Pengertian Diac dan Quadrac
Diac adalah perangkat semikonduktor dua-arah dua-junction yang dirancang untuk memecah ketika tegangan AC melintasinya melebihi level tertentu yang melewati arus di kedua arah.
Sakelar DIoda AC, atau DIAC, adalah perangkat solid state, tiga lapis, dua-junction perangkat semikonduktor lain tapi tidak seperti transistor pada DIAC tidak memiliki koneksi basis membuatnya menjadi dua perangkat terminal, berlabel A1 dan A2.
Diac adalah komponen elektronik yang tidak menawarkan kontrol atau amplifikasi tetapi bertindak seperti dua-arah sakelar dioda karena mereka dapat mengalirkan arus dari polaritas supply tegangan AC yang sesuai.
Dalam tutorial kami tentang Thyristor dan Triac, kami melihat bahwa dalam aplikasi switching ON-OFF, perangkat ini dapat dipicu oleh rangkaian sederhana yang menghasilkan arus gerbang keadaan stabil seperti yang ditunjukkan. Perhatikan rangkaian Thyristor SCR dibawah ini.
Saat sakelar, S1 terbuka, arus gerbang tidak mengalir dan lampu "OFF". Ketika sakelar S1 ditutup, arus gerbang IG mengalir dan Thyristor SCR berjalan pada setengah siklus positif hanya karena beroperasi di kuadran Ι.
Kita ingat juga bahwa setelah terjaga keamanannya “ON”, Thyristor SCR hanya akan beralih “OFF” lagi ketika tegangan supply jatuh ke nilai-nilai seperti yang arus Anoda, IA kurang dari nilai arus holding, IH.
Jika kita ingin mengontrol nilai rata-rata arus lampu, daripada hanya mengaktifkannya "ON" atau "OFF", kita bisa menerapkan pulsa pendek dari arus gerbang pada titik pemicu yang telah ditentukan sebelumnya untuk memungkinkan konduksi Thyristor SCR terjadi lebih dari setengah siklus saja. Kemudian nilai rata-rata arus lampu akan bervariasi dengan mengubah waktu tunda, T antara awal siklus dan titik pemicu. Metode ini umumnya dikenal sebagai "kontrol fasa".
Tetapi untuk mencapai kontrol fasa, dua hal diperlukan. Salah satunya adalah rangkaian pergeseran fasa variabel (biasanya rangkaian RC pasif), dan dua, beberapa bentuk rangkaian pemicu atau perangkat yang dapat menghasilkan pulsa gerbang yang diperlukan ketika gelombang tertunda mencapai tingkat tertentu. Salah satu perangkat semikonduktor solid state yang dirancang untuk menghasilkan pulsa gerbang ini adalah Diac.
Diac dibangun seperti Transistor tetapi tidak memiliki koneksi dasar yang memungkinkan untuk dihubungkan ke rangkaian di kedua polaritas. Diac terutama digunakan sebagai perangkat pemicu dalam aplikasi pemicu fasa dan kontrol daya variabel karena diac membantu memberikan pulsa pemicu yang lebih tajam dan lebih instan (sebagai lawan dari tegangan menanjak yang terus meningkat) yang digunakan untuk menghidupkan “ON” perangkat sakelar utama.
Simbol diac dan kurva karakteristik tegangan-arus dari diac diberikan di bawah ini.
Kita dapat melihat dari kurva karakteristik I-V diac di atas bahwa diac menghalangi aliran arus di kedua arah sampai tegangan yang diberikan lebih besar dari VBR, di mana titik kerusakan perangkat terjadi dan diac melakukan banyak cara dengan cara yang serupa dengan dioda zener melewati pulsa tegangan yang tiba-tiba. Ini titik VBR disebut tegangan breakdown atau tegangan breakover yang Diac.
