Diac - Circuite de lucru și de aplicare

Diac - Circuite de lucru și de aplicare

Diac este un dispozitiv cu două terminale care are o combinație de straturi de semiconductor paralel-invers, care permite declanșarea dispozitivului prin ambele direcții, indiferent de polaritatea de alimentare.

Caracteristicile diacului

Caracteristicile unui diac tipic pot fi văzute în figura următoare, care dezvăluie în mod distinct prezența unei tensiuni de rupere în ambele terminale.



Deoarece un diac poate fi comutat în ambele direcții sau bidirecțional, caracteristica este exploatată în mod eficient în multe circuite de comutare de curent alternativ.



Următoarea figură de mai jos ilustrează modul în care straturile sunt aranjate intern și arată, de asemenea, simbolul grafic al diacului. Poate fi interesant de remarcat faptul că ambele terminale ale diacului sunt atribuite ca anodi (anod 1 sau electrod 1 și anod 2 sau electrod 2) și nu există catod pentru acest dispozitiv.

Când alimentarea conectată pe diac este pozitivă pe anodul 1 față de anodul 2, straturile relevante funcționează ca p1n2p2 și n3.



Când alimentarea conectată este pozitivă pe anodul 2 față de anodul 1, straturile funcționale sunt ca p2n2p1 și n1.

Nivelul tensiunii de tragere Diac

Tensiunea de rupere sau tensiunea de declanșare a diacului, așa cum este indicat în prima diagramă de mai sus, pare a fi destul de uniformă pe ambele terminale. Cu toate acestea, într-un dispozitiv real, acesta poate varia de la 28 V la 42 V.

Valoarea de tragere ar putea fi atinsă rezolvând următorii termeni ai ecuației, așa cum sunt disponibili în fișa tehnică.



VBR1 = VBR2 ± 0,1VBR2

Specificațiile actuale (IBR1 și IBR2) de pe cele două terminale par, de asemenea, a fi destul de identice. Pentru diac, care este reprezentat în diagramă

Cele două niveluri actuale (IBR1 și IBR2) pentru un diac sunt, de asemenea, foarte apropiate ca mărime. În exemplul de caracteristici de mai sus, acestea par a fi în jur
200 uA sau 0,2 mA.

Circuite de aplicații Diac

Următoarea explicație ne arată cum funcționează un diac într-un circuit de curent alternativ. Vom încerca să înțelegem acest lucru dintr-un circuit senzor de proximitate simplu de 110 V c.a.

Circuitul detectorului de proximitate

Circuitul detectorului de proximitate utilizând un diac poate fi observat în următoarea diagramă.

Aici putem vedea că un SCR este încorporat în serie cu sarcina și tranzistorul de unijuncție programabil (PUT) care este asociat direct cu sonda de detectare.

Atunci când un corp uman se apropie de sonda de detectare, provoacă o creștere a capacității peste sondă și sol.

Conform caracteristicilor unui UJT programabil pe siliciu, acesta va declanșa atunci când tensiunea VA la terminalul său anodic depășește tensiunea porții cu cel puțin 0,7 V. Acest lucru provoacă un scurtcircuit pe catodul anodic al dispozitivului.

În funcție de setarea presetării 1M, diac-ul urmează ciclul de intrare AC și se declanșează la un nivel de tensiune specificat.

Datorită acestui fapt, declanșarea continuă a diacului, tensiunea anodică VA a UJT nu are voie niciodată să-și mărească potențialul de poartă VG, care este ținut întotdeauna aproape la fel de mare ca intrarea CA. Și această situație menține UJT programabil oprit.

Cu toate acestea, atunci când un corp uman se apropie de sonda de detectare, acesta reduce potențialul de poartă VG al UJT, permițând potențialului anodic VA al UJT al UJT să meargă mai sus decât VG. Acest lucru determină instantaneu declanșarea UJT.

Când se întâmplă acest lucru, UJT-urile creează un scurtcircuit între terminalele sale anodice / catodice, asigurând curentul de poartă necesar pentru SCR. SCR declanșează și pornește sarcina atașată, indicând prezența unei proximități umane lângă sonda senzorului.

Lampă automată de noapte

Un simplu lumină automată a catargului circuitul folosind un LDR, un triac și un Diac poate fi văzut în desenul de mai sus. Funcționarea acestui circuit este destul de simplă, iar sarcina de comutare critică este gestionată de diac DB-3. Când se instalează seara, lumina de pe LDR începe să cadă, ceea ce face ca tensiunea la joncțiunea R1, DB-3 să crească treptat, datorită rezistenței crescânde a LDR.

