מעגלי יישומי SCR

במאמר זה אנו הולכים ללמוד מעגלי יישום SCR מעניינים רבים וללמוד גם את התכונות העיקריות ו תכונות של SCR נקרא גם מכשיר תיריסטור.

מה זה SCR או תיריסטור

SCR הוא ראשי התיבות של מיישר מבוקר סיליקון, כפי שהשם מרמז שזו סוג של דיודה או חומר מיישר שניתן לשלוט על הולכתו או פעולתו באמצעות טריגר חיצוני.

פירוש הדבר שמכשיר זה יופעל או יכבה בתגובה לאות או מתח קטן חיצוניים, הדומים למדי לטרנזיסטור, אך עם זאת שונים מאוד עם המאפיינים הטכניים שלו.

פסי פינים של SCR C106

כשמסתכלים על הדמות נוכל לראות כי ל- SCR יש שלושה מובילים אשר ניתן לזהות את המזרן באופן הבא:

לשמור על הצד המודפס של המכשיר כלפינו,

• עופרת הקצה הימני נקראת 'השער'.
• ההובלה המרכזית היא 'האנודה', ו
• ההובלה בקצה השמאלי היא 'הקתודה'

כיצד לחבר SCR

השער הוא כניסת ההדק של SCR ודורש הדק DC עם מתח של סביב 2 וולט, DC צריך להיות אידיאלי יותר מ -10 mA. טריגר זה מוחל על פני השער ואדמת המעגל, כלומר החיובי של DC הולך לשער ושלילי לקרקע.

הולכת המתח על פני האנודה והקטודה מופעלת כאשר מפעילים את הדק לשער ולהיפך.

המוליך השמאלי הקיצוני או הקתודה של SCR צריכים להיות מחוברים תמיד לקרקע המעגל המפעיל, כלומר לקרקע המעגל המפעיל צריך להיות משותף על ידי חיבור לקתודת SCR, אחרת SCR לעולם לא יגיב למפעילים המופעלים. .

העומס מחובר תמיד על פני האנודה ומתח אספקת AC שעשוי להידרש להפעלת העומס.

SCRs מתאימים במיוחד למיתוג עומסי AC או עומסי DC פועמים. עומסי DC טהורים או נקיים לא יעבדו עם SCRs, מכיוון שה- DC יגרום להשפעה נעילה על ה- SCR ולא יאפשר לכבות גם לאחר הסרת ההדק.

מעגלי יישום SCR

בחלק זה נבחן כמה מהיישומים הפופולריים של SCR שהם בצורה של מתג סטטי, רשת לבקרת פאזה, מטען סוללות SCR, בקר טמפרטורה ותאורת חירום מקורית אחת.
מערכת.

סדרה-סטטי-מתג

באיור הבא ניתן לראות מתג סטטי של חצי גל. כאשר לוחצים על המתג כדי לאפשר אספקה, הזרם בשער ה- SCR הופך פעיל במהלך המחזור החיובי של אות הכניסה, ומפעיל את ה- SCR.

הנגד R1 שולט ומגביל את כמות זרם השער.

במצב מופעל האנודה למתח הקתודה VF של ה- SCR יורדת לרמה של ערך ההולכה של RL. זה גורם לזרם השער להפחתה דרסטית ולאובדן מינימלי במעגל השער.

במהלך מחזור הקלט השלילי, SCR כבוי בגלל האנודה שהופכת לשלילית יותר מהקטודה. דיודה D1 שומרת על SCR מפני היפוך זרם השער.

החלק הימני של התמונה לעיל מציג את צורת הגל המתקבלת עבור זרם העומס והמתח. צורת הגל נראית כמו אספקת חצי גל על ​​פני העומס.

סגירת המתג מאפשרת למשתמש להשיג רמת הולכה נמוכה מ -180 מעלות בתזוזות פאזה המתרחשות בתקופה החיובית של אות ה- AC הקלט.

להשגת זוויות הולכה בין 90 ° ל -180 °, ניתן להשתמש במעגל הבא. עיצוב זה דומה לאמור לעיל, למעט הנגד, שהוא בצורת הנגד המשתנה כאן, והמתג הידני בוטל.

הרשת המשתמשת ב- R ו- R1 מבטיחה זרם שער מבוקר כהלכה עבור ה- SCR במהלך מחצית החצי החיובית של זרם הכניסה.

