Схеми за SCR приложения

В тази статия ще научим много интересни схеми за приложение на SCR, а също така ще научим основните характеристики и свойства на SCR наричан още тиристорно устройство.

Какво е SCR или тиристор

SCR е съкращението на Silicon Controlled Rectifier, тъй като името подсказва, че това е вид диод или коригиращ агент, чиято проводимост или работа може да се контролира чрез външен спусък.

Това означава, че това устройство ще се включва или изключва в отговор на външен малък сигнал или напрежение, доста подобно на транзистор, но съществено различно със своите технически характеристики.

SCR C106 щифтове

Разглеждайки фигурата, можем да видим, че SCR има три извода, които могат да бъдат идентифицирани, както следва:

Като държите отпечатаната страна на устройството с лице към нас,

• Десният краен проводник се нарича „порта“.
• Централният олово е 'Анод' и
• Левият край е 'Катод'

Как да свържете SCR

Портата е вход за задействане на SCR и изисква постоянен ток с напрежение около 2 волта, в идеалния случай DC трябва да бъде повече от 10 mA. Този спусък се прилага през портата и земята на веригата, което означава, че положителното на постояннотока отива към портата, а отрицателното към земята.

Провеждането на напрежение през анода и катода се включва, когато се задейства спусъка на затвора и обратно.

Крайният ляв проводник или катодът на SCR винаги трябва да бъдат свързани към земята на задействащата верига, което означава, че земята на задействащата верига трябва да бъде направена обща чрез свързване към катода SCR, иначе SCR никога няма да реагира на приложените задействания .

Товарът винаги е свързан през анода и захранващо напрежение, което може да е необходимо за активиране на товара.

SCR са специално пригодени за превключване на променливотокови или импулсни DC натоварвания. Чистите или чисти DC натоварвания няма да работят с SCR, тъй като DC ще доведе до заключващ ефект върху SCR и няма да позволи да се изключи дори след премахване на спусъка на портата.

SCR схеми за приложение

В тази част ще разгледаме някои от популярните приложения на SCR, които са под формата на статичен превключвател, мрежа за фазов контрол, зарядно устройство за SCR батерии, температурен контролер и аварийно осветление с един източник
система.

Превключвател за статична серия

На следващата фигура може да се види статичен превключвател с половин вълна. Когато ключът е натиснат, за да позволи захранването, токът на портата на SCR става активен по време на положителния цикъл на входния сигнал, като включва SCR.

Резисторът R1 контролира и ограничава количеството ток на затвора.

В включено състояние анодът към катодно напрежение VF на SCR намалява до нивото на проводимостта на RL. Това води до драстично намаляване на тока на затвора и минимални загуби на веригата на затвора.

По време на отрицателния цикъл на въвеждане SCR се изключва, тъй като анодът получава по-отрицателен резултат от катода. Диод D1 предпазва SCR от обръщане на тока на портата.

Дясната част на горното изображение показва получената форма на вълната за тока на натоварване и напрежението. Формата на вълната изглежда като полуволно захранване през товара.

Затварянето на превключвателя позволява на потребителя да постигне ниво на проводимост под 180 градуса при фазови измествания, случващи се през положителния период на входния променлив сигнал.

За постигане на ъгли на проводимост между 90 ° и 180 ° може да се използва следната схема. Този дизайн е подобен на горния, с изключение на резистора, който тук е под формата на променлив резистор и ръчният превключвател е елиминиран.

Мрежата, използваща R и R1, осигурява правилно контролиран ток на затвора за SCR по време на положителния полуцикъл на входния AC.

Премествайки рамото на плъзгача с променлив резистор R1 до максимум или към най-долната точка, токът на затвора може да стане твърде слаб, за да достигне вратата на SCR и това никога няма да позволи на SCR да се включи.

От друга страна, когато се движи нагоре, токът на затвора бавно ще се увеличава, докато достигне величината на включване на SCR. По този начин, използвайки променливия резистор, потребителят може да зададе нивото на тока на включване за SCR някъде между 0 ° и 90 °, както е посочено в дясната страна на горната диаграма.

Стойността на R1, ако е доста ниска, ще доведе до бързо задействане на SCR, което ще доведе до подобен резултат, получен от първата фигура по-горе (проводимост 180 °).

Ако обаче стойността на R1 е по-голяма, ще е необходимо по-високо положително входно напрежение за задействане на SCR. Тази ситуация не би ни позволила да разширим контрола над 90 ° изместване на фазата, тъй като в този момент входът е на най-високото си ниво.

