Co je SCR?
SCR | Definice usměrňovače řízeného křemíkem
- SCR, někdy také nazývaný Semiconductor Controlled Rectifier, je tříkoncovkové polovodičové napájecí zařízení a je široce používáno pro různé výkonové elektronické aplikace. Někdy se mu také říká tyristor.
- Usměrňovač řízený křemíkem má tři terminály, a to anodu, katodu a hradlo.
- SCR lze zapnout procházejícím malým proudem skrz terminál brány do katody, za předpokladu, že anodová svorka má vyšší potenciál než katoda.
Typický usměrňovač řízený křemíkem vypadá následovně:
Symbol usměrňovače řízení křemíku
Křemíkem řízený usměrňovač je označen následujícím symbolem pro všechna jeho použití v obvodových schématech a pro jiné účely znázornění.
Typy usměrňovače řízeného křemíkem
Tyristory jsou kategorizovány takto:
- Síly komutovaný tyristor.
- Lineárně komutovaný tyristor.
- Tyristor pro vypnutí brány (GTO).
- Reverzně vodivý tyristor (RCT),
- Statický indukční tyristor (SITH)
- Gate-asistovaný vypínací tyristor (GATT)
- Světlem aktivovaný křemíkem řízený usměrňovač (LASCR).
- Tyristory vypínající emitory MOS (MTO) tyristory vypínající emitor (ETO),
- Integrovaný tyristor komutovaný s hradlem (IGCT).
- MOS řízený tyristor (MCT).
Proč se SCR nazývá křemíkem řízený usměrňovač?
- Usměrňovače lze obecně klasifikovat jako řízené usměrňovače a nekontrolované usměrňovače.
- Diody spadají do kategorie neřízených usměrňovačů, protože vedou bez jakékoli kontroly, pokud je anodové napětí větší než katodové napětí (také nazývané předpětí)
- Naproti tomu SCR se nazývají řízené usměrňovače, protože fungují pouze při spuštění terminálu brány. Poskytnutím spouštěcího impulzu bráně tedy můžeme řídit činnost tyristoru, pokud je ve stavu předpětí
Tyristor vs SCR
SCR a tyristory jsou v zásadě stejné a lze je použít zaměnitelně. V tomto článku budou oba pojmy označovat stejné zařízení.
Vysoce výkonný silikonem řízený usměrňovač
SCR jsou známé pro svou vysokou schopnost manipulace s výkonem. K dispozici jsou také přirozené nebo síťově komutované tyristory s výkonem 6000 V, 4500 A. Na aplikační úroveňjsou to obrovské hodnoty a v tom spočívá důležitost SCR. SCR zvládnou tak obrovské množství napětí a proudů, aniž by se poškodily. Charakteristiky SCR zajišťují, že budou mít vždy důležité aplikace výkonové elektroniky.
Provoz křemíku řízeného usměrňovače
- Stav SCR může být zapnutý předpětím předpětí anodové-katodové křižovatky a krátkodobým přivedením pulzu kladného hradlového proudu. Jakmile se zařízení začne chovat, můžeme tento hradlový puls odstranit a Silicon Controlled Rectifier se zablokuje, i když není možné vypnout SCR žádným hradlovým pulzem.
- Pokud se anodový proud pokusí přejít na -ve, může se z důvodu obvodu, ke kterému je připojen SCR, SCR vypnout a proud bude 0.
- Ve vypnutém stavu tyristor zastaví dopředu polarizované napětí a nebude ve vodivém stupni.
- IV charakteristiky SCR lze studovat, aby se těmto bodům porozumělo podrobněji.
Je zajímavé si povšimnout, že SCR lze použít jak pro střídavý proud, tak pro stejnosměrný proud. Jakmile jsou splněny podmínky pro zapnutí - dopředné předpětí a kladný hradlový impuls - vede všechny proudy bez ohledu na to, zda jde o střídavý nebo stejnosměrný proud.
