Vezja aplikacij SCR

V tem članku se bomo naučili številnih zanimivih vezij SCR aplikacij in tudi glavne značilnosti in lastnosti SCR imenovana tudi tiristorska naprava.

Kaj je SCR ali tiristor

SCR je kratica Silicon Controlled Rectifier, saj že ime pove, da gre za nekakšno diodo ali usmernik, katerega prevodnost ali delovanje je mogoče nadzorovati z zunanjim sprožilcem.

To pomeni, da se bo ta naprava vklopila ali izklopila kot odziv na zunanji majhen signal ali napetost, ki je precej podobna tranzistorju, a se s svojimi tehničnimi značilnostmi močno razlikuje.

Izvlečki SCR C106

Če pogledamo sliko, lahko vidimo, da ima SCR tri vodnike, ki jih je mogoče identificirati na naslednji način:

Natisnjena stran naprave naj bo obrnjena proti nam,

• Desni končni kabel se imenuje 'vrata'.
• Osrednji vodnik je 'Anoda' in
• Levi končni vod je 'katoda'

Kako povezati SCR

Vrata so vhod sprožilca SCR in zahtevajo enosmerni sprožilec z napetostjo približno 2 volta, idealno enosmerni tok mora biti več kot 10 mA. Ta sprožilec se uporablja čez vrata in ozemljitev vezja, kar pomeni, da pozitiv DC gre na vrata in negativ na tla.

Prevajanje napetosti na anodi in katodi se vklopi, ko se sproži sprožilec vrat in obratno.

Skrajni levi vodnik ali katoda SCR morata biti vedno priključena na maso sprožilnega vezja, kar pomeni, da je treba ozemljitev sprožilnega vezja povezati s katodo SCR, sicer se SCR nikoli ne bo odzval na uporabljene sprožilce. .

Tovor je vedno povezan preko anode in izmenične napajalne napetosti, ki je morda potrebna za aktiviranje bremena.

SCR-ji so posebej primerni za preklapljanje izmeničnih ali pulznih enosmernih obremenitev. Čiste ali čiste enosmerne obremenitve ne bodo delovale s SCR-ji, ker bo enosmerni tok povzročil učinek zapaha na SCR in ne bo mogel izklopiti niti po odstranitvi sprožilca vrat.

Vezja za uporabo SCR

V tem delu si bomo ogledali nekatere priljubljene aplikacije SCR, ki so v obliki statičnega stikala, omrežja za fazno krmiljenje, polnilca baterij SCR, regulatorja temperature in zasilne razsvetljave z enim virom.
sistem.

Serijsko-statično stikalo

Na naslednji sliki je prikazano polvalno serijsko statično stikalo. Ko pritisnete stikalo, da omogočite napajanje, postane tok na vratih SCR aktiven med pozitivnim ciklom vhodnega signala in vklopi SCR.

Upor R1 nadzoruje in omejuje količino toka vrat.

V vklopljenem stanju se anoda na katodni napetosti VF SCR zmanjša na raven prevodnosti RL. To povzroči drastično zmanjšanje toka vrat in minimalne izgube na vezju vrat.

Med negativnim vhodnim ciklom se SCR izklopi, ker je anoda bolj negativna kot katoda. Dioda D1 ščiti SCR pred obratom toka vrat.

Desni del zgornje slike prikazuje nastalo valovno obliko toka obremenitve in napetosti. Valovna oblika je videti kot polvalna oskrba skozi breme.

Zapiranje stikala omogoča uporabniku, da doseže nivo prevodnosti pod 180 stopinj pri faznih premikih, ki se zgodijo v pozitivnem obdobju vhodnega AC signala.

Za doseganje kotov prevodnosti med 90 ° in 180 ° lahko uporabimo naslednje vezje. Ta zasnova je podobna zgornji, razen upora, ki je tukaj v obliki spremenljivega upora, in ročno stikalo je odpravljeno.

Omrežje, ki uporablja R in R1, zagotavlja pravilno nadzorovan zaporni tok za SCR med pozitivnim polovičnim ciklom vhodnega izmeničnega toka.

Če drsnik s spremenljivim uporom R1 premaknete na maksimum ali proti najbolj spodnji točki, lahko tok vrat postane prešibak, da bi dosegel vrata SCR, in to SCR nikoli ne bo omogočilo, da se vklopi.

Po drugi strani pa, ko se premakne navzgor, se tok vrat počasi povečuje, dokler ni dosežena velikost vklopa SCR. Tako lahko uporabnik s spremenljivim uporom nastavi raven vklopnega toka za SCR kjer koli med 0 ° in 90 °, kot je prikazano na desni strani zgornjega diagrama.

Če je vrednost R1, če je precej nizka, povzroči, da se SCR hitro sproži, kar vodi do podobnega rezultata, ki ga dobimo na prvi zgornji sliki (prevodnost 180 °).

Če pa je vrednost R1 večja, bo za sprožitev SCR potrebna večja pozitivna vhodna napetost. Ta situacija nam ne bi omogočila razširitve nadzora nad 90 ° faznim premikom, saj je vhod trenutno na najvišji ravni.

