ebben az oktatóanyagban megismerjük néhány közismert SCR alkalmazást. Az SCR Alkalmazások kapcsolás, teljesítményszabályozás mind AC, mind DC áramkörökben, Túlfeszültség-védelem stb.

vázlat

SCR Alkalmazások

az előnyök széles skálája miatt, mint például az alacsony kapuáramra adott válaszként kikapcsolt állapot bekapcsolása, valamint a magas feszültségek váltása, az SCR-t vagy a tirisztort különféle alkalmazásokban használják.

ezek az alkalmazások magukban foglalják a kapcsolást, a helyesbítést, a szabályozást, a védelmet stb. Az SCRs-t a háztartási készülékek vezérlésére használják, beleértve a világítást, a hőmérséklet-szabályozást, a ventilátor sebességének szabályozását, a fűtést és a riasztás aktiválását.

ipari alkalmazásokhoz az SCRs-t a motor fordulatszámának, az akkumulátor töltésének és az energiaátalakításnak a szabályozására használják. Néhányat az alábbiakban ismertetünk.

SCR kapcsolóként

a kapcsolási művelet az SCR egyik legfontosabb alkalmazása. Az SCR-t gyakran használják szilárdtest reléként, és több előnye van, mint az elektromágneses relék vagy kapcsolók, mivel az SCR-ben nincsenek mozgó alkatrészek.

az alábbi ábra egy SCR alkalmazását mutatja be a terhelés tápellátásának be-és kikapcsolására. A terheléshez táplált váltakozó áramú tápellátást alternatív kiváltó impulzusok alkalmazásával szabályozzák az SCR-re. Az R1 és R2 ellenállások védik a D1 és D2 diódákat. Az R ellenállás korlátozza a kapu áramát.

1

a bemenet pozitív félciklusa alatt az SCR1 előre elfogult, az SCR2 pedig hátra elfogult. Ha az S kapcsoló zárva van, a kapu áramát az SCR1-re a D1 diódán keresztül alkalmazzák, ezért az SCR1 be van kapcsolva. Ezért az áram az SCR1-en keresztül áramlik a terhelésre.

Hasonlóképpen, a jel negatív félciklusa alatt az SCR2 előre elfogult, az SCR1 pedig fordított elfogult. Ha az S kapcsoló zárva van, a kapuáram a D2 diódán keresztül áramlik az SCR2-be. Ezért az SCR2 be van kapcsolva, és a terhelési áram átfolyik rajta.

ezért az S kapcsoló vezérlésével a terhelési áram bármely kívánt helyzetben szabályozható. Megfigyelhető, hogy ez a kapcsoló néhány Malom amper áramot kezel a terhelés több száz amper áramának szabályozására. Tehát ez a kapcsolási módszer előnyösebb, mint a mechanikus vagy elektromechanikus kapcsolás.

vissza az elejére

teljesítményszabályozás az SCRs

használatával az SCRs képes szabályozni a terhelésre továbbított teljesítményt. Gyakran szükséges, hogy változik a szállított teljesítmény a terhelés függ a terhelési követelmények, mint például a motor fordulatszám-szabályozás és fényerő-szabályozók.

ilyen körülmények között a hagyományos állítható potenciométerekkel változó teljesítmény nem megbízható módszer a nagy teljesítményeloszlás miatt. A nagy teljesítményű áramkörökben a teljesítményeloszlás csökkentése érdekében az SCRs a legjobb választás teljesítményszabályozó eszközként.

AC teljesítményszabályozás SCR

használatával váltakozó áramú áramkörökben a fázisvezérlés az SCR teljesítményszabályozás leggyakoribb formája. A fázisvezérlésben az alfa kioldási szög változtatásával a kapu terminálján teljesítményszabályozást kapunk.

az alábbi ábra egy teljes váltakozó áramú hullámvezérlő áramkört mutat, amely a fázisvezérlő módszert szemlélteti. Vegyük figyelembe, hogy a váltakozó áramú tápellátást a két párhuzamos SCRs kapja. A jel pozitív félciklusa alatt az SCR1 vezet, míg a negatív félciklusban az SCR2 vezet, amikor megfelelő kapuimpulzusokat alkalmaznak rájuk.

a tüzelési szögnek a megfelelő SCRs-hez való változtatásával a bekapcsolási idők változnak. Ez a terhelés által fogyasztott teljesítmény megváltoztatásához vezet. Az alábbi ábrán SCRs aktiválódnak késleltetett impulzusok (ez azt jelenti, hogy növeli a tüzelési szög) eredmények csökken a szállított teljesítmény a terhelés.

a fázisvezérlés fő előnye, hogy az SCRs automatikusan kikapcsol minden váltakozó áramú nulla helyzetben. Ezért nincs szükség kommutációs áramkörre az SCR kikapcsolásához.

