전력 전자 장치의 사이리스터 정류 방법

대부분 변환기 장비 및 스위치 모드 전원 공급 장치 사용 전력 전자 고전력 정격에서 고주파 스위칭 작동을위한 사이리스터, MOSFET 및 기타 전력 반도체 장치와 같은 부품. 여러 애플리케이션에서 쌍 안정 스위치로 자주 사용하는 사이리스터를 고려하십시오. 이 사이리스터는 스위치를 켜고 끄는 데 필요한 스위치를 사용합니다. 사이리스터를 켜기 위해 사이리스터 트리거링 방법이라고하는 사이리스터 켜기 방법이 있습니다. 마찬가지로 사이리스터를 끄는 경우 사이리스터 정류 방법 또는 기술이라는 방법이 있습니다. 사이리스터 정류 기술을 논의하기 전에 사이리스터, 사이리스터 작동, 다양한 유형의 사이리스터 및 사이리스터 켜기 방법과 같은 사이리스터 기본 사항에 대해 알아야합니다.

사이리스터는 무엇입니까?

N 형과 P 형 재료가 교대로 4 개 층으로 구성된 2 ~ 4 개의 납 반도체 장치를 사이리스터라고합니다. 이들은 일반적으로 사이리스터의 게이트 단자가 트리거 될 때만 전도되는 쌍 안정 스위치로 사용됩니다. 사이리스터는 실리콘 제어 정류기 또는 SCR이라고도합니다.

사이리스터

SCR의 정류 란 무엇입니까?

정류는 SCR의 끄기 방법 일뿐입니다. SCR 또는 사이리스터를 ON 상태에서 OFF 상태로 만드는 데 사용되는 한 가지 방법입니다. 우리는 SCR이 포워딩 바이어스에있을 때 SCR을 향한 게이트 신호를 사용하여 활성화 될 수 있다는 것을 알고 있습니다. 그러나 SCR은 전원 제어를 위해 필요한 경우 전원을 꺼야합니다.

SCR 용 정류 회로

SCR이 전달 전도 모드로 이동하면 게이트 터미널이 제어권을 잃습니다. 이를 위해 몇 가지 추가 회로를 사용하여 사이리스터 / SCR을 꺼야합니다. 따라서이 추가 회로를 정류 회로라고합니다.

따라서이 용어는 주로 한 ane에서 다른 ane으로 전류를 전송하는 데 사용됩니다. 정류 회로는 주로 순방향 전류를 0으로 감소시켜 사이리스터를 끕니다. 따라서 다음 조건을 만족해야 사이리스터가 작동 중입니다.

• 사이리스터 또는 SCR의 순방향 전류는 유지 전류 수준에서 0으로 감소해야합니다.
• 순방향 차단 상태를 복구하려면 SCR / 사이리스터에 충분한 역 전압을 제공해야합니다.

순방향 전류를 0으로 감소시켜 SCR을 끄면 다른 레이어 내에 잉여 전하 캐리어가 존재합니다. 사이리스터의 순방향 차단 상태를 복구하려면 이러한 잉여 전하 캐리어를 재결합해야합니다. 따라서이 재결합 방법은 사이리스터에 역 전압을 적용하여 속도를 높일 수 있습니다.

사이리스터 정류 방법

위에서 연구 한 것처럼 저전압 단기간 펄스로 게이트 단자를 트리거하여 사이리스터를 켤 수 있습니다. 그러나 켜진 후에는 사이리스터가 역 바이어스되거나 부하 전류가 0으로 떨어질 때까지 연속적으로 전도됩니다. 이러한 사이리스터의 지속적인 전도는 일부 응용 분야에서 문제를 일으 킵니다. 사이리스터를 끄는 데 사용되는 프로세스를 정류라고합니다. 정류 과정에 의해 사이리스터 작동 모드가 순방향 전도 모드에서 순방향 차단 모드로 변경됩니다. 따라서 사이리스터 정류 방법 또는 사이리스터 정류 기술을 사용하여 끕니다.

사이리스터의 정류 기술은 두 가지 유형으로 분류됩니다.

