Diac - radni i aplikacijski krugovi

Diac je dvokraki uređaj koji ima kombinaciju paralelno inverznih poluvodičkih slojeva, što omogućuje pokretanje uređaja u oba smjera bez obzira na polaritet napajanja.

Karakteristike dijaca

Karakteristike tipičnog diac mogu se vidjeti na sljedećoj slici, koja jasno otkriva prisutnost prekidnog napona na oba njegova terminala.

Budući da se diac može prebacivati ​​u oba smjera ili dvosmjerno, značajka se učinkovito koristi u mnogim sklopnim krugovima izmjenične struje.

Sljedeća slika u nastavku ilustrira kako su slojevi međusobno raspoređeni, a također prikazuje i grafički simbol diac. Možda će biti zanimljivo primijetiti da su obje stezaljke diac dodijeljene kao anode (anoda 1 ili elektroda 1 i anoda 2 ili elektroda 2), a za ovaj uređaj nema katode.

Kada je priključena opskrba preko diac pozitivna na anodi 1 u odnosu na anodu 2, relevantni slojevi funkcioniraju kao p1n2p2 i n3.

Kada je povezana opskrba pozitivna na anodi 2 u odnosu na anodu 1, funkcionalni slojevi su kao p2n2p1 i n1.

Razina napona paljenja dijac

Čini se da je napon proboja ili napon paljenja diac, kako je naznačeno na prvom dijagramu gore, prilično ujednačen na oba terminala. Međutim, u stvarnom uređaju to može varirati od 28 V do 42 V.

Vrijednost ispaljivanja mogla bi se postići rješavanjem sljedećih uvjeta jednadžbe dostupnih iz lista s podacima.

VBR1 = VBR2 ± 0,1VBR2

Čini se da su trenutne specifikacije (IBR1 i IBR2) na dva terminala prilično identične. Za diac koji je predstavljen na dijagramu

Dvije trenutne razine (IBR1 i IBR2) za dijac su također vrlo blizu veličine. U gornjim primjerima, čini se da ih ima oko
200 uA ili 0,2 mA.

Dijagnostički krugovi aplikacija

Sljedeće objašnjenje pokazuje nam kako diac radi u izmjeničnom krugu. Pokušat ćemo to shvatiti iz jednostavnog kruga osjetnika blizine s 110 V izmjenične struje.

Krug detektora blizine

Krug detektora blizine koji koristi diac može se vidjeti na sljedećem dijagramu.

Ovdje možemo vidjeti da je SCR integriran u seriju s opterećenjem i programabilnim jednokonusnim tranzistorom (PUT) koji je izravno spojen sa senzorskom sondom.

Kad se ljudsko tijelo približi osjetnoj sondi, uzrokuje povećanje kapaciteta preko sonde i tla.

Prema karakteristikama silicijevog programabilnog UJT-a, aktivirat će se kad napon VA na njegovom anodnom priključku premaši napon vrata najmanje za 0,7 V. To uzrokuje kratki spoj preko anodne katode uređaja.

Ovisno o postavci postavke 1M, diac prati ulazni ciklus izmjenične struje i pali se na određenoj razini napona.

Zbog ovog kontinuiranog pucanja diac-a, anodni napon VA UJT-a nikada ne smije povećati svoj potencijal vrata VG koji se uvijek drži na gotovo istoj visini od ulaznog izmjeničnog napona. I u ovoj situaciji programirani UJT ostaje ISKLJUČEN.

Međutim, kada se ljudsko tijelo približi osjetnoj sondi, to značajno smanjuje potencijal VG UJT UJT-a, dopuštajući da anodni potencijal VA UJT UJT-a bude veći od VG. To trenutno uzrokuje paljenje UJT-a.

Kada se to dogodi, UJT-ovi stvaraju kratki spoj preko svojih anodnih / katodnih terminala, pružajući potrebnu struju na ulazu za SCR. SCR se uključuje i uključuje priključeno opterećenje, što ukazuje na prisutnost ljudske blizine u blizini sonde senzora.

Automatska noćna svjetiljka

Jednostavan automatsko svjetlo jarbola krug koji koristi LDR, triac i Diac možete vidjeti na gornjem crtežu. Rad ovog sklopa prilično je jednostavan, a kritični posao prebacivanja rješava diac DB-3. Kad nastupi večer, svjetlo na LDR-u počinje padati, što dovodi do postupnog porasta napona na spoju R1, DB-3, zbog sve većeg otpora LDR-a.

