Diac - Litar Kerja dan Aplikasi

Diac adalah peranti dua terminal yang mempunyai gabungan lapisan semikonduktor selari-terbalik, yang membolehkan peranti dipicu melalui kedua-dua arah tanpa mengira polaritas bekalan.

Ciri-ciri Diac

Ciri khas diac dapat dilihat pada Gambar berikut, yang secara jelas menunjukkan adanya voltan pemutus di kedua-dua terminal.

Oleh kerana diac dapat dialihkan ke kedua arah atau dua arah, ciri ini dieksploitasi secara berkesan di banyak litar beralih AC.

Gambar seterusnya di bawah menggambarkan bagaimana lapisan disusun secara dalaman, dan juga menunjukkan simbol grafik diac. Mungkin menarik untuk diperhatikan bahawa kedua-dua terminal diac ditetapkan sebagai anod (anod 1 atau elektrod 1 dan anod 2 atau elektrod 2), dan tidak ada katod untuk peranti ini.

Apabila bekalan yang dihubungkan merentasi diac positif pada anod 1 berkenaan dengan anod 2, lapisan yang berkaitan berfungsi sebagai p1n2p2 dan n3.

Apabila bekalan yang disambungkan positif pada anod 2 berkenaan dengan anod 1, lapisan berfungsi adalah seperti p2n2p1 dan n1.

Tahap Voltan Kebakaran Diac

Voltan pemecahan atau voltan api diac seperti yang ditunjukkan dalam rajah pertama di atas, nampaknya agak seragam di kedua-dua terminal. Walau bagaimanapun, dalam peranti sebenar ini boleh berbeza antara 28 V hingga 42 V.

Nilai penembakan dapat dicapai dengan menyelesaikan istilah persamaan berikut yang tersedia dari lembar data.

VBR1 = VBR2 ± 0.1VBR2

Spesifikasi semasa (IBR1 dan IBR2) di kedua-dua terminal juga kelihatan serupa. Untuk diac yang ditunjukkan dalam rajah

Dua tahap semasa (IBR1 dan IBR2) untuk diac juga sangat besar. Dalam ciri-ciri contoh di atas, ini kelihatan seperti di sekitar
200 uA atau 0.2 mA.

Litar Aplikasi Diac

Penjelasan berikut menunjukkan kepada kita bagaimana diac berfungsi dalam litar AC. Kami akan cuba memahami ini dari rangkaian sensor jarak 110 V AC yang dikendalikan.

Litar Pengesan Kedekatan

Litar pengesan jarak yang menggunakan diac dapat dilihat dalam rajah berikut.

Di sini kita dapat melihat bahawa SCR digabungkan secara bersiri dengan beban dan transistor unijunction yang dapat diprogramkan (PUT) yang digabungkan dengan probing penginderaan secara langsung.

Apabila badan manusia mendekati probe penginderaan, menyebabkan peningkatan kapasitansi melintasi probe dan tanah.

Sesuai dengan ciri-ciri UJT yang dapat diprogramkan silikon, ia akan menyala apabila voltan VA di terminal anodinya melebihi voltan gerbangnya sekurang-kurangnya 0.7 V. Ini menyebabkan litar pintas melintasi katod anod peranti.

Bergantung pada tetapan preset 1M, diac mengikuti kitaran AC input dan menyala pada tahap voltan yang ditentukan.

Oleh kerana ini terus menembak diac, voltan anoda VA dari UJT tidak pernah dibenarkan untuk meningkatkan VG berpotensi gerbangnya yang selalu dipegang hampir setinggi AC input. Dan keadaan ini menjadikan UJT yang dapat diprogram dimatikan.

Walau bagaimanapun, apabila badan manusia mendekati probe penginderaan, ia menurunkan VG berpotensi gerbang UJT secara besar-besaran, yang membolehkan VA berpotensi anoda UJT UJT naik lebih tinggi daripada VG. Ini dengan serta-merta menyebabkan UJT terbakar.

Apabila ini berlaku, UJT membuat pintasan di terminal anod / katodnya, menyediakan arus gerbang yang diperlukan untuk SCR. SCR menyalakan dan menghidupkan beban yang dilampirkan, menunjukkan kehadiran jarak dekat manusia dengan probe sensor.

Lampu Malam Automatik

Yang mudah lampu tiang automatik litar menggunakan LDR, triac dan Diac dapat dilihat pada gambar di atas. Kerja litar ini cukup mudah, dan kerja beralih kritikal dikendalikan oleh diac DB-3. Ketika waktu petang masuk, cahaya di LDR mulai turun, yang menyebabkan voltan di persimpangan R1, DB-3 meningkat secara beransur-ansur, disebabkan oleh peningkatan rintangan LDR.

