3.1.2 Our steps to build the circuit

SCR UYGULAMA ORNEKLERİ
Dimer devreleri
3.1.2 Our steps to build the circuit
We build this circuit on welding plate, we used step down transformer 230V primary, 18V /3A secondary, tic116c scr,
we control the voltage of the battery by varying potentiometer (R4) and we connect the battery to the circuit by using
crocodile clips as you can see in figure22.
Figure 22: battery charger
When we run the circuit it gives a voltage up to 15v before we connect the battery, this voltage was enough to charge
our battery (ratings 12V, 7AH )
3.2 5v dc power supply
Figure 23: 5v dc power supply circuit
This circuit include the over voltage protection application by using power electronic devices.
3.2.1 Principle of work
For circuits using TTL ICs the supply voltage is a great concern and a slight increase in supply from the rated 5V may
damage the IC. Using fuses alone does not solve the problem because a fuse may take several milliseconds to blow
off and that?s enough time for the IC to get damaged.
In this circuit a crowbar scheme is used in which a triac short circuits the power supply and burns the fuse. The
burning time of the fuse is not a concern because the power supply is already shorted by the triac and the output
voltage will be zero. When the output voltage exceeds 5.6 volts the zener diode D2 conducts and switches ON the
triac T1.Now T1 acts as a closed switch, shorting the circuit. The output voltage drops to zero and fuse gets burned
off. Since the switching of triac takes place within few micro seconds there will be no damage to the TTL ICs or any
other such voltage sensitive components in the load circuit.
3.2.2 Our steps to build the circuit
We build this circuit on welding plate, we used step down transformer 230V primary, 12V/2A secondary, BT136 triac,
we build the bridge rectifier using four 1N4007 diodes and we put a thermal resistance (22 ohm, 15 watt) in series with
the triac in order when high current pass through it could handle and dissipated the energy as heat as you can see in
the figure24.
Figure 26: light dimmer circuit
3.3.2 Principle of work
This is the circuit diagram of the simplest lamp dimmer or fan regulator. The circuit is based on the principle of power
control using a Triac. The circuit works by varying the firing angle of the Triac. Resistors R1, R2 and capacitor C2 are
associated with this. The firing angle can be varied by varying the value of any of these components. Here R1 is
selected as the variable element. By varying the value of R1 the firing angle of Triac changes (in simple words, how
much time should Triac conduct) changes. This directly varies the load power, since load is driven by Triac. The firing
pulses are given to the gate of Triac T1 using Diac D1. In addition a snubber circuit consisting of resistor R4 and
capacitor C3 is included to improve the performance of the triac T1. A fuse is also included for better safety.
Triyak ile 1 kW yükün 230V ta denetimi;
Yük veya Lamba (1 kW)
220VAC
T2
C1
150nF
400V
P1
500K
Lin.
Triyak (400V,8A)
T1C226D
R2
G
D1
P2
1M
R1
2K2
1/2W
T1
L1
ER900 veya 6K8,1/2W
BR100-03
C3
C2
33 nF
150 nF
400 V
400 V
40µH-100µH arası (4,5A’in üzeri ak.kap)
Şekil x1 Triyakla 1kW’lık yükün denetimi
Şekil x1’deki triyak denetimli gerilim ayarlayıcı devrede 50 W’tan 1 kW’a kadar güçlerin denetimi yapılabilmektedir.
Endüktif olmayan yüklerin denetimi için tasarlanmıştır. Devredeki P1 potansiyometresi gerilim ayarını triyak açısını
denetleyerek yapar. P2 ise ayar oranını belirler. Gerilimin maksimum olarak ayarlanabileceği değeri P2 tarafından
belirlenir. Dolayısıyla devrede gerilim, sıfır değerinden şebekenin effektif değerine kadar düzgün bir şekilde
ayarlanabilir. P2’nin büyük değerlerinde ayar iyi yapılamaz. Küçük değerlerinde ise, gerilim sıfırlanması engellenir. Bu
özellikten ön ısıtmalı tiyatro v.b. gibi lambalarda yararlanılır.
1 kW gücün aktarımında ısınmaması için küçük bir soğutucu bağlanabilir. Bu soğutucu hesabı önceki bölümlerde
açıklandığı gibi yapılabilir. C1 için X oranlı kaliteli bir kondansatör seçilmezse uzun süre çalışma durumları için
dayanmayabilir. Kullanılan triyakın en az 400V’luk veya 600V’luk olması daha güvenlidir.
