Diac - Delovna in aplikacijska vezja

Diac je dvokončna naprava, ki ima kombinacijo vzporedno inverznih polprevodniških slojev, kar omogoča, da se naprava sproži v obe smeri ne glede na polarnost napajanja.

Diac značilnosti

Značilnosti tipičnega diac so vidne na naslednji sliki, ki jasno razkriva prisotnost odklopne napetosti na obeh njegovih sponkah.

Ker je diac mogoče preklopiti v obe smeri ali dvosmerno, se ta funkcija učinkovito uporablja v številnih AC stikalnih tokokrogih.

Naslednja slika spodaj prikazuje, kako so sloji razporejeni znotraj, in tudi grafični simbol diaca. Zanimivo je, da sta oba terminala diac dodeljena kot anodi (anoda 1 ali elektroda 1 in anoda 2 ali elektroda 2) in za to napravo ni katode.

Ko je priključena napajalna napetost prek diac pozitivna na anodi 1 glede na anodo 2, ustrezne plasti delujejo kot p1n2p2 in n3.

Ko je priključena oskrba pozitivna na anodi 2 glede na anodo 1, sta funkcionalni plasti kot p2n2p1 in n1.

Diac Firing Voltage Level

Zdi se, da je napetost okvare ali napetost sprožitve diac, kot je prikazano na prvem diagramu zgoraj, na obeh terminalih precej enakomerna. Vendar pa se lahko v dejanski napravi to giblje od 28 V do 42 V.

Vrednost streljanja bi lahko dosegli z reševanjem naslednjih pogojev enačbe, ki so na voljo v obrazcu.

VBR1 = VBR2 ± 0,1VBR2

Zdi se, da so trenutne specifikacije (IBR1 in IBR2) na obeh terminalih povsem enake. Za diac, ki je predstavljen v diagramu

Tudi dve trenutni ravni (IBR1 in IBR2) za diac sta si zelo blizu. V zgornjih primerih se zdi, da so ti okoli
200 uA ali 0,2 mA.

Diac Programska vezja

Naslednja razlaga nam pokaže, kako diac deluje v izmeničnem tokokrogu. To bomo poskušali razumeti iz preprostega 110 V izmeničnega tokokroga senzorja bližine.

Vezje detektorja bližine

Vezje detektorja bližine z diac je mogoče videti na naslednjem diagramu.

Tu lahko vidimo, da je SCR vgrajen serijsko z obremenitvijo in programirljivim enojnim tranzistorjem (PUT), ki je neposredno povezan s senzorsko sondo.

Ko se človeško telo približa zaznavalni sondi, povzroči povečanje kapacitivnosti čez sondo in tla.

Glede na značilnosti silicijevega programabilnega UJT se bo sprožil, ko napetost VA na njegovem anodnem terminalu preseže napetost vrat vsaj za 0,7 V. To povzroči kratek stik na anodni katodi naprave.

Odvisno od nastavitve prednastavitve 1M diac sledi vhodnemu AC ciklu in se sproži pri določeni napetostni ravni.

Zaradi tega neprekinjenega streljanja diaca anodna napetost VA UJT nikoli ne sme povečati potenciala vrat VG, ki je vedno skoraj tako visok kot vhodni AC. V tej situaciji je programirani UJT izklopljen.

Ko pa se človeško telo približa zaznavalni sondi, ta bistveno zniža potencial VG UJT, kar omogoča, da se anodni potencial VA UJT UJT preseže kot VG. To takoj povzroči, da se UJT sproži.

Ko se to zgodi, UJT ustvari kratki spoj na svojih anodnih / katodnih terminalih, ki zagotavlja potreben vhodni tok za SCR. SCR sproži in vklopi pritrjeni tovor, kar kaže na prisotnost človeške bližine v bližini sonde senzorja.

Samodejna nočna svetilka

Preprosto avtomatska luč jambora vezje z LDR, triac in Diac lahko vidite na zgornji risbi. Delo tega vezja je precej preprosto, kritično preklopno delo pa opravlja diac DB-3. Ko nastopi večer, začne svetloba na LDR padati, zaradi česar napetost na stičišču R1, DB-3 postopoma narašča, zaradi vse večjega upora LDR.

Ko se ta napetost dvigne do točke preloma diac, se diac sproži in sproži triak vrata, ta pa vklopi priključeno svetilko.

Zjutraj se svetloba na LDR postopoma povečuje, kar povzroči, da se potencial čez diac zmanjša zaradi ozemljitve potenciala spoja R1 / DB-3. In ko je svetloba dovolj svetla, LDR upor povzroči, da potencial diac pade na skoraj nič, s čimer se izklopi tok triakatskih vrat, zato je tudi žarnica izklopljena.

Diac tukaj zagotavlja, da se triak med prehodom mraka preklopi brez večjega utripanja. Brez diac je lučka utripala več minut, preden se popolnoma vklopi ali izklopi. Tako je značilnost sprožitve okvare diac temeljito izkoriščena v korist samodejne zasnove svetlobe.

Zatemnitev svetlobe

TO vezje zatemnitve svetlobe je morda najbolj priljubljena aplikacija, ki uporablja kombinacijo triac diac.

Za vsak cikel AC vhoda se diac sproži šele, ko potencial na njem doseže napetost razgradnje. Časovni zamik, po katerem se diac sproži, določi, koliko časa bo triak ostal vklopljen med posameznim ciklom faze. To pa odloča o količini toka in osvetljenosti žarnice.

Časovni zamik pri sprožanju diaca je nastavljen s prikazano nastavitvijo 220 k lonca in vrednostjo C1. Te komponente časovne zakasnitve RC določajo čas vklopa triaka skozi vžig diaca, kar ima za posledico sekanje AC faze na določene odseke faze, odvisno od zakasnitve vklopa diaca.

Ko je zakasnitev daljša, je ožji del faze dovoljen, da preklopi triak in sproži žarnico, kar povzroči nižjo svetlost žarnice. Za hitrejše časovne intervale se triak lahko preklopi za daljša obdobja izmenične faze, zato se svetilka preklopi tudi za daljše odseke izmenične faze, kar povzroči večjo svetlost na njem.

Amplitudno sproženo stikalo

Najosnovnejša uporaba diaca, ne glede na kateri koli drug del, je samodejno preklapljanje. Pri napajanju izmeničnega ali enosmernega toka se diac obnaša kot visok upor (praktično odprt krog), če je uporabljena napetost pod kritično vrednostjo VBO.

Diac se vklopi takoj, ko je ta kritična napetost VBO dosežena ali presežena. Zato bi lahko to specifično 2-terminalno napravo vklopili samo s povečanjem amplitude priključene krmilne napetosti in lahko nadaljevali z izvajanjem, dokler se napetost na koncu ne zmanjša na nič. Na spodnji sliki je prikazano enostavno amplitudno občutljivo stikalno vezje z diac 1N5411 ali diac DB-3.

Uporabi se napetost približno 35 voltov enosmernega ali najvišjega izmeničnega toka, ki vklopi diac v prevodnost, zaradi česar skozi izhodni upor R2 teče tok približno 14 mA. Določeni diaki se lahko vklopijo pri napetostih pod 35 voltov.

Z uporabo preklopnega toka 14 mA izhodna napetost, ustvarjena na 1k uporu, doseže 14 voltov. Če vir napajanja vključuje notranjo prevodno pot znotraj izhodnega vezja, bi upor R1 lahko prezrli in odstranili.

Med delom z vezjem poskusite prilagoditi napajalno napetost tako, da se postopoma poveča od nič, hkrati pa preverite izhodni odziv. Ko napajanje doseže približno 30 voltov, boste zaradi izredno nizkega toka uhajanja iz naprave videli majhen ali majhen košček izhodne napetosti.

Pri približno 35 voltih pa se diac nenadoma pokvari in polna izhodna napetost se hitro pokaže na uporu R2. Zdaj začnite zniževati vhodni vhod in opazujte, da se izhodna napetost ustrezno zmanjša in končno doseže nič, ko se vhodna napetost zmanjša na nič.

Pri nič voltih se diac popolnoma 'izklopi' in preide v situacijo, ki zahteva, da se znova sproži skozi nivo 35 amplitude amplitude.

Elektronsko enosmerno stikalo

Preprosto stikalo, opisano v prejšnjem razdelku, je mogoče aktivirati tudi z majhnim povečanjem napajalne napetosti. Zato bi lahko na diac 1N5411 dosledno uporabili stabilno napetost 30 V, s čimer bi zagotovili, da je diac le v predelu prevodnosti, vendar še vedno izklopljen.

V trenutku, ko se zaporedno doda potencial približno 5 voltov, se hitro doseže probna napetost 35 voltov, da se sproži diac.

Odstranjevanje tega 5-voltnega 'signala' pozneje ne vpliva na stanje vklopa naprave in še naprej vodi 30-voltno napajanje, dokler napetost ne pade na nič voltov.

Na zgornji sliki je prikazano preklopno vezje s teorijo inkrementalnega preklopa napetosti, kot je razloženo zgoraj. V tej nastavitvi se napaja diac 1N5411 (D1) z napetostjo 30 voltov (tukaj je ta enota zaradi udobja prikazana kot vir baterije, kljub temu pa lahko napetost 30 voltov uporabite prek katerega koli drugega konstantno reguliranega vira enosmernega toka). S to napetostjo se diac ne more vklopiti in tok ne teče prek priključene zunanje obremenitve.

Ko pa se potencialni števec postopoma prilagaja, se napajalna napetost počasi povečuje in na koncu se diac vklopi, kar omogoča prehod toka skozi breme in ga vklopi.

Ko je diac vklopljen, zmanjšanje napajalne napetosti skozi potenciometer ne vpliva na diac. Po zmanjšanju napetosti skozi potenciometer pa lahko stikalo za ponastavitev S1 uporabimo za izklop diac prevodnosti in ponastavitev vezja v prvotnem izklopljenem stanju.

Prikazani diac ali DB-3 bo lahko ostal v prostem teku pri približno 30 V in ne bo šel skozi samodejni vklop. Kljub temu lahko nekateri diaki zahtevajo nižje napetosti od 30 V, da ostanejo v neprevodnem stanju. Na enak način lahko določeni diaki zahtevajo več kot 5 V za možnost inkrementalnega vklopa. Vrednost potenciometra R1 ne sme biti večja od 1 k Ohmov ,, in mora biti žično navita.

Zgornji koncept lahko uporabimo za izvedbo zaklepanja v aplikacijah z nizkim tokom prek preproste dvo terminalne diac naprave, namesto da bi bili odvisni od kompleksnih 3 terminalnih naprav, kot so SCR.

Rele z električnim zapahom

Slika zgoraj prikazuje vezje enosmernega releja, ki je zasnovan tako, da ostane zaskočen v trenutku, ko se napaja skozi vhodni signal. Zasnova je tako dobra kot zaskočni mehanski rele.

To vezje uporablja koncept, razložen v prejšnjem odstavku. Tu je tudi diac izklopljen pri 30 voltih, kar je običajno majhna napetost za prevod diac.

Takoj ko diac dobi potencial serije 6 V, slednji začne potiskati tok, ki se vklopi in zapahne rele (diac po tem ostane vklopljen, čeprav 6-voltna krmilna napetost ne obstaja več).

S pravilno optimiziranima R1 in R2 se bo rele učinkovito vklopil kot odziv na uporabljeno krmilno napetost.

Po tem bo rele ostal zaskočen tudi brez vhodne napetosti. Vendar lahko vezje ponastavite na prejšnji položaj s pritiskom na navedeno stikalo za ponastavitev.

Rele mora biti nizkotokovnega tipa, lahko je z uporom tuljave 1 k.

Zaklepni krog senzorja

Številne naprave, na primer alarmi vsiljivcev in krmilniki procesov, zahtevajo sprožilni signal, ki po vklopu ostane vklopljen in se izklopi šele, ko se vhodna moč ponastavi.

Takoj, ko se vezje sproži, vam omogoča upravljanje vezja za alarme, snemalnike, zaporne ventile, varnostne pripomočke in mnoge druge. Spodnja slika prikazuje primer zasnove za to vrsto aplikacije.

Tu diaprojektor HEP R2002 deluje kot preklopna naprava. V tej posebni nastavitvi diac ostane v stanju pripravljenosti pri napajanju 30 voltov prek B2.

Toda trenutni preklop stikala S1, ki bi lahko bil 'senzor' na vratih ali oknu, prispeva 6 voltov (od B1) k obstoječi 30 V pristranskosti, zaradi česar dobljenih 35 voltov sproži diac in ustvari približno 1 V izhod preko R2.