Vlastnosti usměrňovače řízeného křemíkem
- Dokud není tyristor spuštěn hradlovým pulzem, je-li kladné napětí přivedeno na spojení anoda-katoda, říká se, že prvek je v dopředu blokující stav
- Jakmile se zařízení začne chovat, SCR je zapnuto a lze říci, že je v dopředný vodivý stav
- Pokud je připojené napětí záporné, říká se, že je zařízení v reverzní blokující oblast. V reverzním blokujícím stavu proudí v tyristoru pouze zanedbatelně malý svodový proud.
- Jakmile záporné napětí vzroste nad hodnotu zvanou reverzní průrazné napětí, začne tyristor vést v záporném směru. Toto napětí se také nazývá špičkové reverzní napětí. Tomu se také říká Zenerova porucha nebo lavina.
Můžeme studovat následující graf charakteristik křemíku řízeného usměrňovače (SCR), abychom získali lepší představu.
Blokovací proud
Jakmile je hradlový puls odstraněn, musí proud proudící z anody na katodu být větší než minimální volaná hodnota blokovací proud, udržovat zařízení ve stavu ZAPNUTO. Jinak zařízení přejde zpět do stavu blokování.
Udržovací proud
- Malý anodový proud je nezbytný pro udržení tyristoru v zapnutém stavu, což je známé jako přídržný proud.
- Přídržný proud je menší než blokovací proud.
Aplikace usměrňovače řízené křemíkem
Vzhledem k kontrolovatelné povaze usměrňovače řízeného křemíkem a jeho dostupnosti ve velmi širokém rozsahu jmenovitých hodnot napětí a proudu nacházejí SCR své použití v nejrůznějších aplikacích.
Někteří z nich jsou
- Motorové pohony s proměnnými otáčkami
- AC motory, světla, svařovací stroje
- Omezovače poruchového proudu
- Jističe
- Obvody stmívače světla
- Elektrické ovládání rychlosti ventilátoru
- Vysoký Napájení elektrické Aplikace
Silikonem řízený stmívač usměrňovače
- Protože SCR je regulovatelné zařízení, lze jej použít v stmívacích obvodech.
- Základní myšlenkou tohoto procesu je, že se mění bod na křivce, kde je zařízení zapnuto. Je to v podstatě také forma fázového řízení. Také se tomu říká stmívání dopředné fáze.
- Světla jsou obvykle napájena sinusovým proudem. Takže na rozdíl od zapnutí v bodě přechodu nuly se zapínáme v různých okamžicích, čímž ovládáme sílu.
- Mezi nevýhody obvodů stmívače SCR patří hučení / šum, elektrický šum (harmonické) a neúčinnost.
Ovládání topení SCR
- Obecná myšlenka fungování SCR Heater je stejná jako v SCR Dimmer, tj. Ovládáme výkon dodávaný odporovým zátěžím změnou okamžiku zapnutí.
- Topení SCR funguje změnou hodnoty čas elektrický ohřívač je zapnutý, a proto moduluje množství dodaného tepla.
- Ovládání SCR může dodávat elektrickou energii hlavně 2 způsoby, fázový úhel vystřelen a nulové napětí přepnuto režimy.
Režim fázového úhlu
V tomto režimu je ovládání takové, že se v každém cyklu zapne určité procento výkonu (tj. Jeden cyklus střídavého proudu). To může zajistit plynulý a variabilní přísun energie do topných těles. V podstatě se mění časový okamžik, ve kterém je hradlový puls dán SCR. Tomu odpovídá pojem „fázový úhel“ v názvu.
Přepínání nulového napětí
Zde přepínače proporcionálně vypínají a vypínají celé cykly sinusových průběhů, takže změnou počtu střídavých cyklů můžeme získat požadovaný výkon na výstupu.
Regulátory výkonu SCR
- Princip regulátorů výkonu SCR je v podstatě to, o čem jsme diskutovali dříve; ovládat tok elektřiny (a tím i energie) ze zdroje do ohřívače.
- Najít použití v průmyslových a výrobních procesech pro regulaci teploty pro různé aplikace.