Dalam Dioda Zener biasa, tegangan yang melintasi itu akan tetap konstan saat arus meningkat. Namun, dalam diac tindakan transistor menyebabkan tegangan berkurang seiring meningkatnya arus. Begitu berada dalam kondisi konduksi, resistansi diac jatuh ke nilai yang sangat rendah sehingga nilai arus yang relatif besar dapat mengalir.
Untuk diac yang paling umum tersedia seperti ST2 atau DB3, tegangan tembusnya biasanya berkisar antara ± 25 hingga 35 volt. Tersedia peringkat tegangan breakover yang lebih tinggi, misalnya 40 volt untuk DB4 diac.
Tindakan ini memberi diac karakteristik resistansi negatif seperti yang ditunjukkan di atas. Karena diac adalah perangkat simetris, oleh karena itu memiliki karakteristik yang sama untuk tegangan positif dan negatif dan ini adalah tindakan resistansi negatif yang membuat Diac cocok sebagai perangkat pemicu untuk Thyristor SCR atau Triac.
Ketika tegangan supply AC meningkat pada awal siklus, kapasitor, C dibebankan melalui kombinasi resistor seri tetap, R1 dan potensiometer, VR1 dan tegangan pada platnya meningkat. Ketika tegangan pengisian mencapai tegangan breakout diac (sekitar 30 V untuk ST2), diac rusak dan kapasitor keluar melalui diac.
Pembuangan menghasilkan pulsa arus tiba-tiba, yang menembakkan triac ke konduksi. Sudut fasa di mana triac dipicu dapat bervariasi menggunakan VR1, yang mengontrol laju pengisian kapasitor. Resistor, R1 membatasi arus gerbang ke nilai aman ketika VR1 minimum.
Setelah triac ditembakkan ke konduksi, ia dipertahankan dalam keadaan "ON" oleh arus beban yang mengalir melaluinya, sementara tegangan melintasi kombinasi resistor-kapasitor dibatasi oleh tegangan "ON" triac dan dipertahankan hingga akhir dari setengah siklus supply arus AC.
Pada akhir setengah siklus, tegangan supply turun ke nol, mengurangi arus melalui triac di bawah arus holding, IH memutarnya "OFF" dan diac berhenti konduksi. Tegangan supply kemudian memasuki setengah siklus berikutnya, tegangan kapasitor lagi mulai naik (kali ini dalam arah yang berlawanan) dan siklus menembakkan triac berulang lagi.
Kemudian kita telah melihat bahwa Diac adalah perangkat yang sangat berguna yang dapat digunakan untuk memicu triac dan karena karakteristik resistansi negatifnya, ini memungkinkannya untuk beralih "ON" dengan cepat setelah level tegangan yang diterapkan tercapai.
Namun, ini berarti bahwa setiap kali kita ingin menggunakan triac untuk kontrol daya AC kita akan memerlukan diac yang terpisah juga. Untungnya bagi kami, beberapa percikan cahaya di suatu tempat menggantikan diac dan triac individu dengan perangkat sakelar tunggal yang disebut Quadrac.
Seperti triac, quadrac adalah perangkat switching semikonduktor tiga terminal berlabel MT2 untuk terminal utama (biasanya anoda), MT1 untuk terminal dua utama (biasanya katoda) dan G untuk terminal gerbang.
Sakelar DIoda AC, atau DIAC, adalah perangkat solid state, tiga lapis, dua-junction perangkat semikonduktor lain tapi tidak seperti transistor pada DIAC tidak memiliki koneksi basis membuatnya menjadi dua perangkat terminal, berlabel A1 dan A2.
Diac adalah komponen elektronik yang tidak menawarkan kontrol atau amplifikasi tetapi bertindak seperti dua-arah sakelar dioda karena mereka dapat mengalirkan arus dari polaritas supply tegangan AC yang sesuai.
Dalam tutorial kami tentang Thyristor dan Triac, kami melihat bahwa dalam aplikasi switching ON-OFF, perangkat ini dapat dipicu oleh rangkaian sederhana yang menghasilkan arus gerbang keadaan stabil seperti yang ditunjukkan. Perhatikan rangkaian Thyristor SCR dibawah ini.
