Circuite de aplicații SCR

În acest articol vom învăța multe circuite interesante de aplicații SCR și vom învăța, de asemenea, principalele caracteristici și proprietățile unui SCR numit și dispozitiv tiristor.

Ce este un SCR sau Tiristor

SCR este acronimul redresorului controlat de siliciu, așa cum numele sugerează că este un fel de diodă sau un agent de redresare a cărui conducere sau funcționare poate fi controlată printr-un declanșator extern.

Înseamnă că acest dispozitiv se va porni PORNIT sau OPRIT ca răspuns la un semnal sau tensiune externă mică, destul de similar cu un tranzistor, dar extrem de diferit cu caracteristicile sale tehnice.

Pinuri SCR C106

Privind figura, putem vedea că un SCR are trei derivări, care pot fi identificate după cum urmează:

Ținând fața imprimată a dispozitivului spre noi,

• Conductorul din capătul drept se numește „poartă”.
• Plumbul central este „Anodul” și
• Plumbul din stânga este „catodul”

Cum să conectați un SCR

Poarta este intrarea de declanșare a unui SCR și necesită un declanșator DC cu o tensiune de aproximativ 2 volți, DC ar trebui să fie în mod ideal mai mare de 10mA. Acest declanșator este aplicat peste poartă și solul circuitului, ceea ce înseamnă că pozitivul DC se duce la poartă și negativul la sol.

Conducerea tensiunii pe anod și catod este pornită atunci când se aplică declanșatorul porții și invers.

Conductorul extrem stâng sau catodul unui SCR ar trebui să fie întotdeauna conectat la pământul circuitului de declanșare, ceea ce înseamnă că pământul circuitului de declanșare ar trebui să fie comun prin conectarea la catodul SCR sau altfel SCR nu va răspunde niciodată la declanșatoarele aplicate .

Sarcina este întotdeauna conectată la anod și la o tensiune de alimentare CA care poate fi necesară pentru activarea sarcinii.

SCR-urile sunt adecvate în mod special pentru comutarea încărcărilor de curent alternativ sau a încărcărilor de curent continuu pulsat. Sarcinile curate sau curate de curent continuu nu vor funcționa cu SCR-uri, deoarece DC-ul va provoca un efect de blocare asupra SCR-ului și nu va permite să se oprească chiar și după ce declanșatorul porții este îndepărtat.

Circuite de aplicare SCR

În această parte, vom analiza unele dintre aplicațiile populare ale SCR, care sunt sub formă de comutator static, o rețea de control de fază, încărcător de baterii SCR, controler de temperatură și iluminare de urgență cu o singură sursă.
sistem.

Seria-comutator static

Un comutator static din jumătate de undă poate fi observat în figura următoare. Când comutatorul este apăsat pentru a permite alimentarea, curentul de la poarta SCR devine activ în timpul ciclului pozitiv al semnalului de intrare, pornind SCR-ul.

Rezistorul R1 controlează și restricționează cantitatea de curent de poartă.

În starea ON pornită, tensiunea VF de la anod la catod SCR scade la nivelul valorii de conducție a RL. Acest lucru determină reducerea drastică a curentului porții și pierderea minimă la circuitul porții.

În timpul ciclului de intrare negativ, SCR este oprit, deoarece anodul devine mai negativ decât catodul. Dioda D1 protejează SCR de inversarea curentului de poartă.

Secțiunea din dreapta a imaginii de mai sus arată forma de undă rezultată pentru curentul de sarcină și tensiunea. Forma de undă arată ca o alimentare cu jumătate de undă peste sarcină.

Închiderea comutatorului permite utilizatorului să atingă un nivel de conducție mai mic de 180 de grade la deplasările de fază care au loc în perioada pozitivă a semnalului de intrare AC.

Pentru realizarea unghiurilor de conducere cuprinse între 90 ° și 180 °, poate fi utilizat următorul circuit. Acest design este similar cu cel de mai sus, cu excepția rezistorului, care este sub forma rezistenței variabile aici, iar comutatorul manual este eliminat.

