วงจรแอปพลิเคชัน SCR

ในบทความนี้เราจะเรียนรู้วงจรแอปพลิเคชัน SCR ที่น่าสนใจมากมายและเรียนรู้คุณสมบัติหลักและ คุณสมบัติของ SCR เรียกอีกอย่างว่าอุปกรณ์ไทริสเตอร์

SCR หรือไทริสเตอร์คืออะไร

SCR เป็นคำย่อของ Silicon Controlled Rectifier ตามชื่อที่บ่งบอกว่าเป็นไดโอดชนิดหนึ่งหรือสารปรับกระแสไฟฟ้าที่สามารถควบคุมการนำหรือการทำงานผ่านทริกเกอร์ภายนอกได้

หมายความว่าอุปกรณ์นี้จะเปิดหรือปิดเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณหรือแรงดันไฟฟ้าภายนอกซึ่งค่อนข้างคล้ายกับทรานซิสเตอร์ แต่แตกต่างกันอย่างมากด้วยคุณสมบัติทางเทคนิค

พิน SCR C106

เมื่อมองไปที่รูปเราจะเห็นว่า SCR มีโอกาสในการขายสามรายการซึ่งจะระบุแผ่นรองดังนี้:

ให้ด้านที่พิมพ์หันเข้าหาเรา

• ส่วนปลายด้านขวาเรียกว่า 'ประตู'
• จุดศูนย์กลางคือ 'ขั้วบวก' และ
• ตะกั่วด้านซ้ายคือ 'แคโทด'

วิธีเชื่อมต่อ SCR

ประตูเป็นอินพุตทริกเกอร์ของ SCR และต้องใช้ทริกเกอร์ DC ที่มีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 2 โวลต์ DC ควรมีค่ามากกว่า 10mA ทริกเกอร์นี้ถูกนำไปใช้กับประตูและกราวด์ของวงจรซึ่งหมายความว่าค่าบวกของ DC จะไปที่เกตและค่าลบกับกราวด์

การนำแรงดันไฟฟ้าข้ามขั้วบวกและแคโทดจะเปิดอยู่เมื่อใช้เกตทริกเกอร์และในทางกลับกัน

ตะกั่วด้านซ้ายสุดหรือแคโทดของ SCR ควรเชื่อมต่อกับกราวด์ของวงจรทริกเกอร์เสมอซึ่งหมายความว่าพื้นของวงจรทริกเกอร์ควรทำร่วมกันโดยการเชื่อมต่อกับแคโทด SCR มิฉะนั้น SCR จะไม่ตอบสนองต่อทริกเกอร์ที่ใช้ .

โหลดจะเชื่อมต่อตลอดทั้งขั้วบวกและแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งอาจจำเป็นสำหรับการเปิดใช้งานโหลด

SCR เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเปลี่ยนโหลด AC หรือโหลด DC แบบพัลซิ่ง โหลด DC บริสุทธิ์หรือสะอาดจะไม่ทำงานกับ SCR เนื่องจาก DC จะทำให้เกิดเอฟเฟกต์การล็อคบน SCR และจะไม่อนุญาตให้ปิดเครื่องแม้ว่าจะถอดเกตทริกเกอร์ออกแล้วก็ตาม

วงจรแอปพลิเคชัน SCR

ในส่วนนี้เราจะดูแอพพลิเคชั่นยอดนิยมของ SCR ซึ่งอยู่ในรูปแบบของสวิตช์คงที่เครือข่ายควบคุมเฟสเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ SCR ตัวควบคุมอุณหภูมิและไฟฉุกเฉินแหล่งเดียว
ระบบ.

Series-Static-Switch

สามารถเห็นสวิตช์แบบคงที่แบบครึ่งคลื่นได้ในรูปต่อไปนี้ เมื่อกดสวิตช์เพื่อให้แหล่งจ่ายเข้ากระแสไฟฟ้าที่ประตูของ SCR จะทำงานในระหว่างรอบบวกของสัญญาณอินพุตเปิด SCR

ตัวต้านทาน R1 ควบคุมและ จำกัด ปริมาณกระแสเกต

ในเงื่อนไขเปิดสวิตช์ขั้วบวกเป็นแคโทดแรงดันไฟฟ้า VF ของ SCR จะลดลงจนถึงระดับของค่าการนำไฟฟ้าของ RL สิ่งนี้ทำให้กระแสเกตลดลงอย่างมากและการสูญเสียขั้นต่ำที่วงจรเกต

ในระหว่างรอบการป้อนข้อมูลเชิงลบ SCR จะถูกปิดเนื่องจากขั้วบวกมีค่าลบมากกว่าแคโทด Diode D1 ปกป้อง SCR จากการย้อนกลับของกระแสเกต

ส่วนด้านขวาของภาพด้านบนแสดงรูปคลื่นที่เป็นผลลัพธ์สำหรับกระแสโหลดและแรงดันไฟฟ้า รูปคลื่นดูเหมือนอุปทานครึ่งคลื่นข้ามโหลด

การปิดสวิตช์ช่วยให้ผู้ใช้สามารถบรรลุระดับการนำไฟฟ้าที่ต่ำกว่า 180 องศาที่การเคลื่อนที่ของเฟสที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาบวกของสัญญาณ AC อินพุต

เพื่อให้ได้มุมการนำไฟฟ้าระหว่าง 90 °ถึง 180 °สามารถใช้วงจรต่อไปนี้ได้ การออกแบบนี้คล้ายกับข้างต้นยกเว้นตัวต้านทานซึ่งอยู่ในรูปของตัวต้านทานตัวแปรที่นี่และสวิตช์แบบแมนนวลจะถูกตัดออก

เครือข่ายที่ใช้ R และ R1 ช่วยให้มั่นใจได้ว่ากระแสเกตที่ควบคุมอย่างเหมาะสมสำหรับ SCR ในช่วงครึ่งรอบบวกของอินพุต AC

การเลื่อนแขนเลื่อนตัวต้านทานแบบแปรผัน R1 ไปที่ค่าสูงสุดหรือไปยังจุดที่ต่ำที่สุดกระแสเกตอาจอ่อนเกินไปที่จะไปถึงเกทของ SCR และสิ่งนี้จะไม่อนุญาตให้เปิด SCR

ในทางกลับกันเมื่อเลื่อนขึ้นไปกระแสเกตจะค่อยๆเพิ่มขึ้นจนกว่าจะถึงขนาด SCR เปิด ดังนั้นการใช้ตัวต้านทานตัวแปรผู้ใช้จึงสามารถกำหนดระดับของกระแสไฟเปิดสำหรับ SCR ที่ใดก็ได้ระหว่าง 0 °ถึง 90 °ตามที่ระบุไว้ที่ด้านขวามือของแผนภาพด้านบน

สำหรับค่า R1 ถ้าค่อนข้างต่ำจะทำให้ SCR ทำงานอย่างรวดเร็วซึ่งนำไปสู่ผลลัพธ์ที่คล้ายกันที่ได้จากรูปแรกด้านบน (การนำ 180 °)

อย่างไรก็ตามหากค่า R1 ใหญ่กว่าจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าอินพุตที่เป็นบวกสูงกว่าเพื่อให้ SCR เริ่มทำงาน สถานการณ์นี้ไม่อนุญาตให้เราขยายการควบคุมมากกว่าการกระจัดเฟส 90 °เนื่องจากอินพุตอยู่ในระดับสูงสุด ณ จุดนี้

หาก SCR ไม่สามารถยิงที่ระดับนี้หรือสำหรับค่าที่ต่ำกว่าของแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่ความชันเชิงบวกของวงจร AC การตอบสนองจะเหมือนกันทุกประการสำหรับความลาดชันเชิงลบของวงจรอินพุต

ในทางเทคนิคการทำงานของ SCR ประเภทนี้เรียกว่าการควบคุมเฟสต้านทานตัวแปรครึ่งคลื่น

วิธีนี้สามารถใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพในแอปพลิเคชันที่ต้องการการควบคุมกระแส RMS หรือการควบคุมกำลังโหลด

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่โดยใช้ SCR

แอปพลิเคชั่น SCR ที่ได้รับความนิยมมากอีกตัวหนึ่งอยู่ในรูปแบบ ตัวควบคุมเครื่องชาร์จแบตเตอรี่

การออกแบบพื้นฐานของเครื่องชาร์จแบตเตอรี่แบบ SCR สามารถดูได้ในแผนภาพต่อไปนี้ ส่วนที่แรเงาจะเป็นพื้นที่สนทนาหลักของเรา

การทำงานของเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ที่ควบคุมด้วย SCR ข้างต้นสามารถเข้าใจได้ด้วยคำอธิบายต่อไปนี้:

อินพุตแบบก้าวลง AC เป็นคลื่นเต็มแก้ไขผ่านไดโอด D1, D2 และจ่ายผ่านขั้วแอโนด / แคโทด SCR แบตเตอรี่ที่อยู่ระหว่างการชาร์จสามารถมองเห็นได้เป็นชุดพร้อมขั้วแคโทด

เมื่อแบตเตอรี่อยู่ในสภาพที่คายประจุแรงดันไฟฟ้าจะต่ำพอที่จะทำให้ SCR2 อยู่ในสถานะปิด เนื่องจากสถานะเปิดของ SCR2 วงจรควบคุม SCR1 จึงทำงานเหมือนกับสวิตช์แบบคงที่ของเราที่กล่าวถึงในย่อหน้าก่อนหน้า

เมื่ออินพุตที่แก้ไขแล้วได้รับการจัดอันดับอย่างเพียงพอทริกเกอร์บน SCR1 ด้วยกระแสเกตที่ควบคุมโดย R1

สิ่งนี้จะเปิด SCR ทันทีและแบตเตอรี่จะเริ่มชาร์จผ่านการนำ SCR ขั้วบวก / แคโทด

ในช่วงแรกเนื่องจากระดับการคายประจุของแบตเตอรี่ต่ำ VR จะมีศักยภาพต่ำลงตามที่กำหนดโดยค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของ R5 หรือตัวแบ่งที่อาจเกิดขึ้น

ณ จุดนี้ระดับ VR จะต่ำเกินไปที่จะเปิดไดโอดซีเนอร์ 11 V ในสถานะที่ไม่นำไฟฟ้าซีเนอร์จะเป็นเหมือนวงจรเปิดทำให้ SCR2 ปิดสนิทเนื่องจากกระแสเกตแทบเป็นศูนย์

นอกจากนี้การปรากฏตัวของ C1 ช่วยให้มั่นใจได้ว่า SCR2 จะไม่ถูกเปิดโดยไม่ได้ตั้งใจเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวหรือเดือย

เมื่อแบตเตอรี่ชาร์จแรงดันขั้วจะค่อยๆเพิ่มขึ้นและในที่สุดเมื่อถึงค่าการชาร์จเต็มที่ตั้งไว้ VR ก็เพียงพอที่จะเปิดไดโอดซีเนอร์ 11 V จากนั้นจึงยิง SCR2

ทันทีที่ SCR2 ยิงมันจะสร้างไฟฟ้าลัดวงจรอย่างมีประสิทธิภาพโดยเชื่อมต่อขั้วปลาย R2 กับกราวด์และเปิดใช้งานตัวแบ่งที่มีศักยภาพที่สร้างโดยเครือข่าย R1, R2 ที่ประตูของ SCR1

