Diac - pracovné a aplikačné obvody

Dica je dvojkoncové zariadenie, ktoré má kombináciu paralelne inverzných polovodičových vrstiev, čo umožňuje spúšťanie zariadenia oboma smermi bez ohľadu na polaritu napájania.

Diac charakteristiky

Charakteristiky typického diacetu sú viditeľné na nasledujúcom obrázku, ktorý zreteľne odhaľuje prítomnosť prerušovacieho napätia na oboch jeho svorkách.

Pretože diac je možné prepínať v oboch smeroch alebo obojsmerne, je táto funkcia efektívne využívaná v mnohých striedavých spínacích obvodoch.

Nasledujúci obrázok nižšie ilustruje, ako sú vrstvy usporiadané vnútorne, a tiež zobrazuje grafický symbol dvojbodky. Môže byť zaujímavé poznamenať, že obidve svorky diac sú priradené ako anódy (anóda 1 alebo elektróda 1 a anóda 2 alebo elektróda 2) a pre toto zariadenie neexistuje žiadna katóda.

Keď je pripojený zdroj cez diac kladný na anóde 1 vzhľadom na anódu 2, príslušné vrstvy fungujú ako p1n2p2 a n3.

Keď je pripojený zdroj na anóde 2 kladný vzhľadom na anódu 1, funkčné vrstvy sú ako p2n2p1 a n1.

Úroveň napätia streľby na diak

Prerušovacie napätie alebo vypaľovacie napätie diacu, ako je uvedené v prvom diagrame vyššie, sa zdá byť celkom rovnomerné na oboch svorkách. V skutočnom zariadení sa to však môže pohybovať od 28 V do 42 V.

Hodnotu streľby je možné dosiahnuť riešením nasledujúcich výrazov rovnice, ktoré sú k dispozícii v údajovom liste.

VBR1 = VBR2 ± 0,1 VBR2

Súčasné technické parametre (IBR1 a IBR2) medzi oboma terminálmi sa tiež zdajú byť celkom identické. Pre diac, ktorý je znázornený na diagrame

Dve súčasné úrovne (IBR1 a IBR2) pre diac sú tiež veľmi blízke. Vo vyššie uvedených príkladných charakteristikách sa zdá, že existujú
200 uA alebo 0,2 mA.

Obvody aplikácie Diac

Nasledujúce vysvetlenie nám ukazuje, ako funguje diac v obvode striedavého prúdu. Pokúsime sa to pochopiť z jednoduchého obvodu snímača priblíženia ovládaného 110 V AC.

Okruh detektora blízkosti

Na nasledujúcom diagrame je možné vidieť obvod detektora blízkosti pomocou diacu.

Tu vidíme, že SCR je začlenený do série so záťažou a programovateľným unijunkčným tranzistorom (PUT), ktorý je priamo spojený so snímacou sondou.

Keď sa ľudské telo priblíži k snímacej sonde, spôsobí to zvýšenie kapacity cez sondu a zem.

Podľa charakteristík kremíka programovateľného UJT bude horieť, keď napätie VA na jeho anódovej svorke prekročí jeho hradlové napätie najmenej o 0,7 V. To spôsobí skrat cez anódovú katódu zariadenia.

V závislosti na nastavení predvoľby 1M sleduje diac vstupný cyklus striedavého prúdu a vystrelí na zadanú úroveň napätia.

Z tohto dôvodu pokračuje v spaľovaní diacu, anódové napätie VA UJT nikdy nemôže zvýšiť svoj hradlový potenciál VG, ktorý je vždy udržiavaný takmer na takej vysokej hodnote ako vstupný striedavý prúd. A táto situácia udržuje programovateľný UJT vypnutý.

Keď sa však ľudské telo priblíži k snímacej sonde, podstatne zníži hradlový potenciál VG UJT, čo umožní, aby anódový potenciál VA UJT UJT šiel vyššie ako VG. To okamžite spôsobí požiar UJT.

Keď sa to stane, UJT vytvorí skrat cez svoje anódové / katódové svorky, čím poskytne potrebný hradlový prúd pre SCR. SCR vystrelí a zapne pripojenú záťaž, čo indikuje prítomnosť človeka v blízkosti sondy snímača.

Automatická nočná lampa

Jednoduchý automatické svetlo stožiara obvod využívajúci LDR, triak a Diac je možné vidieť na obrázku vyššie. Fungovanie tohto obvodu je dosť jednoduché a kritické spínacie úlohy zvláda diac DB-3. Keď nastane večer, svetlo na LDR začne klesať, čo spôsobí postupné zvyšovanie napätia na križovatke R1, DB-3 v dôsledku zvyšujúceho sa odporu LDR.