Kad se ovaj napon podigne do točke prekida diac, dijac se aktivira i aktivira triac vrata, koja zauzvrat uključuju priključenu žarulju.

Tijekom jutra, svjetlo na LDR-u postupno se povećava, što uzrokuje smanjenje potencijala preko diac-a zbog uzemljenja potencijala R1 / DB-3 spoja. A kad je svjetlost dovoljno jaka, otpor LDR-a dovodi do pada potencijala diac na gotovo nulu, isključujući struju trijačnih vrata, a time je i lampica ISKLJUČENA.

Ovdje dijak osigurava da se triac prebacuje bez puno treperenja tijekom prijelaza u sumrak. Bez diac, lampica bi treptala mnogo minuta prije nego što se potpuno UKLJUČI ili ISKLJUČI. Tako se značajka aktiviranja kvara na diacu temeljito iskorištava u korist automatskog dizajna svjetla.

Svjetlosni zatamnjivač

DO krug prigušivača svjetlosti je možda najpopularnija aplikacija koja koristi kombinaciju triac diac.

Za svaki ciklus izmjeničnog ulaza diac se aktivira samo kad potencijal na njemu dosegne svoj naponski proboj. Vremensko kašnjenje nakon kojeg se dijac aktivira odlučuje koliko će vremena triak ostati uključen tijekom svakog ciklusa faze. To zauzvrat određuje količinu struje i osvjetljenja na svjetiljci.

Vremensko kašnjenje ispaljivanja diac podešava se prikazanom prilagodbom lonca od 220 k i vrijednošću C1. Ove komponente RC odgode određuju vrijeme uključivanja triaka kroz pucanje dijac, što rezultira rezanjem AC faze na određene dijelove faze, ovisno o kašnjenju paljenja diaca.

Kada je kašnjenje duže, užem dijelu faze dopušteno je prebaciti triak i pokrenuti žarulju, što uzrokuje manju svjetlinu žarulje. Za brže vremenske intervale, trijaku se dopušta prebacivanje na dulja razdoblja izmjenične faze, a samim tim i svjetiljka se uključuje za duže dijelove izmjenične faze što uzrokuje veću svjetlinu na njemu.

Prekidač aktiviran amplitudom

Najosnovnija primjena diac-a, bez ovisnosti o bilo kojem drugom dijelu, je automatsko prebacivanje. Za opskrbu izmjeničnom ili istosmjernom strujom diac se ponaša poput visokog otpora (praktički otvoreni krug) sve dok je primijenjeni napon ispod kritične vrijednosti VBO.

Diac se uključuje čim se postigne ili premaši taj kritični nivo VBO napona. Stoga bi se ovaj specifični 2-terminalni uređaj mogao uključiti samo povećavanjem amplitude priključenog upravljačkog napona i mogao bi nastaviti voditi, sve dok na kraju napon ne padne na nulu. Na slici dolje prikazan je jednostavan sklopni sklop osjetljiv na amplitudu pomoću diac 1N5411 ili DB-3 diac.

Primjenjuje se napon od oko 35 volti istosmjerne struje ili vršnog naizmjeničnog napona koji uključuje diac u vodljivost, zbog čega kroz izlazni otpornik R2 počinje strujati struja od oko 14 mA. Određeni diacs mogu se uključiti na naponima ispod 35 volti.

Korištenjem sklopke struje od 14 mA, izlazni napon stvoren na 1k otporniku doseže 14 volti. U slučaju da izvor napajanja uključuje unutarnju vodljivu stazu unutar izlaznog kruga, otpor R1 mogao bi se zanemariti i eliminirati.

Dok radite s krugom, pokušajte podesiti mrežni napon tako da se on postupno povećava s nule, istodobno provjeravajući izlazni odziv. Kad opskrba dosegne oko 30 volti, vidjet ćete mali ili mali dio izlaznog napona zbog izuzetno niske struje curenja iz uređaja.

Međutim, na otprilike 35 volti, zateći ćete kako se diac iznenada kvari i puni izlazni napon se brzo pojavljuje na otporu R2. Sada krenite smanjivati ​​ulazni ulaz i primijetite da se izlazni napon u skladu s tim smanjuje, konačno dobivajući nulu kada se ulazni napon smanji na nulu.

Na nuli volti, dijak je potpuno 'isključen' i prelazi u situaciju koja zahtijeva da se ponovno pokrene kroz razinu amplitude od 35 volti.

