Nadzor napajanja s pomočjo SCR

Nadzor napajanja s pomočjo SCR

SCR

SCR ali Silicon Controlled Rectifier je 3-polna naprava, ki ima tri osnovne terminale - anodo, katodo in vrata. Vrata je krmilni terminal za uporabo napetosti anode in katode. Običajno se silicij uporablja zaradi nizkega toka uhajanja. Polarnost napetosti, ki se nanaša na katodo in anodo, odloča, ali ima naprava prednaklon ali reverzno prednapetost, napetost vrat pa odloča o prevodnosti SCR. Z drugimi besedami, ko se na SCR uporabi prednaklon, po uporabi ustrezne pozitivne napetosti na vratih naprava začne prevoditi in se izklopi šele, ko je tok skozi napravo manjši od zadrževalnega toka. Tako lahko SCR uporabimo kot stikalo.



SCR vžig:

Uporaba napetosti GATE je znana kot streljanje.


Vrste streljanja SCR:

Na splošno obstajata dve vrsti streljanja:



  • Ničelno napetostno prekrivanje streljanja: Način nadzora brez prehoda (imenovan tudi hitro kolesarjenje, integralni cikel ali zaporedno streljanje) deluje tako, da vklopi SCR-je samo, kadar je trenutna vrednost sinusne napetosti enaka nič.
  • Metoda nadzora faznega kota: Fazni kot je različen, to pomeni, da se impulzi vrat zakasnijo za določen čas in se prevodnost nadzoruje.

Vžigalna vezja:

Značilnosti strelnega kroga:

  • Vžigalna vezja morajo sprožiti sprožitvene impulze za tiristor v ustreznih trenutkih.
  • Med vžigalnimi vezji in tiristorjem mora biti električna izolacija. To dosežemo z uporabo impulznega ojačevalnika ali optičnega izolatorja.

Vrste strelnega kroga:

  • R-žarilno vezje:

R-Firing vezje

  • RC strelni krog:

RC strelni krog



  • UJT strelsko vezje:

UJT strelsko vezje

Kot streljanja:

Število stopinj od začetka cikla, ko je SCR vklopljen, je kot streljanja . Vsak SCR bi začel izvajati na določeni točki na izmenična napetost vira . Določena točka je opredeljena kot strelni kot. Prej ko je v ciklu SCR vključen, večja bo napetost, ki deluje na obremenitev.

Kot streljanja

SCR usmernik usmernik Elwood Gillilan

Nadzor kota vžiga:

Nadzor kota vžiga se lahko uporablja v aplikacijah, kot so nadzor hitrosti motorjev ventilatorjev, nadzor jakosti žarnice z nadzorom uporabe moči na SCR. Nadzor kota streljanja se doseže s spreminjanjem časa uporabe impulzov Gate na SCR. Napetost na vhodni sponki SCR lahko deluje v določenem času, ki ga določi oddaljeni vhod.

V bistvu z nadzorovanjem kota streljanja pomeni upravljanje točke na valovni obliki izmeničnega signala, ko se bo sprožil SCR, ali z drugimi besedami, čas, ki ustreza valovni obliki AC signala, ko bodo vrata SCR dobila enosmerno napajalno napetost. Za sprožitev SCR običajno uporabljamo optoizolator. Za preprosto vezje za uporabo moči, pri katerem ni potreben nadzor moči, se običajno lahko uporabijo detektorji prehoda nič ali optični izolatorji z detektorji prehoda nič, pri čemer se SCR sproži le na ničelnih nivojih prehodnega valovanja AC. Pri drugih aplikacijah, ki vključujejo aplikacijo za nadzor moči, se vrata sprožijo z uporabo impulzov in kot streljanja se ustrezno spremeni za nadzor preklopa SCR in s tem moči SCR.


Spreminjanje kota streljanja ali spreminjanje prevodnosti SCR z zakasnitvijo uporabe toka vrat lahko izvedemo na dva načina:

  • Nadzor faznih prestavnih vrat : Povzroča zakasnitev prevodnosti od 0 do 180⁰. Fazni kot napetosti vrat se spremeni glede na napetost anode in katode. Z drugimi besedami, napetost vrat se napaja iz faze z anodno napetostjo.

Običajno se v ta namen uporabljajo kapacitivnost ali induktivnosti. V kombinaciji LR tok zaostaja za napetostjo, medtem ko v kombinaciji RC trenutno napetost vodi. Upor R se spreminja tako, da spreminja fazni kot, za katerega napetost vrat zakasni od anodne napetosti.

Različni tokokrogi, ki se uporabljajo kot fazni preklopnik, so navedeni:

Digitalno krmiljeni fazni premik

Digitalno krmiljeni fazni premik

Oscilator faznega premika

Oscilator faznega premika

  • Proženje impulza: Napetost vrat lahko uporabite tudi tako, da oddate impulze na terminal Gate. Delovni cikel impulzov je mogoče spreminjati, da se zagotovi sprememba prevodnosti.

Utripe lahko generiramo s pomočjo UJT ali s pomočjo 555 časovnikov.

Vezje za generiranje impulzov s pomočjo časovnika 555

Vezje za ustvarjanje impulzov s pomočjo časovnika 555

Delovni primer nadzora kota vžiga in njegova uporaba

Blok diagram prikazuje krmiljenje kota streljanja za SCR-je nazaj za dosego nadzora moči

Blok diagram prikazuje krmiljenje kota streljanja za SCR-je nazaj za dosego nadzora moči

Zgornji blokovni diagram predstavlja sistem za doseganje nadzor moči na asinhronski motor z uporabo nadzora kota streljanja za SCR-je nazaj.

Preden podrobno preučimo, kako se v tem sistemu doseže nadzor kota streljanja, si na hitro oglejmo povezavo SCR nazaj.

Tukaj je video, ki opisuje povezavo SCR s hrbtom nazaj.

Povezava SCR s hrbtno stranjo se uporablja za zagotavljanje izmeničnega napajanja obremenitve v obeh polciklih AC signala. Na vsak SCR sta priključena dva optična izolatorja. V prvem polovičnem ciklu izmeničnega signala eden od SCR izvede, potem ko se sproži z optičnim izolatorjem, in dovoli, da tok prehaja skozi obremenitev. V drugem polovičnem ciklu se drug SCR, povezan v obratni smeri z drugim SCR, sproži z uporabo drugega optičnega izolatorja in dovoli, da tok teče v obremenitev. Tako obremenitev dobi izmenično moč v obeh polovičnih ciklih.

V tem sistemu se SCR sproži z uporabo optičnega izolatorja, ki vsebuje kombinacijo LED in TRIAC. Ko se na LED prižgejo impulzi, ta oddaja svetlobo, ki pade na TRIAC in ta prevaja, kar povzroči izhodne impulze od optičnega izolatorja do SCR. Načelo vključuje nadzor hitrosti uporabe impulzov s spreminjanjem frekvence med sosednjimi impulzi. Mikrokrmilnik se uporablja za oddajanje impulzov optoizolatorju na podlagi vhoda tipkovnice, ki je povezan z njim. Število pritiskov gumba določa količino zakasnitve uporabe impulzov. Če na primer enkrat pritisnete gumb, mikrokrmilnik odloži uporabo impulza za 1 ms. Tako se ustrezno uravnava kot, pri katerem se sproži SCR, in nadzoruje uporaba izmenične moči na obremenitvi.

Foto: