Ebben a cikkben sok érdekes SCR alkalmazás áramkört tanulunk meg, és megismerjük a főbb jellemzőket és az SCR tulajdonságai tirisztoros készüléknek is nevezik.
Mi egy SCR vagy tirisztor
Az SCR a szilícium-vezérelt egyenirányító rövidítése, mivel a neve arra utal, hogy ez egyfajta dióda vagy egyenirányító szer, amelynek vezetése vagy működése külső triggerrel vezérelhető.
Ez azt jelenti, hogy ez az eszköz BE vagy KI fog kapcsolni egy külső kisméretű jelre vagy feszültségre reagálva, meglehetősen hasonló a tranzisztorhoz, ugyanakkor műszaki jellemzőitől nagyon eltér.
SCR C106 tűk
Az ábrát nézve láthatjuk, hogy egy SCR-nek három vezetője van, amelyeket a következőképpen lehet azonosítani:
A készülék nyomtatott oldalát felénk tartva,
- A jobb végvezetéket „kapunak” hívják.
- A középső vezető az 'anód', és
- A bal oldali vezető a „katód”
SCR csatlakoztatása
A kapu egy SCR kiváltó bemenete, és 2 V körüli feszültségű egyenáramú triggerre van szükség, a DC-nek ideális esetben 10mA-nál nagyobbnak kell lennie. Ezt a ravaszt a kapun és az áramkör földjén keresztül alkalmazzák, vagyis a DC pozitívja a kapuhoz, a negatívja pedig a földhöz kerül.
A feszültségvezetés az anódon és a katódon át be van kapcsolva, amikor a kapuindítót beindítják, és fordítva.
Az SCR szélső bal vezetékét vagy katódját mindig a kiváltó áramkör földjéhez kell csatlakoztatni, vagyis a kiváltó áramkör földjét az SCR katóddal való összeköttetéssel közösvé kell tenni, különben az SCR soha nem reagál az alkalmazott triggerekre .
A terhelés mindig az anódon és az AC tápfeszültségen van összekötve, amelyre szükség lehet a terhelés aktiválásához.
Az SCR-k kifejezetten alkalmasak váltakozó áramú vagy impulzusos DC-terhelések kapcsolására. A tiszta vagy tiszta egyenáramú terhelések nem működnek az SCR-ekkel, mivel a DC reteszelő hatást vált ki az SCR-ben, és nem engedi kikapcsolni a kapuindító eltávolítása után sem.
SCR alkalmazási áramkörök
Ebben a részben megvizsgáljuk az SCR néhány népszerű alkalmazását, amelyek statikus kapcsoló, fázisvezérlő hálózat, SCR akkumulátortöltő, hőmérséklet-szabályozó és egyforrású vészvilágítás formájában
rendszer.
Sorozat-Statikus kapcsoló
Félhullámú sorozatú statikus kapcsoló a következő ábrán látható. Amikor a kapcsolót megnyomják a tápellátás engedélyezéséhez, az SCR kapujában az áram aktívvá válik a bemeneti jel pozitív ciklusa alatt, bekapcsolva az SCR-t.
Az R1 ellenállás szabályozza és korlátozza a kapuáram mennyiségét.
Bekapcsolt állapotban az SCR VF katódfeszültségének anódja az RL vezetési értékének szintjére csökken. Ez a kapu áramának drasztikus csökkenését és a kapu áramkörének minimális veszteségét okozza.
A negatív bemeneti ciklus alatt az SCR kikapcsol, mivel az anód negatívabbá válik, mint a katód. A D1 dióda megvédi az SCR-t a kapuáram megfordulásától.
A fenti kép jobb oldali szakasza a terhelési áram és a feszültség eredő hullámalakját mutatja. A hullámforma félhullámú ellátásnak tűnik a terhelésen keresztül.
A kapcsoló bezárása lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy 180 foknál alacsonyabb vezetőképességet érjen el a fázis elmozdulásoknál a bemenő AC jel pozitív periódusában.
A 90 ° és 180 ° közötti vezetési szögek eléréséhez a következő áramkört lehet használni. Ez a kialakítás hasonló a fentiekhez, kivéve az ellenállást, amely itt változó ellenállás formájában van, és a kézi kapcsoló megszűnik.
