SCR-sovellusten piirit

Tässä artikkelissa aiomme oppia monia mielenkiintoisia SCR-sovelluspiirejä ja oppia myös tärkeimmät ominaisuudet ja SCR: n ominaisuudet kutsutaan myös tyristorilaitteeksi.

Mikä on SCR tai tyristori

SCR on piiohjatun tasasuuntaajan lyhenne, koska nimestä voi päätellä, että se on eräänlainen diodi tai tasasuuntaaja, jonka johtamista tai toimintaa voidaan ohjata ulkoisen liipaisimen kautta.

Se tarkoittaa, että tämä laite kytkeytyy päälle tai pois päältä vasteena ulkoiselle pienelle signaalille tai jännitteelle, joka on melko samanlainen kuin transistori, mutta kuitenkin hyvin erilainen sen teknisillä ominaisuuksilla.

SCR C106 -nastat

Kuvaa tarkasteltaessa voidaan nähdä, että SCR: llä on kolme johtoa, jotka voidaan tunnistaa seuraavasti:

Pidä laitteen painettu puoli itseämme kohti,

• Oikeaa päätyjohtoa kutsutaan portiksi.
• Keskijohto on 'anodi' ja
• Vasemmanpuoleinen johto on 'katodi'

Kuinka kytkeä SCR

Portti on SCR: n liipaisutulo ja vaatii DC-liipaisun, jonka jännite on noin 2 volttia, DC: n tulisi olla mieluiten yli 10 mA. Tätä liipaisinta käytetään portin ja piirin maan poikki, mikä tarkoittaa, että DC: n positiivinen menee portille ja negatiivinen maahan.

Jännitteen johtuminen anodin ja katodin yli kytketään päälle, kun portin liipaisinta käytetään, ja päinvastoin.

SCR: n vasemmanpuoleinen johdin tai katodi tulisi aina liittää laukaisupiirin maahan, eli laukaisupiirin maadoitus tulisi tehdä yhteiseksi yhdistämällä SCR-katodiin, muuten SCR ei koskaan reagoi sovellettuihin laukaisimiin .

Kuormitus on aina kytketty anodin ja vaihtovirtajännitteen yli, jota voidaan tarvita kuorman aktivoimiseksi.

SCR: t soveltuvat erityisesti vaihtovirta- tai pulssi-DC-kuormien kytkemiseen. Puhtaat tai puhtaat tasavirtakuormat eivät toimi SCR: n kanssa, koska tasavirta aiheuttaa salpautumisen SCR: ään eikä salli sammumista, vaikka portin liipaisin on poistettu.

SCR-sovelluspiirit

Tässä osassa tarkastellaan joitain suosittuja SCR-sovelluksia, jotka ovat staattisen kytkimen, vaiheenohjausverkon, SCR-akkulaturin, lämpötilansäätimen ja yhden lähteen hätävalaistuksen muodossa.
järjestelmään.

Sarja-Staattinen kytkin

Puoliaaltosarjan staattinen kytkin voidaan nähdä seuraavasta kuvasta. Kun kytkintä painetaan syöttön sallimiseksi, SCR-portin virta aktivoituu tulosignaalin positiivisen jakson aikana kytkemällä SCR päälle.

Vastus R1 ohjaa ja rajoittaa porttivirran määrää.

Kytketyssä ON-tilassa SCR: n katodijännitteen VF anodi laskee RL: n johtamisarvon tasolle. Tämä aiheuttaa portin virran pienenemisen voimakkaasti ja pienimmän häviön portin piirissä.

Negatiivisen tulosyklin aikana SCR kytketään pois päältä, koska anodi muuttuu negatiivisemmaksi kuin katodi. Diodi D1 suojaa SCR: tä portin virran kääntymiseltä.

Yllä olevan kuvan oikeanpuoleisessa osassa näkyy tuloksena oleva kuormavirran ja jännitteen aaltomuoto. Aaltomuoto näyttää puoliaaltosyötöltä kuormituksen yli.

Kytkimen sulkeminen antaa käyttäjän saavuttaa alle 180 asteen johtokyvyn vaihesiirroissa, jotka tapahtuvat AC-tulosignaalin positiivisella jaksolla.

