디악 튜토리얼

 

디악 튜토리얼

Diac은 AC 전압이 어느 방향으로든 전류를 통과하는 특정 레벨을 초과할 때 고장나도록 설계된 2접합 양방향 반도체 장치입니다.

다이오드 AC 스위치(약칭 Diac) 는 또 다른 고체 상태의 3층 2접합 반도체 장치이지만 트랜지스터와 달리 Diac에는 기본 연결 이 없으므로 A 1 및 A 2 로 표시된 2단자 장치 입니다 .

Diac은 제어나 증폭 기능을 제공하지 않지만 적합한 AC 전압 공급 장치의 어느 쪽 극성에서든 전류를 전도할 수 있으므로 양방향 스위칭 다이오드처럼 작동하는 전자 부품입니다.

SCR 및 트라이액 에 대한 튜토리얼에서 ON-OFF 스위칭 애플리케이션에서 이러한 장치는 그림과 같이 정상 상태 게이트 전류를 생성하는 간단한 회로에 의해 트리거될 수 있음을 확인했습니다.

스위치가 열리면 게이트 전류가 흐르지 않고 램프가 "OFF"됩니다. 스위치 S1이 닫히면 게이트 전류 I G 가 흐르고 SCR은 사분면 Ι 에서 작동하는 동안 양의 반주기에서만 전도됩니다 .

 

또한 일단 게이트가 "ON"되면 SCR은 공급 전압이 양극 전류 I A 가 유지 전류 I H 값보다 작은 값으로 떨어질 때만 다시 "OFF"로 전환된다는 점을 기억합니다 .

램프 전류의 평균값을 제어하려면 단순히 "ON" 또는 "OFF"로 전환하는 것이 아니라 사전 설정된 트리거 지점에 게이트 전류의 짧은 펄스를 적용하여 SCR 전도가 발생하도록 할 수 있습니다. 반주기의 일부에 대해서만. 그런 다음 램프 전류의 평균값은 사이클 시작과 트리거 지점 사이의 지연 시간 T 를 변경하여 변경됩니다. 이 방법은 일반적으로 "위상 제어"로 알려져 있습니다.

그러나 위상 제어를 달성하려면 두 가지가 필요합니다. 하나는 가변 위상 편이 회로(일반적으로 RC 수동 회로)이고, 두 번째는 지연된 파형이 특정 레벨에 도달할 때 필요한 게이트 펄스를 생성할 수 있는 일종의 트리거 회로 또는 장치입니다. 이러한 게이트 펄스를 생성하도록 설계된 고체 반도체 장치 중 하나가 Diac 입니다 .

다이액은 트랜지스터처럼 구성되지만 베이스 연결이 없어 어느 극성의 회로에든 연결할 수 있습니다. 다이악은 기본 스위칭 장치를 "ON"하는 데 사용되는 더 날카롭고 즉각적인 트리거 펄스(꾸준히 상승하는 램프 전압과 반대)를 제공하는 데 도움이 되기 때문에 주로 위상 트리거 및 가변 전력 제어 애플리케이션에서 트리거 장치로 사용됩니다. .

diac 기호와 diac의 전압-전류 특성 곡선은 다음과 같습니다.

Diac 기호 및 IV 특성

 

위의 diac IV 특성 곡선에서 볼 수 있듯이 인가 전압이 V BR 보다 커질 때까지 diac은 양방향 전류 흐름을 차단합니다 . 이 시점에서 장치 고장이 발생하고 diac은 다음과 유사한 방식으로 크게 전도됩니다. 갑작스런 전압 펄스를 전달하는 제너 다이오드. 이 V BR 지점을 다이악 항복 전압 또는 돌파 전압이라고 합니다.

일반적인 제너 다이오드에서는 전류가 증가함에 따라 전압이 일정하게 유지됩니다. 그러나 diac에서는 트랜지스터 동작으로 인해 전류가 증가함에 따라 전압이 감소합니다. 전도 상태가 되면 diac의 저항은 매우 낮은 값으로 떨어지므로 상대적으로 큰 전류 값이 흐를 수 있습니다. ST2 또는 DB3와 같이 가장 일반적으로 사용되는 다이아크의 경우 항복 전압 범위는 일반적으로 약 ±25~35V입니다. 예를 들어 DB4 diac의 경우 40V와 같이 더 높은 브레이크오버 전압 정격을 사용할 수 있습니다.

이 동작은 위에 표시된 것처럼 diac에 음의 저항 특성을 부여합니다. diac은 대칭형 장치이므로 양의 전압과 음의 전압 모두에 대해 동일한 특성을 가지며 Diac을 SCR 또는 트라이액의 트리거 장치로 적합하게 만드는 것은 이러한 음의 저항 동작입니다 .

