Diac - Работни и приложни схеми

Diac е двутерминално устройство с комбинация от паралелно-обратни полупроводникови слоеве, което позволява устройството да се задейства през двете посоки, независимо от полярността на захранването.

Diac Характеристики

Характеристиките на типичен diac могат да се видят на следващата фигура, която ясно разкрива наличието на прекъсващо напрежение в двата му терминала.

Тъй като diac може да се превключва в двете посоки или двупосочно, функцията се използва ефективно в много вериги за променлив ток.

Следващата фигура по-долу илюстрира вътрешното подреждане на слоевете и графичния символ на диака. Може да е интересно да се отбележи, че и двата извода на diac са назначени като аноди (анод 1 или електрод 1 и анод 2 или електрод 2) и няма катод за това устройство.

Когато свързаното захранване през diac е положително на анод 1 по отношение на анод 2, съответните слоеве функционират като p1n2p2 и n3.

Когато свързаното захранване е положително на анод 2 по отношение на анод 1, функционалните слоеве са като p2n2p1 и n1.

Ниво на напрежение на задействане на Diac

Пробивното напрежение или напрежението на запалване на diac, както е посочено в първата диаграма по-горе, изглежда е доста еднакво и в двата терминала. В действително устройство обаче това може да варира от 28 V до 42 V.

Стойността на стрелбата може да бъде постигната чрез решаване на следните условия на уравнението, достъпни от листа с данни.

VBR1 = VBR2 ± 0.1VBR2

Настоящите спецификации (IBR1 и IBR2) на двата терминала също изглеждат доста идентични. За диака, който е представен в диаграмата

Двете текущи нива (IBR1 и IBR2) за диака също са много близки по големина. В примерните характеристики по-горе те изглежда са около
200 uA или 0,2 mA.

Вериги за приложения на Diac

Следващото обяснение ни показва как работи diac в AC верига. Ще се опитаме да разберем това от проста верига на сензора за близост, управлявана от 110 V AC.

Верига на детектора за близост

Схемата на детектора за близост, използваща диаметър, може да се види на следващата диаграма.

Тук можем да видим, че SCR е включен последователно с товара и програмируемия еднопосочен транзистор (PUT), който е свързан директно със сензорната сонда.

Когато човешкото тяло се доближи до сензорната сонда, причинява увеличаване на капацитета през сондата и земята.

Според характеристиките на програмируем силиций UJT, той ще се задейства, когато напрежението VA на анодния му извод надвиши напрежението на затвора с поне 0,7 V. Това води до късо съединение през анодния катод на устройството.

В зависимост от настройката на предварително зададената 1M, diac следва входния променлив цикъл и се задейства при определено ниво на напрежение.

Поради това продължаващото изстрелване на диака, анодното напрежение VA на UJT никога не е позволено да увеличи потенциала си на затвора VG, който винаги се поддържа на почти толкова високо, колкото входния AC. И тази ситуация поддържа програмируемия UJT изключен.

Обаче, когато човешко тяло се приближи до сензорната сонда, то намалява значително потенциала на затвора VG на UJT, позволявайки на анодния потенциал VA на UJT на UJT да отиде по-високо от VG. Това незабавно кара UJT да се задейства.

Когато това се случи, UJTs създава късо през своите анодни / катодни терминали, осигурявайки необходимия ток на затвора за SCR. SCR задейства и включва включения товар, показвайки наличието на човешка близост до сензорната сонда.

Автоматична нощна лампа

Просто автоматична светлина на мачтата схема, използваща LDR, симистор и Diac, може да се види на горния чертеж. Работата на тази схема е доста проста и критичната задача за превключване се обработва от diac DB-3. Когато настъпи вечер, светлината върху LDR започва да пада, което води до постепенно повишаване на напрежението в кръстовището на R1, DB-3, поради нарастващото съпротивление на LDR.

Когато това напрежение се повиши до точката на прекъсване на диака, диака се задейства и задейства симисторната порта, която от своя страна включва свързаната лампа.

