SCR 애플리케이션 회로

이 기사에서는 많은 흥미로운 SCR 응용 회로를 배우고 주요 기능 및 SCR의 속성 사이리스터 장치라고도합니다.

SCR 또는 사이리스터 란?

SCR은 Silicon Controlled Rectifier의 머리 글자입니다. 이름에서 알 수 있듯이 외부 트리거를 통해 전도 또는 작동을 제어 할 수있는 일종의 다이오드 또는 정류 제입니다.

이는이 장치가 트랜지스터와 매우 유사하지만 기술적 특성이 크게 다른 외부의 작은 신호 또는 전압에 응답하여 켜거나 끌 수 있음을 의미합니다.

SCR C106 핀아웃

그림을 보면 SCR에 다음과 같이 식별되는 3 개의 리드가 있음을 알 수 있습니다.

장치의 인쇄면이 우리를 향하도록 유지하고,

• 오른쪽 끝 리드를 '게이트'라고합니다.
• 중심 리드는 '양극'이며
• 왼쪽 끝 리드는 'Cathode'입니다.

SCR 연결 방법

게이트는 SCR의 트리거 입력이며 약 2V 전압의 DC 트리거가 필요합니다. DC는 이상적으로 10mA 이상이어야합니다. 이 트리거는 회로의 게이트와 접지에 적용됩니다. 즉, DC의 양극은 게이트로, 음극은 접지로 이동합니다.

게이트 트리거가 적용될 때 양극과 음극 사이의 전압 전도가 켜지고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

SCR의 맨 왼쪽 리드 또는 음극은 항상 트리거링 회로의 접지에 연결되어야합니다. 즉, 트리거링 회로의 접지는 SCR 음극에 연결하여 공통으로 만들어야합니다. 그렇지 않으면 SCR이 적용된 트리거에 응답하지 않습니다. .

부하는 항상 양극과 부하 활성화에 필요할 수있는 AC 공급 전압을 통해 연결됩니다.

SCR은 AC 부하 또는 펄스 DC 부하 스위칭에 특히 적합합니다. 순수하거나 깨끗한 DC 부하는 SCR에서 작동하지 않습니다. DC가 SCR에 래칭 효과를 일으키고 게이트 트리거가 제거 된 후에도 스위치를 끌 수 없기 때문입니다.

SCR 애플리케이션 회로

이 부분에서는 정적 스위치, 위상 제어 네트워크, SCR 배터리 충전기, 온도 컨트롤러 및 단일 소스 비상 조명의 형태 인 SCR의 인기있는 응용 프로그램 중 일부를 살펴 보겠습니다.
체계.

시리즈 정적 스위치

다음 그림에서 반파 시리즈 정적 스위치를 확인할 수 있습니다. 스위치를 눌러 공급을 허용하면 SCR 게이트의 전류가 입력 신호의 양의주기 동안 활성화되어 SCR을 켭니다.

저항 R1은 게이트 전류의 양을 제어하고 제한합니다.

스위치가 켜진 상태에서 SCR의 양극 대 음극 전압 VF는 RL의 전도 값 수준으로 감소합니다. 이로 인해 게이트 전류가 대폭 감소하고 게이트 회로에서 손실이 최소화됩니다.

음의 입력주기 동안 SCR은 양극이 음극보다 음이되기 때문에 꺼집니다. 다이오드 D1은 게이트 전류의 역전으로부터 SCR을 보호합니다.

위 이미지의 오른쪽 부분은 부하 전류 및 전압에 대한 결과 파형을 보여줍니다. 파형은 부하에서 반파 공급처럼 보입니다.

스위치를 닫으면 입력 AC 신호의 양의 기간 동안 발생하는 위상 변위에서 사용자가 180도 미만의 전도 수준을 달성 할 수 있습니다.

90 °와 180 ° 사이의 전도 각을 얻기 위해 다음 회로를 사용할 수 있습니다. 이 디자인은 여기에서 가변 저항의 형태 인 저항을 제외하고는 위와 유사하며 수동 스위치가 제거되었습니다.

