Diac - darba un pielietojuma shēmas

Diac ir divu termināļu ierīce, kurai ir paralēli-apgrieztu pusvadītāju slāņu kombinācija, kas ļauj iedarbināt ierīci abos virzienos neatkarīgi no barošanas polaritātes.

Diaka raksturojums

Tipiskā diaca raksturlielumi ir redzami nākamajā attēlā, kas skaidri atklāj pārrāvuma sprieguma klātbūtni abos tā spailēs.

Tā kā diaconu var pārslēgt abos virzienos vai divvirzienu virzienā, šo funkciju efektīvi izmanto daudzās maiņstrāvas komutācijas ķēdēs.

Nākamais attēls zemāk parāda, kā slāņi ir sakārtoti iekšēji, kā arī parāda diac grafisko simbolu. Var būt interesanti atzīmēt, ka abi diaca spailes ir piešķirti kā anodi (anods 1 vai elektrods 1 un anods 2 vai elektrods 2), un šai ierīcei nav katoda.

Kad pievienotā barošana visā diaconā ir pozitīva anodā 1 attiecībā pret anodu 2, attiecīgie slāņi darbojas kā p1n2p2 un n3.

Kad pievienotā padeve anodā 2 ir pozitīva attiecībā pret anodu 1, funkcionālie slāņi ir p2n2p1 un n1.

Diaka apdedzināšanas sprieguma līmenis

Šķiet, ka sadalījuma spriegums vai diac degšanas spriegums, kas norādīts pirmajā diagrammā, abos spailēs ir diezgan vienāds. Tomēr faktiskajā ierīcē tas var atšķirties no 28 V līdz 42 V.

Šaušanas vērtību varēja sasniegt, atrisinot šādus vienādojuma nosacījumus, kas pieejami datu lapā.

VBR1 = VBR2 ± 0,1 VBR2

Arī pašreizējās specifikācijas (IBR1 un IBR2) abos terminālos šķiet diezgan identiskas. Diacam, kas attēlots diagrammā

Divi diacona pašreizējie līmeņi (IBR1 un IBR2) ir arī ļoti tuvu. Iepriekš minētajos raksturlielumos tie, šķiet, ir aptuveni
200 uA vai 0,2 mA.

Diac Applications shēmas

Šis paskaidrojums mums parāda, kā diakons darbojas maiņstrāvas ķēdē. Mēs centīsimies to saprast no vienkāršas 110 V maiņstrāvas darbināmas tuvuma sensora shēmas.

Tuvuma detektora shēma

Tuvuma detektora shēmu, izmantojot diaconu, var redzēt šajā diagrammā.

Šeit mēs varam redzēt, ka SCR ir sērijveidā iestrādāts ar slodzi un programmējamo vienvirziena tranzistoru (PUT), kas tieši savienots ar sensora zondi.

Kad cilvēka ķermenis tuvojas sensora zondei, palielinās kapacitāte pāri zondei un zemei.

Atbilstoši silīcija programmējamā UJT raksturlielumiem tas aktivizēsies, kad spriegums VA tā anoda spailē pārsniedz vārtu spriegumu vismaz par 0,7 V. Tas izraisa īssavienojumu visā ierīces anoda katodā.

Atkarībā no 1M iepriekš iestatītā iestatījuma diac seko ieejas maiņstrāvas ciklam un aktivizējas ar noteiktu sprieguma līmeni.

Sakarā ar to, ka tiek turpināta diaca degšana, UJT anoda spriegumam VA nekad nav atļauts palielināt vārtu potenciālu VG, kas vienmēr tiek turēts gandrīz tikpat augsts kā ieejas maiņstrāva. Un šī situācija ļauj izslēgt programmējamo UJT.

Tomēr, kad cilvēka ķermenis tuvojas sensora zondei, tas ievērojami pazemina UJT vārtu potenciālu VG, ļaujot UJT UJT anoda potenciālam VA iet augstāk par VG. Tas uzreiz liek UJT izšaut.