הזזת זרוע המחוון הנגד המשתנה R1 למקסימום, או לכיוון הנקודה התחתונה ביותר, זרם השער עלול להיות חלש מכדי להגיע לשער ה- SCR, וזה לעולם לא יאפשר ל- SCR להפעיל.

מצד שני כאשר הוא מועבר כלפי מעלה, זרם השער יגדל לאט לאט עד שתגיע עוצמת ה- SCR ON. לפיכך, באמצעות הנגד המשתנה המשתמש יכול לקבוע את רמת זרם ההפעלה עבור ה- SCR בכל מקום שבין 0 ° ל -90 °, כפי שמצוין בצד ימין של התרשים הנ'ל.

עבור ערך R1, אם הוא נמוך למדי, יגרום ל SCR לירות במהירות, מה שיוביל לתוצאה דומה שהתקבלה מהנתון הראשון לעיל (הולכה 180 °).

עם זאת, אם ערך R1 גדול יותר, יהיה צורך במתח כניסה חיובי גבוה יותר כדי לפטר את ה- SCR. מצב זה לא יאפשר לנו להרחיב את השליטה על תזוזת פאזה של 90 °, מכיוון שהקלט ברמה הגבוהה ביותר בשלב זה.

אם ה- SCR אינו מסוגל לירות ברמה זו או לערכים הנמוכים יותר של מתח הכניסה בשיפוע החיובי של מחזור ה- AC, התגובה תהיה זהה במדרונות השליליים של מחזור הכניסה.

מבחינה טכנית, סוג זה של עבודה של SCR נקרא בקרת שלב חצי התנגדות משתנה-גל.

ניתן להשתמש ביעילות בשיטה זו ביישומים הדורשים בקרת זרם RMS או בקרת כוח עומס.

מטען סוללות באמצעות SCR

יישום פופולרי נוסף של SCR הוא בצורה של בקרי מטען סוללות.

תכנון בסיסי של מטען סוללות מבוסס SCR ניתן לראות בתרשים הבא. החלק המוצל יהיה תחום הדיון העיקרי שלנו.

ניתן להבין את עבודתו של מטען הסוללה הנשלט על ידי SCR בהסבר הבא:

הקלט שהורד AC הוא גל מלא מתוקן דרך הדיודות D1, D2 ומסופק על פני מסופי האנודה / הקתודה של SCR. ניתן לראות את הסוללה הנמצאת בטעינה בסדרה עם מסוף הקתודה.

כאשר הסוללה במצב פרוק, המתח שלה נמוך מספיק כדי לשמור על SCR2 במצב כבוי. בשל המצב הפתוח של SCR2, מעגל הבקרה SCR1 מתנהג בדיוק כמו המתג הסטטי הסדרה שלנו שנדון בפסקאות הקודמות.

כאשר האספקה ​​המתוקנת של הקלט מדורגת כראוי, מפעילה את ה- SCR1 עם זרם שער שמווסת על ידי R1.

זה מפעיל באופן מיידי את ה- SCR והסוללה מתחילה להיטען דרך הולכת SCR של האנודה / הקתודה.

בהתחלה, בגלל הרמה הנמוכה של הסוללה, ל- VR יהיה פוטנציאל נמוך יותר כפי שנקבע על ידי הגדרת ההגדרה הקדימה R5 או חלוקה פוטנציאלית.

בשלב זה רמת ה- VR תהיה נמוכה מכדי להפעיל את דיודת הזנר 11 וולט. במצב הלא מוליך הזנר יהיה כמעט כמו מעגל פתוח, מה שגורם לכיבוי מוחלט של SCR2 בגלל זרם שער אפס כמעט.

כמו כן, נוכחותו של C1 מבטיחה כי SCR2 לעולם לא יופעל בטעות בגלל מעברי מתח או קוצים.

ככל שהסוללה נטענת, מתח המסוף שלה עולה בהדרגה, ובסופו של דבר כשהוא מגיע לערך הטעינה המלא שנקבע, VR הופך להיות מספיק כדי להפעיל את דיודת הזנר 11 וולט, ולאחר מכן יופעל על SCR2.

ברגע ש- SCR2 יורה, הוא יוצר למעשה קצר חשמלי, המחבר את מסוף הקצה R2 לקרקע ומאפשר את המחלק הפוטנציאלי שנוצר על ידי רשת R1, R2 בשער ה- SCR1.