Triyak veya tristörlü anahtarların açılıp kapanması sırasında ana sinyalde bozunumlar ve elektromagnetik girişim
oluşur. Bazen şebekedeki başka etkilerden dolayı geçici gerilim yükselmeleri, bazen de herhangi bir devre
elemanından kaynaklanan geçici ani gerilim yükselme darbeleri (flickers) oluşur. Bu olumsuzlukları önlemek üzere
hüksek frekans filtreleri tasarlanır. Bu devrelerde kullanılacak seri bağlı bir bobin, olumsuz etkileri büyük olan
elektromagnetik girişimler doğuran ani akım yükselmelerini önler. Bu işlemi, normal konut aydınlatmalarında kullanılan
dimerlerde, 40 ila 100 H değer aralığındaki bobinlerle yapmak mümkündür.
Bu devreler, tiyatro, TV, stüdyo veya müzik konserleri gibi sese duyarlı alanlardaki aydınlatma uygulamalarında
kullanılırsa, akımın ani yükselmesi olumsuzluklara neden olur. Bazen ek bobinlerle desteklenmesi gerekir. Ancak
bazen buna rağmen olumsuz etkiler devam edebilir. Bu durumda aynı alanlarda kullanılan triyaklara, 22 ila 47 nF
değerlerinde paralel bir kondansatör bağlanır.
Ahdınlatma amacıyla kullanılan dimerlerde bir başka problem de gürültülü çalışmaları veya ses devrelerine gürültü
olarak yansıyan etkileridir. Bu gürültü bazen kulakla duyulup rahatsız edici seviyelere çıkabilir. Bunun için akım
yükselme hızını 1 ms seviyelerinde sınırlayabilecek paralel bir bobin bağlanır. Hızlı değişen akımlar, bobinlerde bir
gürültü doğmasına neden olur. Büyük güçlerin denetlendiği devrelerde bazen lamba flamanları, güç anahtarlamaları
sırasında titreşim yaparlar. Bu titreşim de bir vınlama şeklinde gürültü olarak duyulabilir. Ses sinyalinin karıştığı
sistemlerde, gürültüyü azaltmanın bir yolu da dimer devresinin bir transformotor ile diğer devreden yalıtılmasıdır.
Normalde dimerler,normal ampullu armatürler veya elektrikli ısıtıcılar gibi endüktif olmayan yükleri denetlemek üzere
tasarlanırlar. Bu devrelerle transformotor, fluoresan, neon veya halojen lambalar veyahut transformotorlu lambalarla
elektrik motorlarını denetlemek uygun değildir. Bu tip yükler için özel tip devreler tasarlanır. Bu tip yüklerde kullanılan
normal dimerler, ani akım değişimlerinde büyük gerilim dalgalanmalarına neden olur ve zararlar verebilirler. Diğer bir
problem de akım-gerilim arasındaki faz farkıdır. Triyak denetimini besleme uçlarından alınan örneklemelerle faz farkını
belirleyen elektronik denetim devresi, akımın açısını da değerlendirerek yapar. Normal dimerlerin denetlediği
transformotorlu endüktif yükler büyük güçlerde ve uzun süreli çalışmalarda harmonik akımların etkisi ile
transformotorlarda aşırı ısınmaların oluşmasına neden olur.
Elektronik transformotor veya dönüştürücü kullanılan halojen aydınlatmalarda normal dimerlerin kullanılıp
kullanılamayacağını elektronik devrenin yapısı belirler. Bazi elektronik dönüştürücülerin gerilim ayarı
yapılamamaktadır.
Fluoresan ampullerde normal dimer kullanılmak istenirse, tamamen açılan işik konumunda çalıştırılıp daha sonra ışık
%3- ila %50 oranında azaltılabilir.
Triyak tetiklemelerinde SLB-0586 gibi birçok entegre devre kullnılarak devre tasarımı yapılabilir.
Yük veya Lamba
R2
2K2
220VAC
R4
220
1W
C2
100nF
250V
T2
Triyak
BTA04
(400V,8A)
600T
G
R1
LDR
R3
2K2
+
LED
Denetim
gerilimi
-
T1
ER900
C1
100 nF
250 V
Bu denetim devresi
olmadan güneş gibi
başka bir ışık kaynağı
kullanılabilir.
Şekil XA2 Işık denetimli dimer
Şekil XA2’deki ışık denetimli dimerin ayar özeğrisi LDR’nin özeğrisine bağlıdır. Dolayısıyla lineer bir ışık ayarı yapmaz.
