SCR-applikasjonskretser

I denne artikkelen skal vi lære mange interessante SCR-applikasjonskretser og også lære hovedfunksjonene og egenskapene til en SCR også kalt en tyristor-enhet.

Hva er en SCR eller Thyristor

SCR er akronymet til Silicon Controlled Rectifier, som navnet antyder er det en slags diode eller et utbedringsmiddel hvis ledning eller drift kan styres gjennom en ekstern utløser.

Det betyr at denne enheten vil slå PÅ eller AV som svar på et eksternt lite signal eller spenning, ganske lik en transistor, men likevel veldig forskjellig med sine tekniske egenskaper.

SCR C106 pinouts

Ser vi på figuren kan vi se at en SCR har tre ledninger som matten kan identifiseres som følger:

Hold den trykte siden av enheten vendt mot oss,

• Ledningen til høyre ende kalles 'porten'.
• Senterledningen er 'Anoden', og
• Venstre ende ledningen er 'katoden'

Hvordan koble til en SCR

Porten er triggerinngangen til en SCR og krever en DC trigger med en spenning på rundt 2 volt, DC bør ideelt sett være mer enn 10mA. Denne utløseren brukes over porten og bakken i kretsen, noe som betyr at det positive av DC går til porten og det negative til bakken.

Ledningen av spenning over anoden og katoden slås PÅ når portutløseren påføres og omvendt.

Den ekstreme venstre ledningen eller katoden til en SCR skal alltid være koblet til bakken til utløserkretsen, noe som betyr at bakken til utløserkretsen bør gjøres vanlig ved å koble til SCR-katoden, ellers vil SCR aldri svare på de påførte utløserne. .

Lasten er alltid koblet over anoden og en vekselstrømforsyningsspenning som kan være nødvendig for å aktivere lasten.

SCR er spesielt egnet for å bytte vekselstrømsbelastning eller pulserende likestrøm. Ren eller ren DC-belastning vil ikke fungere med SCR, siden DC vil forårsake en låsende effekt på SCR og vil ikke tillate å slå seg av selv etter at portutløseren er fjernet.

SCR-applikasjonskretser

I denne delen vil vi se på noen av de populære applikasjonene til SCR, som er i form av statisk bryter, et fasekontrollnettverk, SCR-batterilader, temperaturregulator og en enkeltkilde nødbelysning.
system.

Seriestatisk bryter

En statisk bryter i en halvbølge-serie kan sees i følgende figur. Når bryteren trykkes for å tillate tilførsel, blir strøm ved porten til SCR aktiv under den positive syklusen til inngangssignalet, og slår PÅ SCR.

Motstand R1 styrer og begrenser mengden portstrøm.

I påslått tilstand avtar anoden til katodespenningen VF for SCR til nivået på ledningsverdien til RL. Dette fører til at portstrømmen reduseres drastisk, og minimalt tap ved portkretsene.

Under den negative inngangssyklusen er SCR slått AV, på grunn av at anoden blir mer negativ enn katoden. Diode D1 beskytter SCR mot en reversering av portstrømmen.

Høyre seksjon av bildet ovenfor viser den resulterende bølgeformen for belastningsstrømmen og spenningen. Bølgeformen ser ut som en halvbølgeforsyning over belastningen.

Ved å lukke bryteren kan brukeren oppnå et ledningsnivå lavere enn 180 grader ved faseforskyvninger som skjer i den positive perioden av inngangsstrømssignalet.

For å oppnå ledningsvinkler mellom 90 ° og 180 ° kan følgende krets brukes. Denne utformingen er lik den ovenfor, bortsett fra motstanden, som er i form av den variable motstanden her, og den manuelle bryteren er eliminert.

Nettverket ved bruk av R og R1 sikrer en riktig kontrollert portstrøm for SCR i løpet av den positive halvsyklusen til inngangsstrømmen.

Ved å flytte skyvearmen til variabel motstand R1 til maksimum, eller mot det nederste punktet, kan portstrømmen bli for svak til å nå porten til SCR, og dette vil aldri tillate SCR å slå PÅ.

På den annen side når porten beveges oppover, vil portstrømmen langsomt øke til SCR slå PÅ størrelsen er nådd. Ved å bruke den variable motstanden, er brukeren i stand til å stille nivået på svingstrømmen for SCR hvor som helst mellom 0 ° og 90 °, som angitt på høyre side av diagrammet ovenfor.

For R1-verdien, hvis den er ganske lav, vil SCR skyte raskt, noe som fører til et lignende resultat oppnådd fra den første figuren ovenfor (180 ° ledning).

Imidlertid, hvis R1-verdien er større, vil en høyere positiv inngangsspenning være nødvendig for å skyte SCR. Denne situasjonen ville ikke tillate oss å utvide kontrollen over 90 ° faseforskyvning, siden inngangen er på sitt høyeste nivå på dette punktet.