Keď toto napätie stúpne na bod zlomu diacu, diac vystrelí a uvedie do činnosti triakovú bránu, ktorá následne rozsvieti pripojenú žiarovku.

V priebehu rána sa svetlo na LDR postupne zvyšuje, čo spôsobuje, že sa potenciál cez diac zmenšuje v dôsledku uzemnenia potenciálu križovatky R1 / DB-3. A keď je svetlo dostatočne jasné, odpor LDR spôsobí, že potenciál diacu klesne takmer na nulu, čím sa vypne prúd triakovej brány, a teda sa vypne aj žiarovka.

Dík tu zaisťuje, že sa triak prepne bez veľkého blikania počas prechodu za súmraku. Bez dvojbodky by lampa blikala niekoľko minút a potom by sa úplne zapla alebo vypla. Preto je vlastnosť diacu spúšťajúceho poruchu dôkladne využitá v prospech automatického svetelného dizajnu.

Stmievač svetla

TO obvod stmievača svetla je možno najpopulárnejšia aplikácia využívajúca kombináciu triakových diac.

Pre každý cyklus vstupu striedavého prúdu diac vystrelí iba vtedy, keď potenciál na ňom dosiahne svoje prierazné napätie. Časové oneskorenie, po ktorom diac vystrelí, rozhodne o tom, ako dlho zostáva triak ZAPNUTÝ počas každého cyklu fázy. To zase rozhoduje o množstve prúdu a osvetlenia žiarovky.

Časové oneskorenie pri odpálení diac je nastavené zobrazenou úpravou hrnca 220 k a hodnotou C1. Tieto komponenty časového oneskorenia RC určujú čas zapnutia triaku prostredníctvom vypaľovania diacu, čo vedie k sekaniu AC fázy v špecifických častiach fázy v závislosti od oneskorenia vypaľovania diacu.

Keď je oneskorenie dlhšie, je možné užšej časti fázy prepnúť triak a spustiť lampu, čo spôsobí nižší jas lampy. Pre rýchlejšie časové intervaly sa triak smie prepínať na dlhšie obdobia striedavej fázy, a teda sa rozsvieti aj žiarovka na dlhšie úseky striedavej fázy, čo spôsobí vyšší jas.

Amplitúda spustený prepínač

Najzákladnejšia aplikácia diac bez ohľadu na inú časť je pomocou automatického prepínania. Pri napájaní striedavým alebo jednosmerným prúdom sa diac chová ako vysoký odpor (prakticky otvorený obvod), pokiaľ je aplikované napätie pod kritickou hodnotou VBO.

Diky sa zapnú, akonáhle sa dosiahne alebo prekročí táto kritická úroveň napätia VBO. Preto bolo možné toto konkrétne 2-koncové zariadenie zapnúť iba zvýšením amplitúdy pripojeného riadiaceho napätia a mohlo by pokračovať vo vedení, až kým sa napätie nakoniec nezníži na nulu. Obrázok nižšie zobrazuje priamy spínací obvod citlivý na amplitúdu pomocou diacetu 1N5411 alebo diacetu DB-3.

Aplikuje sa napätie okolo 35 voltov ss alebo špičkové striedavé napätie, ktoré spína ON na vedenie, vďaka čomu cez výstupný rezistor R2 začne prúdiť prúd okolo 14 mA. Konkrétne diacety sa môžu zapnúť pri napätí nižšom ako 35 voltov.

Pri použití spínacieho prúdu 14 mA sa výstupné napätie vytvorené cez rezistor 1k dostane na 14 voltov. V prípade, že zdroj napájania obsahuje vnútornú vodivú cestu vo výstupnom obvode, odpor R1 by sa mohol ignorovať a vylúčiť.

Pri práci s obvodom sa pokúste upraviť napájacie napätie tak, aby sa postupne zvyšovalo od nuly, a súčasne kontrolujte výstupnú odozvu. Keď napájanie dosiahne okolo 30 voltov, uvidíte malý alebo mierny kúsok výstupného napätia v dôsledku extrémne nízkeho zvodového prúdu zo zariadenia.

Avšak pri zhruba 35 voltoch zistíte, že sa diac náhle rozpadá a na rezistore R2 sa rýchlo objaví plné výstupné napätie. Teraz začnite znižovať vstup napájania a pozorujte, že výstupné napätie zodpovedajúcim spôsobom klesá, až sa nakoniec zníži na nulu, keď sa vstupné napätie zníži na nulu.

Pri nulových voltoch je diac úplne „vypnutý“ a dostane sa do situácie, ktorá si vyžaduje jeho opätovné spustenie prostredníctvom úrovne amplitúdy 35 voltov.

