In questo tutorial, impareremo su alcune delle applicazioni SCR comunemente noti. Le applicazioni SCR sono di commutazione, controllo di potenza in entrambi i circuiti AC e DC, sopra protezione di tensione ecc.

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Applicazioni SCR

A causa della vasta gamma di vantaggi, come la capacità di accendere da OFF stato in risposta ad una bassa corrente di gate e anche in grado di commutare alte tensioni, rende l’SCR o tiristore per essere utilizzato in una varietà di applicazioni.

Queste applicazioni includono commutazione, rettifica, regolazione, protezione, ecc. Gli SCR sono utilizzati per il controllo degli elettrodomestici: illuminazione, controllo della temperatura, regolazione della velocità della ventola, riscaldamento e attivazione dell’allarme.

Per applicazioni industriali, SCRS sono utilizzati per controllare la velocità del motore, ricarica della batteria e conversioni di potenza. Alcuni di essi sono spiegati di seguito.

SCR come interruttore

L’operazione di commutazione è una delle applicazioni più importanti dell’SCR. L’SCR viene spesso utilizzato come relè a stato solido e presenta più vantaggi rispetto ai relè o agli interruttori elettromagnetici in quanto non vi sono parti mobili in SCR.

La figura seguente mostra l’applicazione di un SCR come interruttore per ACCENDERE e spegnere l’alimentazione fornita al carico. L’alimentazione CA fornita al carico viene controllata applicando impulsi di attivazione alternativi all’SCR. I resistori R1 e R2 proteggono rispettivamente i diodi D1 e D2. Il resistore R limita il flusso di corrente del gate.

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Durante il mezzo ciclo positivo dell’input, SCR1 è prevenuto in avanti e SCR2 è prevenuto in retromarcia. Se l’interruttore S è chiuso, la corrente di gate viene applicata allo SCR1 attraverso il diodo D1 e quindi SCR1 è acceso. Pertanto, la corrente scorre verso il carico attraverso SCR1.

Allo stesso modo, durante il mezzo ciclo negativo del segnale, SCR2 è polarizzato in avanti e SCR1 è polarizzato in retromarcia. Se l’interruttore S è chiuso, la corrente di gate fluisce verso SCR2 attraverso il diodo D2. Quindi lo SCR2 è acceso e la corrente di carico scorre attraverso di esso.

Pertanto, controllando l’interruttore S la corrente di carico può essere controllata in qualsiasi posizione desiderata. Si osserva che, questo interruttore gestisce un paio di corrente ampere mulino per controllare le diverse centinaia di corrente ampere nel carico. Quindi questo metodo di commutazione è più vantaggioso della commutazione meccanica o elettromeccanica.

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Controllo della potenza Utilizzando SCRs

Gli SCR sono in grado di controllare la potenza trasmessa al carico. Spesso è necessario variare la potenza erogata al carico dipende dai requisiti di carico come il controllo della velocità del motore e dimmer luce.

In tali condizioni la variazione di potenza con i potenziometri regolabili convenzionali non è un metodo affidabile a causa della grande dissipazione di potenza. Per ridurre questa dissipazione di potenza nei circuiti ad alta potenza, gli SCR sono la scelta migliore come dispositivi di controllo della potenza.

Controllo della potenza CA utilizzando SCR

Nei circuiti CA, il controllo di fase è la forma più comune di controllo della potenza SCR. Nel controllo di fase, variando l’angolo di attivazione alfa al terminale di gate, si ottiene il controllo della potenza.

Sotto figura mostra un circuito completo di controllo dell’onda di CA che illustra il metodo di controllo di fase. Si consideri che l’alimentazione CA è data ai due SCR anti-paralleli. Durante il mezzo ciclo positivo del segnale SCR1 conduce mentre nel mezzo ciclo negativo SCR2 conduce quando vengono applicati impulsi di gate appropriati.

Variando l’angolo di cottura al rispettivo SCR, i tempi di accensione sono variati. Ciò porta a variare la potenza consumata dal carico. Nella figura sotto SCRs sono attivati a impulsi ritardati (che significa un aumento dell’angolo di cottura) risultati alla diminuzione della potenza erogata al carico.