• 자연 정류
• 강제 정류

자연 정류

일반적으로 AC 공급을 고려하면 전류는 양의 피크에서 음의 피크로 이동하면서 제로 크로싱 라인을 통해 흐릅니다. 따라서 역 전압이 장치에 동시에 나타나고 사이리스터가 즉시 꺼집니다. 정류 목적으로 외부 부품이나 회로 또는 공급 장치를 사용하지 않고 사이리스터가 자연스럽게 꺼지기 때문에이 프로세스를 자연 정류라고합니다.

AC 전압 컨트롤러, 위상 제어 정류기 및 사이클로 컨버터에서 자연스러운 정류를 관찰 할 수 있습니다.

강제 정류

사이리스터는 SCR을 역 바이어스하거나 능동 또는 수동 구성 요소를 사용하여 끌 수 있습니다. 사이리스터 전류는 유지 전류 값보다 낮은 값으로 줄일 수 있습니다. 사이리스터가 강제로 꺼지기 때문에 강제 정류 프로세스라고합니다. 그만큼 기본 전자 및 전기 부품 인덕턴스 및 커패시턴스와 같은 정류 목적을위한 정류 요소로 사용됩니다.

DC 전원을 사용하는 동안 강제 정류를 관찰 할 수 있으므로 DC 정류라고도합니다. 강제 정류 과정에 사용되는 외부 회로를 정류 회로라고하며이 회로에 사용되는 요소를 정류 요소라고합니다.

강제 정류 방법의 분류

여기서 사이리스터 정류 방법 분류는 아래에서 설명합니다. 분류는 주로 정류 펄스가 전압 펄스의 전류 펄스인지, 정류 될 SCR을 통해 직렬 / 병렬로 연결되어 있는지, 신호가 보조 또는 주 사이리스터를 통해 제공되는지 여부에 따라 주로 수행됩니다. 정류 회로는 보조 또는 주 전원에서 충전됩니다. 인버터의 분류는 주로 정류 신호의 위치에 따라 수행 할 수 있습니다. 강제 정류는 다음과 같이 여러 가지 방법으로 분류 할 수 있습니다.

• 클래스 A : 공진 부하에 의해 자체 정류 됨
• 클래스 B : LC 회로에 의해 자체 정류 됨
• 클래스 C : 다른 부하 운반 SCR에 의해 전환되는 Cor L-C
• 클래스 D : 보조 SCR에 의해 전환되는 C 또는 L-C
• 클래스 E : 정류를위한 외부 펄스 소스
• 클래스 F : AC 라인 정류

클래스 A : 공진 부하에 의한 자체 정류

클래스 A는 자주 사용되는 사이리스터 정류 기술 중 하나입니다. 사이리스터가 트리거되거나 켜지면 충전으로 양극 전류가 흐릅니다. 커패시터 C 점이 양수입니다. 2 차 언더 댐핑 회로는 인덕터 또는 AC 저항기 , 커패시터 및 저항기. 전류가 SCR을 통해 축적되고 반주기가 완료되면 인덕터 전류가 SCR을 통해 역방향으로 흐르고 사이리스터가 꺼집니다.

클래스 A 사이리스터 정류 방법

사이리스터 정류 또는 사이리스터를 끈 후에 커패시터는 지수 방식으로 저항을 통해 피크 값에서 방전되기 시작합니다. 사이리스터는 커패시터 전압이 공급 전압 레벨로 돌아올 때까지 역 바이어스 상태가됩니다.

클래스 B : L-C 회로에 의해 자체 정류 됨

클래스 A와 클래스 B 사이리스터 정류 방법의 주요 차이점은 LC가 클래스 A의 사이리스터와 직렬로 연결되는 반면 클래스 B의 사이리스터와 병렬로 연결된다는 것입니다. SCR에서 트리거하기 전에 커패시터가 충전됩니다 (점은 양). SCR이 트리거되거나 트리거링 펄스가 주어지면 결과 전류에는 두 가지 구성 요소가 있습니다.

클래스 B 사이리스터 정류 방법

R-L 부하를 통해 흐르는 일정한 부하 전류는 프리 휠링 다이오드로 클램핑 된 부하와 직렬로 연결된 큰 리액턴스에 의해 보장됩니다. 공진 L-C 회로를 통해 정현파 전류가 흐르면 커패시터 C는 반주기가 끝날 때 음의 점으로 충전됩니다.