Johtokulmien saavuttamiseksi välillä 90 ° - 180 ° voidaan käyttää seuraavaa virtapiiriä. Tämä rakenne on samanlainen kuin yllä, paitsi vastus, joka on tässä muuttuvan vastuksen muodossa, ja manuaalinen kytkin on poistettu.

R: tä ja R1: tä käyttävä verkko varmistaa SCR: lle oikein hallitun porttivirran tulon AC positiivisen puolijakson aikana.

Siirtämällä vaihtelevan vastuksen R1 liukusäädin maksimiin tai kohti alinta pistettä, porttivirta voi tulla liian heikkona päästäkseen SCR: n porttiin, eikä tämä koskaan anna SCR: n kytkeytyä päälle.

Toisaalta, kun sitä siirretään ylöspäin, portin virta kasvaa hitaasti, kunnes SCR: n ON-arvo on saavutettu. Käyttäjä pystyy siis muuttuvaa vastusta käyttämällä asettamaan SCR: n ON-virran tason missä tahansa välillä 0 ° - 90 °, kuten yllä olevan kaavion oikealla puolella on osoitettu.

Jos R1-arvo on melko matala, se aiheuttaa SCR: n tulipalon nopeasti, mikä johtaa samanlaiseen lopputulokseen, joka saadaan yllä olevasta ensimmäisestä kuvasta (johtuminen 180 °).

Jos R1-arvo on kuitenkin suurempi, SCR: n käynnistämiseen tarvitaan suurempi positiivinen tulojännite. Tämä tilanne ei salli meidän laajentaa säätöä 90 ° vaihesiirtymän yli, koska tulo on tässä vaiheessa korkeimmalla tasolla.

Jos SCR ei pysty ampumaan tällä tasolla tai syöttöjännitteiden matalammilla arvoilla AC-jakson positiivisella kaltevuudella, vaste on täsmälleen sama tulosyklin negatiivisilla kaltevuuksilla.

Teknisesti tällaista SCR: n toimintaa kutsutaan puoliaaltomuuttuvan vastuksen vaiheen ohjaukseksi.

Tätä menetelmää voidaan käyttää tehokkaasti sovelluksissa, jotka edellyttävät RMS-virran ohjausta tai kuormitustehon ohjausta.

Akkulaturi SCR: llä

Toinen erittäin suosittu SCR-sovellus on muodossa akkulaturin ohjaimet.

SCR-pohjaisen akkulaturin perusrakenne näkyy seuraavassa kaaviossa. Varjostettu osa on tärkein keskustelualueemme.

Yllä olevan SCR-ohjatun akkulaturin toiminta voidaan ymmärtää seuraavalla selityksellä:

Syöttö, jonka porrastettu vaihtovirta on, korjataan täysaallolla diodien D1, D2 kautta ja syötetään SCR-anodi / katodiliittimien poikki. Latauksessa oleva akku voidaan nähdä sarjassa katodiliittimen kanssa.

Kun akku on tyhjä, sen jännite on riittävän alhainen, jotta SCR2 on kytketty pois päältä -tilaan. SCR2: n avoimen tilan vuoksi SCR1-ohjauspiiri käyttäytyy täsmälleen samalla tavalla kuin edellisissä kappaleissa käsitelty sarjastaattinen kytkimemme.

Kun syötteen tasasyötetty syöttö on asianmukaisesti mitoitettu, laukaisee PÄÄLLÄ SCR1: n porttivirralla, jota säätää R1.

Tämä kytkee SCR: n välittömästi päälle ja akku alkaa latautua SCR-anodin / katodin johtamisen kautta.

Alussa akun heikon varaustason vuoksi VR: llä on pienempi potentiaali, jonka R5-esiasetus tai potentiaalijakaja asettaa.

Tässä vaiheessa VR-taso on liian matala kytkeäksesi 11 V: n zener-diodin päälle. Ei-johtavassa tilassa zener on melkein kuin avoin piiri, joka aiheuttaa SCR2: n täysin pois päältä, käytännössä nollavirran takia.

C1: n läsnäolo varmistaa myös, että SCR2 ei koskaan kytkeydy vahingossa päälle jännitetransienttien tai piikkien takia.

Kun akku latautuu, sen napajännite nousee vähitellen, ja lopulta, kun se saavuttaa asetetun täyden latausarvon, VR: stä riittää vain 11 V: n zener-diodin kytkeminen päälle, sytyttäen sen jälkeen SCR2: n.