Hvis SCR ikke er i stand til å skyte på dette nivået eller for de lavere verdiene til inngangsspenningene ved den positive skråningen av vekselstrømssyklusen, vil responsen være nøyaktig den samme for de negative skråningene av inngangssyklusen.

Teknisk sett kalles denne typen arbeid av en SCR halvbølge fasestyring med variabel motstand.

Denne metoden kan effektivt brukes i applikasjoner som krever RMS-strømstyring eller belastningskontroll.

Batterilader ved bruk av SCR

En annen veldig populær anvendelse av SCR er i form av batteriladerkontrollere.

En grunnleggende utforming av en SCR-basert batterilader kan sees i følgende diagram. Den skyggelagte delen vil være vårt viktigste diskusjonsområde.

Arbeidet til den ovennevnte SCR-kontrollerte batteriladeren kan forstås med følgende forklaring:

Inngangen trappet ned AC er fullbølget utrettet gjennom diodene D1, D2 og leveres over SCR-anode- / katodeterminalene. Batteriet som er under lading kan sees i serie med katodeterminalen.

Når batteriet er i utladet tilstand, er spenningen lav nok til at SCR2 er slått AV. På grunn av den åpne tilstanden til SCR2, oppfører SCR1-kontrollkretsen seg akkurat som vår statiske seriebryter som er diskutert i forrige avsnitt.

Med inngangsrettet forsyning tilstrekkelig vurdert, utløser PÅ SCR1 med en portstrøm som er regulert av R1.

Dette slår øyeblikkelig på SCR og batteriet begynner å lades via SCR-ledningen til anoden / katoden.

I begynnelsen, på grunn av det lave utladningsnivået på batteriet, vil VR ha et lavere potensial som angitt av R5-forhåndsinnstillingen eller potensialdeleren.

På dette punktet vil VR-nivået være for lavt til å slå PÅ 11 V zener-dioden. I sin ikke-ledende tilstand vil zeneren være nesten som en åpen krets, noe som får SCR2 til å være helt slått AV på grunn av tilnærmet null portstrøm.

Tilstedeværelsen av C1 sørger også for at SCR2 aldri blir slått PÅ på grunn av spenningstransienter eller pigger.

Når batteriet lades, stiger terminalspenningen gradvis, og til slutt når det når den innstilte fulladverdien, blir VR akkurat tilstrekkelig til å slå 11 V-zenerdioden på, og skyte deretter på SCR2.

Så snart SCR2 utløses, genererer det effektivt en kortslutning, som kobler R2-terminalen til bakken, og muliggjør den potensielle skillelinjen som er opprettet av R1, R2-nettverket ved porten til SCR1.

Aktivering av potensialdeleren R1 / R2 ved porten til SCR1 forårsaker et øyeblikkelig fall i portstrømmen til SCR1, og tvinger den til å slå seg av.

Dette resulterer i at tilførselen til batteriet blir kuttet, og sørger for at batteriet ikke får lov til å lade for mye.

Etter dette, hvis batterispenningen har en tendens til å synke under den forhåndsinnstilte verdien, slås 11 V-zeneren AV, noe som får SCR1 til å slå seg på igjen og gjenta ladesyklusen.

AC-varmekontroll ved bruk av SCR

Ovenstående diagram viser en klassiker varmeapparatkontroll applikasjon ved hjelp av en SCR.

Kretsen er designet for å slå 100 watt varmeapparat av og på, avhengig av termostatbryteren.

Et kvikksølv-i-glass termostat brukes her, som skal være ekstremt følsomme for endringene i temperaturnivåene rundt den.

For å være presis kan det til og med føle en endring på 0,1 ° C temperaturer.

Men siden disse typer termostater er normalt vurdert for å håndtere svært små strømstyrker i området 1 mA eller så, og det er derfor ikke så populært i temperaturkontrollkretser.

I den omtalte applikasjonen for varmeregulering brukes SCR som en strømforsterker for å forsterke termostatstrømmen.

Egentlig fungerer SCR ikke som en tradisjonell forsterker, snarere som en gjeldende sensor , som gjør det mulig for de forskjellige termostatkarakteristikkene å kontrollere bytting av SCR på høyere strømnivå.

Vi kan se at tilførselen til SCR påføres gjennom varmeren og en fullbro-likeretter, som tillater en fullbølget likestrømsforsyning for SCR.

I løpet av perioden, når termostaten er i åpen tilstand, blir potensialet over 0.1uF-kondensatoren ladet til avfyringsnivået til SCR-portpotensialet via pulser generert av hver rettet DC-puls.

Tidskonstanten for lading av kondensatoren er etablert av produktet av RC-elementene.

Dette gjør det mulig for SCR å utføre under disse pulserende DC-halvsyklusutløserne, slik at strømmen kan passere gjennom varmeren, og tillate den nødvendige oppvarmingsprosessen.