Apabila voltan ini naik ke titik pemecahan diac, diac menyalakan dan mengaktifkan gerbang triac, yang seterusnya menghidupkan lampu yang disambungkan.

Pada waktu pagi, cahaya di LDR secara beransur-ansur meningkat, yang menyebabkan potensi diac semakin berkurang kerana pembumian potensi persimpangan R1 / DB-3. Dan apabila cahaya cukup terang, rintangan LDR menyebabkan potensi diac turun menjadi hampir sifar, mematikan arus gerbang triac, dan oleh itu lampu juga dimatikan.

Diac di sini memastikan bahawa triac dihidupkan tanpa banyak kerlipan semasa peralihan senja. Tanpa diac, lampu akan berkelip selama beberapa minit sebelum hidup atau mati sepenuhnya. Oleh itu, ciri pemicu kerosakan diac dieksploitasi sepenuhnya demi reka bentuk lampu automatik.

Peredupan Cahaya

KE litar redup cahaya mungkin aplikasi yang paling popular menggunakan kombinasi triac diac.

Untuk setiap kitaran input AC, diac hanya menyala apabila potensi melintasi mencapai voltan pemecahannya. Kelewatan masa di mana api diac memutuskan berapa lama triac tetap dihidupkan pada setiap kitaran fasa. Ini seterusnya menentukan jumlah arus dan pencahayaan pada lampu.

Kelewatan masa untuk menembak diac ditetapkan oleh penyesuaian periuk 220 k yang ditunjukkan, dan nilai C1. Komponen penangguhan masa RC ini menentukan waktu ON triac melalui penembakan diac yang mengakibatkan pemotongan fasa AC ke atas bahagian fasa tertentu bergantung pada kelewatan menembak diac.

Apabila kelewatan lebih lama, bahagian fasa yang lebih sempit dibolehkan untuk menukar triac dan memicu lampu, menyebabkan kecerahan yang lebih rendah pada lampu. Untuk selang waktu yang lebih cepat, triac dibiarkan beralih untuk jangka masa fasa AC yang lebih lama, dan dengan itu lampu juga dihidupkan untuk bahagian fasa AC yang lebih lama menyebabkan kecerahan yang lebih tinggi di atasnya.

Suis dicetuskan Amplitud

Aplikasi diac yang paling asas tanpa bergantung pada bahagian lain, adalah melalui pertukaran automatik. Untuk bekalan ac atau dc, diac berkelakuan seperti rintangan tinggi (hampir litar terbuka) selagi voltan yang dikenakan berada di bawah nilai VBO yang kritikal.

Diac dihidupkan sebaik sahaja tahap voltan VBO yang kritikal ini dicapai atau melepasi. Oleh itu, peranti 2-terminal khusus ini dapat dihidupkan hanya dengan meningkatkan amplitud voltan kawalan yang terpasang, dan dapat terus berjalan, hingga akhirnya voltan diturunkan menjadi sifar. Rajah di bawah menunjukkan litar suis sensitif amplitud lurus dengan menggunakan diac 1N5411 atau diac DB-3.

Voltan sekitar 35 volt dc atau puncak ac diterapkan yang menghidupkan diac menjadi konduksi, kerana arus sekitar 14 mA mulai mengalir melalui perintang output, R2. Diac khusus mungkin menyala pada voltan di bawah 35 volt.

Dengan menggunakan arus peralihan 14 mA, voltan keluaran yang dibuat merentasi perintang 1k menjadi 14 volt. Sekiranya sumber bekalan termasuk jalan konduktif dalam rangkaian output, perintang R1 dapat diabaikan dan dihilangkan.

Semasa bekerja dengan litar, cuba sesuaikan voltan bekalan sehingga secara beransur-ansur meningkat dari sifar dan secara serentak periksa tindak balas output. Apabila bekalan mencapai sekitar 30 volt, anda akan melihat voltan keluaran kecil atau sedikit, kerana arus kebocoran yang sangat rendah dari peranti.

Walau bagaimanapun, pada kira-kira 35 volt, anda akan mendapati diac tiba-tiba rosak dan voltan output penuh dengan cepat muncul di seberang perintang R2. Sekarang, mulailah mengurangkan input bekalan, dan perhatikan bahawa voltan output berkurang, akhirnya mendapat sifar apabila voltan input dikurangkan menjadi sifar.

Pada voltan sifar, diac benar-benar 'dimatikan', dan menuju ke situasi yang memerlukannya dipicu lagi melalui tahap amplitud 35 volt.