Rețeaua care utilizează R și R1 asigură un curent de poartă controlat corespunzător pentru SCR în timpul semiciclului pozitiv al intrării AC.

Deplasarea brațului glisor cu rezistență variabilă R1 la maxim sau spre cel mai jos punct, curentul porții poate deveni prea slab pentru a ajunge la poarta SCR și acest lucru nu va permite niciodată SCR să pornească.

Pe de altă parte, atunci când este deplasat în sus, curentul porții va crește încet până când se atinge magnitudinea de pornire a SCR. Astfel, utilizând rezistența variabilă, utilizatorul poate seta nivelul curentului de pornire pentru SCR oriunde între 0 ° și 90 °, așa cum este indicat în partea dreaptă a diagramei de mai sus.

Pentru valoarea R1, dacă este destul de scăzută, va determina SCR să declanșeze rapid, ducând la un rezultat similar obținut din prima figură de mai sus (conducere la 180 °).

Cu toate acestea, dacă valoarea R1 este mai mare, va fi necesară o tensiune de intrare pozitivă mai mare pentru a declanșa SCR-ul. Această situație nu ne-ar permite să extindem controlul asupra deplasării de fază la 90 °, deoarece intrarea este la cel mai înalt nivel în acest moment.

Dacă SCR nu poate declanșa la acest nivel sau pentru valorile mai mici ale tensiunilor de intrare la panta pozitivă a ciclului de curent alternativ, răspunsul va fi exact același pentru pante negative ale ciclului de intrare.

Din punct de vedere tehnic, acest tip de lucru al unui SCR se numește control de fază cu rezistență variabilă pe jumătate de undă.

Această metodă poate fi utilizată eficient în aplicații care necesită controlul curentului RMS sau controlul puterii de încărcare.

Încărcător de baterii folosind SCR

O altă aplicație foarte populară a SCR este sub forma controlere încărcător baterie.

Un design de bază al unui încărcător de baterii bazat pe SCR poate fi văzut în următoarea diagramă. Porțiunea umbrită va fi principala noastră zonă de discuție.

Funcționarea încărcătorului de baterie controlat SCR de mai sus poate fi înțeleasă cu următoarea explicație:

Intrarea AC coborâtă este undă completă rectificată prin diodele D1, D2 și furnizată prin bornele anodului / catodului SCR. Bateria care se încarcă poate fi văzută în serie cu terminalul catodic.

Când bateria este descărcată, tensiunea sa este suficient de scăzută pentru a menține SCR2 în starea OFF. Datorită stării deschise a SCR2, circuitul de control SCR1 se comportă exact ca întrerupătorul nostru static de serie discutat în paragrafele anterioare.

Cu sursa corectată de intrare corect evaluată, se declanșează pe SCR1 cu un curent de poartă care este reglementat de R1.

Aceasta pornește instantaneu SCR-ul și bateria începe să se încarce prin conducta SCR anodică / catodică.

La început, datorită nivelului redus de descărcare al bateriei, VR va avea un potențial mai mic, așa cum este setat de presetarea R5 sau de divizorul de potențial.

În acest moment nivelul VR va fi prea scăzut pentru a porni dioda zener de 11 V. În starea sa neconductivă, zenerul va fi aproape ca un circuit deschis, provocând oprirea completă a SCR2, datorită curentului de poartă practic zero.

De asemenea, prezența C1 asigură faptul că SCR2 nu este niciodată pornit accidental din cauza unor tranzitori de tensiune sau vârfuri.

Pe măsură ce bateria se încarcă, tensiunea terminală a acestuia crește treptat și, în cele din urmă, când atinge valoarea setată de încărcare completă, VR devine suficient pentru a porni dioda zener de 11 V, pornind ulterior pe SCR2.

De îndată ce SCR2 se declanșează, generează efectiv un scurtcircuit, conectând terminalul terminal R2 la masă și permițând divizorul potențial creat de rețeaua R1, R2 la poarta SCR1.