Când această tensiune crește până la punctul de rupere al diacului, diac-ul se declanșează și acționează poarta triac, care la rândul său pornește lampa conectată.

În timpul dimineții, lumina de pe LDR crește treptat, ceea ce face ca potențialul din diac să scadă din cauza împământării potențialului de joncțiune R1 / DB-3. Și când lumina este suficient de strălucitoare, rezistența LDR face ca potențialul diac să scadă aproape la zero, oprind curentul porții triac și, prin urmare, lampa este, de asemenea, oprită.

Diaclicul de aici asigură comutarea triacului fără a clipi mult în timpul tranziției crepusculare. Fără diac, lampa ar fi pâlpâit timp de câteva minute înainte de a porni sau opri complet. Astfel, caracteristica de declanșare a defecțiunii diacului este exploatată în profunzime în favoarea designului automat al luminii.

Dimmer ușor

LA circuit de reglare a luminii este poate cea mai populară aplicație care folosește o combinație diacrică triac.

Pentru fiecare ciclu de intrare AC, diac-ul se declanșează numai atunci când potențialul din acesta atinge tensiunea de avarie. Timpul de întârziere după care diac-ul se aprinde decide pentru cât timp triacul rămâne pornit în timpul fiecărui ciclu al fazei. La rândul său, aceasta decide cantitatea de curent și iluminare pe lampă.

Întârzierea la declanșarea diacului este setată de reglarea potului de 220 k afișată și de valoarea C1. Aceste componente de întârziere RC determină timpul de pornire al triacului prin tragerea diacului, ceea ce duce la tăierea fazei AC pe secțiuni specifice ale fazei, în funcție de întârzierea de tragere a diacului.

Când întârzierea este mai lungă, o porțiune mai îngustă a fazei este permisă să comute triac și să declanșeze lampa, provocând o luminozitate mai mică pe lampă. Pentru intervale de timp mai rapide, triac-ului i se permite să comute pentru perioade mai lungi de fază AC, și astfel lampa este, de asemenea, comutată pentru secțiuni mai lungi ale fazei AC, provocând o luminozitate mai mare pe ea.

Comutator declanșat de amplitudine

Cea mai simplă aplicație a diacului fără a depinde de nicio altă parte este prin comutarea automată. Pentru o sursă de curent alternativ sau c.c., diac-ul se comportă ca o rezistență ridicată (practic un circuit deschis) atâta timp cât tensiunea aplicată este sub valoarea critică VBO.

Diac se aprinde imediat ce acest nivel critic de tensiune VBO este atins sau depășit. Prin urmare, acest dispozitiv specific cu 2 terminale ar putea fi pornit doar prin creșterea amplitudinii tensiunii de control atașate și ar putea continua să conducă, până când în cele din urmă tensiunea scade la zero. Figura de mai jos afișează un circuit de comutare direct senzitiv la amplitudine, utilizând un diac 1N5411 sau un diac DB-3.

Se aplică o tensiune de aproximativ 35 volți c.c. sau vârf c.a. care pornește diaculul în conducție, datorită căruia curentul de aproximativ 14 mA începe să curgă prin rezistorul de ieșire, R2. Diacranele specifice se pot aprinde la tensiuni sub 35 volți.

Folosind un curent de comutare de 14 mA, tensiunea de ieșire creată pe rezistorul de 1 k ajunge la 14 volți. În cazul în care sursa de alimentare include o cale conductivă interioară în circuitul de ieșire, rezistorul R1 ar putea fi ignorat și eliminat.

În timp ce lucrați cu circuitul, încercați să reglați tensiunea de alimentare astfel încât să crească treptat de la zero, în timp ce verificați simultan răspunsul de ieșire. Când alimentarea ajunge la aproximativ 30 de volți, veți vedea o mică sau mică cantitate de tensiune de ieșire, datorită curentului de scurgere extrem de scăzut de pe dispozitiv.

Cu toate acestea, la aproximativ 35 de volți, veți găsi că diac-ul se rupe brusc și o tensiune de ieșire completă apare rapid pe rezistorul R2. Acum, începeți să reduceți intrarea de alimentare și observați că tensiunea de ieșire se reduce corespunzător, ajungând în cele din urmă la zero atunci când tensiunea de intrare este redusă la zero.

La zero volți, diac-ul este complet „oprit” și intră într-o situație care necesită declanșarea acestuia din nou prin nivelul de amplitudine de 35 volți.

