SCR applikationskredsløb

I denne artikel vil vi lære mange interessante SCR-applikationskredsløb og også lære de vigtigste funktioner og egenskaber ved en SCR også kaldet en tyristor-enhed.

Hvad er en SCR eller Thyristor

SCR er akronymet med Silicon Controlled Rectifier, som navnet antyder, at det er en slags diode eller et ensretterende middel, hvis ledning eller drift kan styres via en ekstern trigger.

Det betyder, at denne enhed vil tænde eller slukke som svar på et eksternt lille signal eller spænding, der ligner en transistor, men alligevel meget forskellig med sine tekniske egenskaber.

SCR C106 pinouts

Ser vi på figuren kan vi se, at en SCR har tre ledninger, som måtten identificeres som følger:

Hold den udskrevne side af enheden mod os,

• Ledningen til højre ende kaldes 'porten'.
• Centerledningen er 'Anoden' og
• Venstre ende ledningen er 'katoden'

Sådan tilsluttes en SCR

Porten er triggerindgangen til en SCR og kræver en DC-trigger med en spænding på omkring 2 volt, DC bør ideelt set være mere end 10 mA. Denne udløser anvendes over porten og kredsløbets jord, hvilket betyder, at DC'ens positive går til porten og det negative til jorden.

Ledningen af ​​spænding over anoden og katoden tændes, når gate-triggeren anvendes og omvendt.

Den ekstreme venstre ledning eller katoden til en SCR skal altid forbindes til jorden på det udløsende kredsløb, hvilket betyder at jorden til det udløsende kredsløb skal gøres fælles ved at forbinde til SCR-katoden ellers vil SCR aldrig svare på de anvendte udløsere .

Belastningen er altid forbundet over anoden og en vekselstrømsforsyningsspænding, der kan være nødvendig for at aktivere belastningen.

SCR'er er specielt velegnet til at skifte vekselstrømsbelastning eller pulserende jævnstrømsbelastning. Rene eller rene jævnstrømsbelastninger fungerer ikke med SCR'er, da jævnstrømmen vil forårsage en låsende effekt på SCR'en og ikke tillader at slukke, selv efter at gateudløseren er fjernet.

SCR-applikationskredsløb

I denne del vil vi se på nogle af de populære applikationer af SCR, der er i form af statisk switch, et fasestyringsnetværk, SCR-batterioplader, temperaturregulator og en enkeltkilde nødbelysning
system.

Serie-statisk switch

En statisk switch i en halvbølge-serie kan ses i den følgende figur. Når der trykkes på kontakten for at tillade forsyning, bliver strøm ved porten til SCR aktiv under den positive cyklus af indgangssignalet og tænder for SCR.

Modstand R1 styrer og begrænser mængden af ​​portstrøm.

I den tændte tilstand falder SCR's anode til katodespænding VF til niveauet for ledningsværdien af ​​RL. Dette får portens strøm til at reducere drastisk og minimalt tab ved portens kredsløb.

Under den negative indgangscyklus slukkes SCR på grund af anoden, der bliver mere negativ end katoden. Diode D1 beskytter SCR mod en vending af portstrømmen.

Højresektionen af ​​ovenstående billede viser den resulterende bølgeform for belastningsstrømmen og spændingen. Bølgeformen ligner en halvbølgeforsyning over belastningen.

Lukning af kontakten giver brugeren mulighed for at opnå et ledningsniveau, der er lavere end 180 grader, ved faseforskydninger, der sker i den positive periode af input-AC-signalet.

For at opnå ledningsvinkler mellem 90 ° og 180 ° kan følgende kredsløb anvendes. Dette design svarer til ovenstående bortset fra modstanden, der er i form af den variable modstand her, og den manuelle omskifter er elimineret.

Netværket ved hjælp af R og R1 sikrer en korrekt styret portstrøm til SCR under den positive halvcyklus af input AC.

Ved at flytte den variable modstand R1-skydearmen til maksimum eller mod det nederste punkt, kan portstrømmen blive for svag til at nå SCR-porten, og dette tillader aldrig SCR at tænde.

På den anden side, når den bevæges opad, vil portstrømmen langsomt øges, indtil SCR-tændingsstørrelsen er nået. Ved hjælp af den variable modstand er brugeren således i stand til at indstille niveauet for ON ON-strømmen for SCR et vilkårligt sted mellem 0 ° og 90 °, som vist på højre side af ovenstående diagram.

For R1-værdien, hvis den er ret lav, får SCR til at affyre hurtigt, hvilket fører til et lignende resultat opnået fra den første figur ovenfor (180 ° ledning).

Men hvis R1-værdien er større, er der behov for en højere positiv indgangsspænding for at affyre SCR. Denne situation tillader os ikke at udvide kontrollen over 90 ° faseforskydning, da input er på sit højeste niveau på dette tidspunkt.