Elektronický DC spínač

Jednoduchý prepínač, ktorý je podrobne opísaný v predchádzajúcej časti, je možné aktivovať aj prostredníctvom malého zvýšenia napájacieho napätia. Preto je možné stabilne použiť trvalé napätie 30 V na diacer 1N5411, ktorý zabezpečí, že diac je len na hranici vodivosti, ale stále je vypnutý.

Avšak v okamihu, keď je do série pridaný potenciál približne 5 voltov, je rýchlo dosiahnuté prierazné napätie 35 voltov na vykonanie streľby z diacetu.

Odstránenie tohto 5-voltového „signálu“ nemá následne žiadny vplyv na zapnutú situáciu zariadenia a naďalej vedie napájanie 30 voltov, kým napätie neklesne na nulu voltov.

Obrázok vyššie zobrazuje spínací obvod obsahujúci teóriu inkrementálneho prepínania napätia, ako je vysvetlené vyššie. V rámci tohto nastavenia je na diacer 1N5411 (D1) napájané 30 voltov (tu je toto napájanie pre uľahčenie zobrazené ako batériový zdroj, avšak 30 voltov je možné napájať cez akýkoľvek iný konštantne regulovaný zdroj jednosmerného prúdu). S touto úrovňou napätia sa diac nemôže zapnúť a cez pripojenú externú záťaž nepreteká žiadny prúd.

Keď sa však potenciometer postupne nastavuje, napájacie napätie sa pomaly zvyšuje a nakoniec sa diac zapne, čo umožní, aby prúd prešiel záťažou a zapol ju.

Akonáhle je diac zapnutý, zníženie napájacieho napätia potenciometrom nemá na diacu žiadny vplyv. Avšak po znížení napätia pomocou potenciometra by sa resetovací spínač S1 mohol použiť na prepnutie OFF vodivosti diac a reset obvodu v pôvodnom vypnutom stave.

Zobrazené diac alebo DB-3 budú schopné zostať nečinné pri približne 30 V a nebudú schopné samočinného odpálenia. To znamená, že niektoré diacety môžu vyžadovať nižšie napätie ako 30 V, aby sa udržali v nevodivom stave. Rovnakým spôsobom môžu špecifické prídavky vyžadovať vyššie ako 5 V pre možnosť prírastkového zapnutia. Hodnota potenciometra R1 by nemala byť vyššia ako 1 kOhm a mala by byť navinutá na drôt.

Vyššie uvedený koncept je možné použiť na implementáciu aretačnej akcie v slaboprúdových aplikáciách prostredníctvom jednoduchého dvoj koncového diac zariadenia namiesto toho, aby bol závislý na zložitých 3 koncových zariadeniach ako SCR.

Elektricky blokované relé

Vyššie uvedený obrázok ukazuje obvod jednosmerného relé, ktoré je navrhnuté tak, aby zostalo zablokované v okamihu, keď je napájané vstupným signálom. Konštrukcia je rovnako dobrá ako západkové mechanické relé.

Tento obvod využíva koncept vysvetlený v predchádzajúcom odseku. Aj tu sa diac udržuje vypnutý na 30 voltoch, čo je úroveň napätia, ktorá je zvyčajne malá pre vedenie diacu.

Akonáhle sa však diacu pridelí potenciál série 6 V, začne diac napájať prúdom, ktorý sa zapne a zablokuje relé (diac potom zostane zapnutý, aj keď 6-voltové riadiace napätie už neexistuje).

Pri správnom optimalizovaní R1 a R2 sa relé efektívne zapne v reakcii na priložené riadiace napätie.

Potom relé zostane zablokované aj bez vstupného napätia. Okruh je však možné resetovať späť do predchádzajúcej polohy stlačením uvedeného resetovacieho spínača.

Relé musí byť slaboprúdové, s odporom cievky 1 k.

Obvod snímača blokovania

Mnoho zariadení, napríklad alarmy narušiteľa a procesné riadiace jednotky, vyžaduje spúšťací signál, ktorý po zapnutí zostane zapnutý a vypne sa, iba keď sa resetuje príkon.

Hneď ako je okruh spustený, umožňuje vám prevádzkovať obvody pre alarmy, záznamníky, uzatváracie ventily, bezpečnostné pomôcky a mnoho ďalších. Obrázok nižšie zobrazuje ukážkový dizajn pre tento typ aplikácie.

Dík HEP R2002 tu funguje ako spínacie zariadenie. V tomto konkrétnom nastavení zostávajú diacy v pohotovostnom režime pri napájaní 30 voltov cez B2.

Avšak momentový prepínač S1 je prepnutý, čo môže byť „senzor“ na dverách alebo okne, prispieva 6 voltov (z B1) k existujúcemu predpätiu 30 V, čo vedie k tomu, že výsledných 35 voltov vystrelí diac a generuje okolo 1 Výstup V naprieč R2.