Az R-t és az R1-et használó hálózat biztosítja az SCR megfelelően vezérelt kapuáramát az AC bemenet pozitív félciklusa alatt.
A változó ellenállású R1 csúszó kar maximális irányba vagy a legalacsonyabb pont felé mozgatva a kapuáram túl gyenge lehet ahhoz, hogy elérje az SCR kapuját, és ez soha nem teszi lehetővé az SCR bekapcsolását.
Másrészt felfelé mozgatva a kapuáram lassan növekszik, amíg el nem éri az SCR ON ON nagyságát. Így a változó ellenállással a felhasználó beállíthatja az SCR bekapcsolási áramának szintjét 0 ° és 90 ° között, amint az a fenti ábra jobb oldalán látható.
Ha az R1 értéke meglehetősen alacsony, akkor az SCR gyorsan lángol, ami hasonló eredményhez vezet, amelyet a fenti első ábra eredményez (180 ° vezetőképesség).
Ha azonban az R1 értéke nagyobb, akkor nagyobb pozitív bemeneti feszültségre lesz szükség az SCR meggyújtásához. Ez a helyzet nem engedi, hogy kiterjesszük a vezérlést a 90 ° -os fázistolódás felett, mivel a bemenet ezen a ponton van a legmagasabb szinten.
Ha az SCR nem képes lőni ezen a szinten vagy a bemeneti feszültségek alacsonyabb értékeire az AC ciklus pozitív meredekségénél, akkor a válasz pontosan ugyanaz lesz a bemeneti ciklus negatív meredekségeire.
Műszakilag az SCR ilyen típusú működését félhullámú változó ellenállású fázisszabályozásnak nevezik.
Ez a módszer hatékonyan alkalmazható olyan alkalmazásokban, amelyek RMS áramszabályozást vagy terhelési teljesítmény szabályozást igényelnek.
Akkumulátortöltő SCR használatával
Az SCR másik nagyon népszerű alkalmazása a akkumulátortöltő vezérlők.
Az SCR alapú akkumulátortöltő alaprajza a következő ábrán látható. Az árnyékolt rész lesz a fő vitaterületünk.
A fenti SCR vezérlésű akkumulátortöltő működését a következő magyarázattal lehet megérteni:
A visszalépett AC bemenet teljes hullámú a D1, D2 diódákon keresztül javítva, és az SCR anód / katód terminálokon keresztül táplálva. A töltés alatt álló akkumulátor sorban látható a katódsorkapcsokkal.
Amikor az akkumulátor lemerült állapotban van, a feszültsége elég alacsony ahhoz, hogy az SCR2 kikapcsolt állapotban legyen. Az SCR2 nyitott állapota miatt az SCR1 vezérlő áramkör pontosan úgy viselkedik, mint az előző bekezdésekben tárgyalt soros statikus kapcsolónk.
A bemeneti egyenirányított táp megfelelő besorolásával az R1 által szabályozott kapuárammal kapcsolja be az SCR1-et.
Ez azonnal bekapcsolja az SCR-t, és az akkumulátor az anód / katód SCR-vezetésen keresztül megkezdi a töltést.
Kezdetben az akkumulátor alacsony lemerült szintje miatt a VR alacsonyabb potenciállal rendelkezik, amelyet az R5 előre beállított vagy potenciálosztó állít be.
Ekkor a VR szint túl alacsony lesz a 11 V-os zener dióda bekapcsolásához. Nem vezető állapotában a zener szinte olyan lesz, mint egy megszakadt áramkör, ami az SCR2 teljesen kikapcsolását eredményezi, gyakorlatilag nulla kapuáram miatt.
A C1 jelenléte biztosítja azt is, hogy az SCR2 soha ne legyen véletlenül bekapcsolva feszültségátmenet vagy tüske miatt.
Amint az akkumulátor töltődik, terminálfeszültsége fokozatosan növekszik, és végül, amikor eléri a beállított teljes töltési értéket, a VR éppen elegendő lesz a 11 V-os zener dióda bekapcsolásához, majd bekapcsolja az SCR2-t.
Amint az SCR2 elindul, hatékonyan létrehoz egy rövidzárlatot, összekapcsolva az R2 végkapocsot a földdel, és lehetővé téve az R1, R2 hálózat által létrehozott potenciális elválasztót az SCR1 kapujában.