Suis DC Elektronik

Suis sederhana yang diperincikan di bahagian sebelumnya juga dapat diaktifkan melalui kenaikan voltan bekalan yang kecil. Oleh itu, voltan yang stabil mungkin 30 V dapat digunakan secara konsisten ke diac 1N5411 memastikan bahawa diac hanya berada pada tahap konduksi tetapi masih dimatikan.

Namun ketika potensi sekitar 5 volt ditambahkan secara seri, voltan pemecahan 35 volt dengan cepat dicapai untuk melakukan penembakan diac.

Melepaskan 'voltan' 5 volt ini kemudiannya tidak memberi kesan pada keadaan alat yang dihidupkan, dan ia terus melakukan bekalan 30 volt sehingga voltan diturunkan menjadi sifar volt.

Rajah di atas menunjukkan litar pensuisan yang memaparkan teori penukaran voltan tambahan seperti yang dijelaskan di atas. Dalam penyediaan ini, bekalan 30 volt diberikan kepada 1N5411 diac (D1) (di sini bekalan ini ditunjukkan sebagai sumber bateri untuk kemudahan, namun 30 volt dapat diterapkan melalui sumber lain yang tetap terkawal dc). Dengan tahap voltan ini, diac tidak dapat dihidupkan, dan arus tidak berjalan melalui beban luaran yang disambungkan.

Walau bagaimanapun, apabila potensimeter secara beransur-ansur disesuaikan, voltan bekalan perlahan-lahan meningkat dan akhirnya diac dihidupkan, yang membolehkan arus melewati beban dan menghidupkannya.

Setelah diac dihidupkan, penurunan voltan bekalan melalui potensiometer tidak berpengaruh pada diac. Namun, setelah mengurangkan voltan melalui potensiometer, suis reset S1 dapat digunakan untuk menghidupkan konduksi diac dan mengatur semula litar dalam keadaan mati yang asal.

Diac yang ditunjukkan atau DB-3 akan dapat bertahan dalam keadaan sekitar 30 V, dan tidak akan melakukan aksi menembak sendiri. Yang mengatakan, beberapa diac mungkin memerlukan voltan yang lebih rendah daripada 30 V untuk mengekalkannya dalam keadaan tidak kondusif. Dengan cara yang sama diac tertentu memerlukan lebih tinggi daripada 5 V untuk pilihan kenaikan ON. Nilai potensiometer R1 tidak boleh melebihi 1 k Ohms ,, dan mestilah jenis luka wayar.

Konsep di atas dapat digunakan untuk menerapkan tindakan pemasangan pada aplikasi arus rendah melalui peranti diac dua terminal sederhana dan bukannya bergantung pada peranti terminal 3 kompleks seperti SCR.

Relay yang diikat secara elektrik

Gambar yang ditunjukkan di atas menunjukkan litar relay dc yang dirancang untuk tetap terkunci ketika ia digerakkan melalui isyarat input. Reka bentuknya sama baiknya dengan memasang relay mekanikal.

Litar ini menggunakan konsep yang dijelaskan dalam perenggan sebelumnya. Di sini juga, diac dimatikan dimatikan pada 30 volt, tahap voltan yang biasanya kecil untuk konduksi diac.

Namun, sebaik sahaja potensi seri 6 V diberikan kepada diac, yang terakhir mula mendorong arus yang menghidupkan dan mengunci geganti (diac selepas itu tetap dihidupkan, walaupun voltan kawalan 6 volt tidak lagi ada).

Dengan R1 dan R2 dioptimumkan dengan betul, geganti akan dihidupkan dengan cekap sebagai tindak balas terhadap voltan kawalan yang diterapkan.

Selepas ini relay akan tetap terkunci walaupun tanpa voltan input. Namun, rangkaian dapat diset semula ke posisi sebelumnya dengan menekan suis tetapan semula yang ditunjukkan.

Relay mestilah jenis arus rendah, mungkin dengan rintangan gegelung 1 k.

Litar Sensor Latching

Banyak peranti, seperti penggera pengganggu dan pengawal proses, menuntut isyarat pemicu yang tetap dihidupkan ON setelah dipicu dan dimatikan hanya apabila input kuasa diset semula.

Sebaik sahaja litar dimulakan, ia membolehkan anda mengoperasikan litar untuk penggera, perekam, injap tutup, alat keselamatan, dan banyak lagi. Gambar di bawah menunjukkan contoh reka bentuk untuk jenis aplikasi ini.

Di sini, HEP R2002 diac berfungsi seperti peranti beralih. Dalam susunan khas ini, diac tetap dalam mod siap sedia pada bekalan 30 volt melalui B2.

Tetapi, suis momen S1 diaktifkan, yang boleh menjadi 'sensor' di pintu atau tingkap, menyumbang 6 volt (dari B1), pada bias 30 V yang ada, menyebabkan 35 volt yang dihasilkan menyalakan diac dan menghasilkan sekitar 1 Keluaran V merentasi R2.

