SCR
Το SCR ή το Silicon Controlled Rectifier είναι μια συσκευή 3 ακίδων, που έχει τρεις βασικούς ακροδέκτες - άνοδο, κάθοδο και πύλη. Το τερματικό πύλης είναι το τερματικό ελέγχου για την εφαρμογή τάσης ανόδου-καθόδου. Συνήθως το Silicon χρησιμοποιείται λόγω του χαμηλού ρεύματος διαρροής. Η πολικότητα των τάσεων που εφαρμόζονται στην κάθοδο και την άνοδο αποφασίζει εάν η συσκευή βρίσκεται σε μετωπική μεροληψία ή αντίστροφη μεροληψία και η τάση πύλης αποφασίζει την αγωγή της SCR. Με άλλα λόγια, όταν η μεροληψία προς τα εμπρός εφαρμόζεται στο SCR, αφού εφαρμοστεί η σωστή θετική τάση πύλης, η συσκευή αρχίζει να λειτουργεί και απενεργοποιείται μόνο όταν το ρεύμα μέσω της συσκευής είναι μικρότερο από το ρεύμα συγκράτησης. Έτσι, το SCR μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως διακόπτης.
Πυρκαγιά SCR:
Η εφαρμογή της τάσης GATE είναι γνωστή ως ενεργοποίηση.
Τύποι πυροδότησης SCR:
Γενικά, υπάρχουν δύο τύποι πυροδότησης:
- Μηδενική τάση διασταύρωσης: Η λειτουργία ελέγχου μηδενικής διέλευσης (ονομάζεται επίσης γρήγορος κύκλος, ενσωματωμένος κύκλος ή πυροδότηση ριπής) λειτουργεί ενεργοποιώντας το SCR μόνο όταν η στιγμιαία τιμή της ημιτονοειδούς τάσης είναι μηδέν.
- Μέθοδος ελέγχου γωνίας φάσης: Η γωνία φάσης ποικίλλει, δηλαδή η εφαρμογή των παλμών πύλης καθυστερεί για έναν ορισμένο χρόνο και ελέγχεται η αγωγή.
Κυκλώματα πυροδότησης:
Χαρακτηριστικά του κυκλώματος πυροδότησης:
- Τα κυκλώματα πυροδότησης πρέπει να παράγουν παλμούς ενεργοποίησης για το θυρίστορ σε κατάλληλες στιγμές.
- Πρέπει να υπάρχει ηλεκτρική απομόνωση μεταξύ των κυκλωμάτων πυροδότησης και του θυρίστορ. Επιτυγχάνεται με τη χρήση ενός ενισχυτή παλμού ή ενός οπτοαπομονωτή.
Τύποι κυκλώματος πυροδότησης:
- Κύκλωμα R-Firing:
- Κύκλωμα πυροδότησης RC:
- Κύκλωμα πυροδότησης UJT:
Γωνία πυροδότησης:
Ο αριθμός βαθμών από την αρχή του κύκλου όταν είναι ενεργοποιημένο το SCR γωνία πυροδότησης . Κάθε SCR θα αρχίσει να διεξάγεται σε ένα συγκεκριμένο σημείο στο τάση πηγής εναλλασσόμενου ρεύματος . Το συγκεκριμένο σημείο ορίζεται ως η γωνία πυροδότησης. Όσο νωρίτερα στον κύκλο το SCR είναι ενεργοποιημένο, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η τάση που εφαρμόζεται στο φορτίο.
Ελεγχόμενος ανορθωτής SCR από τον Elwood Gillilan
Έλεγχος γωνίας πυροδότησης:
Ο έλεγχος γωνίας πυροδότησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές όπως ο έλεγχος της ταχύτητας των κινητήρων του ανεμιστήρα, ο έλεγχος της έντασης ενός λαμπτήρα, με τον έλεγχο της εφαρμογής ισχύος στο SCR. Ο έλεγχος γωνίας πυροδότησης επιτυγχάνεται μεταβάλλοντας το χρόνο εφαρμογής των παλμών πύλης στο SCR. Η τάση στον ακροδέκτη πύλης του SCR μπορεί να εφαρμοστεί σε δεδομένο χρόνο που αποφασίζεται από την απομακρυσμένη είσοδο.
Βασικά, ο έλεγχος της γωνίας πυροδότησης σημαίνει διαχείριση του σημείου στην κυματομορφή σήματος AC όταν πρόκειται να ενεργοποιηθεί το SCR ή με άλλα λόγια, ο χρόνος που αντιστοιχεί στην κυματομορφή σήματος AC όταν η πύλη SCR πρόκειται να λάβει τάση τροφοδοσίας DC. Κανονικά για να ενεργοποιήσουμε ένα SCR χρησιμοποιούμε οπτοαπομονωτή. Για ένα απλό κύκλωμα εφαρμογής ισχύος, όπου δεν απαιτείται έλεγχος ισχύος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν κανονικά ανιχνευτές διασταύρωσης μηδενικής ή οπτοαπομονωτές με ανιχνευτές μηδενικής διέλευσης, με τους οποίους η SCR ενεργοποιείται μόνο στα επίπεδα μηδενικής διέλευσης της κυματομορφής AC. Για άλλες εφαρμογές που περιλαμβάνουν εφαρμογή ελέγχου ισχύος, η πύλη ενεργοποιείται χρησιμοποιώντας παλμούς και η γωνία πυροδότησης μεταβάλλεται ανάλογα για τον έλεγχο της μεταγωγής του SCR και συνεπώς της ισχύος του SCR.