Elektronički istosmjerni prekidač

Jednostavni prekidač detaljno opisan u prethodnom odjeljku mogao bi se aktivirati i malim porastom napona napajanja. Prema tome, stabilni napon od 30 V može se upotrijebiti dosljedno na diana 1N5411, osiguravajući da je dijac samo u zoni provođenja, ali da je i dalje ISKLJUČEN.

Međutim, u trenutku kad se u seriji doda potencijal od približno 5 volti, napon proboja od 35 volti brzo se postiže da se izvrši pucanje diac.

Uklanjanje ovog 5-voltnog 'signala' naknadno nema utjecaja na stanje UKLJUČENOSTI uređaja i nastavlja voditi napajanje od 30 volti dok se napon ne spusti na nula volti.

Gornja slika prikazuje sklopni krug koji sadrži teoriju inkrementalnog prebacivanja napona kako je gore objašnjeno. Unutar ove postavke daje se napajanje od 30 volta na dijagram 1N5411 (D1) (ovdje je ovo napajanje prikazano kao izvor baterije radi praktičnosti, no unatoč tome 30 volti se mogu primijeniti kroz bilo koji drugi stalni regulirani izvor istosmjerne struje). S ovom razinom napona, diac se ne može uključiti i struja ne prolazi kroz priključeno vanjsko opterećenje.

Međutim, kada se potentimetar postupno podešava, opskrbni napon polako raste i napokon se diac uključuje, što omogućuje struji da prolazi kroz teret i uključi ga.

Jednom kad je diac uključen, smanjenje napajanja kroz potenciometar nema utjecaja na diac. Međutim, nakon smanjenja napona kroz potenciometar, prekidač za resetiranje S1 mogao bi se koristiti za isključivanje provodnika diaca i resetiranje kruga u izvornom isključenom stanju.

Prikazani diac ili DB-3 moći će ostati u stanju mirovanja na oko 30 V i neće proći akciju samopaljenja. Usprkos tome, neki diacici mogu zahtijevati niže napone od 30 V da bi ih održali u neprovodnom stanju. Na isti način određeni dijafoni mogu zahtijevati više od 5 V za opciju UKLJ. Vrijednost potenciometra R1 ne smije biti veća od 1 k Ohma ,, i treba biti namotana u žicu.

Gornji koncept može se koristiti za provođenje zahvata zaključavanja u primjenama slabe struje putem jednostavnog dvokrakog diac uređaja, umjesto da ovisi o složena 3 terminalna uređaja poput SCR-a.

Relej s električnim zasunom

Gornja slika prikazuje krug istosmjernog releja koji je dizajniran da ostane zakačen u trenutku kada se napaja kroz ulazni signal. Dizajn je dobar poput zasuna mehaničkog releja.

Ovaj krug koristi koncept objašnjen u prethodnom odlomku. Ovdje se također diac drži isključenim na 30 volti, naponskom nivou koji je obično mali za provođenje diaca.

Međutim, čim se diac daje potencijal od 6 V, ovaj započinje potiskivanjem struje koja se UKLJUČUJE i zaključava relej (diac nakon toga ostaje UKLJUČEN, iako upravljački napon od 6 volti više ne postoji).

S pravilno optimiziranim R1 i R2, relej će se učinkovito UKLJUČITI kao odgovor na primijenjeni upravljački napon.

Nakon toga relej će ostati zakvačen čak i bez ulaznog napona. Međutim, krug se može vratiti u prethodni položaj pritiskom na označeni prekidač za resetiranje.

Relej mora biti slabe struje, može biti s otporom zavojnice od 1 k.

Kružni krug osjetnika

Mnogi uređaji, na primjer alarmi uljeza i procesori, zahtijevaju signal okidanja koji ostaje UKLJUČEN jednom aktiviran i isključuje se samo kada se resetira ulazna snaga.

Čim se krug pokrene, omogućuje vam upravljanje krugovima za alarme, snimače, zaporne ventile, sigurnosne uređaje i mnoge druge. Na donjoj slici prikazan je primjer dizajna za ovu vrstu primjene.

Ovdje HEP R2002 diac djeluje poput sklopnog uređaja. U ovom određenom postavljanju, diac ostaje u stanju pripravnosti pri napajanju od 30 volti kroz B2.

Ali, trenutak kada se prekidač S1 prebaci, to bi mogao biti 'senzor' na vratima ili prozoru, doprinosi 6 V (od B1) postojećem prednaponu od 30 V, što dovodi do toga da rezultirajućih 35 V ispaljuje diac i generira oko 1 V izlaz preko R2.