Kad tas notiek, UJT izveido īssavienojumu pāri saviem anoda / katoda spailēm, nodrošinot nepieciešamo vārtu strāvu SCR. SCR iedarbina un ieslēdz pievienoto slodzi, norādot cilvēka tuvumu sensora zondes tuvumā.

Automātiska nakts lampa

Vienkāršs automātiskā masta gaisma shēmu, izmantojot LDR, triac un Diac, var redzēt iepriekš redzamajā zīmējumā. Šīs ķēdes darbība ir diezgan vienkārša, un kritisko pārslēgšanas darbu veic diac DB-3. Iestājoties vakaram, LDR gaisma sāk krist, kas izraisa R1, DB-3 krustojuma sprieguma pakāpenisku pieaugumu sakarā ar pieaugošo LDR pretestību.

Kad šis spriegums paaugstinās līdz diaca pārrāvuma punktam, diaks aizdegas un iedarbina triac vārtiņus, kas savukārt ieslēdz pievienoto lampu.

Rīta laikā gaisma uz LDR pakāpeniski palielinās, kā rezultātā R1 / DB-3 krustojuma potenciāla iezemēšanas dēļ samazinās diaca spēja. Kad gaisma ir pietiekami spilgta, LDR pretestība izraisa diaca potenciāla samazināšanos līdz gandrīz nullei, izslēdzot triac vārtu strāvu, un līdz ar to arī lampa tiek izslēgta.

Diac šeit nodrošina, ka triac tiek pārslēgts bez daudz mirgošanas krēslas pārejas laikā. Bez diacona lampa būtu mirgot daudzas minūtes, pirms pilnībā ieslēgt vai izslēgt. Tādējādi par labu automātiskajam gaismas projektam tiek izmantota diac sadalījuma iedarbināšanas funkcija.

Gaismas reostats

TO gaismas dimmera ķēde , iespējams, ir vispopulārākā lietojumprogramma, izmantojot triac diac kombināciju.

Katram maiņstrāvas ieejas ciklam diakons tiek aktivizēts tikai tad, kad tajā esošais potenciāls sasniedz sadalīšanās spriegumu. Laika aizkave, pēc kuras sāk diacons, izlemj, cik ilgi triac paliek ieslēgts katrā fāzes ciklā. Tas savukārt nosaka spuldzes strāvas un apgaismojuma daudzumu.

Laika aizkavēšanos ar diakona šaušanu nosaka parādītais 220 k katla regulējums un C1 vērtība. Šīs RC laika aizkaves sastāvdaļas nosaka triaka ieslēgšanās laiku, izmantojot diaca degšanu, kā rezultātā maiņstrāvas fāze tiek sasmalcināta noteiktās fāzes sadaļās atkarībā no diaca aizdedzes aizkaves.

Kad kavēšanās ir garāka, šaurākai fāzes daļai ir atļauts pārslēgt triac un iedarbināt lampu, izraisot zemāku spuldzes spilgtumu. Ātrākiem laika intervāliem triac ir atļauts pārslēgties uz ilgāku maiņstrāvas fāzes periodu, un tādējādi lampa tiek ieslēgta arī garākām maiņstrāvas fāzes daļām, izraisot lielāku spilgtumu tajā.

Amplitūdas iedarbinātais slēdzis

Visvienkāršākais diacona pielietojums, neatkarīgi no citas daļas, ir automātiska pārslēgšana. Maiņstrāvas vai līdzstrāvas avotam diacons darbojas kā augsta pretestība (praktiski atvērta ķēde), kamēr pielietotais spriegums ir zem kritiskās VBO vērtības.

Diagramma ieslēdzas, tiklīdz ir sasniegts vai pārsniegts šis kritiskais VBO sprieguma līmenis. Tādēļ šo specifisko 2 termināļu ierīci varēja ieslēgt, tikai palielinot pievienotā vadības sprieguma amplitūdu, un tā varēja turpināt darboties, līdz galu galā spriegums tiek samazināts līdz nullei. Zemāk redzamajā attēlā ir parādīta vienkārša komutācijas shēma, kas ir jutīga pret amplitūdu, izmantojot diafragmu 1N5411 vai DB-3.