R 및 R1을 사용하는 네트워크는 입력 AC의 양의 절반주기 동안 SCR에 대해 적절하게 제어 된 게이트 전류를 보장합니다.

가변 저항 R1 슬라이더 암을 최대로 또는 가장 낮은 지점으로 이동하면 게이트 전류가 너무 약해 SCR의 게이트에 도달 할 수 없으며 SCR이 켜지지 않습니다.

반면에 위쪽으로 이동하면 SCR 켜기 크기에 도달 할 때까지 게이트 전류가 천천히 증가합니다. 따라서 사용자는 가변 저항을 사용하여 위 다이어그램의 오른쪽에 표시된 것처럼 0 °에서 90 ° 사이의 어느 곳에서나 SCR의 ON 전류 레벨을 설정할 수 있습니다.

R1 값의 경우 다소 낮 으면 SCR이 빠르게 실행되어 위의 첫 번째 그림에서 얻은 유사한 결과 (180 ° 전도)를 얻을 수 있습니다.

그러나 R1 값이 더 크면 SCR을 실행하기 위해 더 높은 양의 입력 전압이 필요합니다. 이 상황에서는 입력이이 시점에서 최고 수준에 있기 때문에 90 ° 위상 변위 이상으로 제어를 확장 할 수 없습니다.

SCR이이 수준에서 또는 AC 사이클의 양의 기울기에서 입력 전압의 더 낮은 값에 대해 발화 할 수없는 경우, 입력 사이클의 음의 기울기에 대한 응답은 정확히 동일합니다.

기술적으로 이러한 유형의 SCR 작동을 반파 가변 저항 위상 제어라고합니다.

이 방법은 RMS 전류 제어 또는 부하 전력 제어가 필요한 애플리케이션에서 효과적으로 사용할 수 있습니다.

SCR을 사용하는 배터리 충전기

SCR의 또 다른 매우 인기있는 응용 프로그램은 다음과 같습니다. 배터리 충전기 컨트롤러.

SCR 기반 배터리 충전기의 기본 설계는 다음 다이어그램에서 볼 수 있습니다. 음영 처리 된 부분이 우리의 주요 논의 영역이 될 것입니다.

위의 SCR 제어 배터리 충전기의 작동은 다음 설명으로 이해할 수 있습니다.

강압 된 AC 입력은 다이오드 D1, D2를 통해 정류되고 SCR 양극 / 음극 단자를 통해 공급됩니다. 충전중인 배터리는 음극 단자와 직렬로 볼 수 있습니다.

배터리가 방전 된 상태에 있으면 SCR2가 스위치 OFF 상태를 유지할 수있을만큼 전압이 낮습니다. SCR2의 개방 상태로 인해 SCR1 제어 회로는 이전 단락에서 설명한 시리즈 정적 스위치와 똑같이 작동합니다.

적절한 정격 입력 정류 전원을 사용하면 R1에 의해 조절되는 게이트 전류로 SCR1을 트리거합니다.

그러면 즉시 SCR이 켜지고 배터리가 양극 / 음극 SCR 전도를 통해 충전되기 시작합니다.

처음에는 배터리의 방전 수준이 낮기 때문에 VR은 R5 사전 설정 또는 전위 분배기에 의해 설정된 낮은 전위를 갖게됩니다.

이 시점에서 VR 레벨이 너무 낮아 11V 제너 다이오드를 켤 수 없습니다. 비전도 상태에서 제너는 거의 개방 회로와 같으며 게이트 전류가 거의 0이어서 SCR2가 완전히 꺼집니다.

또한 C1이 있으면 과도 전압 또는 스파이크로 인해 SCR2가 실수로 켜지지 않습니다.

배터리가 충전됨에 따라 단자 전압이 서서히 상승하고 궁극적으로 설정된 완전 충전 값에 도달하면 VR이 11V 제너 다이오드를 켜고 SCR2를 켜는 데 충분합니다.