Η διακύμανση της γωνίας πυροδότησης ή η μεταβολή της αγωγής SCR με καθυστέρηση της εφαρμογής του ρεύματος πύλης μπορεί να γίνει με δύο τρόπους:
- Έλεγχος Phase Shifting Gate : Προκαλεί καθυστέρηση αγωγής 0 έως 180⁰. Η γωνία φάσης της τάσης πύλης αλλάζει σε σχέση με την τάση ανόδου-καθόδου. Με άλλα λόγια, η τάση πύλης εφαρμόζεται εκτός φάσης με την τάση ανόδου.
Συνήθως, η χωρητικότητα ή οι επαγωγές χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό. Στον συνδυασμό LR, το ρεύμα καθυστερεί την τάση, ενώ, σε συνδυασμό RC, οδηγεί επί του παρόντος την τάση. Η αντίσταση R μεταβάλλεται έτσι ώστε να μεταβάλλεται η γωνία φάσης κατά την οποία η τάση πύλης καθυστερεί από την τάση ανόδου.
Διαφορετικά κυκλώματα που χρησιμοποιούνται ως μετατόπιση φάσης έχουν ως εξής:
Ψηφιακά ελεγχόμενη μετατόπιση φάσης
Phase Shift Ταλαντωτής
- Ενεργοποίηση σφυγμού: Η τάση πύλης μπορεί επίσης να εφαρμοστεί δίνοντας παλμούς στο τερματικό πύλης. Ο κύκλος λειτουργίας των παλμών μπορεί να μεταβληθεί για να παρέχει διακύμανση στην αγωγή.
Οι παλμοί μπορούν να δημιουργηθούν είτε χρησιμοποιώντας UJT είτε χρησιμοποιώντας 555 χρονόμετρα.
Το κύκλωμα δημιουργίας παλμών χρησιμοποιώντας χρονοδιακόπτη 555
Παράδειγμα λειτουργίας του ελέγχου γωνίας πυροδότησης και της εφαρμογής του
Διάγραμμα μπλοκ που δείχνει έλεγχο γωνίας πυροδότησης για SCR πλάτης-πλάτης για επίτευξη ελέγχου ισχύος
Το παραπάνω διάγραμμα μπλοκ αντιπροσωπεύει το σύστημα επίτευξης έλεγχος ισχύος στον επαγωγικό κινητήρα χρησιμοποιώντας έλεγχο γωνίας πυροδότησης για SCR πλάτη με πλάτη.
Πριν αναφερθούμε σε λεπτομέρειες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο επιτυγχάνεται ο έλεγχος γωνίας πυροδότησης σε αυτό το σύστημα, ας ρίξουμε μια γρήγορη ματιά στην πίσω-πίσω σύνδεση του SCR.
Ακολουθεί ένα βίντεο που περιγράφει μια σύνδεση SCR back to back.
Μια πλάτη με πλάτη σύνδεση SCR χρησιμοποιείται για την παροχή εναλλασσόμενου ρεύματος στο φορτίο και στους δύο μισούς κύκλους του σήματος AC. Δύο οπτοαπομονωτές συνδέονται σε κάθε SCR. Στον πρώτο μισό κύκλο του σήματος AC, ένα από τα SCR πραγματοποιείται αφού ενεργοποιηθεί χρησιμοποιώντας έναν οπτοαπολυτήρα και επιτρέπει στο ρεύμα να περάσει από το φορτίο. Στο δεύτερο μισό κύκλο, ένα άλλο SCR συνδεδεμένο σε αντίστροφη κατεύθυνση με αυτό του άλλου SCR, ενεργοποιείται χρησιμοποιώντας έναν άλλο οπτοαπολυτήρα και επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει στο φορτίο. Έτσι, το φορτίο λαμβάνει ισχύ AC και στους δύο μισούς κύκλους.
Σε αυτό το σύστημα, το SCR ενεργοποιείται χρησιμοποιώντας έναν οπτοαπολυτήρα που περιέχει συνδυασμό LED και TRIAC. Όταν οι παλμοί εφαρμόζονται στο LED, εκπέμπει φως που πέφτει στο TRIAC και διεξάγει, προκαλώντας τους παλμούς εξόδου από τον οπτικοαπολυτήρα στο SCR. Η αρχή περιλαμβάνει τον έλεγχο του ρυθμού εφαρμογής παλμών μεταβάλλοντας τη συχνότητα μεταξύ γειτονικών παλμών. Ένας μικροελεγκτής χρησιμοποιείται για την παροχή παλμών στον οπτικοαπολυτήρα με βάση την είσοδο κουμπιού που συνδέεται με αυτόν. Ο αριθμός των φορών που πιέζεται το κουμπί αποφασίζει το ύψος της καθυστέρησης εφαρμογής των παλμών. Για παράδειγμα, εάν πατηθεί το πλήκτρο μία φορά, ο Μικροελεγκτής καθυστερεί την εφαρμογή του παλμού κατά 1ms. Έτσι ελέγχεται ανάλογα η γωνία με την οποία ενεργοποιείται το SCR και ελέγχεται η εφαρμογή ισχύος AC στο φορτίο.
Δικαιώματα φωτογραφίας:
- Phase Shift Oscillator Από community.fortunecity
- Ψηφιακά ελεγχόμενη μετατόπιση φάσης από Τσιναμπάικ