DC istič

Obrázok vyššie ukazuje obvod, ktorý okamžite vypne záťaž, keď jednosmerné napájacie napätie prekročí pevnú úroveň. Jednotka potom zostane vypnutá, kým sa nezníži napätie a resetuje sa obvod.

V tomto konkrétnom nastavení je diac (D1) normálne vypnutý a tranzistorový prúd nie je dostatočne vysoký na spustenie relé (RY1).

Keď vstup napájania prekročí stanovenú úroveň nastavenú potenciometrom R1, diac vystrelí a DC z výstupu diac sa dostane na základňu tranzistora.

Tranzistor sa teraz zapne cez potenciometer R2 a aktivuje relé.

Relé teraz odpojí záťaž od vstupného napájania, čím zabráni poškodeniu systému v dôsledku preťaženia. Dióda potom zostane zapnutá a relé bude stále zapnuté, až kým sa obvod nevynuluje, krátkodobým otvorením S1.

Aby ste na začiatku nastavili obvod, dolaďte potenciometre R1 a R2, aby ste zaistili, že relé iba klikne na ON, akonáhle vstupné napätie skutočne dosiahne požadovaný prah vypaľovania diac.

Relé potom musí zostať aktivované, kým napätie neklesne späť na svoju normálnu úroveň a resetovací spínač sa na chvíľu neotvorí.

Ak obvod funguje správne, musí byť vstupný palebný napäťový vstup okolo 35 voltov (špecifické diacy by sa mohli aktivovať s menším napätím, aj keď to je často korigované nastavením potenciometra R2), ako aj jednosmerné napätie na báze tranzistora. musí byť zhruba 0,57 voltu (okolo 12,5 mA). Relé má odpor 1k cievky.

Istič proti preťaženiu

Schéma zapojenia vyššie ukazuje obvod ističa proti preťaženiu striedavým prúdom. Táto myšlienka funguje rovnakým spôsobom, ako je vysvetlené v predchádzajúcej {časti. Striedavý prúd sa líši od jednosmernej verzie kvôli prítomnosti kondenzátorov C1 a C2 a diódového usmerňovača D2.

Fázovo riadený spúšťací spínač

Ako už bolo uvedené, primárnym použitím diacu je zdroj aktivačného napätia pre niektoré zariadenie, napríklad pre triak, na riadenie požadovaného zariadenia. Obvod diac v nasledujúcej implementácii je proces fázového riadenia, ktorý môže nájsť veľa iných aplikácií ako kontrola triaku , v ktorých môže byť potrebný impulzný výstup s premenlivou fázou.

Obrázok vyššie zobrazuje typický spúšťací obvod diacu. Toto nastavenie zásadne reguluje vypaľovací uhol diacu a je to dosiahnuté manipuláciou so sieťou fázového riadenia vybudovanou okolo častí R1 R2 a C1.

Tu uvedené hodnoty odporu a kapacity slúžia iba ako referenčné hodnoty. Pre konkrétnu frekvenciu (zvyčajne frekvencia sieťového napájania striedavým prúdom) je R2 vylepšené tak, aby bolo dosiahnuté prepínacie napätie diacu v okamihu, ktorý zodpovedá preferovanému bodu v polovičnom cykle striedavého prúdu, kde je potrebné diac zapnúť a poskytnúť výstupný impulz.

Dík, ktorý nasleduje, môže túto aktivitu opakovať počas každého +/- AC polovičného cyklu. O fáze nakoniec nerozhodujú iba R1 R2 a C1, ale aj impedancia zdroja striedavého prúdu a impedancia obvodu, ktorý aktivuje nastavený diac.

Pre väčšinu aplikácií bude tento projekt diac obvodu pravdepodobne prospešný pre analýzu fázy odporu a kapacity diacu, aby bolo možné poznať účinnosť obvodu.

Nasledujúca tabuľka nižšie napríklad ilustruje fázové uhly, ktoré môžu zodpovedať rôznym nastaveniam odporu v súlade s kapacitou 0,25 μF na obrázku vyššie.

Zobrazené informácie sú určené pre 60 Hz. Pamätajte, že ako je uvedené v tabuľke, keď sa odpor zníži, spúšťací impulz sa stále objavuje na skorších pozíciách v cykle napájacieho napätia, čo spôsobí, že sa diac vypáli skôr v cykle a zostane zapnutý oveľa dlhšie. Pretože obvod RC obsahuje sériový odpor a bočnú kapacitu, fáza prirodzene zaostáva, čo znamená, že spúšťací impulz prichádza po cykle napájacieho napätia v časovom cykle.