Prekidač istosmjerne struje

Gornja slika prikazuje sklop koji će trenutno isključiti opterećenje kada istosmjerni napon prekorači fiksni nivo. Jedinica tada ostaje isključena sve dok se napon ne spusti i sklop ne resetira.

U ovom određenom postavljanju, diac (D1) je normalno ISKLJUČEN, a tranzistorska struja nije dovoljno velika da aktivira relej (RY1).

Kad ulaz napajanja pređe specificiranu razinu postavljenu potenciometrom R1, diac se aktivira, a istosmjerni tok s izlaza diaca doseže bazu tranzistora.

Tranzistor se sada uključuje preko potenciometra R2 i aktivira relej.

Relej sada odvaja opterećenje od ulaznog napajanja, sprečavajući bilo kakvo oštećenje sustava zbog preopterećenja. Dijagram nakon toga i dalje se uključuje, držeći relej uključenim sve dok se krug ne resetira, trenutnim otvaranjem S1.

Kako bi se krug prilagodio na početku, fino podesite potenciometre R1 i R2 kako biste osigurali da relej samo klikne ON kad ulazni napon stvarno dosegne željeni prag paljenja dijac.

Relej nakon toga mora biti uključen sve dok se napon ne smanji na normalnu razinu i dok se prekidač za resetiranje trenutno ne otvori.

Ako strujni krug radi ispravno, ulazni napon diac 'pucanja' mora biti oko 35 volti (određeni diacs mogu se aktivirati s manjim naponom, iako se to često ispravlja podešavanjem potenciometra R2), kao i istosmjerni napon na bazi tranzistora mora biti približno 0,57 volta (na oko 12,5 mA). Relej je otpor zavojnice 1k.

Automatski osigurač za preopterećenje

Gornji dijagram kruga prikazuje sklop izmjeničnog prekidača za preopterećenje. Ova ideja djeluje na identičan način kao što je postavljen istosmjerni tok objašnjen u prethodnom {dijelu. Krug izmjenične struje razlikuje se od istosmjerne verzije zbog prisutnosti kondenzatora C1 i C2 i diodnog ispravljača D2.

Fazni kontrolni prekidač

Kao što je prethodno rečeno, primarna upotreba diac-a je napajanje aktivacijskog napona nekim uređajem kao što je triac za upravljanje željenom opremom. Dijac krug u sljedećoj izvedbi postupak je fazne regulacije koji može pronaći mnogo drugih aplikacija osim kontrola trijaka , u kojem može biti potreban varijabilni fazni impulsni izlaz.

Na gornjoj slici prikazan je tipični sklop okidača diac. Ova postavka temeljno regulira kut ispaljivanja diac, a to se postiže manipuliranjem mrežom za upravljanje fazama izgrađenom oko dijelova R1 R2 i C1.

Vrijednosti otpora i kapacitivnosti ovdje dane su samo kao referentne vrijednosti. Za određenu frekvenciju (općenito frekvenciju mrežne mrežne struje), R2 se dotjeruje kako bi se napon proboja diac postigao u trenutku koji odgovara preferiranoj točki u pola ciklusa izmjeničnog napona, gdje je diac potreban za uključivanje i osiguravaju izlazni impuls.

Dijak nakon toga može ponavljati ovu aktivnost tijekom svakog +/- AC polucikla. Na kraju, fazu odlučuju ne samo R1 R2 i C1, već i impedancija izvora izmjenične struje i impedancija kruga koji aktivira dijac.

Za većinu aplikacija ovaj će projekt diac sklopa vjerojatno biti koristan za analizu faze otpora i kapacitivnosti diac, kako bi se znala učinkovitost kruga.

Sljedeća tablica u nastavku, na primjer, ilustrira fazne kutove koji mogu odgovarati različitim postavkama otpora u skladu s kapacitivnosti 0,25 µF na gornjoj slici.

Prikazani su podaci namijenjeni za 60 Hz. Zapamtite, kao što je navedeno u tablici kako se otpor smanjuje, impuls okidača nastavlja se pojavljivati ​​u ranijim položajima u ciklusu napajanja, što uzrokuje da se diac 'aktivira' ranije u ciklusu i da ostaje uključen toliko dugo. Budući da RC krug uključuje serijski otpor i ranžirnu kapacitivnost, faza, naravno, zaostaje što znači da impuls okidača dolazi nakon ciklusa napona napajanja unutar vremenskog ciklusa.