Ang mga modernong elektroniko ng kapangyarihan ay tunay na nagsimula sa pagkakaroon ng mga thyristor. Ang thyristors ay kilala rin bilang mga siper na kinokontrol ng silikon o SCRs. Ito ang apat na layered at three-terminal semiconductor na aparato. At ang mga thyristor ay mga unidirectional na aparato.
Ang Silicon Controlled Rectifiers ay mga aparato na semiconductor na karaniwang ginagamit upang makontrol ang mataas na lakas na kaakibat ng mataas na boltahe. Samakatuwid ang mga aparatong ito ay nakakahanap ng mga aplikasyon sa mga mataas na boltahe AC power control system, lamp dimmer circuit, regulator circuit, atbp. Ang SCR ay nakakahanap din ng aplikasyon sa pagwawasto ng mataas na AC power sa high volt DC power transmission. Ang SCR ay kabilang sa pamilya ng Thyristors at sa totoo lang, ang pangalang SCR ay ang pangalang pangkalakalan ng Thyristor mula sa General Electrics.
Ang SCR ay isang aparatong may apat na layered na may alternating mga materyales na N at P-type. Ang SCR ay binubuo ng isang apat na layer ng semiconductor na bumubuo ng istraktura ng PNPN o NPNP. Ginagamit ang silicon bilang intrinsic semiconductor, kung saan idinagdag ang tamang mga dopant. Mayroon itong tatlong mga terminal na tinatawag na anode, cathode, at gate. Ang katod ay ang pinaka mabibigat na naka-doped at ang gate at anode ay hindi gaanong masidopate. Ang gitnang N-type layer ay gaanong naka-doped at mas makapal din kaysa sa iba pang mga layer na binibigyan ng kapangyarihan upang suportahan ang isang mataas na boltahe ng pag-block.
Ang SCR ay may tatlong mga junction katulad ng J1, J2, at J3. Ang Anode ay konektado sa materyal na uri ng P ng istrakturang PNPN habang ang katod ay konektado sa materyal na uri ng N. Ang Gate ay konektado sa materyal na uri ng P malapit sa katod.
Ito ay mga unidirectional na aparato at nagsasagawa lamang ng kasalukuyang sa isang direksyon. Iyon ay mula sa Anode hanggang sa Cathode. Nagaganap ang pag-trigger ng SCR kapag nakakakuha ng positibong boltahe ang gate nito. Pangkalahatang ginagamit ang SCR sa paglipat ng mga application tulad ng relay driver, mga charger ng baterya, atbp.
Ang thyristor ay may tatlong pangunahing mga estado:
Baligtarin ang pag-block: Sa ganitong estado, hinaharang ng thyristor ang kasalukuyang sa parehong paraan tulad ng isang reverse-bias bias diode.
Pagpasa sa pag-block: Sa estadong ito, ang operasyon ng thyristor ay tulad na hinaharangan nito ang kasalukuyang kasalukuyang pagpapadaloy na normal na madadala ng isang pasulong na bias na diode.
Pagpasa sa pagsasagawa: Sa estado na ito, ang thyristor ay na-trigger sa pagpapadaloy. Mananatili itong gumaganap hanggang sa ang kasalukuyang pasulong ay bumaba sa ibaba ng halaga ng threshold na kilala bilang kasalukuyang hawak.
Pagpapatakbo ng Thyristor
SCR-SYMBOL
Ang SCR ay nagsisimula ng pagpapadaloy kapag ito ay piniling bias. Para sa hangaring ito, ang katod ay itinatago sa isang negatibo at anode sa positibong boltahe. Kapag ang boltahe ng bias sa unahan ay inilalapat sa SCR, ang kantong J1 at J3 ay maging bias sa pasok habang ang kantong J2 ay nagiging bias na bias. Kapag ang isang positibong boltahe ay inilapat sa gate ang kantong J2 ay magiging bias sa pasulong at ang SCR ay nakabukas.
Sa pagpapatakbo ang thyristor ay maaaring isaalang-alang bilang NPN at PNP transistor na konektado pabalik sa likod, na bumubuo ng isang positibong loop ng feedback sa loob ng aparato. Ang transistor kasama ang emitter nito na konektado sa cathode ng thyristor ay isang aparato na NPN samantalang ang transistor kasama ang emitter nito ay konektado sa anode ng ang thyristor ay aparato ng PNP . Ang gate ay konektado sa base ng NPN transistor. Ang output ng isang transistor ay pinakain sa input ng pangalawa at ang output ng pangalawang transistor ay, sa turn, pinakain pabalik sa input ng una. Nangangahulugan ito na kapag nagsimulang dumaloy ang isang kasalukuyang, mabilis itong bumubuo hanggang sa ang parehong mga transistors ay ganap na nakabukas o mabusog. Tingnan natin ang isang maliit na halimbawa:
Mula sa circuit sa ibaba, dito ginamit namin ang isang TYN616 thyristor.