Tiek piemērots aptuveni 35 voltu līdzstrāvas spriegums vai maksimālais maiņstrāvas spriegums, kas ieslēdz diaconu vadītspējā, kura dēļ caur izejas rezistoru R2 sāk plūst aptuveni 14 mA strāva. Īpaši diakoni, iespējams, ieslēdzas pie sprieguma, kas zemāks par 35 voltiem.

Izmantojot 14 mA komutācijas strāvu, izejas spriegums, kas izveidots pāri 1k rezistoram, sasniedz 14 voltus. Gadījumā, ja barošanas avotā izejas ķēdē ir iekšējs vadošs ceļš, rezistoru R1 var neņemt vērā un izslēgt.

Strādājot ar ķēdi, mēģiniet noregulēt barošanas spriegumu tā, lai tas pakāpeniski palielinātu no nulles, vienlaikus pārbaudot izejas reakciju. Kad barošana sasniedz aptuveni 30 voltu, jūs redzēsiet nelielu vai nelielu izejas spriegumu, pateicoties ārkārtīgi zemai noplūdes strāvai no ierīces.

Tomēr aptuveni 35 voltu strāvā jūs atradīsit, ka pēkšņi sadalās diacoms un pilns izejas spriegums ātri parādās pretestībā R2. Tagad sāciet samazināt barošanas ievadi un novērojiet, ka izejas spriegums attiecīgi samazinās, beidzot sasniedzot nulli, kad ieejas spriegums tiek samazināts līdz nullei.

Pie nulles voltiem diac ir pilnībā 'izslēgts' un nonāk situācijā, kurā to atkal jāiedarbina, izmantojot 35 voltu amplitūdas līmeni.

Elektroniskais līdzstrāvas slēdzis

Vienkāršo slēdzi, kas detalizēti aprakstīts iepriekšējā sadaļā, varētu arī aktivizēt, nedaudz palielinot barošanas spriegumu. Tādēļ stabilu spriegumu 30 V var izmantot konsekventi pie 1N5411 diac, nodrošinot, ka diacoms atrodas tieši vadīšanas zonā, bet joprojām ir izslēgts.

Tomēr brīdī, kad virknē tiek pievienots aptuveni 5 voltu potenciāls, ātri tiek sasniegts 35 voltu sadalīšanās spriegums, lai veiktu diac.

Šī 5 voltu “signāla” noņemšana pēc tam neietekmē ierīces ieslēgto stāvokli, un tā turpina vadīt 30 voltu barošanu, līdz spriegums tiek pazemināts līdz nullei voltu.

Iepriekš redzamajā attēlā ir parādīta komutācijas ķēde, kurā aprakstīta sprieguma pieauguma komutācijas teorija, kā paskaidrots iepriekš. Šajā uzstādījumā 1N5411 diac (D1) tiek piegādāts 30 voltu spriegums (šeit ērtības labad tas tiek parādīts kā akumulatora avots, tomēr 30 volti varētu tikt izmantoti, izmantojot jebkuru citu pastāvīgi regulētu avotu līdzstrāvu). Ar šo sprieguma līmeni diac nevar ieslēgties, un caur pievienoto ārējo slodzi strāva nedarbojas.

Tomēr, kad potentimetrs tiek pakāpeniski noregulēts, barošanas spriegums lēnām palielinās un visbeidzot tiek ieslēgts diacoms, kas ļauj strāvai iziet cauri slodzei un ieslēgt to.

Kad diacons ir ieslēgts, barošanas sprieguma samazināšana caur potenciometru neietekmē diac. Tomēr pēc sprieguma samazināšanas caur potenciometru atiestatīšanas slēdzi S1 varētu izmantot, lai izslēgtu diaca vadību un atiestatītu ķēdi sākotnējā izslēgtā stāvoklī.