הפעלת מחלק הפוטנציאל R1 / R2 בשער SCR1 גורמת לירידה מיידית בזרם השער הנוכחי של SCR1, מה שמאלץ אותו לכבות.

כתוצאה מכך אספקת הסוללה מנותקת, ומבטיחה שהסוללה אינה מותרת לטעון יתר.

לאחר מכן, אם מתח הסוללה נוטה לרדת מתחת לערך הקבוע מראש, הזנר 11 וולט נכבה, וגורם ל- SCR1 להדליק שוב לחזור על מחזור הטעינה.

בקרת דוד AC באמצעות SCR

התרשים שלעיל מראה קלאסיקה בקרת תנור יישום באמצעות SCR.

המעגל נועד להפעיל ולכבות את תנור החימום של 100 וואט בהתאם למיתוג התרמוסטט.

כספית בזכוכית תֶרמוֹסטָט משמש כאן, שאמורים להיות רגישים ביותר לשינויים ברמות הטמפרטורה הסובבות אותו.

אם לדייק זה יכול לחוש אפילו שינוי בטמפרטורות של 0.1 מעלות צלזיוס.

עם זאת, מאז אלה סוגי תרמוסטטים מדורגות בדרך כלל לטפל בעוצמות זרם קטנות מאוד בטווח של 1 מילי-אמפר לערך, ולכן זה לא פופולרי מדי במעגלי בקרת טמפרטורה.

ביישום בקרת החימום הנדון, ה- SCR משמש כמגבר זרם להגברת זרם התרמוסטט.

למעשה, ה- SCR אינו מתפקד כמגבר מסורתי, אלא כ- חיישן זרם , המאפשר למאפייני התרמוסטט המשתנים לשלוט במיתוג ברמת הזרם הגבוהה יותר של ה- SCR.

אנו יכולים לראות כי האספקה ​​ל- SCR מופעלת באמצעות המחמם ומיישר גשר מלא, המאפשר אספקת DC מתוקנת של גל מלא עבור ה- SCR.

במהלך התקופה, כאשר התרמוסטט נמצא במצב פתוח, הפוטנציאל על פני הקבל 0.1uF טעון לרמת הירי של פוטנציאל שער ה- SCR באמצעות פולסים הנוצרים על ידי כל דופק DC מתוקן.

קבוע הזמן לטעינת הקבל נקבע על ידי תוצר של אלמנטים RC.

זה מאפשר ל- SCR להתנהל במהלך מפעילי מחזור DC פעמיים אלה, מה שמאפשר לזרם לעבור דרך התנור ולאפשר את תהליך החימום הנדרש.

כאשר המחמם מתחמם וטמפרטורתו עולה, בנקודה הקבועה מראש, גורם לתרמוסטט המוליך להפעיל וליצור קצר על פני הקבל 0.1uF. זה בתורו מכבה את ה- SCR ומנתק את החשמל לתנור, מה שגורם לטמפרטורה שלו לרדת בהדרגה, עד שהוא יורד לרמה שבה התרמוסטט שוב ​​מושבת וה- SCR יופעל.

מנורת חירום באמצעות SCR

יישום SCR הבא מדבר על מקור יחיד עיצוב מנורת חירום בו א סוללה 6 וולט נשמר במצב טעון מלא, כך שניתן יהיה להדליק בצורה חלקה את המנורה המחוברת בכל פעם שמתרחש הפסקת חשמל.

כאשר כוח זמין, ספק גל מתוקן של גל מלא באמצעות D1, D2 מגיע למנורת 6 וולט המחוברת.

מותר ל- C1 לטעון לרמה הנמוכה מעט מההפרש בין שיא ה- DC של האספקה ​​המתוקנת במלואה לבין המתח על פני R2, כפי שנקבע על ידי קלט האספקה ​​ורמת הטעינה של סוללת 6 וולט.

בשום פנים ואופן, רמת הפוטנציאל הקתודית של ה- SCR היא עזרה גבוהה יותר מהאנודה שלה, וגם השער למתח הקתודה מוחזק שלילי. זה מוודא שה- SCR נשאר במצב שאינו מוליך.

קצב הטעינה של הסוללה המחוברת נקבע על ידי R1 ומאפשר באמצעות הדיודה D1.

הטעינה נשמרת רק כל עוד האנודה D1 נשארת חיובית יותר מהקתודה שלה.

בעוד כוח הכניסה קיים, הגל המלא מתוקן על פני מנורת החירום ממשיך להדליק אותו.

במצב של הפסקת חשמל, הקבל C1 מתחיל להתפרק דרך D1, R1 ו- R3, עד לנקודה בה קטודת ה- SCR1 הופכת פחות חיובית מהקתודה שלה.

כמו כן, בינתיים צומת R2, R3 הופך לחיובי וכתוצאה מכך מתח מוגבר למתח הקתודה עבור ה- SCR, ומפעיל אותו.

ה- SCR יורה כעת ומאפשר לסוללה להתחבר למנורה, ומאירה אותה באופן מיידי באמצעות כוח הסוללה.

המנורה מותרת להישאר במצב המואר כאילו דבר לא קרה.

כאשר החשמל חוזר, הקבלים C1 נטענים שוב, מה שגורם ל- SCR לכבות, ולנתק את כוח הסוללה למנורה, כך שהמנורה תאיר כעת דרך אספקת הכניסה DC.

יישומי SCR שונים שנאספו מאתר זה

אזעקת גשם פשוטה:

המעגל הנ'ל של אזעקת גשם יכול לשמש להפעלת עומס זרם חילופין, כמו מנורה או כיסוי או צל מתקפל אוטומטי.

החיישן מיוצר על ידי הנחת יתדות מתכתיות, או ברגים או מתכת דומה מעל גוף פלסטיק. החוטים ממתכות אלה מחוברים על בסיס שלב טרנזיסטור מעורר.

החיישן הוא החלק היחיד במעגל שמוצב בחוץ, לחישה של נפילת גשם.

כאשר מתחילה נפילת גשם, טיפות מים מגשרות על מתכות החיישן.

מתח קטן מתח לדלוף על פני מתכות החיישן ומגיע לבסיס הטרנזיסטור, הטרנזיסטור מוליך ומספק מייד את זרם השער הנדרש ל- SCR.

ה- SCR גם מגיב ומפעיל את עומס ה- AC המחובר למשיכת כיסוי אוטומטי או פשוט אזעקה לתיקון המצב לפי רצונו של המשתמש.

אזעקת פריצה SCR

דנו בסעיף הקודם לגבי מאפיין מיוחד של SCR שבו הוא ננעל בתגובה לעומסי DC.

המעגל המתואר להלן מנצל את המאפיין הנ'ל של ה- SCR ביעילות להפעלת אזעקה בתגובה לגניבה אפשרית.

כאן, בהתחלה ה- SCR מוחזק במצב כבוי כל עוד השער שלו נשאר מבודד או מוברג עם פוטנציאל הקרקע שבמקרה הוא גוף הנכס שנדרש להגן עליו.

אם נעשה ניסיון לגנוב את הנכס על ידי הברגת הבריח הרלוונטי, פוטנציאל הקרקע ל- SCR יוסר והטרנזיסטור יופעל דרך הנגד המשויך המחובר על בסיסו וחיובי.

ה- SCR גם מופעל באופן מיידי מכיוון שעכשיו הוא מקבל את מתח השער שלו מפולט הטרנזיסטור, ותפסים המשמיעים את אזעקת DC המחוברת.

האזעקה נותרת מופעלת עד שהיא כבויה באופן ידני, בתקווה שהבעלים בפועל.

מטען גדרות פשוט, מעגל אנרג'ייזר

SCRs הופכים להיות אידיאליים להכנה מעגלי מטען גדר . מטעני גדרות דורשים בעיקר שלב גנרטור במתח גבוה, שבו התקן מיתוג גבוה כמו SCR הופך להיות הכרחי ביותר. לפיכך SCRs מתאימים במיוחד ליישומים כאלה שבהם הם משמשים להפקת מתח הקשת הגבוה הנדרש.

מעגל CDI למכוניות:

כפי שהוסבר ביישום לעיל, SCRs נמצאים בשימוש נרחב גם ברכבים, במערכות ההצתה שלהם. מעגלי הצתה פריקתיים או מערכות CDI מפעילות SCR לייצור מיתוג מתח גבוה הנדרש לתהליך ההצתה או להפעלת הצתה של רכב.