A
RY
R1
33K
R1
33K
R3
TRIAC
C
+
~
220V
vs(t)
T2
0,1µF
UJT
Th2
Th1
B
Şekil 2.87.Triyak uygulama devresi
T1
Tablo 2.2'de özdeğerleri verilen bir triyak için Şekil 2.88.(a) ve (b) de uygulama devreleri verilmiştir. (a)'daki
devrede, diyaka seri bağlı tetikleme kapı direnci RG elemanının değeri, maksimum triyak akımı ve yükün gücüne
göre kullanılacak triyak tipine bağlı olarak, T A<35°C için 10 ile 50 arası bir değerde alınır.
15K
1W
R1
1K 100K
1M
1/4 W
RY
TRİYAK
Rs=100 
Cs=0,1µF
300 VAA
T1
15K
1W
15K
1W
D1
C1
D4
1N4004
1N4004 250Vdc
IY
Diyak
RG
500K
Lin
T2
D3
1N4004
BR100 G
0,22µF
vs(t)
220 V
50 Hz
D4
1N4004
Şekil 2.88.(a)Triyak denetim uygulama devresi
Tümdevre Devrelerle Tetikleme
UAA 145/146 tümdevreleriyle tetikleme
Tetikleme elemanı olarak kullanılan bu tümdevre, eleman sayısını minimuma indirmiştir. Faz denetiminde hassas
ayar yapılabilir. Eşzamanlama sinyalinin pozitif ve negatif yarı peryotları için ayrı çıkış darbeleri sağlar. Çıkış darbe
genişliği kolayca ayar edilebilen bir tetikleme sağlanır. Bu tümdevreyle tetikleme açısı, yaklaşık olarak 0° ile 180°
arasında değiştirilebilir.
Darbe
başlatma
Darbe genişlik ayarı
Bellek
Sıfır geçiş
Darbesi
Eşzamanlama
Karşılştr.
Tek darbeli
osilatör
(MVB)
+ yarı peryot için
- yarı peryot için
Ramp. (Darbe faz yük.sınrl.)
Şekil 2.111. UAA 145/146 tümdevresi blok diyagramı
Tümdevre +15 ve -15 V ile beslenir. Şekil 2.111'de UAA 145 veya 146'nin çalışması blok diyagramı ve ayak
bağlantıları gösterilmiştir. 9 ucu eşzamanlama ünitesini AA şebekeye, R direnci üzerinden bağlar. Eşzamanlama
ünitesi, böylece her sıfırdan geçişte bir darbe üretir. Darbe süresi R, R p ve eşzamanlama gerilimine bağlı olarak
değişir.
T7 tranzistörü sıfır geçiş darbelerini yükseltir. Darbe sırasında C s kondansatörü, Z4 referans zener diyot gerilimi olan
yaklaşık 8,5 V çalışma gerilimi ile dolar. Dolma süresi eşzamanlama süresinden daha küçüktür. Her yarım peryotta,
kondansatör RS üzerinden boşalır. Boşalma gerilimi dolma gerilimine eşittir. Boşalmayı Z 3 başlatır.
8 ucundan uygulanan Vφ kayma gerilimi rampa gerilimiyle karşılaştırılır. Fark olmadığı an iki duraklı (flip flop) hafıza
elemanı kurulur (set) ve tristöre tetikleme darbesi gönderilerek tetiklenir. Hafıza elemanı sıfır geçişlerde (reset)
sıfırlanır.
Hafızadan çıkan kurma darbesi tek darbeli osilatör (monostable multivibrator) devreyi tetikler. Osilatör çıkışındaki
darbe zaman ayarı Ct ve Rt ile yapılır. T20 veya T19'dan biri kesime gittiğinde 10 ucundan, diğeri kesime gittiğinde
14 ucundan bir çıkış darbesi elde edilir. Darbe generatöründe üretilen darbe, eşzamanlama kademesi denetimli veya
kapılarına gelerek tranzistörlere geçer. Pozitif yarı peryotta T 19 üzerinden 14 ucunda, negatif yarı peryotta T 20
tranzistörü üzerinden 10 ucunda çıkış darbesi alınır.
Eşzamanlama darbe süresi kısa tutulursa 0°-180° arası tetikleme ayarı ideal olarak yapılabilir. Bu süre
kondansatörün dolma sınırının altına inemez. Cs'in dolması 35µs dolayında olup Rp ayarı ile değiştirilir.