Če SCR ne more sprožiti na tej ravni ali za nižje vrednosti vhodnih napetosti na pozitivnem naklonu izmeničnega cikla, bo odziv popolnoma enak pri negativnih naklonih vhodnega cikla.

Tehnično se ta vrsta delovanja SCR imenuje polvalna fazna regulacija s spremenljivo upornostjo.

Ta metoda se lahko učinkovito uporablja v aplikacijah, ki zahtevajo nadzor efektivnega toka ali nadzor moči obremenitve.

Polnilnik baterij z uporabo SCR

Druga zelo priljubljena aplikacija SCR je v obliki krmilniki polnilnika baterij.

Osnovna zasnova polnilca baterij, ki temelji na SCR, je razvidna iz naslednjega diagrama. Osenčeni del bo naše glavno področje razprave.

Delovanje zgornjega polnilnika baterij, ki ga nadzoruje SCR, je mogoče razumeti z naslednjo razlago:

Vhod, ki je stopnil navzdol, je usmerjen v polni val skozi diode D1, D2 in doveden preko SCR anodnih / katodnih terminalov. Akumulator, ki se polni, je viden zaporedno s katodnim priključkom.

Ko je akumulator prazen, je njegova napetost dovolj nizka, da je SCR2 izklopljen. Zaradi odprtega stanja SCR2 se krmilno vezje SCR1 obnaša natanko tako kot naše serijsko statično stikalo, o katerem smo govorili v prejšnjih odstavkih.

Z ustrezno vhodno popravljeno napajalno napetostjo sproži SCR1 z vhodnim tokom, ki ga regulira R1.

Ta takoj vklopi SCR in baterija se začne polniti prek prevodnosti anode / katode SCR.

Na začetku bo imel VR zaradi nizke izpraznjenosti baterije nižji potencial, kot ga določa prednastavitev R5 ali delilnik potenciala.

Na tej točki bo raven VR prenizka, da bi vklopila 11 V-cenerjevo diodo. V svojem neprevodnem stanju bo zener skoraj kot odprt krog, zaradi česar bo SCR2 popolnoma izklopljen zaradi skoraj ničelnega toka vrat.

Poleg tega prisotnost C1 zagotavlja, da SCR2 nikoli ne bo pomotoma vklopljen zaradi prehodnih napetosti ali konic.

Ko se baterija polni, njena končna napetost postopoma narašča in navsezadnje, ko doseže nastavljeno vrednost polnega polnjenja, VR postane ravno dovolj, da vklopi 11 V-cenerjevo diodo in nato sproži SCR2.

Takoj, ko se SCR2 sproži, ustvari kratek stik, ki poveže končni terminal R2 z maso in omogoči potencialni delilnik, ki ga ustvari omrežje R1, R2 na vratih SCR1.

Aktiviranje potencialnega delilnika R1 / R2 na vratih SCR1 povzroči takojšen padec trenutnega toka vrat SCR1, zaradi česar se mora izklopiti.

Posledica tega je, da se napajanje akumulatorja prekine, s čimer se zagotovi, da se baterija ne sme preveč polniti.

Če se napetost akumulatorja po tem ponavadi spusti pod prednastavljeno vrednost, se 11 V cener izklopi, zaradi česar se SCR1 ponovno vklopi in ponovi cikel polnjenja.

Nadzor AC grelnika s pomočjo SCR

Zgornji diagram prikazuje klasiko nadzor grelnika aplikacijo z uporabo SCR.

Vezje je zasnovano tako, da vklopi in izklopi 100-vatni grelec, odvisno od vklopa termostata.

Živo srebro v steklu termostat tukaj se uporablja, ki naj bi bili izjemno občutljivi na spremembe v temperaturnih ravneh, ki ga obkrožajo.

Natančneje lahko zaznamo celo spremembo temperature 0,1 ° C.

Ker pa ti vrste termostatov so običajno ocenjeni tako, da prenašajo zelo majhne jakosti toka v območju približno 1 mA, zato v tokokrogih za nadzor temperature ni preveč priljubljen.

V obravnavani aplikaciji za upravljanje grelnika se SCR uporablja kot ojačevalnik toka za ojačanje toka termostata.

Pravzaprav SCR ne deluje kot tradicionalni ojačevalnik, temveč kot trenutni senzor , ki omogoča različnim značilnostim termostata nadzor nad preklopom višjega toka SCR.

Vidimo lahko, da se napajanje SCR napaja preko grelnika in celotnega mostovnega usmernika, kar omogoča polnovredno usmerjeno enosmerno napajanje SCR.

Med obdobjem, ko je termostat v odprtem stanju, se potencial v 0,1uF kondenzatorju napolni do stopnje vžiga potenciala vrat SCR z impulzi, ki jih ustvari vsak rektificiran enosmerni impulz.

Časovno konstanto za polnjenje kondenzatorja določimo z zmnožkom elementov RC.

To SCR-ju omogoča, da med temi impulznimi enosmernimi sprožilci pol cikla sprosti tok skozi grelnik in omogoči potreben postopek ogrevanja.

