Diac - Arbeids- og applikasjonskretser

Diac er en to-terminal enhet som har en kombinasjon av parallell-inverse halvlederlag, som gjør at enheten kan utløses gjennom begge retninger uavhengig av forsyningspolaritet.

Diac-egenskaper

Karakteristikkene til en typisk diac kan sees i følgende figur, som tydelig avslører tilstedeværelsen av en spenning i begge terminalene.

Siden en diac kan byttes i begge retninger eller toveis, utnyttes funksjonen effektivt i mange vekselstrømbrytere.

Neste figur nedenfor illustrerer hvordan lagene er ordnet internt, og viser også det grafiske symbolet til diac. Det kan være interessant å merke seg at begge terminalene til diac er tilordnet som anoder (anode 1 eller elektrode 1 og en anode 2 eller elektrode 2), og det er ingen katode for denne enheten.

Når den tilkoblede forsyningen over diac er positiv på anode 1 med hensyn til anode 2, fungerer de aktuelle lagene som p1n2p2 og n3.

Når den tilkoblede forsyningen er positiv på anode 2 i forhold til anode 1, er de funksjonelle lagene som p2n2p1 og n1.

Diac avfyringsspenningsnivå

Nedbrytningsspenningen eller avfyringsspenningen til diac som angitt i det første diagrammet ovenfor, ser ut til å være ganske jevn over begge terminalene. I en faktisk enhet kan dette imidlertid variere alt fra 28 V til 42 V.

Avfyringsverdien kan oppnås ved å løse følgende vilkår i ligningen som tilgjengelig fra databladet.

VBR1 = VBR2 ± 0,1VBR2

De gjeldende spesifikasjonene (IBR1 og IBR2) over de to terminalene ser også ut til å være ganske identiske. For diacen som er representert i diagrammet

De to nåværende nivåene (IBR1 og IBR2) for en diac er også veldig nært i størrelse. I eksemplets karakteristikker ovenfor ser disse ut til å være rundt
200 uA eller 0,2 mA.

Diac-applikasjonskretser

Følgende forklaring viser oss hvordan en diac fungerer i en vekselstrømskrets. Vi vil prøve å forstå dette fra en enkel 110 V AC-betjent nærhetssensorkrets.

Nærhetsdetektorkrets

Nærhetsdetektorkretsen ved hjelp av en diac kan sees i følgende diagram.

Her kan vi se at en SCR er innlemmet i serie med belastningen og den programmerbare unijunction transistoren (PUT) som er koblet direkte til sensingsonden.

Når en menneskekropp kommer nær sensingproben, forårsaker en økning i kapasitansen over proben og bakken.

I henhold til egenskapene til en silisium programmerbar UJT, vil den avfyres når spenningen VA ved anodeterminalen overstiger portens spenning med minst 0,7 V. Dette forårsaker kortslutning over anodekatoden til enheten.

Avhengig av innstillingen til 1M forhåndsinnstilling, følger diac inngangs-vekselstrømssyklusen og utløses på et spesifisert spenningsnivå.

På grunn av dette fortsetter avfyringen av diacen, får anodespenningen VA i UJT aldri å øke portpotensialet VG som alltid holdes nesten like høyt som inngangsstrømmen. Og denne situasjonen holder den programmerbare UJT slått AV.

Imidlertid, når en menneskekropp nærmer seg sensingsonden, senker den portpotensialet VG til UJT vesentlig, slik at anodepotensialet VA for UJT til UJT kan gå høyere enn VG. Dette får UJT øyeblikkelig til å skyte.

Når dette skjer, skaper UJT-ene en kortslutning over anode- / katodeterminalene, og gir den nødvendige portstrømmen for SCR. SCR-en avfyrer og slår PÅ den tilkoblede belastningen, noe som indikerer tilstedeværelsen av en menneskelig nærhet nær sensorproben.

Automatisk nattlampe

En enkel automatisk mastelys krets ved bruk av en LDR, triac og en Diac kan ses på tegningen ovenfor. Arbeidet med denne kretsen er ganske enkelt, og den kritiske byttejobben håndteres av diac DB-3. Når kvelden setter inn, begynner lyset på LDR å falle, noe som får spenningen i krysset mellom R1, DB-3 til å stige gradvis på grunn av den økende motstanden til LDR.