Pemutus Litar Overload DC

Rajah di atas menunjukkan litar yang akan mematikan beban dengan serta-merta apabila voltan bekalan dc melepasi tahap tetap. Unit kemudian dimatikan sehingga voltan diturunkan dan litar ditetapkan semula.

Dalam susunan khusus ini, diac (D1) biasanya dimatikan, dan arus transistor tidak cukup tinggi untuk mencetuskan geganti (RY1).

Apabila input bekalan melampaui tahap yang ditentukan seperti yang ditetapkan oleh potensiometer R1, diac menyala, dan DC dari output diac mencapai dasar transistor.

Transistor kini dihidupkan melalui potensiometer R2 dan mengaktifkan geganti.

Relay sekarang memutuskan beban dari bekalan input, mencegah kerosakan pada sistem kerana beban berlebihan. Diac selepas itu terus dihidupkan terus relay dihidupkan sehingga litar dihidupkan semula, dengan membuka S1, sesaat.

Untuk menyesuaikan litar pada awalnya, pasangkan potensiometer R1 dan R2 untuk memastikan bahawa geganti hanya mengklik ON apabila voltan input benar-benar mencapai ambang penembakan diac yang diinginkan.

Relay selepas itu mesti terus diaktifkan sehingga voltan berkurang kembali ke tahap normal dan suis reset dibuka seketika.

Sekiranya litar berfungsi dengan baik, input voltan 'penembakan' diac mestilah sekitar 35 volt (diak tertentu dapat diaktifkan dengan voltan yang lebih kecil, walaupun ini sering diperbaiki dengan menyesuaikan potensiometer R2), serta voltan dc di dasar transistor mestilah kira-kira 0,57 volt (sekitar 12,5 mA). Relay adalah rintangan gegelung 1k.

Pemutus Litar Ac Overload

Gambarajah litar di atas menunjukkan litar pemutus litar beban berlebihan ac. Idea ini berfungsi dengan cara yang sama seperti susunan dc yang dijelaskan di bahagian {sebelumnya. Litar ac berbeza dari versi dc kerana kehadiran kapasitor C1 dan C2 dan penerus diod D2.

Suis Pencetus Terkawal Fasa

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, penggunaan utama diac adalah untuk menghasilkan voltan pengaktifan ke beberapa alat seperti triac untuk mengendalikan peralatan yang diinginkan. Litar diac dalam pelaksanaan berikut adalah proses kawalan fasa yang dapat menemukan banyak aplikasi selain kawalan triac , di mana output nadi fasa berubah-ubah mungkin diperlukan.

Rajah di atas memaparkan litar pencetus diac khas. Pengaturan ini pada dasarnya mengatur sudut tembak diac, dan ini dicapai dengan memanipulasi rangkaian kawalan fasa yang dibina di sekitar bahagian R1 R2 dan C1.

Nilai rintangan dan kapasitansi yang disediakan di sini adalah sebagai nilai rujukan sahaja. Untuk frekuensi tertentu (umumnya frekuensi saluran utama AC), R2 diubah agar voltan pemecahan diac dicapai pada sekejap yang sesuai dengan titik pilihan dalam kitaran separuh ac di mana diac diperlukan untuk menghidupkan dan sediakan nadi output.

Diac berikut ini mungkin akan terus mengulangi aktiviti ini sepanjang setiap +/- AC half cycle. Akhirnya, fasa ini diputuskan bukan hanya oleh R1 R2 dan C1, tetapi juga melalui impedansi sumber ac dan impedans litar yang diaktifkan diac set.

Untuk kebanyakan aplikasi, projek litar diac ini mungkin akan bermanfaat untuk menganalisis fasa rintangan dan kapasitansi diak, untuk mengetahui kecekapan litar.

Jadual berikut di bawah ini, misalnya, menggambarkan sudut fasa yang mungkin sesuai dengan tetapan rintangan yang berlainan sesuai dengan kapasitansi 0.25 µF pada gambar di atas.

Maklumat ditunjukkan bertujuan untuk 60 Hz. Ingat, seperti yang ditunjukkan dalam tabel ketika rintangan menurun, nadi pemicu terus muncul di posisi sebelumnya dalam kitaran voltan bekalan, yang menyebabkan diac 'menyala' lebih awal dalam siklus dan tetap dihidupkan lebih lama. Oleh kerana litar RC merangkumi rintangan siri dan kapasitansi shunt, fasa, secara semula jadi, ketinggalan yang menandakan bahawa nadi pencetus datang setelah kitaran voltan bekalan dalam kitaran masa.