Når varmeren varmes opp og temperaturen stiger, får det ledende termostaten på det forutbestemte punktet til å aktivere og skape kortslutning over 0.1uF kondensatoren. Dette slår igjen av SCR og kobler fra strømmen til varmeren, noe som får temperaturen til å synke gradvis, til den faller til et nivå der termostaten igjen er deaktivert og SCR avfyrer PÅ.

Nødlampe ved bruk av SCR

Den neste SCR-applikasjonen snakker om en enkelt kilde nødlampedesign der a 6 V batteri holdes i en oppladet tilstand, slik at den tilkoblede lampen kan slås sømløst på hver gang det oppstår strømbrudd.

Når strøm er tilgjengelig, når en fullbølget likestrømsforsyning med D1, D2 den tilkoblede 6 V-lampen.

C1 får lade seg til et nivå som er litt lavere enn forskjellen mellom topp DC for den fullstendige strømforsyningen og spenningen over R2, bestemt av forsyningsinngangen og ladningsnivået til 6 V batteriet.

Under alle omstendigheter er katodepotensialnivået til SCR hjelp høyere enn dets anode, og porten til katodespenningen holdes negativ. Dette sørg for at SCR forblir i ikke-ledende tilstand.

Ladhastigheten til det tilkoblede batteriet bestemmes av R1, og aktiveres gjennom dioden D1.

Ladingen opprettholdes bare så lenge D1-anoden forblir mer positiv enn katoden.

Mens inngangseffekten er til stede, holder fullbølgen utrettet over nødlampen den slått PÅ.

Under strømbruddssituasjon begynner kondensatoren C1 å tømmes gjennom D1, R1 og R3, til det punktet hvor SCR1-katoden blir mindre positiv enn katoden.

I mellomtiden går også krysset R2, R3 positivt, noe som resulterer i en økt gate til katodespenning for SCR, og slår den PÅ.

SCR avfyres nå og lar batteriet kobles til lampen og umiddelbart belyse det gjennom batteristrøm.

Lampen får være i opplyst tilstand som om ingenting hadde skjedd.

Når strømmen kommer tilbake, blir kondensatorene C1 igjen ladet, noe som får SCR til å slå seg AV og kutte av batteristrømmen til lampen, slik at lampen nå lyser gjennom inngangsstrømforsyningen.

Diverse SCR-applikasjoner samlet fra dette nettstedet

Enkel regnalarm:

Ovennevnte krets for regnalarm kan brukes til å aktivere en AC-belastning, som en lampe eller et automatisk foldedeksel eller skjerm.

Sensoren er laget ved å plassere på metallpinner, eller skruer eller lignende metall over et plasthus. Ledningene fra disse metallene er koblet over bunnen av et utløsende transistortrinn.

Sensoren er den eneste delen av kretsen som er plassert utendørs for å føle et regnfall.

Når et regnfall begynner, overgår vanndråper sensorenes metaller.

Liten spenning begynner å lekke over sensormetallene og når basen til transistoren, transistoren leder umiddelbart og leverer den nødvendige portstrømmen til SCR.

SCR reagerer også og slår PÅ den tilkoblede vekselstrømmen for å trekke et automatisk deksel eller bare en alarm for å korrigere situasjonen som ønsket av brukeren.

SCR innbruddsalarm

Vi diskuterte i forrige avsnitt angående en spesiell egenskap for SCR der den låses som svar på DC-belastning.

Kretsen beskrevet nedenfor utnytter den ovennevnte egenskapen til SCR effektivt for å utløse en alarm som svar på et mulig tyveri.

Her holdes SCR opprinnelig i en AV-posisjon så lenge porten forblir rigget eller skrudd med jordpotensialet som tilfeldigvis er legemet til eiendelen som det er nødvendig å beskytte.

Hvis et forsøk på å stjele eiendelen gjøres ved å skru ut den aktuelle bolten, blir jordpotensialet til SCR fjernet, og transistoren blir aktivert gjennom den tilhørende motstanden som er koblet over basen og positiv.

SCR utløses også øyeblikkelig fordi den nå får portens spenning fra transistorsenderen, og låser som høres ut av den tilkoblede DC-alarmen.

Alarmen forblir slått PÅ til den slås AV manuelt, forhåpentligvis av den faktiske eieren.

Enkel gjerdelader, Energizer Circuit

SCR blir ideell for å lage gjerdelader kretser . Gjerdeladere krever primært et høyspenningsgeneratorstrinn, hvor en høyswitch-enhet som en SCR blir svært viktig. SCR blir dermed spesielt egnet for slike applikasjoner der de brukes til å generere de nødvendige høye lysbuespenningene.

CDI-krets for biler:

Som forklart i ovennevnte applikasjon, er SCR også mye brukt i biler, i deres tenningssystemer. Kapasitive tennkretsløp eller CDI-systemer benytter SCR for å generere høyspenningsbryter som kreves for tenningsprosessen eller for å starte en tenning av kjøretøyet.