- Kapag ang gate ay bukas tatlong break-over voltages ay natutukoy sa minimum na boltahe sa pasulong kung saan ang conductor ng thyristor ay mabigat. Ngayon, ang karamihan sa boltahe ng suplay ay lilitaw sa paglaban ng pag-load. Ang kasalukuyang hawak ay ang maximum na kasalukuyang anode kasalukuyang bukas na bukas kapag nangyari ang break over.
- Kapag ang gate sa OFF na estado ang thyristor ay nagbibigay ng infinity resist kaysa sa ON state, nag-aalok ito ng napakababang resistensya, na nasa saklaw na 0.010 hanggang 10.
Mode ng Pag-trigger
Sa normal na estado ng estado, pinipigilan ng SCR ang daloy ng kasalukuyang sa pamamagitan nito ngunit kapag ang gate sa cathode boltahe ay tumataas at lumampas sa isang partikular na antas, ang SCR ay nakabukas at nagsasagawa tulad ng isang transistor. Ang isang mahalagang kakaibang katangian ng SCR ay na, sa sandaling ito ay isinasagawa, mananatili itong naka-latched at patuloy na nagsasagawa kahit na tinanggal ang boltahe ng gate. Ang SCR ay mananatili hanggang sa ang kasalukuyang hawak ng mga aparato ay bumaba sa isang mababang halaga. Ngunit kung ang gate ay nakakakuha ng isang pulsating boltahe at ang kasalukuyang sa pamamagitan nito ay mas mababa sa kasalukuyang pagdidikit, ang SCR ay mananatili sa off state. Ang SCR ay maaaring ma-trigger nang walang positibong boltahe sa gate. Karaniwang konektado ang SCR sa anode sa positibong riles at katod sa negatibong riles. Kung tumaas ang inilapat na boltahe sa anode, ang capacitive na pagkabit sa aparato ay nagpapahiwatig ng singil sa gate at nag-trigger ng SCR. Ang ganitong uri ng pag-trigger nang wala ang panlabas na kasalukuyang gate ay kilala bilang 'DV / dt triggering'. Karaniwan itong nangyayari sa kapangyarihan. Ito ang tinatawag na Rate effect.
Ngunit ang pag-trigger ng DV / dt ay hindi bubukas nang buo ang SCR at ang bahagyang na-trigger na SCR ay magwawaldas ng maraming lakas at maaaring makapinsala ang aparato. Upang maiwasan ang pag-trigger ng DV / dt, isang snubber network ang ginagamit. Ang isa pang mode ng pag-trigger ay sa pamamagitan ng pagtaas ng boltahe ng pasulong ng SCR sa itaas na na-rate na boltahe ng breakdown. Nangyayari ang pagpalitaw ng pasulong na boltahe kapag ang boltahe sa SCR ay tataas sa pagbukas ng gate nito. Tinawag itong 'Avalanche breakdown' kung saan ang kantong 2 ng pagkasira ng aparato. Buksan din nito ang SCR nang bahagya at makakasira sa aparato. Kaya't ang boltahe ay hindi dapat lumagpas sa na-rate na boltahe ng SCR.
Paano i-off ang SCR?
Kapag ang SCR ay nakabukas, ito ay nasa mode ng pagsasagawa kahit na tinanggal ang kasalukuyang gate. Ito ay SCR latching. Ang SCR ay maaaring mapapatay sa pamamagitan ng pag-trigger ng reverse. Maaari itong gawin sa pamamagitan ng paglalapat ng isang negatibong boltahe sa gate. Ang aparato ay maaari ding patayin alinman sa pamamagitan ng pag-alis ng kasalukuyang Anode o sa pamamagitan ng pagpapaikli sa gate at cathode sandali.
Mga aplikasyon ng Thyristor:
Higit na ginagamit ang mga thyristor sa mga aparato kung saan hinihiling ang kontrol ng mataas na lakas, posibleng kaisa ng mataas na boltahe. Ginagawa silang angkop ng kanilang operasyon para magamit sa katamtaman hanggang sa mataas na boltahe na mga aplikasyon ng kontrol ng kuryente, halimbawa, paglabo ng lampara, mga kumokontrol, at kontrol sa motor .
Isang Application ng SCR- Relay Control Gamit ang SCR:
Kung ang switch S1 ay pansamantalang pinindot, bubuksan ang Relay. Maaari itong patayin sa pamamagitan ng pagpindot sa S2.
Kung ang switch S1 ay pinalitan ng isang LDR at R1 na may 4.7K preset, ang relay ay bubukas kapag bumagsak ang ilaw sa LDR. I-preset ang pag-aayos ng puntong nagti-trigger.
Kung ang switch S1 ay pinalitan ng isang 4.7 K NTC (Negatibong Temperatura Coefficient) Thermister at R1 na may 1K preset, ang relay ay bubukas kapag tumataas ang temperatura. I-preset ang pag-aayos ng puntong nagti-trigger.
Pagkikilala sa kumuha ng larawan:
- SCR-SYMBOL ni wikimedia