Activarea divizorului de potențial R1 / R2 la poarta SCR1 provoacă o scădere instantanee a curentului curentului de poartă al SCR1, forțându-l să se oprească.

Acest lucru are ca rezultat întreruperea alimentării bateriei, asigurându-se că bateria nu poate fi supraîncărcată.

După aceasta, dacă tensiunea bateriei tinde să scadă sub valoarea presetată, zenerul de 11 V se oprește, determinând SCR1 să pornească din nou pentru a repeta ciclul de încărcare.

Controlul încălzitorului CA utilizând SCR

Diagrama de mai sus prezintă un clasic controlul încălzitorului aplicație utilizând un SCR.

Circuitul este proiectat să pornească și să oprească încălzitorul de 100 wați, în funcție de comutarea termostatului.

Un mercur în sticlă termostat aici se folosește, care se presupune că sunt extrem de sensibile la modificările nivelurilor de temperatură care o înconjoară.

Pentru a fi precis, poate simți chiar și o modificare a temperaturilor de 0,1 ° C.

Cu toate acestea, din moment ce acestea tipuri de termostate sunt în mod normal evaluate pentru a gestiona magnitudini foarte mici de curent în intervalul de 1 mA sau cam așa, și, prin urmare, nu este prea popular în circuitele de control al temperaturii.

În aplicația de control a încălzitorului discutată, SCR este utilizat ca amplificator de curent pentru amplificarea curentului termostatului.

De fapt, SCR nu funcționează ca un amplificator tradițional, mai degrabă ca un senzor de curent , care permite diferitelor caracteristici ale termostatului să controleze comutarea nivelului de curent mai mare al SCR.

Putem vedea că alimentarea către SCR se aplică prin încălzitor și un redresor cu punte completă, care permite o alimentare cu curent continuu rectificat cu undă completă pentru SCR.

În timpul perioadei, când termostatul este în stare deschisă, potențialul condensatorului 0.1uF este încărcat la nivelul de tragere al potențialului porții SCR prin impulsuri generate de fiecare impuls DC rectificat.

Constanta de timp pentru încărcarea condensatorului este stabilită de produsul elementelor RC.

Acest lucru permite SCR-ului să conducă în timpul acestor declanșatoare de jumătate de ciclu pulsate, permițând curentului să treacă prin încălzitor și să permită procesul de încălzire necesar.

Pe măsură ce încălzitorul se încălzește și temperatura crește, în punctul prestabilit, determină activarea termostatului conductiv și crearea unui scurtcircuit pe condensatorul de 0,1 uF. La rândul său, acesta oprește SCR-ul și întrerupe alimentarea încălzitorului, provocând scăderea treptată a temperaturii acestuia, până când acesta scade la un nivel în care termostatul este din nou dezactivat și SCR-ul se aprinde.

Lampă de urgență folosind SCR

Următoarea aplicație SCR vorbește despre o singură sursă proiectarea lămpii de urgență în care a Baterie de 6 V. este păstrat într-o stare încărcată încărcată, astfel încât lampa conectată să poată fi aprinsă perfect atunci când se produce o pană de curent.

Când alimentarea este disponibilă, o sursă de curent continuu rectificată cu undă completă utilizând D1, D2 ajunge la lampa conectată de 6 V.

C1 are voie să se încarce la un nivel ușor mai mic decât diferența dintre vârful de curent continuu al sursei complet rectificate și tensiunea pe R2, determinată de intrarea de alimentare și nivelul de încărcare al bateriei de 6 V.

În orice circumstanțe, nivelul potențial al catodului SCR este mai mare decât anodul său și, de asemenea, poarta către tensiunea catodului este menținută negativ. Acest lucru asigurați-vă că SCR rămâne în starea neconductivă.

Rata de încărcare a bateriei atașate este determinată de R1 și activată prin dioda D1.