SCR2가 발화하자마자 효과적으로 단락을 생성하여 R2 끝 단자를 접지에 연결하고 SCR1의 게이트에서 R1, R2 네트워크에 의해 생성 된 전위 분배기를 활성화합니다.

SCR1의 게이트에서 R1 / R2 전위 분배기가 활성화되면 SCR1의 게이트 전류 전류가 즉시 감소하여 강제로 차단됩니다.

이로 인해 배터리 공급이 차단되어 배터리가 과충전되지 않도록합니다.

그 후 배터리 전압이 사전 설정된 값 아래로 떨어지면 11V 제너가 꺼지고 SCR1이 다시 켜지면서 충전주기가 반복됩니다.

SCR을 사용한 AC 히터 제어

위의 다이어그램은 고전적인 히터 제어 SCR을 사용하는 응용 프로그램.

회로는 온도 조절기 전환에 따라 100 와트 히터를 켜고 끄도록 설계되었습니다.

수은 유리 온도 조절기 여기에 사용되며 주변 온도 수준의 변화에 ​​극도로 민감합니다.

정확히 말하면 0.1 ° C의 온도 변화도 감지 할 수 있습니다.

그러나 이러한 온도 조절기 유형 일반적으로 1mA 정도의 범위에서 매우 작은 크기의 전류를 처리하도록 등급이 지정되므로 온도 제어 회로에서 그다지 인기가 없습니다.

논의 된 히터 제어 애플리케이션에서 SCR은 서모 스탯 전류를 증폭하기위한 전류 증폭기로 사용됩니다.

실제로 SCR은 기존의 앰프처럼 작동하지 않습니다. 전류 센서 이는 다양한 온도 조절기 특성이 SCR의 더 높은 전류 레벨 스위칭을 제어 할 수 있도록합니다.

SCR에 대한 공급이 히터와 풀 브리지 정류기를 통해 적용되어 SCR에 대한 전파 정류 된 DC 공급을 허용하는 것을 볼 수 있습니다.

이 기간 동안 서모 스탯이 개방 상태 일 때 0.1uF 커패시터 양단의 전위는 각 정류 된 DC 펄스에 의해 생성 된 펄스를 통해 SCR 게이트 전위의 점화 레벨까지 충전됩니다.

커패시터를 충전하는 시간 상수는 RC 요소의 곱에 의해 설정됩니다.

이를 통해 SCR은 이러한 펄스 DC 하프 사이클 트리거 동안 전도하여 전류가 히터를 통과하고 필요한 가열 프로세스를 허용합니다.

히터가 가열되고 온도가 상승하면 미리 정해진 지점에서 전도성 온도 조절기가 활성화되고 0.1uF 커패시터에 단락이 발생합니다. 그러면 SCR이 꺼지고 히터의 전원이 차단되어 온도 조절기가 다시 비활성화되고 SCR이 켜질 때까지 온도가 점차 낮아집니다.

SCR을 이용한 비상등

다음 SCR 애플리케이션은 단일 소스에 대해 이야기합니다. 비상 램프 디자인 어느 6V 배터리 충전 된 상태로 유지되므로 정전이 발생할 때마다 연결된 램프가 원활하게 켜질 수 있습니다.

전원을 사용할 수있는 경우 D1, D2를 사용하는 전파 정류 DC 공급 장치가 연결된 6V 램프에 도달합니다.

C1은 6V 배터리의 공급 입력 및 충전 수준에 의해 결정된대로 완전히 정류 된 공급의 피크 DC와 R2 양단의 전압 간의 차이보다 약간 낮은 수준으로 충전 할 수 있습니다.

어떤 상황에서도 SCR의 캐소드 전위 레벨은 애노드보다 높으며 게이트 대 캐소드 전압도 음으로 유지됩니다. 이렇게하면 SCR이 비전도 상태로 유지됩니다.