Attēlotais diacons vai DB-3 spēs palikt dīkstāvē pie aptuveni 30 V un nedarbosies ar paššāvienu. Tas nozīmē, ka dažām diacēm var būt nepieciešams zemāks spriegums nekā 30 V, lai tās uzturētu nevadošā stāvoklī. Tādā pašā veidā īpašām diakritēm var būt nepieciešama lielāka par 5 V, lai ieslēgtu papildu slēdža ieslēgšanu. Potenciometra R1 vērtībai nevajadzētu būt lielākai par 1 k omi, un tai jābūt ar stieples tinumu.

Iepriekš minēto koncepciju var izmantot, lai īstenotu fiksācijas darbību zemas strāvas lietojumprogrammās, izmantojot vienkāršu divu termināļu diac ierīci, nevis atkarībā no sarežģītām 3 termināla ierīcēm, piemēram, SCR.

Elektriski bloķēts relejs

Iepriekš parādītais attēls norāda līdzstrāvas releja ķēdi, kas ir paredzēta, lai paliktu fiksēta brīdī, kad to darbina caur ieejas signālu. Dizains ir tikpat labs kā mehāniskā releja fiksēšana.

Šajā ķēdē tiek izmantots iepriekšējā punktā izskaidrotais jēdziens. Arī šeit diac tiek turēts izslēgts 30 voltu sprieguma līmenī, kas parasti ir mazs diaca vadīšanai.

Tomēr, tiklīdz diacam tiek piešķirts 6 V sērijas potenciāls, pēdējais sāk virzīt strāvu, kas ieslēdzas un fiksē releju (pēc tam diacoms paliek ieslēgts, kaut arī 6 voltu vadības spriegums vairs nepastāv).

Pareizi optimizējot R1 un R2, relejs efektīvi ieslēdzas, reaģējot uz pielietoto vadības spriegumu.

Pēc tam relejs paliks fiksēts arī bez ieejas sprieguma. Tomēr ķēdi var atjaunot iepriekšējā stāvoklī, nospiežot norādīto atiestatīšanas slēdzi.

Relejam jābūt ar zemu strāvas tipu, var būt ar spoles pretestību 1 k.

Fiksējošā sensora ķēde

Daudzām ierīcēm, piemēram, iebrucēju trauksmēm un procesu kontrolieriem, ir nepieciešams aktivizējošs signāls, kas paliek ieslēgts, kad tas tiek aktivizēts, un izslēdzas tikai tad, kad tiek atiestatīta enerģijas ievade.

Tiklīdz ķēde tiek uzsākta, tā ļauj jums darbināt trauksmes signālus, ierakstītājus, slēgvārstus, drošības sīkrīkus un daudzus citus. Zemāk redzamajā attēlā parādīts šāda veida lietojuma dizaina paraugs.

Šeit HEP R2002 diac darbojas kā komutācijas ierīce. Šajā konkrētajā komplektācijā diac ir gaidīšanas režīmā ar 30 voltu barošanu caur B2.

Bet brīdī, kad slēdzis S1 ir pārslēgts, tas varētu būt durvju vai logu “sensors”, tas veicina 6 voltu (no B1) pašreizējo 30 V novirzi, izraisot 35 voltu spriegumu, kas iedarbina diaku un ģenerē ap 1 V izeja pāri R2.

Līdzstrāvas pārslodzes automātiskais slēdzis

Iepriekš redzamais attēls parāda ķēdi, kas uzreiz izslēgs slodzi, kad līdzstrāvas barošanas spriegums pārsniedz fiksēto līmeni. Pēc tam iekārta paliek izslēgta, līdz tiek pazemināts spriegums un atiestatīta ķēde.

Šajā konkrētajā uzstādījumā diac (D1) parasti tiek izslēgts, un tranzistora strāva nav pietiekami liela, lai iedarbinātu releju (RY1).

Kad padeves ieeja pārsniedz norādīto potenciometra R1 iestatīto līmeni, diacoms aizdegas, un līdzstrāva no diaca izejas sasniedz tranzistora bāzi.

Transistors tagad ieslēdzas caur potenciometru R2 un aktivizē releju.

Relejs tagad atvieno slodzi no ieejas padeves, novēršot sistēmas bojājumus pārslodzes dēļ. Pēc tam diacoms turpina ieslēgties, turot releju ieslēgtu, līdz ķēdes atiestatīšanas slēdzis tiek atvērts, īslaicīgi atverot S1.