Når denne spenningen stiger til diacens brytepunkt, skyter diacen og aktiverer triac-porten, som igjen slår PÅ den tilkoblede lampen.

Om morgenen øker lyset på LDR gradvis, noe som fører til at potensialet over diacen reduseres på grunn av jording av R1 / DB-3 krysspotensialet. Og når lyset er tilstrekkelig sterkt, får LDR-motstanden diac-potensialet til å falle til nesten null, og slår av triac-portstrømmen, og dermed blir lampen også slått AV.

Diac her sørger for at triac byttes uten mye flimring under skumringen. Uten diac ville lampen ha flimret i mange minutter før den ble slått helt PÅ eller AV. Dermed blir den utløsende funksjonen til diac utnyttet grundig til fordel for den automatiske lysdesignen.

Lys dimmer

TIL lys dimmer krets er kanskje det mest populære programmet som bruker en triac diac-kombinasjon.

For hver syklus av vekselstrøminngangen skyter diacen bare ut når potensialet over den når nedbrytningsspenningen. Tidsforsinkelsen etter hvilken diac-avfyringen bestemmer hvor lang tid triacen forblir slått PÅ under hver syklus av fasen. Dette bestemmer igjen mengden strøm og belysning på lampen.

Tidsforsinkelsen for avfyring av diac er satt av den viste 220 k grytejusteringen og C1-verdien. Disse RC-tidsforsinkelseskomponentene bestemmer ON-tiden for triacen gjennom diac-avfyringen, noe som resulterer i hakking av AC-fasen over bestemte deler av fasen, avhengig av affyringsforsinkelsen til diacen.

Når forsinkelsen er lenger, får en smalere del av fasen slå på triac og utløse lampen, noe som forårsaker lavere lysstyrke på lampen. For raskere tidsintervaller får triacen slå seg i lengre perioder av vekselstrømsfasen, og dermed blir lampen også slått på for lengre deler av vekselstrømsfasen og forårsaker høyere lysstyrke på den.

Amplitude utløst bryter

Den mest grunnleggende bruken av diac uten å avhenge av noen annen del, er gjennom automatisk bytte. For en veksel- eller likestrømforsyning oppfører diac seg som en høy motstand (praktisk talt en åpen krets) så lenge den påførte spenningen er under den kritiske VBO-verdien.

Diac slås PÅ så snart dette kritiske VBO-spenningsnivået er oppnådd eller overgått. Derfor kan denne spesifikke 2-terminalenheten slås på bare ved å øke amplituden til den tilknyttede kontrollspenningen, og den kan fortsette å lede, til spenningen til slutt reduseres til null. Figuren nedenfor viser en enkel amplitudefølsom bryterkrets ved å bruke en 1N5411 diac eller en DB-3 diac.

En spenning på rundt 35 volt likestrøm eller topp AC påføres som slår PÅ diacen til ledning, på grunn av hvilken en strøm på rundt 14 mA begynner å strømme gjennom utgangsmotstanden, R2. Spesifikke diacs kan muligens slås på ved spenninger under 35 volt.

Ved å bruke 14 mA bryterstrøm, blir utgangsspenningen opprettet over 1k motstanden til 14 volt. I tilfelle forsyningskilden inkluderer en indre ledende bane i utgangskretsen, kan motstand R1 ignoreres og elimineres.

Mens du arbeider med kretsen, kan du prøve å justere forsyningsspenningen slik at den gradvis øker fra null mens du samtidig sjekker utgangssvaret. Når forsyningen når rundt 30 volt, vil du se liten eller liten utgangsspenning på grunn av den ekstremt lave lekkasjestrømmen fra enheten.

Imidlertid, på omtrent 35 volt, vil du finne at diac plutselig bryter sammen og en full utgangsspenning dukker raskt opp over motstand R2. Begynn nå å redusere inngangsforsyningen, og observer at utgangsspenningen reduseres tilsvarende, til slutt når null når inngangsspenningen er redusert til null.

På null volt er diac helt 'slått av', og går inn i en situasjon som krever at den utløses igjen gjennom 35 volt amplitudenivå.

Elektronisk DC-bryter

Den enkle bryteren beskrevet i forrige avsnitt kunne også aktiveres gjennom en liten økning i forsyningsspenningen. Derfor kan en stabil spenning på 30 V være anvendt konsekvent til 1N5411 diac, og sikre at diacen er like ved ledningen, men likevel slått AV.

