SCR, или кремниевый управляемый выпрямитель, представляет собой электронный компонент, который используется в различных электронных схемах и устройствах в качестве переключателей. Он имеет структуру с 3 клеммами, которые помогают контролировать величину и направление тока, протекающего в схеме. Его обычно используют в промышленности для различных схем, таких как управление цепями освещения, управление скоростью двигателя и линии передачи высокой мощности.
Кремний обычно используется для создания различных полупроводниковых компонентов, и SCR также изготавливается из этого материала. Он в основном используется для выпрямительных схем, что означает преобразование переменного тока в постоянный, поэтому он известен как управляемый выпрямитель. В этом уроке мы обсудим его работу, особенности, применение и другие особенности. Давайте начнем с.
Что такое кремниевый управляемый выпрямитель?
SCR — это полупроводниковый прибор, который используется в качестве переключателя для управления потоком переменного или постоянного тока в цепях. Он имеет 4-слойную структуру, которая сконфигурирована как комбинация PNPN. В этом PNPN есть 3 слоя PN. Его конструкция такова, что когда к его клемме не подключен источник питания, он работает как открытый переключатель. Если положительный вывод источника питания подключен к клемме затвора SCR, в результате небольшого тока SCR начинает работать, и ток проходит через него. Ток продолжает течь до тех пор, пока питание не будет отключено. SCR был впервые создан Дженерал Электрик (GE) в 1957 году. В то время он был известен как SCR или кремниевый управляемый выпрямитель; его также называли тиристором.
Что означает аббревиатура SCR?
SCR означает кремниевый управляемый выпрямитель и представляет собой устройство, выполненное на основе четырехслойного полупроводникового материала.
Различные типы и пакеты SCR
Дискретный пластик:
Это очень распространенный тип SCR, имеющий 3 вывода, которые сконфигурированы с использованием покрытого пластиком полупроводникового материала. Этот SCR имеет более плоскую конструкцию и имеет более низкую стоимость, чем другие типы. Он используется для приложений от 25 до 1000 вольт. Он имеет пространство для подключения, поэтому более крупные компоненты схем.
Пластиковый модуль:
Он поставляется с более чем одним устройством, имеет диапазон тока около 100 ампер и имеет те же характеристики, что и дискретный пластиковый тип. Он подключается к печатной плате путем прикручивания радиатора.
Пресс-пакет:
Этот тип SCR используется для проектов с высоким током, например, 200 Ампер или выше и напряжением 1200 В или выше. Его внутренняя структура преобразована керамическим корпусом и имеет разделение или изоляцию между катодом и анодом.
Основание шпильки:
SCR с базой на шпильках поставляются с винтовыми основаниями и поддерживают ток силой от 150 до XNUMX ампер за счет использования полного диапазона напряжений. Они имеют низкое тепловое сопротивление и могут эффективно рассеивать тепло. Они механически прикреплены к радиатору, что затрудняет их снятие
Плоское основание:
Он поставляется с разделением от радиатора с использованием изоляции, и его характеристики похожи на тиристоры с цоколем. Его диапазон тока составляет от 10 до 400 А.
Характеристики SCR
Для нахождения вольт-амперных характеристик тиристора используются 3 рабочие области: прямая блокировка, область прямой проводимости и область обратной блокировки.
В режиме обратной блокировки наблюдается небольшой ток утечки в обратном направлении, который виден на отрицательной стороне графика.
Для режима прямой блокировки анод подключен к положительному источнику питания, а катод — к отрицательному. В результате небольшой ток утечки проходит через SCR в положительном направлении, и график имеет положительное направление.
После достижения определенного уровня напряжения, который называется напряжением пробоя, тиристор переходит в проводящий режим с высоким током.
Ток затвора на графике соответствует I1, I2 и I3, и для большого тока затвора высокая проводимость будет у SCR.
Что такое символ SCR?
Символическое представление кремниевых выпрямителей похоже на диод. Это означает, что он имеет диод и катодоподобный диод с дополнительными затворами. SCR позволяет току течь в одном направлении и останавливается в обратном направлении. Его 3 вывода — анод, катод и затвор, которые обозначаются как A, K и G соответственно. Выводы затвора используются в качестве точек управления и могут быть включены или выключены из SCR.
Какова конструкция SCR?
Как упоминалось выше, мы обсуждали, что SCR имеет 4 слоя, которые могут быть в сочетании с PNPN или NPNP. В этих четырех слоях 3 PN-перехода обозначены как J1, J2 и J3. Его анод является положительным выводом, то есть слоем P, а катод — отрицательным электродом, то есть слоем N. Затворы используются для управления SCR.
Его слои P и N с 3 электродами имеют высокую степень легирования, а средние слои P и N имеют меньшую степень легирования, а затвор сконфигурирован со слоем P. SCR поставляется в 3 типах конструкции: Mesa, Planar и Press Pack.
Как работает SCR?
Работа SCR похожа на работу диода, что означает, что он позволяет току течь в прямом направлении и блокирует в обратном направлении. Он имеет функции для работы с высокими напряжениями.
Его затвор управляет потоком положительного прямого тока в аноде. Приложение короткого импульса к затвору позволяет SCR работать между анодом и катодом. В результате потоки анодного тока становятся нулевыми, когда SCR выключен. И снова, состояние затвора напряжения получает еще один импульс.
Существует 3 основных режима работы SCR.
Режим прямой блокировки
● Положительное напряжение подключается к аноду, а отрицательное — к катоду. В режиме прямой блокировки J1 и J3 смещены в прямом направлении, а J2 — в обратном. Это предотвращает протекание тока до тех пор, пока затвор не включит проводимость.
Режим прямой проводимости
● В этом режиме SCR будет находиться в состоянии «включено» и работать. Существует 2 метода для проводимости SCR. Первый из них — более высокое прямое смещенное напряжение по сравнению с пробоем или подача положительного питания на вывод затвора.
Режим обратной блокировки
● Положительный вывод батареи имеет катод, а отрицательный — анод SCR. При подаче напряжения соединения J1 и J3 работают как обратно смещенные, а J2 — как прямо смещенные.
5. Применение управляемых выпрямителей
● Используется как выпрямитель и переключается с преобразования переменного тока на постоянный.
● Используется для цепей большой мощности и тока и легко отключается при низком напряжении.
● Используется в цепях питания и регуляторах скорости двигателя.
● Используется в схемах регулятора напряжения для обеспечения постоянного напряжения для работы устройства.
SCR в настоящее время является важным полупроводниковым устройством, которое используется для различных электронных проектов и схем. Это основной компонент для цепей управления питанием и в основном используется для электрической системы. Он также используется для управления компонентами, работающими от перенапряжений, и в основном используется в выпрямителях. Ему требовалась работа с напряжением, а его 3 режима делают его сложным устройством для работы в цепях. SCR в основном используется по сравнению с членами тиристорных групп, такими как DIAC или TRIAC. Его характеристики обработки высокого тока позволяют использовать его в приложениях, где задействован высокий ток, таких как сварочные устройства и большие инверторы.