Heti kun SCR2 laukaisee, se tuottaa tehokkaasti oikosulun, yhdistää R2-päätepäätteen maahan ja mahdollistaa R1, R2-verkon luoman potentiaalijakajan SCR1: n portissa.

R1 / R2-potentiaalijakajan aktivointi SCR1: n portissa aiheuttaa hetkellisen pudotuksen SCR1: n porttivirrassa ja pakottaa sen sammumaan.

Tämän seurauksena akun syöttö katkeaa ja varmistaa, että akku ei saa ylilatautua.

Tämän jälkeen, jos akun jännite pyrkii laskemaan alle asetetun arvon, 11 V: n zener sammuu, jolloin SCR1 kytkeytyy uudelleen päälle toistamaan latausjaksoa.

AC-lämmittimen ohjaus SCR: llä

Yllä oleva kaavio näyttää klassikon lämmittimen ohjaus SCR-sovelluksella.

Piiri on suunniteltu kytkemään 100 watin lämmitin päälle ja pois päältä termostaatin kytkennästä riippuen.

Elohopea lasissa termostaatti käytetään tässä, joiden oletetaan olevan erittäin herkkiä sitä ympäröivien lämpötilojen muutoksille.

Tarkemmin sanottuna se voi havaita jopa 0,1 ° C: n lämpötilan muutoksen.

Kuitenkin, koska nämä termostaattien tyypit on yleensä luokiteltu käsittelemään hyvin pieniä virran voimakkuuksia alueella noin 1 mA, ja siksi se ei ole liian suosittu lämpötilan säätöpiireissä.

Esitetyssä lämmittimen ohjaussovelluksessa SCR: ää käytetään virtavahvistimena termostaatin virran vahvistamiseen.

Itse asiassa SCR ei toimi kuin perinteinen vahvistin, pikemminkin kuin nykyinen anturi , joka sallii vaihtelevien termostaattiominaisuuksien hallita SCR: n suurempaa virtatason vaihtamista.

Voimme nähdä, että syöttö SCR: ään syötetään lämmittimen ja täyden sillan tasasuuntaajan kautta, mikä sallii täyden aallon tasasuuntaisen DC-syötteen SCR: lle.

Aikana, jolloin termostaatti on avoimessa tilassa, 0,1uF-kondensaattorin poikki oleva potentiaali ladataan SCR-portin potentiaalin laukaisutasolle kunkin tasasuuntaisen tasavirtapulssin tuottamien pulssien kautta.

Kondensaattorin lataamisen aikavakio määritetään RC-elementtien tulolla.

Tämä antaa SCR: lle mahdollisuuden toimia näiden pulssitettujen DC-puolijaksojen laukaisujen aikana, jolloin virta kulkee lämmittimen läpi ja mahdollistaa tarvittavan lämmitysprosessin.

Lämmittimen lämmetessä ja lämpötilan noustessa johtava termostaatti aktivoituu ennalta määrätyssä pisteessä ja luo oikosulun 0,1uF-kondensaattorin yli. Tämä puolestaan ​​kytkee SCR: n pois päältä ja katkaisee lämmittimen virran, jolloin sen lämpötila laskee vähitellen, kunnes se putoaa tasolle, jossa termostaatti jälleen kytketään pois päältä ja SCR käynnistyy.

Hätävalaisin SCR: llä

Seuraava SCR-sovellus puhuu yhdestä lähteestä hätävalaisimen suunnittelu jossa a 6 V paristo pidetään ladattuna ladattuna, jotta liitetty lamppu voidaan kytkeä saumattomasti päälle, kun sähkökatko tapahtuu.

Kun virtaa on saatavana, D1, D2: tä käyttävä tasasuuntainen tasasyöttö saavuttaa liitetyn 6 V: n lampun.

C1: n annetaan latautua tasolle, joka on hiukan pienempi kuin täysin tasasuunnetun virtalähteen huippu-DC: n ja R2-jännitteen välinen ero määritettynä 6 V: n akun syöttötulon ja lataustason avulla.

SCR: n katodipotentiaalitaso on missään olosuhteissa korkeampi kuin sen anodi, ja myös portti-katodi-jännite pidetään negatiivisena. Tämä varmistaa, että SCR pysyy ei-johtavassa tilassa.

Liitetyn akun latausnopeus määritetään R1: llä, ja se aktivoidaan diodin D1 kautta.