По време на сутринта светлината върху LDR постепенно се увеличава, което води до намаляване на потенциала през диакрата поради заземяването на потенциала за свързване R1 / DB-3. И когато светлината е достатъчно ярка, LDR съпротивлението води до понижаване на потенциала на диакрата до почти нула, като изключва тока на триаковата порта и следователно лампата също се изключва.

Diac тук гарантира, че симисторът се превключва без много трептене по време на преминаването на здрача. Без диакрата лампата би мигала много минути, преди да се включи напълно или изключи. По този начин характеристиката за задействане на повредата на диака се използва напълно в полза на автоматичния дизайн на светлината.

Светлинен димер

ДА СЕ верига за димер на светлината е може би най-популярното приложение, използващо комбинация от симисторен диалект.

За всеки цикъл на променливотоковия вход diac се задейства само когато потенциалът в него достигне своето напрежение на пробив. Закъснението във времето, след което диакът се задейства, решава за колко време триакът остава включен по време на всеки цикъл на фазата. Това от своя страна решава размера на тока и осветеността на лампата.

Закъснението във времето за изстрелване на diac се задава от показаната 220 k настройка на гърнето и стойността C1. Тези RC компоненти за забавяне на времето определят времето за включване на симистора през задействането на диака, което води до нарязване на AC фазата върху определени участъци от фазата в зависимост от закъснението на задействане на diac.

Когато забавянето е по-дълго, се позволява по-тясна част от фазата да превключва симистора и да задейства лампата, причинявайки по-ниска яркост на лампата. За по-бързи интервали от време, триакът може да се превключва за по-дълги периоди от AC фазата и по този начин лампата също се превключва за по-дълги участъци от AC фазата, което води до по-висока яркост върху нея.

Активиран превключвател за амплитуда

Най-основното приложение на diac, без да зависи от друга част, е чрез автоматично превключване. За променливотоково или постояннотоково захранване diac се държи като високо съпротивление (практически отворена верига), стига приложеното напрежение да е под критичната стойност на VBO.

Diac се включва, веднага щом това критично ниво на VBO напрежение бъде достигнато или надминато. Следователно, това специфично 2-терминално устройство може да бъде включено само чрез увеличаване на амплитудата на прикрепеното управляващо напрежение и то може да продължи да провежда, докато в крайна сметка напрежението се намали до нула. Фигурата по-долу показва права амплитудно-чувствителна комутационна верига с помощта на 1N5411 diac или DB-3 diac.

Прилага се напрежение от около 35 волта постоянен ток или пиков променлив ток, което включва диаметъра в проводимост, поради което през изходния резистор R2 започва да тече ток от около 14 mA. Конкретни диафони могат да се включат при напрежение под 35 волта.

Използвайки превключващ ток 14 mA, изходното напрежение, създадено през 1k резистор, достига до 14 волта. В случай, че източникът на захранване включва вътрешна проводяща пътека в изходната верига, резисторът R1 може да бъде игнориран и елиминиран.

Докато работите с веригата, опитайте да регулирате захранващото напрежение, така че то постепенно да се увеличава от нула, като същевременно проверявате реакцията на изхода. Когато захранването достигне около 30 волта, ще видите малък или лек бит изходно напрежение, поради изключително ниския ток на утечка от устройството.

Въпреки това, при приблизително 35 волта, ще откриете, че диакразът внезапно се разрушава и на изходното напрежение бързо се появява през резистора R2. Сега започнете да намалявате захранващия вход и наблюдавайте, че изходното напрежение съответно намалява, като накрая достига нула, когато входното напрежение се намали до нула.

При нулеволта диафрагмата е напълно „изключена“ и попада в ситуация, която изисква тя да се задейства отново през нивото на амплитуда от 35 волта.

Електронен DC превключвател

Простият превключвател, описан в предишния раздел, може също да бъде активиран чрез малко увеличение на захранващото напрежение. Следователно, стабилно напрежение от 30 V може да се използва последователно към 1N5411 diac, като се гарантира, че diac е точно в растителността на проводимостта, но все още е изключен.