Az R1 / R2 potenciálosztó aktiválása az SCR1 kapujában az SCR1 kapuáramának azonnali csökkenését okozza, és kikapcsolásra kényszeríti.
Ennek eredményeként az akkumulátor áramellátása megszakad, biztosítva, hogy az akkumulátor ne töltse túl.
Ezek után, ha az akkumulátor feszültsége az előre beállított érték alá csökken, a 11 V-os Zener kikapcsol, ami az SCR1 ismét bekapcsolását eredményezi a töltési ciklus megismétlése érdekében.
AC fűtésvezérlés SCR segítségével
A fenti ábra egy klasszikust mutat fűtésvezérlés alkalmazás SCR használatával.
Az áramkört a 100 wattos fűtés be- és kikapcsolására tervezték, a termosztát kapcsolásától függően.
Higany az üvegben termosztát itt alkalmazzák, amelyek állítólag rendkívül érzékenyek a környező hőmérsékleti szintek változásaira.
Pontosabban, akár 0,1 ° C hőmérséklet változását is érzékeli.
Mivel azonban ezek típusú termosztátok általában úgy vannak besorolva, hogy nagyon kicsi áram nagyságrendűek legyenek, körülbelül 1 mA tartományban, és ezért nem túl népszerű a hőmérséklet-szabályozó áramkörökben.
A tárgyalt fűtésvezérlő alkalmazásban az SCR-t áramerősítőként használják a termosztát áramának erősítésére.
Valójában az SCR nem úgy működik, mint egy hagyományos erősítő, inkább a áramérzékelő , amely lehetővé teszi a változó termosztát-jellemzőkkel az SCR magasabb áramszint-kapcsolásának vezérlését.
Láthatjuk, hogy az SCR tápellátását a fűtőberendezés és egy teljes hídirányító biztosítja, amely teljes hullámú egyenirányított egyenáramot biztosít az SCR számára.
Abban az időszakban, amikor a termosztát nyitott állapotban van, a 0,1uF kondenzátoron áteső potenciál az egyes egyenirányított egyenáramú impulzusok által generált impulzusokon keresztül az SCR kapu potenciáljának égetési szintjére kerül.
A kondenzátor töltésének időállandóját az RC elemek szorzata határozza meg.
Ez lehetővé teszi az SCR számára, hogy ezen impulzusos DC félciklusos triggerek alatt végezzen, lehetővé téve az áram áthaladását a fűtőberendezésen, és lehetővé téve a szükséges fűtési folyamatot.
Amint a fűtés felmelegszik és hőmérséklete emelkedik, az előre meghatározott ponton a vezető termosztát aktiválódik, és rövidzárlatot hoz létre a 0,1uF kondenzátoron. Ez viszont kikapcsolja az SCR-t és kikapcsolja a fűtés áramellátását, aminek következtében a hőmérséklete fokozatosan csökken, amíg egy olyan szintre nem csökken, ahol a termosztát ismét le van tiltva, és az SCR BE kapcsol.
Sürgősségi lámpa SCR használatával
A következő SCR alkalmazás egyetlen forrásról beszél vészlámpa kialakítása amelyben a 6 V-os elem feltöltött állapotban tartják, így a csatlakoztatott lámpa zökkenőmentesen bekapcsolható, ha áramkimaradás történik.
Ha rendelkezésre áll áramellátás, egy teljes hullámú egyenirányított DC tápegység a D1, D2 segítségével eléri a csatlakoztatott 6 V-os lámpát.
A C1-et szabad tölteni olyan szintre, amely valamivel alacsonyabb, mint a teljesen egyenirányított táp DC-je és az R2-es feszültség közötti különbség, amelyet a 6 V-os akkumulátor tápfeszültségének bemenete és töltöttségi szintje határoz meg.
Az SCR katódpotenciálszintje minden körülmények között magasabb, mint az anódja, és a katódhoz vezető kapu feszültsége is negatív. Ez biztosítja, hogy az SCR nem vezető állapotban maradjon.
A csatlakoztatott akkumulátor töltési sebességét R1 határozza meg, és a D1 diódán keresztül engedélyezi.
A töltés csak addig tartható, amíg a D1 anód pozitívabb marad, mint a katódja.
Amíg a bemeneti teljesítmény jelen van, a vészlámpán keresztül egyenirányított teljes hullám bekapcsolva tartja.