Lataus kestää vain niin kauan kuin D1-anodi on positiivisempi kuin katodi.

Kun syöttöteho on läsnä, hätävalaisimen läpi tasattu täysi aalto pitää sen päällä.

Sähkökatkostilanteen aikana kondensaattori C1 alkaa purkautua D1: n, R1: n ja R3: n kautta siihen pisteeseen asti, jossa SCR1-katodi muuttuu vähemmän positiiviseksi kuin sen katodi.

Samaan aikaan R2, R3-liitos menee positiiviseksi, mikä johtaa SCR: n katodijännitteen kasvavaan porttiin, kytkemällä sen päälle.

SCR käynnistyy ja antaa akun kytkeytyä lamppuun ja valaisee sen heti akkuvirralla.

Lampun saa pysyä valaistuna ikään kuin mitään ei olisi tapahtunut.

Kun virta palaa, kondensaattorit C1 latautuvat jälleen, jolloin SCR sammuu ja katkaisee lampun akkuvirran, niin että lamppu syttyy nyt tasavirtalähteen kautta.

Erilaisia ​​SCR-sovelluksia kerätty tältä verkkosivustolta

Yksinkertainen sateen hälytys:

Yllä olevaa sateen hälytyksen piiriä voidaan käyttää vaihtovirran kuormituksen, kuten lampun tai automaattisen taittokannen tai varjostimen, aktivoimiseksi.

Anturi valmistetaan asettamalla metallitapit tai ruuvit tai vastaava metalli muovirungon päälle. Näiden metallien johdot on kytketty laukaisevan transistorin vaiheen pohjan yli.

Anturi on ainoa piiri, joka on sijoitettu ulkona sateen havaitsemiseksi.

Kun sade alkaa, vesipisarat yhdistävät anturin metallit.

Pieni jännite alkaa vuotaa anturimetallien yli ja saavuttaa transistorin pohjan, transistori johtaa välittömästi ja toimittaa tarvittavan porttivirran SCR: ään.

SCR reagoi myös ja kytkee kytketyn verkkokuorman päälle automaattisen kannen vetämiseksi tai yksinkertaisesti hälytyksen tilanteen korjaamiseksi käyttäjän toivomalla tavalla.

SCR-murtohälytys

Keskustelimme edellisessä osassa koskien SCR: n erityisominaisuutta, jossa se lukkiutuu vasteena tasavirtakuormille.

Alla kuvattu piiri hyödyntää SCR: n yllä olevaa ominaisuutta tehokkaasti hälytyksen laukaisemiseksi mahdollisen varkauden vuoksi.

Tällöin SCR pidetään aluksi kytkettynä pois päältä -asentoon niin kauan kuin sen portti on kiinnitetty tai ruuvattu maapotentiaalin kanssa, joka satunnaisesti on suojattavan omaisuuden runko.

Jos omaisuuden varastamista yritetään avaamalla asiaankuuluva pultti, SCR: n maadoituspotentiaali poistetaan ja transistori aktivoituu siihen liittyvän vastuksen kautta, joka on kytketty sen alustan yli ja positiivinen.

SCR laukaisee myös hetkessä, koska nyt se saa porttijännitteen transistorin lähettimeltä ja lukitsee kytketyn DC-hälytyksen.

Hälytys pysyy päällä, kunnes se sammuu manuaalisesti, toivottavasti varsinainen omistaja.

Yksinkertainen aidalaturi, Energizer-piiri

SCR: t soveltuvat ihanteellisesti valmistukseen aidan laturipiirit . Aidalaturit vaativat ensisijaisesti suurjännitegeneraattorin vaihetta, jossa korkea kytkentälaite, kuten SCR, tulee erittäin välttämättömäksi. SCR: t tulevat siten erityisen sopiviksi sellaisiin sovelluksiin, joissa niitä käytetään tarvittavien korkeiden kaarijännitteiden tuottamiseen.

CDI-piiri autoille:

Kuten yllä olevassa hakemuksessa on selitetty, SCR: itä käytetään myös laajalti autoissa, niiden sytytysjärjestelmissä. Kapasitiiviset purkaussytytyspiirit tai CDI-järjestelmissä käytetään SCR: itä sytytysprosessissa tarvittavan suurjännitekytkennän tuottamiseksi tai ajoneuvon sytytyksen käynnistämiseksi.