Но в момента, в който се добави последователно потенциал от приблизително 5 волта, напрежението на пробив от 35 волта бързо се постига, за да се изпълни изстрелването на диака.

Премахването на този 5-волтов „сигнал“ впоследствие няма влияние върху включената ситуация на устройството и то продължава да провежда захранването от 30 волта, докато напрежението се понижи до нула волта.

Фигурата по-горе показва превключваща верига, включваща теорията на постепенното превключване на напрежението, както е обяснено по-горе. В рамките на тази настройка се подава 30 волта към диаметъра 1N5411 (D1) (тук това захранване е показано като източник на батерия за удобство, въпреки това 30 волта могат да бъдат приложени чрез всеки друг постоянен регулиран източник на постоянен ток). При това ниво на напрежение diac не може да се включи и през свързания външен товар не протича ток.

Въпреки това, когато потенциометърът се регулира постепенно, захранващото напрежение бавно се увеличава и накрая diac се включва, което позволява на тока да премине през товара и да го включи.

След като diac е включен, намаляването на захранващото напрежение през потенциометъра няма ефект върху diac. Въпреки това, след намаляване на напрежението през потенциометъра, превключвателят за нулиране S1 може да се използва за изключване на проводимостта на диафрагмата и нулиране на веригата в първоначално изключено състояние.

Показаният diac или DB-3 ще може да остане на празен ход при около 30 V и няма да премине през самозадействане. Въпреки това, някои диафони могат да изискват по-ниски напрежения от 30 V, за да ги поддържат в непроводящо състояние. По същия начин специфичните диафони могат да изискват по-високо от 5 V за опцията за инкрементален превключвател. Стойността на потенциометъра R1 не трябва да бъде по-голяма от 1 k Ома ,, и трябва да е с навита жица.

Горната концепция може да се използва за реализиране на фиксиращо действие в слаботокови приложения чрез обикновено двукрайно диаказно устройство, вместо в зависимост от сложни 3 терминални устройства като SCR.

Реле с електрическо заключване

Фигурата, показана по-горе, показва веригата на реле за постоянен ток, което е проектирано да остане фиксирано в момента, в който се захранва чрез входен сигнал. Дизайнът е толкова добър, колкото заключващото механично реле.

Тази схема използва концепцията, обяснена в предишния параграф. Тук също диакът се държи изключен при 30 волта, ниво на напрежение, което обикновено е малко за проводимост на диака.

Въпреки това, веднага щом се даде потенциал от серия 6 V на diac, последният започва да изтласква ток, който се включва и заключва релето (diac след това остава включен, въпреки че контролното напрежение от 6 волта вече не съществува).

При правилно оптимизирани R1 и R2, релето ще се включи ефективно в отговор на приложено управляващо напрежение.

След това релето ще остане заключено дори без входното напрежение. Въпреки това, веригата може да се върне в предишното си положение, като натиснете посочения ключ за нулиране.

Релето трябва да бъде от слаб ток, може да има съпротивление на бобината от 1 k.

Фиксираща верига на сензора

Много устройства, например аларми за нарушители и контролери на процеси, изискват задействащ сигнал, който остава включен, след като се задейства, и се изключва само когато нулевата мощност е нулирана.

Веднага след като веригата бъде инициирана, тя ви позволява да управлявате вериги за аларми, рекордери, спирателни клапани, предпазни устройства и много други. Фигура по-долу показва примерен дизайн за този тип приложения.

Тук HEP R2002 diac работи като комутационно устройство. В тази конкретна настройка диалектът остава в режим на готовност при захранване от 30 волта през B2.

Но моментният превключвател S1 се превключва, което може да бъде „сензор“ на врата или прозорец, допринася с 6 волта (от B1) към съществуващите 30 V отклонения, което води до получените 35 волта да задействат diac и да генерират около 1 V изход през R2.