Ko se grelec segreje in temperatura naraste, na vnaprej določeni točki povzroči, da se prevodni termostat aktivira in ustvari kratek stik na kondenzatorju 0,1 uF. To nato izklopi SCR in izklopi napajanje grelnika, zaradi česar njegova temperatura postopoma upada, dokler ne pade na raven, ko je termostat še enkrat onemogočen in SCR sproži ON.

Zasilna svetilka z uporabo SCR

Naslednja aplikacija SCR govori o enem viru zasnovo svetilke v sili v katerem a 6 V baterija je v napolnjenem napolnjenem stanju, tako da je mogoče priključeno svetilko nemoteno vklopiti, kadar pride do izpada električne energije.

Ko je na voljo napajanje, polnovodno usmerjeno enosmerno napajanje z uporabo D1, D2 doseže priključeno 6 V žarnico.

C1 se lahko polni do nivoja, ki je nekoliko nižji od razlike med najvišjim enosmernim tokom popolnoma popravljenega napajanja in napetostjo na R2, kot je določeno z vhodnim vhodom in nivojem polnjenja 6 V baterije.

V vsakem primeru je raven katodnega potenciala SCR pomoč višja od njegove anode in tudi napetost na katodi je negativna. Tako zagotovite, da SCR ostane v neprevodnem stanju.

Hitrost polnjenja priložene baterije določa R1 in omogoča prek diode D1.

Polnjenje traja le, dokler ostane anoda D1 pozitivnejša od katode.

Medtem ko je vhodna moč prisotna, jo polni val, usmerjen čez zasilno lučko, ohranja vklopljeno.

Med izpadom električne energije se kondenzator C1 začne prazniti skozi D1, R1 in R3, dokler točka, kjer katoda SCR1 ne postane manj pozitivna od katode.

Medtem gre stik R2, R3 pozitiven, kar povzroči povečano napetost do katode za SCR in ga vklopi.

SCR se zdaj sproži in akumulatorju omogoči, da se poveže z žarnico in jo takoj prižge z napajanjem iz akumulatorja.

Svetilka mora ostati v osvetljenem stanju, kot da se nič ne bi zgodilo.

Ko se moč vrne, se kondenzatorji C1 ponovno napolnijo, zaradi česar se SCR izklopi in prekine napajanje akumulatorja na žarnici, tako da žarnica zdaj sveti skozi vhodno enosmerno napetost.

Razne aplikacije SCR, zbrane s tega spletnega mesta

Preprost alarm za dež:

Zgornji tokokrog alarma za dež lahko uporabimo za aktiviranje izmenične obremenitve, na primer svetilke ali samodejnega zložljivega pokrova ali senčnika.

Senzor je narejen tako, da se na plastično ohišje pritrdijo kovinski čepi ali vijaki ali podobna kovina. Žice iz teh kovin so povezane preko dna prožilne tranzistorske stopnje.

Senzor je edini del vezja, ki je postavljen na prostem, za zaznavanje dežja.

Ko se začne deževati, kapljice vode premostijo kovine senzorja.

Majhna napetost začne puščati čez senzorske kovine in doseže dno tranzistorja, tranzistor takoj prevede in dovede potreben tok toka v SCR.

SCR se tudi odzove in vklopi priključeno izmenično obremenitev za vlečenje samodejnega pokrova ali preprosto alarm za popravilo situacije po želji uporabnika.

SCR protivlomni alarm

V prejšnjem poglavju smo razpravljali o posebni lastnosti SCR, kjer se zaskoči kot odziv na enosmerne obremenitve.

Spodaj opisano vezje učinkovito izkorišča zgornjo lastnost SCR za sprožitev alarma kot odziv na morebitno krajo.

Tu se SCR sprva drži v izklopljenem položaju, dokler njegova vrata ostanejo nameščena ali privita z zemeljskim potencialom, ki je telo sredstva, ki ga je treba zaščititi.

Če poskušamo ukrasti sredstvo z odvijanjem ustreznega vijaka, se potencial tal na SCR odstrani in tranzistor aktivira prek pripadajočega upora, ki je povezan prek njegove osnove in pozitiven.

SCR se tudi takoj sproži, ker zdaj dobi napetost vrat od tranzistorskega oddajnika in zapahe, ki sprožijo priključen enosmerni alarm.

Alarm ostane vklopljen, dokler se ročno ne izklopi, upam, da ga bo dejanski lastnik.

Preprost polnilnik za ograjo, vezje Energizer

SCR-ji postanejo idealni za izdelavo vezja polnilnih ograj . Za ograjne polnilnike je potrebna predvsem visokonapetostna stopnja generatorja, kjer postane visoka preklopna naprava, kot je SCR, zelo nujna. SCR tako postanejo posebej primerni za takšne aplikacije, kjer se uporabljajo za generiranje zahtevanih visokih obločnih napetosti.

CDI vezje za avtomobile:

Kot je razloženo v zgornji prijavi, se SCR pogosto uporabljajo tudi v avtomobilih v njihovih sistemih za vžig. Kapacitivni vžigalni tokokrogi ali CDI sistemi uporabljajo SCR za generiranje visokonapetostnega stikala, potrebnega za postopek vžiga ali za zagon vžiga v vozilu.