SCR veya silikon kontrollü doğrultucu, farklı elektronik devre ve cihazlarda anahtar olarak kullanılan elektronik bir bileşendir. Devrede akan akımın büyüklüğünü ve yönünü kontrol etmeye yardımcı olan 3 terminalden oluşur. Aydınlatma devre kontrolleri, motor hız kontrolü ve yüksek güçlü iletim hatları gibi farklı devreler için endüstride yaygın olarak kullanılır.
Silisyum, çeşitli yarı iletken bileşenlerin üretiminde yaygın olarak kullanılır ve SCR de bu malzemeden üretilir. Çoğunlukla AC'den DC'ye dönüşüm anlamına gelen doğrultucu devrelerinde kullanılır, bu nedenle kontrollü doğrultucu olarak bilinir. Bu eğitimde, çalışma prensibini, özelliklerini, uygulamalarını ve diğer özelliklerini ele alacağız. Hadi başlayalım.
Silikon kontrol doğrultucu nedir?
SCR, devrelerde AC veya DC akışını kontrol etmek için anahtar olarak kullanılan bir yarı iletken cihazdır. PNPN kombinasyonu şeklinde yapılandırılmış 4 katmanlı bir yapıya sahiptir. Bu PNPN'de 3 PN katmanı bulunur. Tasarımı, terminaline herhangi bir güç kaynağı bağlanmadığında açık anahtar olarak çalışacak şekildedir. Güç kaynağının pozitif ucu SCR'nin kapı terminaline bağlanırsa, küçük bir akım sonucu SCR çalışmaya başlar ve akım içinden geçer. Akım, güç kesilene kadar akmaya devam eder. SCR ilk olarak şu şekilde üretilmiştir: General Electric (GE) 1957 yılında. O zamanlar SCR veya silikon kontrollü doğrultucu olarak biliniyordu; ayrıca tristör olarak da biliniyordu.
SCR ne anlama geliyor?
SCR, silikon kontrollü doğrultucular anlamına gelir ve dört katmanlı yarı iletken malzemeden yapılmış bir cihazdır.
Farklı SCR türleri ve paketleri
Ayrık Plastik:
Çok yaygın kullanılan bir SCR türüdür ve plastik kaplamalı yarı iletken malzemeden yapılmış 3 pin çıkışına sahiptir. Bu SCR, daha ince tasarımlara sahiptir ve diğer tiplere göre daha düşük maliyetlidir. 25 volt ile 1000 volt arası uygulamalar için kullanılır. Bağlantı alanı sayesinde daha büyük devre bileşenleri için uygundur.
Plastik Modül:
Birden fazla cihazla birlikte gelir, yaklaşık 100 amper akım aralığına sahiptir ve ayrık plastik tip ile aynı özelliklere sahiptir. Soğutucuyu cıvatalayarak baskılı devre kartına bağlanır.
Basın Paketi:
Bu tip SCR, 200 Amper veya üzeri akım ve 1200 Volt veya üzeri gerilim değerleri gibi yüksek akım gerektiren projelerde kullanılır. İç yapısı seramik kasa ile kaplanmış olup, katot ve anot arasında ayırma veya yalıtım bulunur.
Saplama Tabanı:
Saplama tabanlı SCR'ler Vidalı tabanlarla gelir ve tam voltaj aralığı kullanılarak 150 ila XNUMX amper akımı destekler. Düşük ısıl dirence sahiptirler ve ısıyı etkili bir şekilde dağıtabilirler. Soğutucuya mekanik olarak tutturuldukları için çıkarılmaları daha zordur.
Düz Taban:
Yalıtım kullanılarak soğutucudan ayrılmış ve saplama tabanlı SCR'ye benzer özelliklere sahiptir. Akım aralığı 10 ila 400A arasındadır.
SCR'lerin özellikleri
SCR'nin VI karakteristiğini bulmak için 3 çalışma bölgesi kullanılır: ileri blok, ileri iletim bölgesi ve ters blok bölgesi.
Grafiğin negatif tarafında görülen ters blokaj modu için ters yönde akan küçük bir kaçak akım vardır.
İleri blokaj modunda, anot pozitif beslemeye, katot ise negatif beslemeye bağlıdır. Sonuç olarak, SCR'den pozitif yönde küçük bir kaçak akım geçer ve grafik pozitif yöndedir.