การเปิดใช้งานตัวแบ่งศักย์ R1 / R2 ที่เกทของ SCR1 ทำให้กระแสเกตของ SCR1 ลดลงทันทีบังคับให้ปิด

ซึ่งส่งผลให้แหล่งจ่ายไปยังแบตเตอรี่ถูกตัดออกเพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ไม่ได้รับอนุญาตให้ชาร์จไฟเกิน

หลังจากนี้หากแรงดันแบตเตอรี่มีแนวโน้มลดลงต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ซีเนอร์ 11 V จะปิดทำให้ SCR1 เปิดอีกครั้งเพื่อทำซ้ำรอบการชาร์จ

การควบคุมเครื่องทำความร้อน AC โดยใช้ SCR

แผนภาพด้านบนแสดงให้เห็นถึงคลาสสิก การควบคุมเครื่องทำความร้อน แอปพลิเคชันโดยใช้ SCR

วงจรนี้ออกแบบมาเพื่อเปิดและปิดฮีตเตอร์ 100 วัตต์ขึ้นอยู่กับการสลับเทอร์โมสตรัท

ปรอทในแก้ว เทอร์โมสตรัท ถูกนำมาใช้ที่นี่ซึ่งควรจะไวต่อการเปลี่ยนแปลงของระดับอุณหภูมิโดยรอบ

เพื่อความแม่นยำมันสามารถรับรู้ได้แม้กระทั่งการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ 0.1 ° C

อย่างไรก็ตามเนื่องจากสิ่งเหล่านี้ ประเภทของเทอร์โมสตรัท โดยปกติจะได้รับการจัดอันดับให้รองรับกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กมากในช่วง 1 mA หรือมากกว่านั้นดังนั้นจึงไม่เป็นที่นิยมในวงจรควบคุมอุณหภูมิมากเกินไป

ในแอปพลิเคชันการควบคุมฮีตเตอร์ที่กล่าวถึง SCR จะใช้เป็นแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบันสำหรับการขยายกระแสของเทอร์โมสตรัท

ที่จริงแล้ว SCR ไม่ได้ทำงานเหมือนเครื่องขยายเสียงแบบเดิม แต่เป็นไฟล์ เซ็นเซอร์ปัจจุบัน ซึ่งช่วยให้คุณสมบัติของเทอร์โมสตัทที่แตกต่างกันเพื่อควบคุมการสลับระดับกระแสที่สูงขึ้นของ SCR

เราจะเห็นได้ว่าแหล่งจ่ายไปยัง SCR นั้นใช้ผ่านฮีตเตอร์และวงจรเรียงกระแสแบบสะพานเต็มซึ่งช่วยให้แหล่งจ่ายกระแสตรงแบบปรับคลื่นเต็มสำหรับ SCR

ในช่วงเวลาดังกล่าวเมื่อเทอร์โมสตัทอยู่ในสถานะเปิดศักย์ไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ 0.1uF จะถูกเรียกเก็บไปยังระดับการยิงของศักย์ประตู SCR ผ่านพัลส์ที่สร้างโดยพัลส์ DC แต่ละอันที่แก้ไข

ค่าคงที่ของเวลาในการชาร์จตัวเก็บประจุถูกกำหนดโดยผลิตภัณฑ์ขององค์ประกอบ RC

สิ่งนี้ช่วยให้ SCR ดำเนินการระหว่างทริกเกอร์ครึ่งรอบ DC แบบพัลซิ่งเหล่านี้ทำให้กระแสไหลผ่านฮีตเตอร์และอนุญาตให้ใช้กระบวนการทำความร้อนที่ต้องการ

ในขณะที่ฮีตเตอร์ร้อนขึ้นและอุณหภูมิสูงขึ้น ณ จุดที่กำหนดไว้ล่วงหน้าจะทำให้เทอร์โมสตัทนำไฟฟ้าทำงานและเกิดการลัดวงจรในตัวเก็บประจุ 0.1uF สิ่งนี้จะปิด SCR และตัดไฟไปยังเครื่องทำความร้อนทำให้อุณหภูมิลดลงเรื่อย ๆ จนกว่าจะลดลงถึงระดับที่เทอร์โมสตัทปิดใช้งานอีกครั้งและ SCR จะเริ่มทำงาน