Lai sākumā noregulētu ķēdi, precīzi noregulējiet potenciometrus R1 un R2, lai pārliecinātos, ka relejs vienkārši noklikšķina uz ON, tiklīdz ieejas spriegums faktiski sasniedz vēlamo diac.

Pēc tam relejam jābūt ieslēgtam, līdz spriegums samazinās līdz normālajam līmenim un īslaicīgi tiek atvērts atiestatīšanas slēdzis.

Ja ķēde darbojas pareizi, diac. “Apdedzināšanas” sprieguma ieejai jābūt aptuveni 35 voltiem (īpašas diakas varētu aktivizēt ar mazāku spriegumu, lai gan to bieži koriģē, pielāgojot potenciometru R2), kā arī līdzstrāvas spriegumam tranzistora pamatnē jābūt aptuveni 0,57 voltiem (pie aptuveni 12,5 mA). Relejs ir 1k spoles pretestība.

Maiņstrāvas pārslodzes automātiskais slēdzis

Iepriekšējā shēma parāda maiņstrāvas pārslodzes automātiskā slēdža ķēdi. Šī ideja darbojas tāpat kā līdzšinējais līdzstrāvas iestatījums, kas paskaidrots iepriekšējā {daļā. Maiņstrāvas ķēde atšķiras no līdzstrāvas versijas kondensatoru C1 un C2 un diodes taisngrieža D2 klātbūtnes dēļ.

Fāzes kontrolēts iedarbināšanas slēdzis

Kā jau minēts iepriekš, diac galvenais uzdevums ir aktivizēt spriegumu kādai ierīcei, piemēram, triac, lai kontrolētu vēlamo aprīkojumu. Diac ķēde nākamajā realizācijā ir fāzes vadības process, kas var atrast daudzas lietojumprogrammas, izņemot triac kontrole , kurā var būt nepieciešama mainīgas fāzes impulsa izeja.

Iepriekš redzamajā attēlā parādīta tipiska diaca sprūda ķēde. Šis iestatījums fundamentāli regulē diaca šaušanas leņķi, un tas tiek panākts, manipulējot ar fāzu vadības tīklu, kas izveidots ap detaļām R1 R2 un C1.

Šeit norādītās pretestības un kapacitātes vērtības ir tikai atsauces vērtības. Konkrētai frekvencei (parasti maiņstrāvas elektrotīkla līnijas frekvencei) R2 tiek pielāgots, lai diaca pārsprieguma spriegums tiktu sasniegts momentā, kas atbilst vēlamajam maiņstrāvas puscikla punktam, kur diacim ir nepieciešams ieslēgties un nodrošina izejas impulsu.

Diagramma pēc tam var atkārtot šo darbību visā +/- maiņstrāvas puscikla laikā. Galu galā fāzi izlemj ne tikai R1 R2 un C1, bet arī maiņstrāvas avota pretestība un ķēdes pretestība, kuru aktivizē diac.

Lielākajai daļai šo diac ķēdes projektu, iespējams, būs izdevīgi analizēt diaca pretestības un kapacitātes fāzi, lai uzzinātu ķēdes efektivitāti.

Piemēram, zemāk esošajā tabulā ir parādīti fāzes leņķi, kas var atbilst dažādiem pretestības iestatījumiem saskaņā ar 0,25 µF kapacitāti iepriekš redzamajā attēlā.

Informācija ir parādīta 60 Hz frekvencei. Atcerieties, ka, kā norādīts tabulā, kad pretestība ir samazināta, sprūda impulss turpina parādīties agrākās barošanas sprieguma cikla pozīcijās, kā rezultātā diac 'cikla sākumā' uzliesmo un paliek ieslēgts tik ilgi. Tā kā RC ķēde ietver virknes pretestību un šunta kapacitāti, fāze, protams, ir novēlota, kas nozīmē, ka sprūda impulss nāk pēc barošanas sprieguma cikla laika ciklā.