DENEY 14 Otomatik Lamba Parlaklığı Kontrol Devresi

DENEY 14 Otomatik Lamba Parlaklığı Kontrol
Devresi
DENEYİN AMACI
1. Triyak ve SCR faz kontrol devrelerinin çalışmasını öğrenmek.
2. Diyak-triyak faz kontrol devrelerinin çalışmasını öğrenmek.
3. Bir otomatik lamba parlaklığı kontrol devresi yapmak.
GİRİŞ
Triyak Faz Kontrol
1. RC Faz Kontrol
Triyak, SCR gibi, sıklıkla ac devrelerde yüke aktarılan gücü kontrol etmek için
kullanılır. Bir triyak tam-dalga faz kontrol devrelerinde kullanılabilirken, bir SCR
yarım-dalga faz kontrol devrelerinde kullanılabilir. Triyakların güç değerleri
SCR’lerden daha düşük olduğundan , AC uygulamalara daha uygundur.
Şekil 14-1 Temel RC Faz Kontrol Devresi
Şekil 14-1 temel bir RC faz kontrol devresini gösterir. VC kapasitör gerilimi, RC
zaman sabiti ve triyak kapı tetiklenme seviyesi ile değişen bir açı ile VTT’nin
gerisindedir, bkz. Şekil 14-2.
Hat geriliminin pozitif yarım dalgasında, VC’nin pozitif değeri t1 anında tetikleme
seviyesine ulaşır ve triyakı iletime geçirir. α1 açısı, ateşleme açısı yada tetikleme
açısı olarak adlandırılır. Bu mod I+ modudur, yani T2 ve kapı pozitiftir. Negatif
yarım dalgada, triyak α2 tetikleme açısı ile t3 anında tetiklenir. Bu mod III-‘dir, yani
T2 ve kapı negatiftir. I+ modunun tetikleme duyarlılığı III-‘e eşit olduğundan, α1 ile
α2 arasında küçük bir fark vardır, α1 ≠ α2.
14-1
Şekil 14-2 Şekil 14-1’deki Devrenin VC ve VTT Değerleri Arasındaki İlişki
Şekil 14-3 Temel Diyak-Triyak Faz Kontrol Devresi
Tam-dalga faz kontrolün ilk hali, Şekil 14-3’te gösterilen basit diyak-triyak
devresidir. Kapasitör gerilimi devrilme gerilimi VBO’ya ulaşınca, diyak iletime geçer
ve triyakı iletime geçirir. VBO+ ve VBO- değerleri yaklaşık olarak eşit olduğundan,
pozitif ve negatif yarım çevrimlerdeki tetikleme açıları eşit kabul edilebilir, bkz Şekil
14-4.
Şekil 14-4 Şekil 14-3’teki Devrenin VC ve VTT Değerleri Arasındaki İlişki
Şekil 14-3’teki devre lamba parlaklığı kontrol devreleri ve fan hızı kontrol
devrelerinde sıklıkla kullanılır. Bu devrenin dezavantajı iletim açısı aralığının 180
dereceden küçük olmasıdır.
14-2
Şekil 14-5 Genişletilmiş Aralıklı Faz Kontrol Devresi
Ateşleme açısı aralığını genişletmek için, iki kısımlı RC faz kaydırma devresinin
Şekil 14-5'te gösterildiği gibi bağlanması iyi bir çözümdür. dv/dt değerini
sınırlamak için CF kapasitörü, di/dt değerini sınırlamak içinse LF endüktörü
kullanılmıştır.
2. Darbe Tetiklemesi ile Faz Kontrolü
Şekil 14-6 Triyak Faz Kontrolünde UJT Gevşemeli Osilatör
Şekil 14-6 triyak için bir darbe tetikleme devresini gösterir. Tetikleme darbesi UJT
gevşemeli osilatör tarafından üretilir ve bir transformatör ile Triyak kapısına
bağlanmıştır.
Deney Devresinin Açıklaması
Şekil 14-7’de gösterilen devre bu deneyde kullanılan lamba parlaklığı kontrol
devresidir. Kısa bir açıklama sonraki sayfada yapılmıştır.
14-3
Şekil 14-7 Deney Devresi
Triyaklı güç kontrol uygulamalarında, diyak kullanışlı bir tetikleme elemanıdır. İki
terminale uygulanan gerilim, diyak devrilme gerilimine ulaşınca diyak iletime geçer.
Şekil 14-7’deki devrede, hat gerilimi uygulandığında C1 kapasitörü R1 ve VR1
dirençleri üzerinden şarj olur ve SCR yada triyakı tetikleyecek yeterli gerilimi oluşturur.
VR1’i ayarlayarak SCR yada triyakın iletim açısı değiştirilerek lamba parlaklığı kontrol
edilebilir.
Buna benzer olarak, diyak kullanıldığında C1 kapasitörü diyak devrilme gerilimine
ulaşıncaya kadar şarj olur ve SCR yada triyakı tetikler. R2C2 direnç kapasitör ikilisi
ateşleme açısı aralığını genişletmek için kullanılmıştır. D1 diyotu, SCR kapısını
negatif tetikleme darbesinden korur.