โคมไฟฉุกเฉินโดยใช้ SCR

แอปพลิเคชัน SCR ถัดไปพูดถึงแหล่งเดียว การออกแบบโคมไฟฉุกเฉิน ซึ่งก แบตเตอรี่ 6 V จะถูกเก็บไว้ในสภาพที่ชาร์จไฟแล้วเพื่อให้สามารถเปิดหลอดไฟที่เชื่อมต่อได้อย่างราบรื่นเมื่อใดก็ตามที่เกิดไฟฟ้าดับ

เมื่อมีกระแสไฟแหล่งจ่ายกระแสตรงแบบปรับคลื่นเต็มโดยใช้ D1, D2 จะมาถึงหลอดไฟ 6 V ที่เชื่อมต่อ

C1 ได้รับอนุญาตให้ชาร์จในระดับที่ต่ำกว่าความแตกต่างเล็กน้อยระหว่าง DC สูงสุดของแหล่งจ่ายที่แก้ไขอย่างสมบูรณ์และแรงดันไฟฟ้าทั่ว R2 ตามที่กำหนดโดยอินพุตแหล่งจ่ายและระดับการชาร์จของแบตเตอรี่ 6 V

ไม่ว่าในกรณีใด ๆ ระดับศักย์ของแคโทดของ SCR จะช่วยให้สูงกว่าขั้วบวกและแรงดันเกตไปยังแคโทดจะเป็นลบ เพื่อให้แน่ใจว่า SCR อยู่ในสถานะไม่นำไฟฟ้า

อัตราการชาร์จของแบตเตอรี่ที่ต่ออยู่ถูกกำหนดโดย R1 และเปิดใช้งานผ่านไดโอด D1

การชาร์จจะคงอยู่ตราบเท่าที่ขั้วบวก D1 ยังคงเป็นบวกมากกว่าแคโทด

ในขณะที่มีกำลังไฟฟ้าเข้าคลื่นเต็มคลื่นที่แก้ไขผ่านหลอดไฟฉุกเฉินจะยังคงเปิดอยู่

ในระหว่างสถานการณ์ไฟฟ้าดับตัวเก็บประจุ C1 จะเริ่มปล่อยผ่าน D1, R1 และ R3 จนถึงจุดที่แคโทด SCR1 กลายเป็นบวกน้อยกว่าแคโทด

นอกจากนี้ในขณะที่ R2, R3 ทางแยกจะเป็นบวกส่งผลให้เกตต่อแรงดันแคโทดสำหรับ SCR เพิ่มขึ้นทำให้เปิด

ตอนนี้ SCR จะยิงและทำให้แบตเตอรี่เชื่อมต่อกับหลอดไฟโดยจะส่องสว่างทันทีผ่านพลังงานแบตเตอรี่

หลอดไฟได้รับอนุญาตให้อยู่ในสถานะที่ส่องสว่างราวกับว่าไม่มีอะไรเกิดขึ้น

เมื่อกระแสไฟกลับมาตัวเก็บประจุ C1 จะถูกชาร์จใหม่อีกครั้งทำให้ SCR ปิดและตัดพลังงานแบตเตอรี่ไปที่หลอดไฟเพื่อให้หลอดไฟสว่างผ่านแหล่งจ่าย DC อินพุต

แอปพลิเคชัน SCR อื่น ๆ ที่รวบรวมจากเว็บไซต์นี้

สัญญาณเตือนฝนตกง่าย ๆ :

วงจรด้านบนของสัญญาณเตือนฝนตกสามารถใช้เพื่อเปิดใช้งานโหลด AC เช่นหลอดไฟหรือฝาพับอัตโนมัติหรือที่บังแดด