Hvis SCR ikke er i stand til at affyre på dette niveau eller for de lavere værdier af indgangsspændingerne ved den positive hældning af vekselstrømscyklussen, vil svaret være nøjagtigt det samme for de negative hældninger af indgangscyklussen.

Teknisk kaldes denne type bearbejdning af en SCR halvbølge-fasestyring med variabel modstand.

Denne metode kan anvendes effektivt i applikationer, der kræver RMS-strømstyring eller belastningsstyring.

Batterioplader ved hjælp af SCR

En anden meget populær anvendelse af SCR er i form af controllere til batterioplader.

Et grundlæggende design af en SCR-baseret batterioplader kan ses i det følgende diagram. Den skyggefulde del vil være vores vigtigste diskussionsområde.

Funktionen af ​​ovenstående SCR-kontrolleret batterioplader kan forstås med følgende forklaring:

Den nedadgående indgang AC er fuldbølget ensrettet gennem dioderne D1, D2 og leveres over SCR-anode- / katodeterminalerne. Batteriet, der er under opladning, kan ses i serie med katodeterminalen.

Når batteriet er i afladet tilstand, er dets spænding lav nok til at SCR2 er slukket. På grund af SCR2's åbne tilstand opfører SCR1-styrekredsløbet sig nøjagtigt som vores serie-statiske switch, der er diskuteret i de foregående afsnit.

Med den indrettet rettede forsyning tilstrækkeligt bedømt udløser TIL SCR1 med en portstrøm, der er reguleret af R1.

Dette tænder straks SCR, og batteriet begynder at oplades via SCR-ledningen til anoden / katoden.

I begyndelsen vil VR på grund af batteriets lave afladningsniveau have et lavere potentiale som indstillet af R5-forudindstillingen eller potentialfordeleren.

På dette tidspunkt vil VR-niveauet være for lavt til at tænde 11 V zenerdioden. I sin ikke-ledende tilstand vil zeneren være næsten som et åbent kredsløb, hvilket får SCR2 til at være helt slukket på grund af praktisk talt nul gate strøm.

Tilstedeværelsen af ​​C1 sikrer også, at SCR2 aldrig ved et uheld tændes på grund af spændingstransienter eller spidser.

Efterhånden som batteriet oplades, stiger dets terminalspænding gradvist, og i sidste ende når det når den indstillede fulde opladningsværdi, bliver VR lige tilstrækkelig til at tænde 11 V zenerdioden, hvorefter den tændes for SCR2.

Så snart SCR2 affyrer, genererer det effektivt en kortslutning, der forbinder R2-terminalen til jorden og muliggør den potentielle opdeler skabt af R1, R2-netværket ved porten til SCR1.

Aktivering af R1 / R2-potentialdeleren ved porten til SCR1 forårsager et øjeblikkeligt fald i portstrømmen for SCR1, hvilket tvinger den til at slukke.

Dette resulterer i, at forsyningen til batteriet bliver afbrudt, hvilket sikrer, at batteriet ikke får overopladning.

Herefter, hvis batterispændingen har tendens til at falde til under den forudindstillede værdi, slukkes 11 V-zeneren, hvilket får SCR1 til at tænde endnu en gang for at gentage opladningscyklussen.

AC varmelegeme kontrol ved hjælp af SCR

Ovenstående diagram viser en klassiker varmelegeme kontrol applikation ved hjælp af en SCR.

Kredsløbet er designet til at tænde og slukke for 100 watt varmeapparatet afhængigt af termostatens skift.

Et kviksølv i glas termostat bruges her, som formodes at være ekstremt følsomme over for ændringer i temperaturniveauerne omkring den.

For at være præcis kan det mærke endda en ændring af temperaturer på 0,1 ° C.

Men da disse typer termostater er normalt klassificeret til at håndtere meget små strømstyrker i området 1 mA eller deromkring, og det er derfor ikke for populært i temperaturkontrolkredsløb.

I den diskuterede varmestyringsapplikation anvendes SCR som en strømforstærker til forstærkning af termostatstrømmen.

Faktisk fungerer SCR ikke som en traditionel forstærker, snarere som en nuværende sensor , som gør det muligt for de forskellige termostatkarakteristikker at styre SCR's højere strømniveauomskiftning.

Vi kan se, at forsyningen til SCR påføres gennem varmeapparatet og en fuldbro-ensretter, som muliggør en fuldbølget ensrettet DC-forsyning til SCR.

I løbet af perioden, hvor termostaten er i åben tilstand, oplades potentialet over 0,1 uF kondensatoren til affyringsniveauet for SCR-portpotentialet via impulser, der genereres af hver ensrettet DC-puls.

Tidskonstanten for opladning af kondensatoren fastlægges af produktet af RC-elementerne.

Dette gør det muligt for SCR at udføre under disse pulserende DC-halvcyklusudløsere, så strømmen kan passere gennem varmeren og tillade den nødvendige opvarmningsproces.