SCR, kırılma gerilimi olarak bilinen belirli bir gerilim seviyesine ulaştıktan sonra yüksek akım akışıyla iletken moda geçer.
Grafikteki kapı akımı I1, I2 ve I3'e ayrılmıştır ve yüksek kapı akımı için yüksek iletim SCR'de olacaktır.
SCR sembolü nedir?
Silikon Doğrultucuların sembolik gösterimi bir diyot gibidir. Yani, bir diyot ve ek terminal kapılarına sahip katot benzeri bir diyot içerir. SCR, akımın bir yönde akmasına izin verir ve ters yönde akımı durdurur. 3 terminali vardır: anot, katot ve kapı. Bunlar sırasıyla A, K ve G ile gösterilir. Kapı terminalleri kontrol noktaları olarak kullanılır ve SCR'yi açar veya kapatır.
SCR'nin yapısı nasıldır?
Yukarıda belirtildiği gibi, SCR'nin PNPN veya NPNP ile birlikte kullanılabilen 4 katmanı olduğunu belirtmiştik. Bu dört katmanda, 3 PN bağlantısı J1, J2 ve J3 olarak gösterilir. Anot pozitif terminal, yani P katmanıdır ve katot negatif elektrot, yani N katmanıdır. Gates, SCR'yi kontrol etmek için kullanılır.
3 elektrotlu P ve N katmanları yüksek oranda katkılanmış, ortadaki P ve N katmanları ise daha az katkılanmış ve kapı bir P katmanıyla yapılandırılmıştır. Bir SCR, 3 tip yapıyla gelir: Mesa, Planar ve Pres Paketi.
SCR nasıl çalışır?
SCR, diyot gibi çalışır, yani akımın ileri yönde akmasına izin verir ve ters yönde akımı bloke eder. Yüksek voltajlarla başa çıkma özelliklerine sahiptir.
Kapısı, anottaki pozitif ileri akım akışını kontrol eder. Kapıya kısa bir darbe uygulanması, SCR'nin anot ve katot arasında çalışmasını sağlar. Sonuç olarak, SCR kapalıyken anot akımı sıfıra iner. Voltaj kapısının durumu yine bir darbe alır.
SCR'nin 3 ana çalışma modu vardır.
İleri Engelleme Modu
● Anot ucuna pozitif, katot ucuna negatif voltaj bağlanır. İleri blokaj modunda, J1 ve J3 ileri, J2 ise ters polarizasyona sahiptir. Bu, kapı iletimi tetikleyene kadar akımın akmasını engeller.
İleri İletim Modu
● Bu modda, SCR açık durumda olacak ve çalışacaktır. SCR iletimi için 2 yöntem vardır. İlki, arızaya kıyasla daha yüksek ileri besleme voltajı sağlamak veya kapı terminalinde pozitif besleme sağlamaktır.
Ters Blokaj Modu
● Pilin pozitif terminali bir katottan, negatif terminali ise SCR'nin anotundan oluşur. Voltaj verildiğinde, J1 ve J3 bağlantı noktaları ters polarizasyonlu, J2 ise ileri polarizasyonlu olarak çalışır.
5. Kontrollü doğrultucuların uygulamaları
● Doğrultucu olarak kullanılır ve AC'den DC'ye dönüşümde anahtarlanır.
● Yüksek güçte kullanım ve akım devrelerinde kullanılır, düşük voltajda kolayca kapanır.
● Güç kaynağı devrelerinde ve motor hız kontrol cihazlarında kullanılır.
● Voltaj regülatör devrelerinde, cihazın çalışması için gerekli sabit voltajı sağlamak amacıyla kullanılır.
SCR, günümüzde farklı elektronik projeler ve devrelerde kullanılan önemli bir yarı iletken cihazdır. Güç iletim devrelerinin ana bileşenidir ve çoğunlukla elektrik sistemlerinde kullanılır. Ayrıca aşırı gerilimlerden çalışan bileşenleri yönetmek için de kullanılır ve çoğunlukla doğrultucularda kullanılır. Gerilim çalışması gerektirir ve 3 modu, devrelerde çalışmasını karmaşık hale getirir. SCR, çoğunlukla DİAK veya TRİAK gibi tristör gruplarının üyelerine kıyasla kullanılır. Yüksek akım taşıma özellikleri, kaynak cihazları ve büyük invertörler gibi yüksek akımın söz konusu olduğu uygulamalarda kullanılmasını sağlar.