Comutator electronic DC

Comutatorul simplu detaliat în secțiunea anterioară ar putea fi activat, de asemenea, printr-o mică creștere a tensiunii de alimentare. Prin urmare, o tensiune stabilă poate fi de 30 V ar putea fi utilizată în mod constant diac 1N5411 asigurând că diac este doar la vege de conducere, dar încă oprit.

Cu toate acestea, în momentul în care se adaugă un potențial de aproximativ 5 volți în serie, tensiunea de rupere de 35 volți este atinsă rapid pentru a executa declanșarea diacului.

Eliminarea acestui „semnal” de 5 volți nu are ulterior impact asupra situației pornite a dispozitivului și continuă să rămână conducând sursa de 30 volți până când tensiunea este redusă la zero volți.

Figura de mai sus demonstrează un circuit de comutare care prezintă teoria comutării incrementale a tensiunii, așa cum s-a explicat mai sus. În cadrul acestei configurări, o sursă de 30 de volți este dată la 1N5411 diac (D1) (aici această sursă este prezentată ca o sursă de baterie pentru comoditate, cu toate acestea cei 30 de volți ar putea fi aplicați prin orice altă sursă constantă reglată dc). Cu acest nivel de tensiune, diac este incapabil să pornească și nu circulă curent prin sarcina externă conectată.

Cu toate acestea, atunci când potentimetrul este reglat treptat, tensiunea de alimentare crește încet și în cele din urmă diac este pornit, ceea ce permite curentului să treacă prin sarcină și să îl pornească.

Odată ce diac este pornit, scăderea tensiunii de alimentare prin potențiometru nu are niciun efect asupra diacului. Cu toate acestea, după reducerea tensiunii prin potențiometru, comutatorul de resetare S1 ar putea fi folosit pentru a dezactiva conducerea diaclorică și a reseta circuitul în starea originală oprită.

Diac-ul afișat sau DB-3 vor putea rămâne inactiv la aproximativ 30 V și nu vor trece printr-o acțiune de auto-tragere. Acestea fiind spuse, unele diacane pot necesita tensiuni mai mici de 30 V pentru a le menține în stare necorespunzătoare. În același mod, diacranele specifice pot necesita mai mult de 5 V pentru opțiunea de comutare incrementală. Valoarea potențiometrului R1 nu trebuie să fie mai mare de 1 k Ohm și trebuie să fie de tip bobinat.

Conceptul de mai sus poate fi utilizat pentru implementarea acțiunii de blocare în aplicații cu curent redus printr-un dispozitiv diac simplu cu două terminale în loc să depindă de 3 dispozitive terminale complexe, cum ar fi SCR-urile.

Releu blocat electric

Figura prezentată mai sus indică circuitul unui releu de curent continuu care este proiectat să rămână blocat în momentul în care este alimentat printr-un semnal de intrare. Designul este la fel de bun ca blocarea releului mecanic.

Acest circuit folosește conceptul explicat în paragraful anterior. Tot aici, diac-ul este ținut oprit la 30 de volți, un nivel de tensiune care este de obicei mic pentru o conductă diac.

Cu toate acestea, de îndată ce un potențial din seria 6 V este dat diacului, acesta din urmă începe să împingă curentul care pornește și blochează releul (diacul după aceea rămâne pornit, chiar dacă tensiunea de control de 6 volți nu mai există).

Cu R1 și R2 optimizate corect, releul se va porni eficient ca răspuns la o tensiune de control aplicată.

După aceasta, releul va rămâne blocat chiar și fără tensiunea de intrare. Cu toate acestea, circuitul poate fi resetat înapoi la poziția sa anterioară apăsând comutatorul de resetare indicat.

Releul trebuie să fie de tip curent redus, poate avea o rezistență a bobinei de 1 k.

Circuitul senzorului de blocare

Multe dispozitive, de exemplu, alarmele de intruși și controlerele de proces, necesită un semnal de declanșare care rămâne pornit o dată declanșat și se oprește numai când intrarea de alimentare este resetată.

De îndată ce circuitul este inițiat, acesta vă permite să operați circuite pentru alarme, înregistratoare, supape de închidere, dispozitive de siguranță și multe altele. Figura de mai jos prezintă un exemplu de design pentru acest tip de aplicație.

Aici, un diac HEP R2002 funcționează ca un dispozitiv de comutare. În această configurație specială, diac-ul rămâne în modul stand-by la 30 volți de alimentare prin B2.

Dar, momentul în care comutatorul S1 este comutat, care ar putea fi un „senzor” pe o ușă sau fereastră, contribuie cu 6 volți (de la B1), la polarizarea existentă de 30 V, provocând 35 volți care rezultă să declanșeze diac și să genereze aproximativ 1 Ieșire V pe R2.