Eşzamanlama darbe genişliği;
VBE 

V
BE  (IG
)
T 
Rp 
teşzm 
2π
Vm
(2.112)
ile hesaplanabilir. Burada;
T
: Eşzamanlama frekans darbe süresi [s]
VBE
: Baz-emmiter gerilimi (~0,7V)
R
: Seri giriş direnci []
Rp
: Paralel giriş direnci []
Vm
: √2.Veff. eşzamanlama gerilimi tepe değeri [V]
Ig
: Eşzamanlama akımı (~0,15mA) dır.
UAA 145 tümdevresinin bazı özdeğerleri:
Özdeğer:
sembol:uç no:değeri:



(+) Besleme gerilimi
Kayma gerilimi
Denetleme kesim gerilimi
Vs
Vφ
(1)
(8)
-Vφ
V1
18V
(=Vs) V
(8)
5V
(11)
15V

(-) Besleme akımı
Is
(15)
Is
25 mA
(10) 5 mA








Eşzamanlama akımı
± Ieşzm
Denetleme giriş darbe akımı
Çıkış akımları
Toplam güç kaybı t¾+70C°
Eklem sıcaklığı
Depolama sıcaklığı
Tdepl
Çalışma ortam sıcaklığı
TA
Isıl dirençler
(9)
20 mA
I1
(11)
3 mA
IQ
(10), (14) 20 mA
PT
550 mW
TJ
125 °C
-25..+125 °C
-25..+ 70 °C
RthJA
100 °K/W
RthJC 35 °K/W
Şeb
DA şeb.
Şekil-2.112. UAA 145 entegresi ile DA motor denetimi yapan iki SCR tetikleme devresi
1)
2)
BZX55C7V5 zeneri ile BAY68 diyotu darbe faz yükselmelerini sınırlamak istendiğinde kullanılır.
BSX45 ve BSV15 tranzistörleri soğutucu ile kullanılmalıdır.
Devrede darbe fazı, 8 ile 3 ucu arasındaki D Z1 zener diyotuyla ayarlanır. 1 ucuna her bağlantıda hafıza silinir ve
darbe generatörü harekete geçer. Çıkış darbe genişliği Rt ve Ct değerleri ile ayarlanabilir. Çıkış darbesi, her zaman
sıfır geçişinde sona erer. Darbe anında tranzistörler kesimde olduğundan tristörü tetikleyen darbe akımı, dışarıdaki
dirençlerin üzerinden akar. Çıkış darbeleri olmadığı anlarda bu akım tranzistörlerden akar.
Şekil 2.112'de UAA 145/146 tümdevresiyle DA motoru ile tahrik edilen bir yükü denetlemek için tetikleme devresi ve
denetim devresi gösterilmiştir. Devre AA şebekeden beslenmektedir. Eşzamanlama sinyali Tr1 transformotorunun
sekonderinden sağlanır. n2 sargısına 0,1µF'lık kondansatör paralel bağlanarak n1-n2 arasındaki gerilim faz farkı
dengelenmiştir. İki orta uçlu veya üç sekonder sargılı T r1 transformotorunda n1=2400tur/0,15mm çap,
n2=2500tur/0.1mm çap, n3=n4=200tur/0,2mm çap değerlerindedir. T r2 ve Tr3 transformotorları ise VAC 407/037-03 PF
gibi bir darbe transformotoru türüdür. Seri sargılı DA yük motoru devresindeki D r şok bobini ise VAC FD-6-01-KN
tipinde bir yavaşlatıcı bobindir.
8 ucuna bağlı BZX71C7V5 zener diyodu 160°'lik φv açısını ayarlar. Çıkış darbe genişliği 11 ucuna bağlı 27 kΩ'luk
dirençle 0,7 ms civarında sabitlenmiştir. 10 ve 14 uçlarından elde edilen çıkış darbeleri BSX45 tranzistörlerine
uygulanır. Tranzistörler, darbe akımını 250 mA'e yükseltirler. Bu yüksek akım T r2 ve Tr3 darbe transformatörleri
üzerinden ters paralel bağlı tristörlerin kapı ucuna uygulanır. Tranzistörlere akımın geri dönmemesi için, darbe
transformatörlerine, paralel diyotlar konur. 8 ucuna uygulanacak kayma gerilimi TL 1709 C yükseltecinden elde edilir.