I det øyeblikket et potensial på omtrent 5 volt tilsettes i serie, oppnås imidlertid spenningen på 35 volt raskt for å utføre avfyringen av diacen.

Hvis du fjerner dette 5 volt 'signalet', har det ingen innvirkning på den påslåtte situasjonen til enheten, og den fortsetter å lede 30 volt-tilførselen til spenningen senkes til null volt.

Figuren over viser en bryterkrets med teorien om trinnvis spenningsbytte som forklart ovenfor. Innenfor dette oppsettet blir en 30 volt forsyning gitt til 1N5411 diac (D1) (her er denne forsyningen vist som en batterikilde for enkelhets skyld, likevel kan 30 volt påføres gjennom en hvilken som helst annen konstant regulert kilde DC). Med dette spenningsnivået klarer ikke diac å slå seg på, og ingen strøm går via den tilkoblede eksterne belastningen.

Imidlertid når potensimeteret gradvis justeres, øker forsyningsspenningen sakte og til slutt slås diac på, noe som gjør at strømmen kan passere gjennom lasten og slå den på.

Når diac er slått PÅ, har det ingen innvirkning på diac å redusere forsyningsspenningen gjennom potensiometeret. Etter å ha redusert spenningen gjennom potensiometeret, kan tilbakestillingsbryteren S1 imidlertid brukes til å slå AV diac-ledningen og tilbakestille kretsen i den opprinnelige slått av-tilstanden.

Den viste diacen eller DB-3 vil kunne forbli inaktiv på rundt 30 V, og vil ikke gå gjennom en selvskytende handling. Når det er sagt, kan noen diacs kreve lavere spenninger enn 30 V for å holde dem i ikke-ledende tilstand. På samme måte kan spesifikke diacs kreve høyere enn 5 V for inkrementell bryter PÅ-alternativet. Verdien av potensiometeret R1 bør ikke være mer enn 1 k Ohm, og skal være trådviklet.

Ovennevnte konsept kan brukes til å implementere låsearbeid i applikasjoner med lav strøm gjennom en enkel to-terminal diac-enhet i stedet for å avhenge av komplekse 3 terminalenheter som SCR.

Elektrisk låst relé

Figuren ovenfor viser kretsen til et likestrøm som er designet for å forbli låst i det øyeblikket det får strøm fra et inngangssignal. Designet er like godt som å låse mekanisk relé.

Denne kretsen bruker konseptet som er forklart i forrige avsnitt. Også her holdes diac slått av ved 30 volt, et spenningsnivå som vanligvis er lite for en diac-ledning.

Så snart et 6 V-seriepotensial er gitt til diac, begynner sistnevnte å skyve strøm som slår PÅ og låser reléet (diac etter det forblir slått PÅ, selv om 6 volt kontrollspenningen ikke lenger eksisterer).

Når R1 og R2 er optimalisert riktig, vil reléet slå seg på effektivt som svar på en påført kontrollspenning.

Etter dette vil reléet forbli låst selv uten inngangsspenningen. Imidlertid kan kretsen tilbakestilles tilbake til sin forrige posisjon ved å trykke på den angitte tilbakestillingsbryteren.

Reléet må være av lav strømtype, kan ha en spolemotstand på 1 k.

Låsesensorkrets

Mange enheter, for eksempel innbruddsalarmer og proseskontrollere, krever et utløsersignal som forblir slått PÅ en gang utløst, og bare slås AV når strøminngangen tilbakestilles.

Så snart kretsen er startet, lar den deg betjene kretsløp for alarmer, opptakere, stengeventiler, sikkerhetsutstyr og mange andre. Figuren nedenfor viser et eksempel på design for denne typen applikasjoner.

Her fungerer en HEP ​​R2002 diac som en bryterenhet. I dette spesielle oppsettet forblir diacen i standby-modus ved 30 volt forsyning gjennom B2.

Men i det øyeblikket bryteren S1 er slått på, kan det være en 'sensor' på en dør eller et vindu, som bidrar med 6 volt (fra B1) til den eksisterende 30 V-skjevheten, noe som får de resulterende 35 volt til å skyte diac og generere rundt 1 V-utgang over R2.