Når varmeren opvarmes, og temperaturen stiger, får det på det forudbestemte tidspunkt den ledende termostat til at aktivere og skabe en kortslutning på tværs af 0.1uF kondensatoren. Dette slukker igen SCR og afbryder strømmen til varmelegemet, hvilket får temperaturen til at falde gradvist, indtil den falder til et niveau, hvor termostaten igen er deaktiveret, og SCR'en tændes.

Nødlampe ved hjælp af SCR

Den næste SCR-applikation taler om en enkelt kilde nødlampedesign hvor en 6 V batteri opbevares i en fyldt opladet tilstand, så den tilsluttede lampe kan tændes problemfrit, hver gang der opstår strømsvigt.

Når strøm er tilgængelig, når en fuldbølget ensrettet DC-forsyning ved hjælp af D1, D2 den tilsluttede 6 V-lampe.

C1 får lov til at oplade til et niveau, der er lidt lavere end forskellen mellem spidsstrømmen for den fuldt udlignede forsyning og spændingen over R2, som bestemt af forsyningsindgangen og opladningsniveauet for 6 V-batteriet.

Under alle omstændigheder er katodens potentielle niveau for SCR hjælp højere end dens anode, og også gate til katodespænding holdes negativ. Dette sørg for, at SCR forbliver i den ikke-ledende tilstand.

Opladningshastigheden for det tilsluttede batteri bestemmes af R1 og aktiveres via dioden D1.

Opladningen opretholdes kun så længe en D1-anoden forbliver mere positiv end dens katode.

Mens indgangseffekten er til stede, holder den fulde bølge rettet hen over nødlampen den tændt.

Under strømsvigtssituation begynder kondensatoren C1 at aflade gennem D1, R1 og R3, indtil det punkt, hvor SCR1-katoden bliver mindre positiv end dens katode.

I mellemtiden går R2, R3, krydset positivt, hvilket resulterer i en øget port til katodespænding for SCR, der tænder den.

SCR affyrer nu og giver batteriet mulighed for at blive forbundet med lampen og straks belyse det gennem batteristrøm.

Lampen får lov til at forblive i den oplyste tilstand, som om der ikke var sket noget.

Når strømmen vender tilbage, oplades kondensatorerne C1 igen, hvilket får SCR til at slukke og afbryde batteristrømmen til lampen, så lampen nu lyser gennem DC-strømforsyningen.

Diverse SCR-applikationer indsamlet fra dette websted

Enkel regnalarm:

Ovenstående kredsløb for en regnalarm kan bruges til at aktivere en AC-belastning, som en lampe eller et automatisk foldedæksel eller skærm.

Sensoren er lavet ved at placere på metalliske pinde eller skruer eller lignende metal over et plastikhus. Ledningerne fra disse metaller er forbundet over bunden af ​​et udløsende transistortrin.

Sensoren er den eneste del af kredsløbet, der er placeret udendørs, for at registrere et regnfald.

Når et regnfald begynder, overgår vanddråber sensorens metaller.

Lille spænding begynder at lække over sensormetalerne og når bunden af ​​transistoren, transistoren leder straks og leverer den krævede portstrøm til SCR.

SCR reagerer også og tænder for den tilsluttede vekselstrømsbelastning for at trække i et automatisk dæksel eller blot en alarm for at rette op på situationen som ønsket af brugeren.

SCR tyverialarm

Vi diskuterede i det forrige afsnit om en speciel egenskab ved SCR, hvor den låser som svar på jævnstrømsbelastninger.

Det nedenfor beskrevne kredsløb udnytter ovenstående egenskab ved SCR effektivt til at udløse en alarm som reaktion på en mulig tyveri.

Her holdes SCR oprindeligt i en slukket position, så længe porten forbliver rigget eller skruet med jordpotentialet, som tilfældigvis er kroppen af ​​aktivet, der skal beskyttes.

Hvis et forsøg på at stjæle aktivet foretages ved at skrue den relevante bolt ud, fjernes jordpotentialet til SCR, og transistoren aktiveres gennem den tilknyttede modstand, der er forbundet over sin base og positiv.

SCR'en udløses også øjeblikkeligt, fordi den nu får sin gate spænding fra transistoremitteren og låse, der afgiver den tilsluttede DC-alarm.

Alarmen forbliver tændt, indtil den slukkes manuelt, forhåbentlig af den faktiske ejer.

Enkel hegnoplader, Energizer Circuit

SCR'er bliver ideel til fremstilling hegn oplader kredsløb . Hegnopladere kræver primært et højspændingsgeneratorstrin, hvor en højskifteapparat som en SCR bliver meget afgørende. SCR'er bliver således specifikt egnede til sådanne applikationer, hvor de bruges til at generere de krævede høje lysbuespændinger.

CDI kredsløb til biler:

Som forklaret i ovenstående ansøgning anvendes SCR'er også i vid udstrækning i biler i deres tændingssystemer. Kapacitive tømningskredsløb eller CDI-systemer anvender SCR'er til generering af højspændingsomskiftning, der kræves til tændingsprocessen eller til start af en køretøjstænding.