Il vantaggio principale del controllo di fase è che gli SCR sono spenti automaticamente ad ogni posizione zero corrente di corrente alternata. Quindi, non è necessario alcun circuito di commutazione per spegnere l’SCR.

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Controllo della potenza CC utilizzando SCR

Nel caso di un circuito CC, la potenza erogata al carico viene variata variando le durate di accensione e SPEGNIMENTO dell’SCR. Questo metodo è chiamato come chopper o controllo ON-OFF. La figura seguente mostra il semplice controllo ON-OFF del carico utilizzando SCR.

È anche possibile commutare l’SCR ad una certa frequenza di attivazione in modo che la corrente che scorre al carico sia variata. L’esempio di tale circuito è il circuito SCR basato su PWM per produrre l’uscita variabile al carico.

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È possibile produrre la corrente continua variabile al carico utilizzando circuiti raddrizzatori di controllo di fase. La potenza DC media erogata al carico viene controllata controllando l’istante di accensione dell’SCR. Alcuni di questi circuiti raddrizzatori sono riportati di seguito.

Raddrizzatore a mezza onda

Il circuito qui sotto mostra il circuito raddrizzatore a mezza onda monofase utilizzando SCR. Un diodo in serie con il resistore variabile è collegato al gate che è responsabile dell’attivazione dell’SCR.

  • Durante il mezzo ciclo negativo del segnale di ingresso CA, l’SCR è polarizzato in senso inverso. Quindi, nessuna corrente scorre attraverso il carico.
  • Durante il mezzo ciclo negativo dell’input, SCR è prevenuto in avanti. Se il resistore è variato in modo tale che la corrente minima di attivazione venga applicata al gate, l’SCR viene attivato. Quindi la corrente inizia a scorrere verso il carico.
  • Se la corrente di gate è maggiore, la tensione di alimentazione a cui è acceso l’SCR sarà minore. L’angolo in cui l’SCR inizia a condurre è indicato come angolo di cottura. Per questo circuito raddrizzatore, l’angolo di cottura può essere variato solo durante il mezzo ciclo positivo.
  • Pertanto, variando l’angolo di cottura o la corrente di gate (modificando la resistenza in questo circuito), è possibile far sì che l’SCR conduca parte o mezzo ciclo positivo completo in modo che la potenza media alimentata al carico venga variata.

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Raddrizzatore a onda intera

In un raddrizzatore a onda intera, sia l’onda positiva che quella negativa dell’alimentazione in ingresso vengono rettificate. Quindi, rispetto al raddrizzatore a mezza onda, il valore medio della tensione continua è alto e anche il contenuto di ondulazione è inferiore. La figura seguente mostra il circuito raddrizzatore a onda intera costituito da due SCR collegati con il centro sfruttato trasformatore.

• Pertanto, variando la corrente di attivazione all’SCRs, viene variata la potenza media erogata al carico.

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Raddrizzatore a ponte a onda intera

Invece di utilizzare un trasformatore centrale, è anche possibile utilizzare quattro SCR in una configurazione a ponte per ottenere la rettifica a onda intera. Durante il mezzo ciclo positivo dell’ingresso, SCR1 e SCR2 sono in conduzione. Durante il mezzo ciclo negativo, SCR3 e SCR4 sono in conduzione. L’angolo di conduzione di ciascun tiristore viene regolato variando le rispettive correnti di gate. E quindi, la tensione di uscita attraverso il carico è variata.

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Protezione da sovratensione utilizzando SCR

Grazie all’azione di commutazione rapida dell’SCR, una delle applicazioni SCR più comuni è che può essere utilizzata come dispositivo di protezione. Il circuito utilizzato per la protezione contro sovratensioni è indicato come circuito piede di porco.

La figura seguente mostra il circuito piede di porco utilizzando SCR. Questo circuito del piede di porco è collegato attraverso il circuito o il carico che deve essere protetto. Questo circuito è costituito da SCR che viene attivato dalla disposizione diodo zener. Questo diodo zener è selezionato in modo tale che, in condizioni operative normali, funga da interruttore aperto.

Quindi, la tensione attraverso il resistore è zero e quindi l’SCR rimane in stato OFF.