DC preobremenitveni odklopnik

Na zgornji sliki je prikazano vezje, ki bo takoj izklopilo obremenitev, ko enosmerna napajalna napetost preseže določen nivo. Nato ostane enota izklopljena, dokler se napetost ne zniža in se vezje ne ponastavi.

V tej posebni nastavitvi je diac (D1) običajno izklopljen in tok tranzistorja ni dovolj visok, da bi sprožil rele (RY1).

Ko napajalni vhod preseže določeno raven, nastavljeno s potenciometrom R1, se diac sproži in enosmerni tok z izhoda diaca doseže osnovo tranzistorja.

Tranzistor se zdaj vklopi prek potenciometra R2 in aktivira rele.

Rele zdaj odklopi obremenitev z vhodnega napajanja in tako prepreči kakršno koli poškodbo sistema zaradi preobremenitve. Diac po tem je še naprej vklopljen, pri čemer rele ostane vklopljen, dokler se vezje ne ponastavi, tako da se trenutek odpre S1.

Da bi na začetku prilagodili vezje, natančno nastavite potenciometra R1 in R2, da zagotovite, da rele samo klikne ON, ko vhodna napetost dejansko doseže želeni prag vklopa diac.

Rele po tem mora biti aktiviran, dokler se napetost ne zniža na normalno raven in se stikalo za ponastavitev za trenutek odpre.

Če vezje deluje pravilno, mora biti vhodna napetost diac za sprožitev približno 35 voltov (določeni diaci se lahko aktivirajo z manjšo napetostjo, čeprav se to pogosto popravi z nastavitvijo potenciometra R2), pa tudi enosmerna napetost na dnu tranzistorja mora biti približno 0,57 volta (pri približno 12,5 mA). Rele je odpornost tuljave 1k.

Ac preobremenitveni odklopnik

Zgornji diagram vezja prikazuje vezje izmeničnega odklopnika. Ta ideja deluje na enak način, kot je nastavljen enosmerni tok, razložen v prejšnjem {delu. Napajalno vezje se razlikuje od enosmerne različice zaradi prisotnosti kondenzatorjev C1 in C2 ter diodnega usmernika D2.

Fazno krmiljeno sprožilno stikalo

Kot smo že omenili, je primarna uporaba diac-a napajalna napetost nekaterih naprav, kot je triac za nadzor želene opreme. Diac vezje v naslednji izvedbi je postopek faznega nadzora, ki lahko najde veliko drugih aplikacij kot nadzor triaka , pri katerem bo morda potreben impulzni izhod s spremenljivo fazo.

Na zgornji sliki je prikazano tipično sprožilno vezje diac. Ta naprava v osnovi uravnava kot streljanja diac, to pa dosežemo z manipulacijo omrežja za nadzor faz, zgrajenega okoli delov R1 R2 in C1.

Vrednosti upora in kapacitivnosti, navedene tukaj, so samo referenčne vrednosti. Za določeno frekvenco (običajno omrežno frekvenco izmeničnega toka) se R2 prilagodi, da se napetost prekinitve diac doseže v trenutku, ki ustreza prednostni točki v polkrogu izmeničnega toka, kjer mora biti diac vklopljen in zagotavljajo izhodni impulz.

Diac, ki sledi temu, lahko to dejavnost ponavlja v vsakem +/- AC polovičnem ciklu. Sčasoma o fazi ne odločajo samo R1 R2 in C1, temveč tudi impedanca izmeničnega vira in impedanca vezja, ki ga diac nastavi.

Za večino aplikacij bo ta projekt diac vezja verjetno koristen za analizo faze diac odpornosti in kapacitivnosti, da bi ugotovili učinkovitost vezja.

Naslednja tabela spodaj na primer prikazuje fazne kote, ki lahko ustrezajo različnim nastavitvam upora v skladu z kapacitivnostjo 0,25 µF na zgornji sliki.

Informacije so prikazane za 60 Hz. Ne pozabite, da se sprožilni impulz, kot je prikazano v tabeli, ko se upor zmanjšuje, vedno pojavlja v prejšnjih položajih v ciklu napajalne napetosti, zaradi česar se diac sproži prej v ciklu in še toliko časa ostane vklopljen. Ker RC vezje vključuje serijski upor in ranžirno kapacitivnost, faza seveda zaostaja, kar pomeni, da sprožilni impulz pride po ciklu napajalne napetosti v časovnem ciklu.