Încărcarea este susținută numai atât timp cât un anod D1 rămâne mai pozitiv decât catodul său.

În timp ce puterea de intrare este prezentă, unda completă rectificată pe lampa de urgență o menține aprinsă.

În timpul situației de întrerupere a energiei, condensatorul C1 începe să se descarce prin D1, R1 și R3, până în punctul în care catodul SCR1 devine mai puțin pozitiv decât catodul său.

De asemenea, între timp joncțiunea R2, R3 devine pozitivă rezultând o poartă crescută la tensiunea catodului pentru SCR, pornind-o.

SCR-ul se declanșează acum și permite conectarea bateriei la lampă, iluminând-o instantaneu prin intermediul bateriei.

Lămpii sunt lăsate să rămână în stare iluminată de parcă nu s-ar fi întâmplat nimic.

Când puterea revine, condensatorii C1 sunt din nou reîncărcați, provocând oprirea SCR și întreruperea bateriei la lampă, astfel încât lampa să se lumineze acum prin sursa de curent continuu de intrare.

Aplicații SCR diverse colectate de pe acest site web

Alarmă simplă de ploaie:

Circuitul de mai sus al unei alarme de ploaie poate fi utilizat pentru activarea unei sarcini de curent alternativ, cum ar fi o lampă sau un capac sau umbră pliabilă automată.

Senzorul este realizat prin plasarea pe șuruburi metalice, sau șuruburi sau metal similar pe un corp de plastic. Sârmele din aceste metale sunt conectate pe baza unei etape de tranzistor declanșatoare.

Senzorul este singura parte a circuitului plasată în aer liber, pentru a simți căderea ploii.

Când începe o cădere de ploaie, picăturile de apă acoperă metalele senzorului.

Dacă tensiunea mică începe să se scurgă peste metalele senzorului și ajunge la baza tranzistorului, tranzistorul conduce imediat și furnizează curentul de poartă necesar către SCR.

De asemenea, SCR răspunde și pornește sarcina AC conectată pentru a trage un capac automat sau pur și simplu o alarmă pentru a corecta situația dorită de utilizator.

Alarmă antiefracție SCR

Am discutat în secțiunea anterioară cu privire la o proprietate specială a SCR în care se blochează ca răspuns la încărcările de curent continuu.

Circuitul descris mai jos exploatează proprietatea SCR de mai sus pentru a declanșa o alarmă ca răspuns la un posibil furt.

Aici, inițial, SCR este ținut într-o poziție OPRIT, atâta timp cât poarta sa rămâne amenajată sau înșurubată cu potențialul de sol, care se întâmplă să fie corpul activului care trebuie protejat.

Dacă o încercare de a fura activul se face prin deșurubarea șurubului relevant, potențialul de masă al SCR este eliminat și tranzistorul este activat prin rezistorul asociat conectat în baza sa și pozitiv.

De asemenea, SCR se declanșează instantaneu, deoarece acum primește tensiunea de poartă de la emițătorul tranzistorului și se blochează sunând alarma DC conectată.

Alarma rămâne pornită până se oprește manual, sperăm de proprietarul real.

Încărcător de gard simplu, circuit energizant

SCR-urile devin ideal pentru fabricare circuite încărcător gard . Încărcătoarele de garduri necesită în primul rând o etapă de generator de înaltă tensiune, unde un dispozitiv de comutare înaltă, ca un SCR, devine extrem de imperativ. SCR-urile devin astfel adecvate în mod special pentru astfel de aplicații în care sunt utilizate pentru generarea tensiunilor de arcuire ridicate necesare.

Circuit CDI pentru automobile:

După cum sa explicat în cererea de mai sus, SCR-urile sunt de asemenea utilizate pe scară largă în automobile, în sistemele lor de aprindere. Circuite de aprindere cu descărcare capacitivă sau sistemele CDI utilizează SCR-uri pentru generarea de comutare de înaltă tensiune necesară pentru procesul de aprindere sau pentru pornirea aprinderii vehiculului.