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