Saat sakelar, S1 terbuka, arus gerbang tidak mengalir dan lampu "OFF". Ketika sakelar S1 ditutup, arus gerbang IG mengalir dan Thyristor SCR berjalan pada setengah siklus positif hanya karena beroperasi di kuadran Ι.
Jika kita ingin mengontrol nilai rata-rata arus lampu, daripada hanya mengaktifkannya "ON" atau "OFF", kita bisa menerapkan pulsa pendek dari arus gerbang pada titik pemicu yang telah ditentukan sebelumnya untuk memungkinkan konduksi Thyristor SCR terjadi lebih dari setengah siklus saja. Kemudian nilai rata-rata arus lampu akan bervariasi dengan mengubah waktu tunda, T antara awal siklus dan titik pemicu. Metode ini umumnya dikenal sebagai "kontrol fasa".
Tetapi untuk mencapai kontrol fasa, dua hal diperlukan. Salah satunya adalah rangkaian pergeseran fasa variabel (biasanya rangkaian RC pasif), dan dua, beberapa bentuk rangkaian pemicu atau perangkat yang dapat menghasilkan pulsa gerbang yang diperlukan ketika gelombang tertunda mencapai tingkat tertentu. Salah satu perangkat semikonduktor solid state yang dirancang untuk menghasilkan pulsa gerbang ini adalah Diac.
Diac dibangun seperti Transistor tetapi tidak memiliki koneksi dasar yang memungkinkan untuk dihubungkan ke rangkaian di kedua polaritas. Diac terutama digunakan sebagai perangkat pemicu dalam aplikasi pemicu fasa dan kontrol daya variabel karena diac membantu memberikan pulsa pemicu yang lebih tajam dan lebih instan (sebagai lawan dari tegangan menanjak yang terus meningkat) yang digunakan untuk menghidupkan “ON” perangkat sakelar utama.
Simbol diac dan kurva karakteristik tegangan-arus dari diac diberikan di bawah ini.
Simbol Diac dan Karakteristik I-V
Kita dapat melihat dari kurva karakteristik I-V diac di atas bahwa diac menghalangi aliran arus di kedua arah sampai tegangan yang diberikan lebih besar dari VBR, di mana titik kerusakan perangkat terjadi dan diac melakukan banyak cara dengan cara yang serupa dengan dioda zener melewati pulsa tegangan yang tiba-tiba. Ini titik VBR disebut tegangan breakdown atau tegangan breakover yang Diac.
Dalam Dioda Zener biasa, tegangan yang melintasi itu akan tetap konstan saat arus meningkat. Namun, dalam diac tindakan transistor menyebabkan tegangan berkurang seiring meningkatnya arus. Begitu berada dalam kondisi konduksi, resistansi diac jatuh ke nilai yang sangat rendah sehingga nilai arus yang relatif besar dapat mengalir.
Untuk diac yang paling umum tersedia seperti ST2 atau DB3, tegangan tembusnya biasanya berkisar antara ± 25 hingga 35 volt. Tersedia peringkat tegangan breakover yang lebih tinggi, misalnya 40 volt untuk DB4 diac.
Tindakan ini memberi diac karakteristik resistansi negatif seperti yang ditunjukkan di atas. Karena diac adalah perangkat simetris, oleh karena itu memiliki karakteristik yang sama untuk tegangan positif dan negatif dan ini adalah tindakan resistansi negatif yang membuat Diac cocok sebagai perangkat pemicu untuk Thyristor SCR atau Triac.