부착 된 배터리의 충전 속도는 R1에 의해 결정되며 다이오드 D1을 통해 활성화됩니다.

충전은 D1 양극이 음극보다 더 긍정적으로 유지되는 한 지속됩니다.

입력 전원이있는 동안 비상 램프를 통해 정류 된 전파가 계속 켜져 있습니다.

정전 상황에서 커패시터 C1은 D1, R1 및 R3을 통해 방전을 시작하며 SCR1 음극이 음극보다 양이 적을 때까지 방전됩니다.

또한 R2, R3, 접합이 양수가되어 SCR에 대한 게이트-캐소드 전압이 증가하여 켜집니다.

이제 SCR이 작동하여 배터리를 램프에 연결하여 배터리 전원을 통해 즉시 조명을 비 춥니 다.

램프는 아무 일도 일어나지 않은 것처럼 조명 상태를 유지할 수 있습니다.

전원이 다시 들어 오면 커패시터 C1이 다시 충전되어 SCR이 꺼지고 램프의 배터리 전원이 차단되어 램프가 입력 DC 전원을 통해 켜집니다.

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간단한 비 경보 :

위의 비 경보 회로는 램프 또는 자동 접이식 덮개 또는 그늘과 같은 AC 부하를 활성화하는 데 사용할 수 있습니다.

센서는 플라스틱 본체 위에 금속 페그 또는 나사 또는 유사한 금속을 배치하여 만들어집니다. 이러한 금속의 와이어는 트리거링 트랜지스터 스테이지의베이스를 가로 질러 연결됩니다.

센서는 비가 내리는 것을 감지하기 위해 실외에 배치되는 회로의 유일한 부분입니다.

비가 내리기 시작하면 물방울이 센서의 금속을 연결합니다.

작은 전압이 센서 금속을 통해 누출되기 시작하고 트랜지스터의 바닥에 도달하면 트랜지스터는 즉시 필요한 게이트 전류를 SCR에 전도하고 공급합니다.

SCR은 또한 자동 커버를 당기기 위해 연결된 AC 부하에 응답하고 스위치를 켜거나 사용자가 원하는대로 상황을 수정하기위한 알람을 켭니다.

SCR 도난 경보

이전 섹션에서 DC 부하에 응답하여 래치되는 SCR의 특수 속성에 대해 논의했습니다.

아래에 설명 된 회로는 도난 가능성에 대응하여 경보를 트리거하기 위해 SCR의 위의 속성을 효과적으로 활용합니다.

여기에서 처음에 SCR은 게이트가 보호되어야하는 자산의 몸체 인 접지 전위로 고정되거나 나사로 고정되어있는 한 스위치 OFF 위치에 유지됩니다.

관련 볼트를 풀어 자산을 훔치려는 시도가 이루어지면 SCR에 대한 접지 전위가 제거되고 트랜지스터가베이스와 양극에 연결된 관련 저항을 통해 활성화됩니다.

SCR은 또한 트랜지스터 이미 터에서 게이트 전압을 얻고 연결된 DC 알람을 울리기 때문에 즉시 트리거됩니다.

알람은 실제 소유자에 의해 수동으로 꺼질 때까지 켜진 상태로 유지됩니다.

단순 울타리 충전기, 에너자이저 회로

SCR은 제작에 이상적입니다. 울타리 충전기 회로 . 펜스 충전기는 주로 고전압 발생기 단계를 필요로하며 SCR과 같은 높은 스위칭 장치가 매우 중요합니다. 따라서 SCR은 필요한 높은 아크 전압을 생성하는 데 사용되는 애플리케이션에 특히 적합합니다.

자동차 용 CDI 회로 :

위의 응용 프로그램에서 설명했듯이 SCR은 자동차의 점화 시스템에서도 널리 사용됩니다. 용량 성 방전 점화 회로 또는 CDI 시스템은 점화 프로세스에 필요한 고전압 스위칭을 생성하거나 차량 점화를 시작하기 위해 SCR을 사용합니다.