı Yük Devre Kesici

Yukarıdaki şekil, dc besleme voltajı sabit bir seviyeyi aştığında bir yükü anında kapatacak bir devreyi göstermektedir. Ünite daha sonra voltaj düşürülene ve devre sıfırlanana kadar kapalı kalır.

Bu özel kurulumda, diac (D1) normalde KAPALI konuma getirilir ve transistör akımı röleyi (RY1) tetikleyecek kadar yüksek değildir.

Besleme girişi, potansiyometre R1 tarafından ayarlanan belirli bir seviyenin ötesine geçtiğinde, diak ateşlenir ve diak çıkışından gelen DC, transistör tabanına ulaşır.

Transistör şimdi potansiyometre R2 üzerinden AÇIK konuma geçer ve röleyi etkinleştirir.

Röle artık yükü giriş beslemesinden ayırarak, aşırı yük nedeniyle sistemde herhangi bir hasar oluşmasını önler. Bundan sonra diak, S1'i anlık olarak açarak devre sıfırlanıncaya kadar röle AÇIK tutularak AÇIK konuma getirilmeye devam eder.

Devreyi başlangıçta ayarlamak için, giriş voltajı gerçekten istenen diak ateşleme eşiğine ulaştığında rölenin sadece ON'a tıkladığından emin olmak için potansiyometreler R1 ve R2'yi ince ayar yapın.

Bundan sonra röle, voltaj normal seviyesine düşene ve sıfırlama anahtarı anlık olarak açılana kadar etkin kalmalıdır.

Devre düzgün çalışıyorsa, diac 'ateşleme' voltaj girişi yaklaşık 35 volt olmalıdır (spesifik diaklar daha küçük bir voltajla etkinleştirilebilir, ancak bu genellikle potansiyometre R2'nin ayarlanmasıyla düzeltilir) ve ayrıca transistör tabanındaki dc voltajı kabaca 0,57 volt (yaklaşık 12,5 mA'da) olmalıdır. Röle 1k bobin direncidir.

Ac Aşırı Yük Devre Kesici

Yukarıdaki devre şeması, bir ac aşırı yük devre kesicisinin devresini göstermektedir. Bu fikir, önceki {kısımda açıklanan dc kurulumuyla aynı şekilde çalışır. AC devresi, C1 ve C2 kapasitörlerinin ve D2 diyot redresörünün varlığından dolayı dc versiyonundan farklıdır.

Faz Kontrollü Tetikleme Anahtarı

Daha önce belirtildiği gibi, diakın birincil kullanımı, istenen bir ekipmanı kontrol etmek için bir triak gibi bazı cihazlara bir aktivasyon voltajı sağlamaktır. Aşağıdaki uygulamadaki diak devresi, başka birçok uygulamayı bulabilen bir faz kontrol işlemidir. triyak kontrolü , burada değişken bir faz puls çıkışı gerekli olabilir.

Yukarıdaki şekil tipik diak tetikleme devresini gösterir. Bu kurulum, temelde diakın ateşleme açısını düzenler ve bu, R1 R2 ve C1 parçaları etrafına inşa edilen faz kontrol ağını manipüle ederek elde edilir.

Burada verilen direnç ve kapasitans değerleri yalnızca referans değerleridir. Belirli bir frekans için (genellikle AC şebeke hattı frekansı), diakın açılması gereken ac yarı döngüsünde tercih edilen noktaya karşılık gelen bir anda diak kırılma voltajına ulaşılması için R2 ince ayar yapılır ve çıkış darbesini sağlayın.

Bunu takip eden diak, her +/- AC yarı döngüsü boyunca bu aktiviteyi tekrar etmeye devam edebilir. Sonunda, faza yalnızca R1 R2 ve C1 tarafından değil, aynı zamanda ac kaynağının empedansı ve diak kurulumunun etkinleştirdiği devrenin empedansı yoluyla da karar verilir.

Uygulamaların çoğu için, bu diak devre projesi, devrenin verimliliğini bilmek için, diak direnci ve kapasitans fazını analiz etmek için muhtemelen faydalı olacaktır.

Aşağıdaki Tablo, örneğin, yukarıdaki şekilde 0.25 uF kapasitansa göre direncin farklı ayarlarına karşılık gelebilecek faz açılarını göstermektedir.

Bilgiler 60 Hz için verilmiştir. Tabloda belirtildiği gibi direnç azaldığında, tetikleme darbesinin besleme gerilimi döngüsünde daha önceki konumlarda görünmeye devam ettiğini ve bu da diacın döngü içinde daha erken 'ateşlemesine' ve çok daha uzun süre AÇIK kalmasına neden olur. RC devresi seri direnç ve şönt kapasitansı içerdiğinden, faz doğal olarak gecikmedir, bu da tetik darbesinin zaman döngüsü içinde besleme voltaj döngüsünden sonra geldiğini gösterir.