Áramszünet esetén a C1 kondenzátor D1, R1 és R3 csatornán keresztül kezd kisütni, egészen addig a pontig, ahol az SCR1 katód kevésbé pozitív lesz, mint katódja.
Ezenkívül az R2, R3 csomópont pozitívra megy, ami megnöveli az SCR kapu-katód feszültséget, bekapcsolva azt.
Az SCR most már tüzel, és lehetővé teszi az akkumulátor összekapcsolódását a lámpával, amely azonnal megvilágítja az akkumulátort.
A lámpa megvilágított állapotban maradhat, mintha mi sem történt volna.
Ha visszatér az áram, a C1 kondenzátorok ismét feltöltődnek, ami az SCR kikapcsolását okozza, és megszakítja az akkumulátor áramát a lámpánál, így a lámpa világít a bemeneti egyenáramú tápegységen keresztül.
A webhelyről gyűjtött különféle SCR-alkalmazások
Egyszerű eső riasztás:
Az esőjelző fenti áramköre használható váltakozó áramú terhelés aktiválására, például lámpa vagy automatikus összecsukható fedél vagy árnyékolás.
Az érzékelő úgy készül, hogy egy műanyag testen fém csapokhoz, csavarokhoz vagy hasonló fémekhez helyezzük. Ezeknek a fémeknek a vezetékei a kiváltó tranzisztor fokozatának alapján vannak összekötve.
Az érzékelő az áramkör egyetlen része, amelyet a szabadban helyeznek el az eső esésének érzékelésére.
Amikor eső kezdődik, a vízcseppek áthidalják az érzékelő fémjeit.
Kis feszültség kezd szivárogni az érzékelőfémeken és eléri a tranzisztor alapját, a tranzisztor azonnal vezeti és ellátja a szükséges kapuáramot az SCR-hez.
Az SCR reagál és bekapcsolja a csatlakoztatott váltakozó áramú terhelést automatikus fedél meghúzása érdekében, vagy egyszerűen riasztást a helyzet kijavításához a felhasználó kívánsága szerint.
SCR betörésjelző
Az előző szakaszban tárgyaltuk az SCR egy speciális tulajdonságát, ahol a DC terhelésekre reagál.
Az alábbiakban ismertetett áramkör az SCR fenti tulajdonságait hatékonyan használja ki riasztás kiváltására egy esetleges lopás esetén.
Itt az SCR kezdetben kikapcsolt állapotban van, mindaddig, amíg a kapuja rögzítve vagy csavarva marad a földi potenciállal, amely véletlenül az eszköz törzse, amelyet meg kell védeni.
Ha az eszköz ellopására kísérletet tesznek a megfelelő csavar lecsavarásával, akkor az SCR földelési potenciálja megszűnik, és a tranzisztor aktiválódik a bázison keresztül összekapcsolt kapcsolódó ellenálláson keresztül, és pozitív.
Az SCR is azonnal kivált, mert most kapja kapufeszültségét a tranzisztor emitteréből, és reteszeli a csatlakoztatott DC riasztást.
A riasztás addig marad bekapcsolva, amíg manuálisan ki nem kapcsol, remélhetőleg a tényleges tulajdonos által.
Egyszerű kerítés töltő, Energizer áramkör
Az SCR-k ideálisan alkalmazhatók kerítés töltő áramkörök . A kerítéses töltőknek elsősorban nagyfeszültségű generátor szakaszra van szükségük, ahol az SCR-hez hasonló magas kapcsolóeszköz rendkívül elengedhetetlenné válik. Az SCR-ek tehát kifejezetten alkalmassá válnak olyan alkalmazásokra, ahol a szükséges magas ívfeszültségek előállítására használják őket.
CDI áramkör autókhoz:
Amint azt a fenti alkalmazás kifejtette, az SCR-ket széles körben használják az autókban és azok gyújtási rendszereiben is. Kapacitív kisülési gyújtó áramkörök vagy a CDI rendszerek SCR-eket alkalmaznak a gyújtási folyamathoz szükséges nagyfeszültségű kapcsolás előállításához vagy a jármű gyújtásának elindításához.
Előző: Hogyan működnek a Varactor (Varicap) diódák Következő: Forgó LED csakra áramkör Isten bálványainak