Otomatik lamba kontrolünü gerçekleştirmek için CDS kullanılmıştır. Normal ışık
seviyesinde, tetikleme potansiyeli, diyakı iletime geçiremeyecek kadar düşük bir
seviyededir. Dolayısıyla SCR yada triyak ve lamba OFF durumdadır. CDS
penceresine ışık gelmesi engellenirse CDS direnci artar ve diyakı iletime geçirecek
gerilim potansiyeli oluşur. SCR yada triyak iletime geçer ve lamba yanar.
KULLANILACAK ELEMANLAR
KL-51001 Güç Kaynağı Ünitesi
KL-53007 Modülü
Osiloskop
14-4
DENEYİN YAPILIŞI
1. KL-51001 güç kaynağı ünitesinin 110VAC çıkışını KL_53007 modülüne bağlayın.
Modüldeki sokete bir lamba yerleştirin.
2. Bağlantı fişlerini 1, 4, 5, ve 9 numaralara takın. VR1’i rasgele çevirerek, lamba
parlaklığındaki değişimi gözlemleyin ve kaydedin.
______________________________________________________________
Bir histerezis fenomeni buldunuz mu?
______________________________________________________________
3. VR1’i orta noktasına getirin. SCR anotunun ve C1 kapasitörünün gerilim dalga
şekillerini ölçün ve Tablo 14-1’e kaydedin.
Tablo 14-1
SCR A
V C1
V
V
0
T
0
T
4. Bağlantı fişini 9 numaradan çıkarın ve 12 numaraya takın. 2. Ve 3. Adımları tekrar
edin. Sonuçları Tablo 14-2’ye kaydedin.
Tablo 14-2
TRIAC T2
V C1
V
0
V
T
14-5
0
T
5. Bütün bağlantı fişlerini çıkarın ve 1, 4, 6, ve 10 numaralara takın. 2. Ve 3. Adımları
tekrar edin. Sonuçları Tablo 14-3’e kaydedin.
Tablo 14-3
SCR A
V C1
V
V
0
T
0
T
6. Bağlantı fişlerini 10 numaradan çıkarın ve 11 numaraya takın. 2. Ve 3. Adımları
tekrarlayın. Sonuçları 14-4’e kaydedin.
Tablo 14-4
TRIAC T2
V C1
V
0
V
T
0
T
7. Bağlantı fişlerini 2, 4, 8, ve 9 numaralara takın. VR1’i çevirerek, lamba
parlaklığındaki değişimi gözlemleyin ve kaydedin.
______________________________________________________________
Bir histerezis feneomeni buldunuz mu?
______________________________________________________________
8. VR1’i orta noktasına getirin. SCR anotunun ve C2 kapasitörünün gerilim dalga
şekillerini ölçün ve Tablo 14-5’e kaydedin.
14-6
Tablo 14-5
SCR A
V C2
V
V
0
T
0
T
9. Bağlantı fişini 9 numaradan çıkarın ve 12 numaraya takın. 7. Ve 8. Adımları
tekrarlayın ve sonuçları Tablo 14-6’ya kaydedin.
Tablo 14-6
TRIAC T2
V C2
V
V
0
T
0
T
10. Bağlantı fişlerini 2, 4, 7, ve 10 numaralara takın. 7. Ve 8. Adımları tekrar edin ve
sonuçları Tablo 14-7’ye kaydedin
Tablo 14-7
SCR A
V C2
V
0
V
T
14-7
0
T
11. Bağlantı fişini 10 numaradan çıkarın ve 11 numaraya takın. 7. Ve 8. Adımları
tekrar edin ve sonuçları Tablo 14-8’e kaydedin.
Tablo 14-8
TRIAC T2
V C2
V
0
V
T
0
T
12. Tetikleme devrelerinin en iyisi hangisidir?
______________________________________________________________
Güç kontrol devrelerinden hangisinin çıkış gücü en yüksektir?
______________________________________________________________
13. Bağlantı fişlerini 1, 3, 6, ve 11 numaralara takın. CDS’yi normal ışık seviyesinde
tutun. VR1’i, triyakı iletime geçirmesinden önceki son noktaya getirin.
14. CDS penceresini ellinizle kapatın. Lamba, diyak ve triyak durumlarını gözlemleyin
ve kaydedin.
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
15. Elinizi CDS penceresinden uzaklaştırın. Lamba, diyak ve triyakın durumlarını
gözlemleyin ve kaydedin.
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
14-8
SONUÇ
Otomatik lamba parlaklığı kontrolünü incelediniz. Tek parçalı RC faz kaydırma
kontrolü histerezis fenomenine neden olur. Bu etki, bir RC grubu seri bağlanarak
ortadan kaldırılabilir.
SCR’nin sadece hat geriliminin pozitif yarım dalgalarında iletimde olmasından dolayı
yüke aktarılan güç triyak kontrol devresinden daha küçüktür. Bu etki, lamba parlaklığı
gözlemlenerek ve yük gerilimi ölçülerek gözler önüne serilmeye çalışılmıştır. Bunlara
ek olarak, CDS kontrol devresi sokak lambası kontrol devresi olarak kullanılabilir.
14-9