Întrerupător de suprasarcină DC

Figura de mai sus demonstrează un circuit care va opri instantaneu o sarcină atunci când tensiunea de alimentare DC depășește un nivel fix. Unitatea rămâne oprită până când tensiunea este redusă și circuitul este resetat.

În această configurație specială, diac (D1) este în mod normal oprit și curentul tranzistorului nu este suficient de mare pentru a declanșa releul (RY1).

Când intrarea de alimentare depășește un nivel specificat așa cum este setat de potențiometrul R1, diac-ul se declanșează, iar DC-ul de la ieșirea diac-ului ajunge la baza tranzistorului.

Tranzistorul pornește acum prin potențiometrul R2 și activează releul.

Releul deconectează acum sarcina de la sursa de alimentare, prevenind orice deteriorare a sistemului din cauza supraîncărcării. Diacul ulterior continuă să fie pornit, menținând releul pornit până când circuitul este resetat, deschizând momentan S1.

Pentru a regla circuitul la început, reglați potențiometrele R1 și R2 pentru a vă asigura că releul face clic doar pe ON odată ce tensiunea de intrare atinge efectiv pragul de ardere diaclic dorit.

Releul după aceea trebuie să rămână activ până când tensiunea se reduce la nivelul normal și comutatorul de resetare este deschis momentan.

În cazul în care circuitul funcționează corect, intrarea de „ardere” a diacului trebuie să fie în jur de 35 de volți (diacricele specifice se pot activa cu o tensiune mai mică, deși acest lucru este adesea corectat prin reglarea potențiometrului R2), precum și tensiunea de curent continuu la baza tranzistorului trebuie să aibă aproximativ 0,57 volți (aproximativ 12,5 mA). Releul are o rezistență a bobinei de 1k.

Ac întrerupător de suprasarcină

Diagrama de circuit de mai sus demonstrează circuitul unui întrerupător de suprasarcină. Această idee funcționează în mod identic, așa cum a fost explicat în partea de mai sus {part. Circuitul de curent alternativ diferă de versiunea de curent continuu datorită prezenței condensatorilor C1 și C2 și a redresorului de diode D2.

Comutator de declanșare controlat de fază

După cum sa menționat anterior, utilizarea principală a diacului este de a sursa o tensiune de activare la un dispozitiv, cum ar fi un triac pentru controlul echipamentului dorit. Circuitul diaclic din următoarea implementare este un proces de control de fază care poate găsi multe alte aplicații decât controlul triac , în care poate fi necesară o ieșire de impuls de fază variabilă.

Figura de mai sus afișează circuitul tip declanșator diac. Această configurație reglează fundamental unghiul de tragere al diacului și acest lucru se realizează prin manipularea rețelei de control al fazelor construită în jurul pieselor R1 R2 și C1.

Valorile rezistenței și capacității furnizate aici sunt doar valori de referință. Pentru o anumită frecvență (în general frecvența de rețea de curent alternativ), R2 este modificat pentru ca tensiunea de rupere a diacului să fie atinsă într-un moment care corespunde punctului preferat din jumătatea ciclului de curent alternativ în care diac este necesar să pornească și furnizați impulsul de ieșire.

Diaclorul care urmează poate continua să repete această activitate pe parcursul fiecărui semiciclu de +/- AC. În cele din urmă, faza este decisă nu doar de R1 R2 și C1, ci și prin impedanța sursei de curent alternativ și impedanța circuitului pe care diac configurat activează.

Pentru majoritatea aplicațiilor, acest proiect al circuitului diaclic va fi probabil benefic pentru a analiza faza de rezistență și capacitate diac, pentru a cunoaște eficiența circuitului.

Următorul tabel de mai jos, de exemplu, ilustrează unghiurile de fază care pot corespunde diferitelor setări ale rezistenței în conformitate cu capacitatea de 0,25 µF din figura de mai sus.

Informațiile sunt afișate pentru 60 Hz. Amintiți-vă, așa cum este indicat în tabel pe măsură ce rezistența este scăzută, pulsul de declanșare continuă să apară în poziții anterioare în ciclul de tensiune de alimentare, ceea ce face ca diac-ul să se „declanșeze” mai devreme în ciclu și să rămână pornit mult mai mult. Deoarece circuitul RC include rezistență în serie și capacitate de șunt, faza este, în mod natural, întârziată, ceea ce înseamnă că pulsul de declanșare vine după ciclul de tensiune de alimentare în cadrul ciclului de timp.




Precedent: Circuite de conducători auto LED - Analiză de proiectare Următorul: Circuitul contorului de grilă