DC-overbelastningsbryter

Figuren over viser en krets som umiddelbart vil slå av en belastning når DC-forsyningsspenningen overgår et fast nivå. Enheten forblir deretter slått av til spenningen senkes og kretsen tilbakestilles.

I denne spesielle oppsettet er diac (D1) normalt slått AV, og transistorstrømmen er ikke høy nok til å utløse reléet (RY1).

Når forsyningsinngangen går utover et spesifisert nivå som angitt av potensiometeret R1, skyter diacen og DC fra diac-utgangen når transistorbasen.

Transistoren slås nå PÅ gjennom potensiometer R2 og aktiverer reléet.

Reléet kobler nå belastningen fra inngangsforsyningen, og forhindrer skader på systemet på grunn av overbelastning. Diac fortsetter deretter å bli slått PÅ og holder reléet slått PÅ til kretsen tilbakestilles, ved å åpne S1 et øyeblikk.

For å justere kretsen i begynnelsen, finjuster potensiometre R1 og R2 for å sikre at reléet bare klikker PÅ når inngangsspenningen faktisk når ønsket diac-avfyringsterskel.

Reléet etter det må holdes aktivert til spenningen reduseres tilbake til sitt normale nivå og tilbakestillingsbryteren åpnes et øyeblikk.

Hvis kretsen fungerer som den skal, må diac 'avfyringsspenningsinngangen være rundt 35 volt (spesifikke diacs kan aktiveres med en mindre spenning, selv om dette ofte korrigeres ved å justere potensiometer R2), så vel som DC-spenningen på transistorbasen. må være omtrent 0,57 volt (ved rundt 12,5 mA). Reléet er 1k spolemotstand.

AC overbelastningsbryter

Kretsskjemaet ovenfor viser kretsen til en overbelastningsbryter. Denne ideen fungerer på samme måte som DC-konfigurasjonen forklart i den tidligere {delen. Vekselstrømskretsen skiller seg fra likestrømversjonen på grunn av tilstedeværelsen av kondensatorene C1 og C2 og diode likeretter D2.

Fasestyrt utløsningsbryter

Som nevnt tidligere er den primære bruken av diac å kilde en aktiveringsspenning til en eller annen enhet, for eksempel en triac for å kontrollere ønsket utstyr. Diac-kretsen i den følgende implementeringen er en fasekontrollprosess som kan finne mange andre applikasjoner enn triac-kontroll , hvor en pulsutgang med variabel fase kan være nødvendig.

Figuren over viser typisk diac-utløserkrets. Dette oppsettet regulerer grunnleggende skytevinkelen til diac, og dette oppnås ved å manipulere fasekontrollnettverket bygget rundt delene R1 R2 og C1.

Verdiene for motstanden og kapasitansen som er gitt her er kun som referanseverdier. For en spesifikk frekvens (generelt AC-ledningsfrekvensen) blir R2 justert slik at diac-brytespenningen oppnås på et øyeblikk som tilsvarer det foretrukne punktet i vekselstrømssyklusen der diac kreves for å slå på og gi utgangspulsen.

Diac etter dette kan fortsette å gjenta denne aktiviteten gjennom hver +/- AC halv syklus. Til slutt bestemmes fasen ikke bare av R1 R2 og C1, men også gjennom impedansen til vekselstrømskilden og impedansen til kretsen som diac-oppsettet aktiverer.

For de fleste applikasjoner vil dette diac-kretsprosjektet trolig være gunstig for å analysere fasen av diac-motstanden og kapasitansen, for å vite effektiviteten til kretsen.

Følgende tabell nedenfor illustrerer for eksempel fasevinklene som kan tilsvare forskjellige innstillinger av motstanden i samsvar med 0,25 µF kapasitansen i figuren ovenfor.

Informasjonen er vist beregnet på 60 Hz. Husk at som indikert i tabellen når motstanden er redusert, vises utløserpulsen i tidligere posisjoner i forsyningsspenningssyklusen, noe som får diac til å 'fyre' tidligere i syklusen og forbli slått PÅ mye lenger. Siden RC-kretsen inkluderer seriemotstand og shuntkapasitans, er fasen, naturlig, etterslep som betyr at utløserpulsen kommer etter forsyningsspenningssyklusen i tidssyklusen.