SCR
Az SCR vagy a szilícium-vezérelt egyenirányító egy 3 tűs eszköz, amely három alapvető terminállal rendelkezik - anóddal, katóddal és kapuval. A kapu terminál az anód-katód feszültség alkalmazására szolgáló vezérlő terminál. A szilíciumot általában alacsony szivárgási áram miatt használják. A katódra és az anódra alkalmazott feszültségek polaritása eldönti, hogy az eszköz előre- vagy hátramenetben van-e, és a kapu feszültsége dönti el az SCR vezetését. Más szavakkal, ha az elõzetes torzítást alkalmazzuk az SCR-re, a megfelelõ pozitív kapufeszültség alkalmazása után az eszköz vezetni kezd, és csak akkor kapcsol ki, amikor az eszközön átáramló áram kisebb, mint a tartóáram. Így az SCR kapcsolóként használható.
SCR tüzelés:
A GATE feszültség alkalmazását tüzelésnek nevezik.
Az SCR tüzelés típusai:
Általában kétféle lövés létezik:
- Nulla feszültségű keresztlövés: A nulla keresztezésű vezérlési mód (más néven gyors ciklus, integrált ciklus vagy sorozatgyújtás) az SCR bekapcsolásával működik, ha a szinuszos feszültség pillanatnyi értéke nulla.
- Fázisszög-szabályozási módszer: A fázisszög változó, vagyis a kapuimpulzusok alkalmazása késik egy bizonyos idővel, és a vezetést szabályozzák.
Égő áramkörök:
Az égetőkör jellemzői:
- A tüzelő áramköröknek megfelelő esetekben ki kell váltaniuk a tirisztor impulzusait.
- A tüzelő áramkörök és a tirisztor között elektromos leválasztásra van szükség. Pulzuserősítő vagy optoizolátor segítségével érhető el.
Tüzelés típusai:
- R-égetési áramkör:
- RC tüzelő áramkör:
- UJT tüzelési áramkör:
Tüzelés szöge:
Az SCR bekapcsolásakor a ciklus elejétől számított fokok száma: kilövési szög . Bármely SCR megkezdené folytatni a program egy adott pontját váltakozó áramú feszültség . Az adott pontot a lövés szögeként definiálják. Minél korábban az SCR bekapcsolt állapotban van, annál nagyobb lesz a terhelésre alkalmazott feszültség.
SCR által vezérelt egyenirányító Elwood Gillilan
Lövésszög vezérlés:
Az égési szög vezérlése olyan alkalmazásokban alkalmazható, mint a ventilátor motorjának fordulatszámának szabályozása, az izzó intenzitásának szabályozása az SCR áramellátásának vezérlésével. Az elsütési szög vezérlése úgy érhető el, hogy megváltoztatja a Gate impulzusainak az SCR-re történő alkalmazásának idejét. Az SCR Gate kapcsa feszültségét a távoli bemenet által meghatározott időpontban lehet alkalmazni.
Alapvetõen az elsütési szög vezérlésével azt jelentjük, hogy az AC jel hullámalakjának pontját kezeljük, amikor az SCR beindul, vagy más szavakkal, azt az idõt, amely megfelel az AC jel hullámalakjának, amikor az SCR kapu DC tápfeszültséget kap. Az SCR kiváltásához általában optoizolátort használunk. Egyszerű áramellátási áramkör esetében, ahol nincs szükség teljesítményszabályozásra, általában nulla keresztezésű detektorok vagy nulla keresztezésű detektorokkal rendelkező optoizolátorok használhatók, amelyek révén az SCR csak az AC hullámforma nulla keresztezési szintjén vált ki. Más, teljesítményszabályozó alkalmazást magában foglaló alkalmazások esetében a kaput impulzusok indítják, és az égési szöget ennek megfelelően változtatják meg az SCR kapcsolásának és ennek megfelelően az SCR teljesítményének vezérléséhez.
Az égési szög vagy az SCR vezetésének változása a kapu áramának késleltetésével kétféleképpen történhet:
- Fázisváltó kapu vezérlés : 0-180⁰ vezetési késleltetést okoz. A kapu feszültségének fázisszöge megváltozik az anód-katód feszültséghez viszonyítva. Más szavakkal, a kapu feszültségét az anódfeszültséggel fázison kívül alkalmazzák.
Erre a célra általában kapacitást vagy induktivitást alkalmaznak. Az LR kombinációban az áram elmarad a feszültségtől, míg RC kombinációban jelenleg a feszültség vezet. Az R ellenállást úgy változtatják meg, hogy megváltoztassa azt a fázisszöget, amellyel a kapu feszültsége késik az anódfeszültségtől.
A fázisváltóként használt különféle áramkörök a következők:
Digitálisan vezérelt fáziseltolás
Fázisváltó oszcillátor
- Pulzus kiváltása: A kapu feszültsége impulzusokkal adható a kapu terminálra is. Az impulzusok működési ciklusa változtatható a vezetés változásának biztosítása érdekében.
Impulzusok generálhatók akár UJT, akár 555 időzítők használatával.
Az impulzusgeneráló áramkör az 555 időzítő segítségével
Működési példa az égési szög szabályozására és alkalmazására
Blokkdiagram, amely a tüzelési szög vezérlését mutatja be a hátsó SCR-ekhez a teljesítményszabályozás elérése érdekében
A fenti blokkdiagram az elérés rendszerét ábrázolja az indukciós motor teljesítményszabályozása tüzelési szög-szabályozás használata a hátsó-hátsó SCR-eknél
Mielőtt részletesen foglalkoznánk azzal, hogy miként érhető el az égési szög szabályozása ebben a rendszerben, nézzük át gyorsan az SCR vissza-vissza csatlakozását.
Itt van egy videó, amely leírja a back-back SCR kapcsolatot.
A back-to-back SCR csatlakozást használják a váltakozó áramellátás biztosításához a terheléshez az AC jel mindkét fél ciklusában. Két optoizolátor csatlakozik mindegyik SCR-hez. Az AC jel első félciklusában az egyik SCR egy optoizolátorral történő működésbe lépést követően vezet, és lehetővé teszi az áram áthaladását a terhelésen. A második féléves ciklusban egy másik SCR, amely ellentétes irányban kapcsolódik a másik SCR-hez, egy másik optoizolátorral aktiválódik, és lehetővé teszi az áram áramlását a terhelés felé. Így a terhelés váltakozó áramot kap mindkét fél ciklusban.
Ebben a rendszerben az SCR egy LED és egy TRIAC kombinációját tartalmazó optoizolátorral vált ki. Amikor impulzusokat alkalmaznak a LED-re, fényt bocsát ki, amely a TRIAC-ra esik, és vezet, ami az optoizolátor és az SCR kimeneti impulzusait okozza. Az elv magában foglalja az impulzusok alkalmazásának sebességének szabályozását a szomszédos impulzusok közötti frekvencia változtatásával. Mikrovezérlőt használnak az impulzusok továbbítására az optoizolátorhoz a hozzá illesztett nyomógomb bemenet alapján. A nyomógomb lenyomásának száma határozza meg az impulzusok késleltetésének mértékét. Például, ha a nyomógombot egyszer megnyomják, a mikrokontroller 1 ms-mal késlelteti az impulzus alkalmazását. Így az SCR kiváltásának szögét ennek megfelelően szabályozzuk, és az AC teljesítménynek a terhelésre való alkalmazását szabályozzuk.
Photo Credit:
- Fáziseltolásos oszcillátor közösség.szerencsétlenség
- Digitálisan vezérelt fázisváltás chinabaike