- V zásadě upravuje úhel střelby (fázový úhel od přechodu sinusové vlny v nulovém bodě do okamžiku, kdy je aplikován hradlový puls), aby udržoval konstantní napěťový výstup, který je nastaven.
Ovladač motoru SCR
- SCR lze použít k řízení rychlosti stejnosměrného motoru pomocí následujícího elektrický obvod.
- Dva SCR se používají k převodu vstupního střídavého napětí na pulzující stejnosměrné napětí.
- Toto pulzující stejnosměrné napětí lze měnit řízením výstupu SCR usměrňovač obvod, který je zase řízen časováním odpalování pulsů brány. Výstupní napětí se v podstatě mění.
- Tímto způsobem může SCR pracovat na různých úrovních a aplikovat různá napětí na armaturu motoru, čímž reguluje rychlost stejnosměrného motoru. Pokud se tyristorové vodiče na kratší dobu sníží jeho výstupní napětí (obvodu usměrňovače), přivede se na stejnosměrný motor nižší napětí a tím se sníží rychlost stejnosměrného motoru.
SCR vs TRIAC
- Hlavní rozdíl mezi SCR a TRIAC spočívá v tom, že SCR je jednosměrné zařízení, což znamená, že umožňuje tok proudu pouze v jednom směru, zatímco TRIAC je obousměrné zařízení, tj. Umožňuje tok proudu v obou směrech.
- Pro spuštění SCR je vyžadován kladný hradlový puls, zatímco většina TRIAC může být spuštěna aplikací záporného nebo kladného napětí na svorku brány.
- TRIAC se používají hlavně k řízení střídavého proudu
3fázový SCR
- Třífázové SCR jsou obvody, ve kterých se SCR používají v každé fázi fáze, tj. Pro 3 fáze. Fungování a použití SCR jsou stejné jako dříve, pouze s tím rozdílem, že se nyní používají pro třífázové zdroje.
- Stejně jako dříve se SCR používají ve dvou režimech řízení, režimu nulového přechodu a režimu řízení fázového úhlu. Jejich práce je stejná jako ta, která byla vysvětlena dříve
Často kladené otázky
Otázka: Proč je v SCR křemíkem řízeném usměrňovači udržovací proud menší než blokovací proud?
- Blokovací proud, jak je definován výše, je minimální proud, který musí být přítomen v místě odstranění pulzu brány, aby se udržel vodivost, zatímco přídržný proud je minimální proud, který je nutné udržovat, aby se zařízení udržovalo ve stavu ZAPNUTO.
- Limit blokovacího proudu je záměrně udržován větší než udržovací proud, aby se zabránilo chybnému zapálení SCR a zajistil hladký provoz.
Otázka: Jak se aktivuje SCR?
Provoz křemíku řízeného usměrňovače
Otázka: Proč se SCR nazývá řízený usměrňovač?
SCR se nazývá řízený usměrňovač, protože na rozdíl od a dioda, dobu zapnutí lze u zařízení ovládat. Proto napětí na vnějšku Křemíkem řízený usměrňovač jsou ovladatelné v závislosti na okamžiku zapnutí.
Otázka: Co je SCR a jeho typy?
Typy usměrňovače řízeného křemíkem
Další informace o SCR klikněte zde
Pro více článků klikněte zde
Základní tým TechieScience pro malé a střední podniky je skupina zkušených odborníků z různých vědeckých a technických oborů včetně fyziky, chemie, technologie, elektroniky a elektrotechniky, automobilového průmyslu a strojního inženýrství. Náš tým spolupracuje na vytváření vysoce kvalitních, dobře prozkoumaných článků o široké škále vědeckých a technologických témat pro web TechieScience.com.
Všechny naše senior SME mají více než 7 let zkušeností v příslušných oborech. Jsou to buď profesionálové z pracovního průmyslu, nebo jsou spojeni s různými univerzitami. Odkazovat Naši autoři Stránka, kde se dozvíte o našich základních malých a středních podnicích.