2

vissza az elejére

egyenáramú teljesítményszabályozás SCR

használatával egyenáramú áramkör esetén a terhelésre leadott teljesítmény az SCRs be-és kikapcsolási időtartamának változtatásával változik. Ezt a módszert chopper vagy ON-OFF vezérlésnek nevezik. Az alábbi ábra a terhelés egyszerű BE-KI vezérlését mutatja SCR segítségével.

lehetőség van arra is, hogy az SCR-t bizonyos kioldási frekvencián átkapcsoljuk úgy, hogy a terheléshez áramló áram változó legyen. Ilyen áramkörre példa a PWM alapú SCR áramkör, amely a terhelés változó kimenetét eredményezi.

3

a változó egyenáramú energiát a terheléshez fázisvezérlő egyenirányító áramkörök segítségével lehet előállítani. A terheléshez szállított átlagos egyenáramot az SCR bekapcsolásának pillanatának vezérlésével lehet szabályozni. Ezen egyenirányító áramkörök egy részét az alábbiakban adjuk meg.

félhullámú egyenirányító

az alábbi áramkör az SCR-t használó egyfázisú félhullámú egyenirányító áramkört mutatja. A változó ellenállású soros dióda csatlakozik a kapuhoz, amely felelős az SCR kiváltásáért.

  • az AC bemeneti jel negatív félciklusa alatt az SCR fordított elfogult. Ezért nincs áram a terhelésen keresztül.
  • a bemenet negatív félciklusa alatt az SCR előre elfogult. Ha az ellenállást úgy változtatják meg, hogy a minimális kiváltó áramot a kapura alkalmazzák, akkor az SCR be van kapcsolva. Ezért az áram a terheléshez áramlik.
  • ha a kapu áram nagyobb, akkor a tápfeszültség, amelyen az SCR be van kapcsolva, kisebb lesz. Azt a szöget, amelyen az SCR elindul, tüzelési szögnek nevezzük. Ennél az egyenirányító áramkörnél a tüzelési szög csak a pozitív félciklus alatt változtatható.
  • ezért a tüzelési szög vagy kapuáram változtatásával (ezen áramkör ellenállásának megváltoztatásával) lehetséges az SCR vezető részének vagy teljes pozitív félciklusának kialakítása úgy, hogy a terheléshez táplált átlagos teljesítmény változzon.

4

teljes hullámú egyenirányító

teljes hullámú egyenirányítóban a bemeneti tápellátás mind pozitív, mind negatív hullámát kijavítják. Ezért a félhullámú egyenirányítóhoz képest az egyenáramú feszültség átlagos értéke magas, a hullámosság tartalma pedig kisebb. Az alábbi ábra a teljes hullámú egyenirányító áramkört mutatja, amely két SCRs-ből áll, amelyek középen csapolt transzformátorral vannak összekötve.

• a bemenet pozitív félciklusa alatt az SCR1 előre, az SCR2 pedig hátra van előfeszítve. A megfelelő kapujel alkalmazásával az SCR1 be van kapcsolva, így a terhelési áram elkezd áramlani rajta.

• a bemenet negatív félciklusa alatt az SCR2 előre, az SCR1 pedig hátra van előfeszítve. Kapuindítással az SCR2 be van kapcsolva, így a terhelési áram átfolyik az SCR2-n.

5

Full Wave Bridge Rectifier

ahelyett, hogy egy központ csapolt transzformátor, az is lehetséges, hogy négy SCRs egy híd konfiguráció, hogy a teljes hullám helyesbítését. A bemenet pozitív félciklusa alatt az SCR1 és az SCR2 vezetőképes. A negatív félciklus alatt az SCR3 és az SCR4 vezetőképes. Az egyes tirisztorok vezetési szögét a megfelelő kapuáramok változtatásával állítjuk be. Ezért a terhelés kimeneti feszültsége változatos.

6

vissza az elejére

Túlfeszültség-védelem az SCR

használatával az SCR gyors kapcsolási hatása miatt az egyik leggyakoribb SCR alkalmazás az, hogy védőeszközként alkalmazható. A túlfeszültség elleni védelemre használt áramkört feszítővas áramkörnek nevezzük.

az alábbi ábra az SCR-t használó feszítővas-áramkört mutatja. Ez a feszítővasáramkör a védendő áramkörön vagy terhelésen keresztül csatlakozik. Ez az áramkör SCR-ből áll, amelyet a zener dióda elrendezése vált ki. Ezt a zener diódát úgy választják meg, hogy normál üzemi körülmények között nyitott kapcsolóként működjön.

tehát az ellenállás feszültsége nulla, ezért az SCR kikapcsolt állapotban marad.