다이악 애플리케이션

위에서 언급한 바와 같이, 다이악은 주로 SCR 및 트라이액과 같은 다른 반도체 스위칭 장치에 대한 고체 상태 트리거링 장치로 일반적으로 사용됩니다. 트라이액은 램프 조광기 및 모터 속도 컨트롤러와 같은 애플리케이션에 널리 사용되며, 따라서 다이액은 표시된 것처럼 AC 전원의 전파 제어를 제공하기 위해 트라이액과 함께 사용됩니다.

Diac AC 위상 제어

 

사이클 시작 시 AC 공급 전압이 증가함에 따라 커패시터 C는 고정 저항 R1 과 전위차계 VR 1 의 직렬 조합을 통해 충전되고 해당 플레이트의 전압은 증가합니다. 충전 전압이 diac의 브레이크오버 전압(ST2의 경우 약 30V)에 도달하면 diac이 파괴되고 커패시터는 diac을 통해 방전됩니다.

 

방전은 전류의 갑작스러운 펄스를 생성하여 트라이악을 전도하게 만듭니다. 트라이악이 트리거되는 위상각은 커패시터의 충전 속도를 제어하는 ​​VR1을 사용하여 변경할 수 있습니다. 저항 R1은 VR1이 최소일 때 게이트 전류를 안전한 값으로 제한합니다.

트라이악이 전도되면 트라이악을 통과하는 부하 전류에 의해 "ON" 상태로 유지되는 반면, 저항-커패시터 조합의 전압은 트라이악의 "ON" 전압에 의해 제한되며 다음까지 유지됩니다. AC 공급의 현재 반주기가 끝났습니다.

반주기가 끝나면 공급 전압이 0으로 떨어지며 트라이악을 통과하는 전류가 유지 전류 아래로 감소하고 트라이 악 을 "OFF"로 전환하여 다이악이 전도를 중지합니다. 그런 다음 공급 전압은 다음 반주기에 들어가고 커패시터 전압은 다시 상승하기 시작하며(이번에는 반대 방향) 트라이악 점화 주기가 다시 반복됩니다.

트라이액 전도 파형

 

그런 다음 우리는 Diac이 트라이액을 트리거하는 데 사용할 수 있는 매우 유용한 장치이며 부정적인 저항 특성으로 인해 특정 적용 전압 레벨에 도달하면 빠르게 "ON"으로 전환할 수 있다는 것을 확인했습니다 . 그러나 이는 AC 전원 제어를 위해 트라이악을 사용하려고 할 때마다 별도의 다이악도 필요하다는 것을 의미합니다. 다행스럽게도 어딘가에서 밝은 불꽃이 개별 diac과 triac을 Quadrac이라는 단일 스위칭 장치로 대체 했습니다 .

쿼드랙

Quadrac은 기본적 으로 단일 반도체 패키지 내에서 함께 제작된 Diac 및 Triac 이며 "내부 트리거 트라이액"이라고도 합니다. 이 올인원 양방향 장치는 주 단자 전압의 극성을 사용하여 게이트 제어됩니다. 즉, 히터 제어, 램프 조광기, AC 모터 속도 제어 등과 같은 전파 위상 제어 애플리케이션에 사용할 수 있습니다.

트라이액과 마찬가지로 쿼드랙은 주 단자 1(일반적으로 양극)에 대해 MT2 , 주 단자 2(일반적으로 음극)에 대해 MT1 , 게이트 단자에 대해 G로 표시된 3단자 반도체 스위칭 장치입니다.

Quadrac은 전압 및 전류 스위칭 요구 사항에 따라 다양한 패키지 유형으로 제공되며 TO-220 패키지가 가장 일반적입니다. Quadrac은 대부분의 트라이악 장치를 정확하게 대체하도록 설계되었습니다.

Diac 튜토리얼 요약

이 diac 튜토리얼에서 우리는 ST2 또는 DB3와 같은 diac이 어느 방향으로든 전도할 수 있는 2단자 전압 차단 장치라는 것을 확인했습니다. Diacs는 특정 적용 전압 레벨에 도달하면 빠르게 "ON"으로 전환될 수 있는 음의 저항 특성을 가지고 있습니다.

다이액은 양방향 장치이므로 BTAxx-600A 또는 IRT80 스위칭 트라이액 시리즈와 함께 사용하면 위상 제어 및 조광기 및 모터 속도 제어와 같은 일반 AC 회로의 트리거링 장치로 유용합니다.

Quadrac은 내부에 diac이 연결된 단순한 triac입니다. 트라이액과 마찬가지로 쿼드랙은 주 단자 전압의 극성에 대해 게이트 제어되는 양방향 AC 스위치입니다.