Ако SCR не е в състояние да задейства на това ниво или за по-ниските стойности на входните напрежения при положителния наклон на променливотоковия цикъл, реакцията ще бъде абсолютно същата за отрицателните наклони на входния цикъл.

Технически този тип работа на SCR се нарича фазово управление с половин вълна с променливо съпротивление.

Този метод може ефективно да се използва в приложения, изискващи RMS текущ контрол или контрол на мощността на натоварване.

Зарядно устройство за батерии, използващо SCR

Друго много популярно приложение на SCR е под формата на контролери за зарядно устройство за батерии.

Основен дизайн на SCR базирано зарядно устройство може да се види на следващата диаграма. Засенчената част ще бъде основната ни област на дискусия.

Работата на горното SCR контролирано зарядно устройство за батерии може да се разбере със следното обяснение:

Входът, понижен надолу, е изправен на пълна вълна през диодите D1, D2 и се подава през SCR анодните / катодни клеми. Батерията, която се зарежда, може да се види последователно с катодния извод.

Когато батерията е в разредено състояние, нейното напрежение е достатъчно ниско, за да поддържа SCR2 в изключено състояние. Поради отвореното състояние на SCR2, контролната верига SCR1 се държи точно като нашия сериен статичен превключвател, обсъден в предишните параграфи.

С адекватно оценено входно коригирано захранване задейства SCR1 с ток на затвора, който се регулира от R1.

Това незабавно включва SCR и батерията започва да се зарежда чрез SCR проводимостта на анода / катода.

В началото, поради ниското разредено ниво на батерията, VR ще има по-нисък потенциал, както е зададен от предварително зададената R5 или разделител на потенциала.

В този момент нивото на VR ще бъде твърде ниско, за да включи 11 V ценеровия диод. В непроводимото си състояние ценерът ще бъде почти като отворена верига, което води до изключване на SCR2 поради практически нулев ток на затвора.

Също така, наличието на C1 гарантира, че SCR2 никога не е включен случайно поради преходни напрежения или пикове.

Тъй като батерията се зарежда, нейното терминално напрежение постепенно се повишава и в крайна сметка, когато достигне зададената стойност на пълното зареждане, VR става точно достатъчен, за да включи 11 V ценеровия диод, впоследствие да включи SCR2.

Веднага щом SCR2 се задейства, той генерира ефективно късо съединение, свързващо крайния терминал R2 към земята и даващо възможност на потенциалния разделител, създаден от мрежата R1, R2 на портата на SCR1.

Активирането на R1 / R2 потенциалния делител на портата на SCR1 предизвиква мигновено спадане на тока на портата на SCR1, принуждавайки го да се изключи.

Това води до прекъсване на захранването на батерията, което гарантира, че батерията няма право да презарежда.

След това, ако напрежението на батерията има тенденция да падне под предварително зададената стойност, 11 V ценерът се изключва, което кара SCR1 да се включи отново, за да повтори цикъла на зареждане.

Управление на нагревателя с променлив ток чрез SCR

Горната схема показва класика управление на нагревателя приложение, използващо SCR.

Веригата е проектирана да включва и изключва нагревателя от 100 вата в зависимост от превключването на термостата.

Живак в стъкло термостат тук се използва, за които се предполага, че са изключително чувствителни към промените в температурните нива около него.

За да бъдем точни, може да усети дори промяна на температурите от 0,1 ° C.

Въпреки това, тъй като тези видове термостати обикновено са оценени да се справят с много малки величини на тока в диапазона от 1 mA или така, и следователно не е твърде популярен в схемите за контрол на температурата.

В обсъжданото приложение за управление на нагревателя SCR се използва като усилвател на ток за усилване на тока на термостата.

Всъщност SCR не функционира като традиционен усилвател, а като токов сензор , което позволява на променливите характеристики на термостата да контролират превключването на по-високо ниво на тока на SCR.

Виждаме, че захранването към SCR се подава през нагревателя и пълен мостов токоизправител, което позволява DC вълна с изправено постояннотоково захранване за SCR.

По време на периода, когато термостатът е в отворено състояние, потенциалът през кондензатора 0.1uF се зарежда до нивото на задействане на потенциала на SCR порта чрез импулси, генерирани от всеки изправен DC импулс.

Константата за време за зареждане на кондензатора се определя от произведението на RC елементите.

Това позволява на SCR да провежда по време на тези импулсни задействания на половин цикъл на постоянен ток, позволявайки на тока да премине през нагревателя и да позволи необходимия процес на нагряване.

Тъй като нагревателят се загрява и температурата му се повишава, в предварително определената точка провокиращият термостат се активира и създава късо съединение през кондензатора 0.1uF. Това от своя страна изключва SCR и прекъсва захранването на нагревателя, причинявайки постепенно понижаване на температурата му, докато спадне до ниво, при което термостатът отново е деактивиран и SCR се включва.

Аварийна лампа с използване на SCR

Следващото SCR приложение говори за един източник авариен дизайн на лампата в която a 6 V батерия се поддържа в заредено заредено състояние, така че свързаната лампа да може да се включва безпроблемно, когато се случи прекъсване на захранването.

Когато е налично захранване, изправено постояннотоково захранване с пълна вълна, използващо D1, D2, достига свързаната лампа 6 V.

C1 е разрешено да се зарежда до ниво, което е малко по-ниско от разликата между пиковия постоянен ток на напълно коригираното захранване и напрежението на R2, както се определя от захранващия вход и нивото на зареждане на 6 V батерията.

При всички обстоятелства катодното потенциално ниво на SCR е помощно по-високо от неговия анод, а също така напрежението на катода към катода се държи отрицателно. Това гарантира, че SCR остава в непроводимо състояние.

Скоростта на зареждане на прикрепената батерия се определя от R1 и се активира чрез диода D1.

Зареждането се поддържа само докато анод D1 остава по-положителен от катода си.

Докато входната мощност е налице, пълната вълна, изправена през аварийната лампа, я държи включена.

По време на ситуация на прекъсване на захранването кондензаторът C1 започва да се разрежда през D1, R1 и R3, докато точката, в която катодът SCR1 стане по-малко положителен от катода си.

Също така, междувременно R2, R3, кръстовището става положително, което води до повишено напрежение към катодно напрежение за SCR, което го включва.

SCR сега се задейства и позволява на батерията да се свърже с лампата, като незабавно я осветява чрез захранване на батерията.

Лампата може да остане в осветено състояние, сякаш нищо не се е случило.

Когато захранването се върне, кондензаторите C1 отново се зареждат, което води до изключване на SCR и прекъсване на захранването на батерията към лампата, така че лампата сега да свети през входното DC захранване.

Разни SCR приложения, събрани от този уебсайт

Обикновена аларма за дъжд:

Горната схема на аларма за дъжд може да се използва за активиране на променливотоково натоварване, като лампа или автоматично сгъваемо покритие или сенник.

Сензорът се прави чрез поставяне върху метални колчета или винтове или подобен метал върху пластмасово тяло. Проводниците от тези метали са свързани през основата на задействащ транзисторен каскад.

Сензорът е единствената част от веригата, която е поставена на открито, за усещане на дъжд.

Когато започне дъждовен дъжд, водни капчици преодоляват металите на сензора.

Малко напрежение започва да изтича през сензорните метали и достига до основата на транзистора, транзисторът веднага провежда и подава необходимия ток на затвора към SCR.

SCR също реагира и включва ВКЛЮЧЕНА натоварена променлива сила за изтегляне на автоматично покритие или просто аларма за коригиране на ситуацията, както желае потребителят.

SCR Аларма за взлом

Ние дискутирахме в предишния раздел относно специално свойство на SCR, където той се застопорява в отговор на постояннотокови товари.

Описаната по-долу схема използва горното свойство на SCR ефективно за задействане на аларма в отговор на възможна кражба.

Тук първоначално SCR се държи в изключено положение, докато портата му остава монтирана или завинтена със земния потенциал, който е тялото на актива, който трябва да бъде защитен.

Ако се направи опит за открадване на актива чрез развиване на съответния болт, потенциалът на земята към SCR се премахва и транзисторът се активира през свързания резистор, свързан през неговата основа и положителен.

SCR също така незабавно се задейства, тъй като сега получава напрежението на затвора от транзисторния излъчвател и заключва звука на свързаната DC аларма.

Алармата остава включена, докато не се изключи ръчно, надяваме се от действителния собственик.

Обикновено зарядно за ограда, верига за енергизиране

SCR става идеално подходящ за правене вериги за зарядно устройство . Зарядните устройства за ограда изискват основно степен на генератор с високо напрежение, където високо превключващо устройство като SCR става изключително важно. По този начин SCR стават специално подходящи за такива приложения, където се използват за генериране на необходимите високи дъгови напрежения.

CDI верига за автомобили:

Както е обяснено в горното приложение, SCR се използват широко и в автомобилите, в техните системи за запалване. Капацитивен разряд за запалване или CDI системите използват SCR за генериране на превключване с високо напрежение, необходимо за процеса на запалване или за стартиране на запалване на превозното средство.