เซนเซอร์ทำโดยวางกับหมุดโลหะหรือสกรูหรือโลหะที่คล้ายกันบนตัวพลาสติก สายไฟจากโลหะเหล่านี้เชื่อมต่อกับฐานของทรานซิสเตอร์ที่กำลังทริกเกอร์

เซ็นเซอร์เป็นเพียงส่วนเดียวของวงจรที่วางไว้กลางแจ้งเพื่อตรวจจับฝนที่ตกลงมา

เมื่อฝนเริ่มตกลงมาหยดน้ำจะเชื่อมโลหะของเซ็นเซอร์

แรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กเริ่มรั่วไหลผ่านโลหะเซ็นเซอร์และไปถึงฐานของทรานซิสเตอร์ทรานซิสเตอร์จะดำเนินการและจ่ายกระแสเกตที่ต้องการให้กับ SCR ทันที

SCR ยังตอบสนองและเปิดโหลด AC ที่เชื่อมต่อเพื่อดึงฝาปิดอัตโนมัติหรือเพียงแค่สัญญาณเตือนเพื่อแก้ไขสถานการณ์ตามที่ผู้ใช้ต้องการ

SCR สัญญาณกันขโมย

เราได้พูดถึงในส่วนก่อนหน้าเกี่ยวกับคุณสมบัติพิเศษของ SCR ที่สลักเพื่อตอบสนองต่อโหลด DC

วงจรที่อธิบายด้านล่างใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติข้างต้นของ SCR ได้อย่างมีประสิทธิภาพในการกระตุ้นการเตือนภัยเพื่อตอบสนองต่อการโจรกรรมที่อาจเกิดขึ้น

ที่นี่ในขั้นต้น SCR จะอยู่ในตำแหน่งปิดเครื่องตราบเท่าที่ประตูยังคงยึดแน่นหรือขันด้วยพื้นดินที่อาจเกิดขึ้นซึ่งเป็นส่วนของสินทรัพย์ที่จำเป็นต้องได้รับการปกป้อง

หากความพยายามที่จะขโมยทรัพย์สินเกิดขึ้นโดยการคลายเกลียวสลักเกลียวที่เกี่ยวข้องศักย์กราวด์ของ SCR จะถูกลบออกและทรานซิสเตอร์จะเปิดใช้งานผ่านตัวต้านทานที่เกี่ยวข้องที่เชื่อมต่อระหว่างฐานและขั้วบวก

SCR ยังทริกเกอร์ทันทีเนื่องจากตอนนี้ได้รับแรงดันเกตจากตัวปล่อยทรานซิสเตอร์และสลักจะส่งเสียงสัญญาณเตือน DC ที่เชื่อมต่อ

สัญญาณเตือนจะยังคงเปิดอยู่จนกว่าจะปิดเองโดยหวังว่าเจ้าของที่แท้จริง

Simple Fence Charger วงจร Energizer

SCR เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้าง วงจรเครื่องชาร์จรั้ว . เครื่องชาร์จแบบรั้วต้องใช้ขั้นตอนกำเนิดไฟฟ้าแรงสูงเป็นหลักซึ่งอุปกรณ์สวิตชิ่งสูงเช่น SCR มีความจำเป็นอย่างมาก SCR จึงเหมาะเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานดังกล่าวซึ่งใช้สำหรับสร้างแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการสูง

วงจร CDI สำหรับรถยนต์:

ตามที่อธิบายไว้ในแอปพลิเคชันข้างต้น SCR ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ในระบบจุดระเบิด วงจรจุดระเบิดแบบ Capacitive Discharge หรือระบบ CDI ใช้ SCR สำหรับสร้างสวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงที่จำเป็นสำหรับกระบวนการจุดระเบิดหรือสำหรับการสตาร์ทการจุดระเบิดของรถยนต์