Прекъсвач за претоварване с постоянен ток

Фигурата по-горе демонстрира схема, която незабавно ще изключи товар, когато постояннотоковото захранващо напрежение надвиши фиксирано ниво. След това устройството остава изключено, докато напрежението се понижи и веригата се нулира.

В тази конкретна настройка диаметърът (D1) обикновено е изключен и токът на транзистора не е достатъчно висок, за да задейства релето (RY1).

Когато входът на захранването надхвърли определено ниво, зададено от потенциометъра R1, диафрагмата се задейства и DC от изхода на диака достига до основата на транзистора.

Сега транзисторът се включва чрез потенциометър R2 и активира релето.

Сега релето изключва товара от входното захранване, предотвратявайки всякакви повреди на системата поради претоварване. Diac след това продължава да се включва, като държи релето включено, докато веригата не се рестартира, чрез моментно отваряне на S1.

За да настроите веригата в началото, фино настройте потенциометрите R1 и R2, за да се гарантира, че релето просто щраква ON, след като входното напрежение действително достигне желания праг на задействане на диака.

Релето след това трябва да продължи да се активира, докато напрежението се понижи обратно до нормалното си ниво и ключът за нулиране се отвори за момент.

Ако веригата работи правилно, входното напрежение на „задействането“ на diac трябва да бъде около 35 волта (специфични diacs могат да се активират с по-малко напрежение, въпреки че това често се коригира чрез регулиране на потенциометъра R2), както и постояннотоковото напрежение в основата на транзистора трябва да бъде приблизително 0,57 волта (при около 12,5 mA). Релето е 1k съпротивление на бобината.

Автоматичен прекъсвач за претоварване

Схемата по-горе показва схемата на прекъсвач за претоварване с променлив ток. Тази идея работи по идентичен начин, както е описано в по-ранната {част. Променливотоковата верига се различава от постояннотоковата версия поради наличието на кондензатори C1 и C2 и диоден токоизправител D2.

Фазово управляван превключвател

Както беше посочено по-горе, основното използване на diac е да подава активиращо напрежение към някакво устройство като триак за управление на желано оборудване. Diac схемата в следващото изпълнение е процес на фазов контрол, който може да намери много приложения, различни от контрол на триак , при който може да е необходим изходен импулс с променлива фаза.

Фигурата по-горе показва типична схема за задействане на диака. Тази настройка фундаментално регулира ъгъла на стрелба на диаметъра и това се постига чрез манипулиране на мрежата за управление на фазите, изградена около частите R1 R2 и C1.

Стойностите на съпротивлението и капацитета, предоставени тук, са само като референтни стойности. За конкретна честота (обикновено честотата на мрежовата мрежа на променлив ток), R2 се променя, за да се постигне напрежение на пробиване на диафрагмата в един момент, който съответства на предпочитаната точка в полупериода на променлив ток, където трябва да се включи диака осигуряват изходния импулс.

Diac след това може да продължи да повтаря тази активност през всеки половин цикъл +/- AC. В крайна сметка фазата се решава не само от R1 R2 и C1, но също така и чрез импеданса на източника на променлив ток и импеданса на веригата, която diac настройва, активира.

За по-голямата част от приложенията, този проект на верига на диака, вероятно ще бъде полезно да се анализира фазата на съпротивлението и капацитета на диака, за да се знае ефективността на веригата.

Следната таблица по-долу, например, илюстрира фазовите ъгли, които могат да съответстват на различни настройки на съпротивлението в съответствие с капацитета от 0,25 µF на фигурата по-горе.

Информацията е показана за 60 Hz. Не забравяйте, че както е посочено в таблицата, когато съпротивлението намалява, импулсът на спусъка продължава да се появява в по-ранни позиции в цикъла на захранващото напрежение, което кара diac да се „задейства“ по-рано в цикъла и да остане включен още толкова. Тъй като RC веригата включва серийно съпротивление и капацитет на шунта, фазата естествено изостава, което означава, че пусковият импулс идва след цикъла на захранващото напрежение в рамките на времевия цикъл.