Aplikasi Diac
Seperti yang dinyatakan di atas, diac umumnya digunakan sebagai perangkat pemicu kondisi solid untuk perangkat switching semikonduktor lainnya, terutama Thyristor dan triac. Triac secara luas digunakan dalam aplikasi seperti dimmer lampu dan pengontrol kecepatan motor dan oleh karena itu diac digunakan bersama dengan triac untuk memberikan kontrol gelombang penuh dari supply AC seperti yang ditunjukkan.Kontrol Fasa Diac AC
Ketika tegangan supply AC meningkat pada awal siklus, kapasitor, C dibebankan melalui kombinasi resistor seri tetap, R1 dan potensiometer, VR1 dan tegangan pada platnya meningkat. Ketika tegangan pengisian mencapai tegangan breakout diac (sekitar 30 V untuk ST2), diac rusak dan kapasitor keluar melalui diac.
Pembuangan menghasilkan pulsa arus tiba-tiba, yang menembakkan triac ke konduksi. Sudut fasa di mana triac dipicu dapat bervariasi menggunakan VR1, yang mengontrol laju pengisian kapasitor. Resistor, R1 membatasi arus gerbang ke nilai aman ketika VR1 minimum.
Setelah triac ditembakkan ke konduksi, ia dipertahankan dalam keadaan "ON" oleh arus beban yang mengalir melaluinya, sementara tegangan melintasi kombinasi resistor-kapasitor dibatasi oleh tegangan "ON" triac dan dipertahankan hingga akhir dari setengah siklus supply arus AC.
Pada akhir setengah siklus, tegangan supply turun ke nol, mengurangi arus melalui triac di bawah arus holding, IH memutarnya "OFF" dan diac berhenti konduksi. Tegangan supply kemudian memasuki setengah siklus berikutnya, tegangan kapasitor lagi mulai naik (kali ini dalam arah yang berlawanan) dan siklus menembakkan triac berulang lagi.
Gelombang Konduksi Triac
Kemudian kita telah melihat bahwa Diac adalah perangkat yang sangat berguna yang dapat digunakan untuk memicu triac dan karena karakteristik resistansi negatifnya, ini memungkinkannya untuk beralih "ON" dengan cepat setelah level tegangan yang diterapkan tercapai.
Namun, ini berarti bahwa setiap kali kita ingin menggunakan triac untuk kontrol daya AC kita akan memerlukan diac yang terpisah juga. Untungnya bagi kami, beberapa percikan cahaya di suatu tempat menggantikan diac dan triac individu dengan perangkat sakelar tunggal yang disebut Quadrac.
Quadrac
Quadrac pada dasarnya adalah Diac dan Triac dibuat bersama-sama dalam satu paket semikonduktor tunggal dan dengan demikian juga dikenal sebagai “triac dipicu internal”. Perangkat bi-directional all-in-one ini dikendalikan oleh gerbang dengan menggunakan polaritas tegangan terminal utama yang artinya dapat digunakan dalam aplikasi kontrol fasa-gelombang penuh seperti kontrol pemanas, dimmer lampu, dan kontrol kecepatan motor AC, dll.
Quadrac tersedia dalam berbagai jenis paket tergantung pada tegangan dan persyaratan arus sakelar dengan paket TO-220 yang paling umum karena dirancang untuk menjadi pengganti yang tepat untuk sebagian besar perangkat triac.
Ringkasan Tutorial Diac dan Quadrac
Dalam tutorial Diac dan Quadrac ini kita telah melihat bahwa diac seperti ST2 atau DB3 adalah perangkat pemblokiran tegangan dua terminal yang dapat berjalan ke dua arah. Diac memiliki karakteristik resistansi negatif yang memungkinkan mereka untuk beralih "ON" dengan cepat setelah level tegangan tertentu tercapai.
Karena diac adalah perangkat dua arah, ketika dipasangkan dengan sakelar triac seri BTAxx-600A atau IRT80, itu berguna sebagai perangkat pemicu dalam kontrol fasa dan rangkaian AC umum seperti peredupan cahaya dan kontrol kecepatan motor.
Quadrac hanyalah triac dengan diac yang terhubung secara internal. Seperti halnya triac, quadrac adalah sakelar AC dua arah yang dikendalikan gerbang untuk polaritas tegangan terminal utama.