SCR을 통해 흐르는 총 전류는 0이되고 SCR을 통해 흐르는 역전 류는 네거티브 스윙의 작은 부분 동안 부하 전류와 반대입니다. 공진 회로 전류 또는 역전 류가 부하 전류보다 약간 더 커지면 SCR이 꺼집니다.

클래스 C : 다른 부하 운반 SCR에 의해 전환되는 C 또는 L-C

위의 사이리스터 정류 방법에서는 SCR이 하나만 관찰되었지만 이러한 사이리스터의 클래스 C 정류 기술에서는 두 개의 SCR이 있습니다. 하나의 SCR은 주 사이리스터로 간주되고 다른 하나는 보조 사이리스터로 간주됩니다. 이 분류에서 둘 다 부하 전류를 전달하는 주 SCR로 작동 할 수 있으며 통합 컨버터를 공급하기위한 전류 소스를 사용하여 커패시터 양단에 부하가있는 4 개의 SCR로 설계 할 수 있습니다.

클래스 C 사이리스터 정류 방법

사이리스터 T2가 트리거되면 커패시터가 충전됩니다. 사이리스터 T1이 트리거되면 커패시터가 방전되고이 방전 전류 C는 커패시터가 T1을 통해 T2를 통해 전환 될 때 T2의 부하 전류 흐름에 반대합니다.

클래스 D : 보조 SCR에 의해 전환되는 L-C 또는 C

클래스 C 및 클래스 D 사이리스터 정류 방법은 클래스 D의 부하 전류로 구분할 수 있습니다. SCR 중 하나만 부하 전류를 전달하고 다른 하나는 보조 사이리스터 역할을하는 반면 클래스 C에서는 두 SCR이 모두 부하 전류를 전달합니다. 보조 사이리스터는 부하 저항의 약 10 배의 저항을 갖는 애노드의 저항으로 구성됩니다.

클래스 D 유형

Ta (보조 사이리스터)를 트리거하면 커패시터가 공급 전압까지 충전되고 Ta가 꺼집니다. 입력 라인의 상당한 인덕턴스로 인해 추가 전압이있는 경우 다이오드-인덕터 부하 회로를 통해 방전됩니다.

Tm (메인 사이리스터)가 트리거되면 전류는 두 경로로 흐릅니다. 정류 전류는 C-Tm-L-D 경로를 통해 흐르고 부하 전류는 부하를 통해 흐릅니다. 커패시터의 전하가 역전되고 다이오드를 사용하여 해당 레벨로 유지되고 Ta가 다시 트리거되면 커패시터 양단의 전압이 Ta를 통해 Tm 양단에 나타납니다. 따라서, 주 사이리스터 Tm은 꺼질 것입니다.

클래스 E : 정류를위한 외부 펄스 소스

클래스 E 사이리스터 정류 기술의 경우 변압기는 포화 될 수 없으며 (충분한 철과 공극이 있기 때문에) 공급 전압에 비해 작은 전압 강하로 부하 전류를 전달할 수 있습니다. 사이리스터 T가 트리거되면 전류가 부하 및 펄스 변압기를 통해 흐릅니다.

클래스 E 유형

외부 펄스 발생기는 펄스 변압기를 통해 사이리스터의 음극에 공급되는 양의 펄스를 생성하는 데 사용됩니다. 커패시터 C는 약 1v로 충전되며 턴 오프 펄스 기간 동안 임피던스가 0 인 것으로 간주됩니다. 사이리스터 양단의 전압은 전기 변압기 역 회복 전류를 공급하고 필요한 턴 오프 시간 동안 네거티브 전압을 유지합니다.

클래스 F : AC 라인 정류

클래스 F 사이리스터 정류 기술에서는 교류 전압이 전원에 사용되며이 전원의 양의 반주기 동안 부하 전류가 흐릅니다. 부하가 높은 유도 성인 경우 유도 성 부하에 저장된 에너지가 소멸 될 때까지 전류가 유지됩니다. 부하 전류가 0이 될 때 음의 반주기 동안 사이리스터가 꺼집니다. 전압이 장치의 정격 끄기 시간 동안 존재하면 나가는 사이리스터 양단 전압의 음 극성이 장치를 끕니다.

클래스 F 유형

여기서 하프 사이클의 지속 시간은 사이리스터의 턴 오프 시간보다 길어야합니다. 이 정류 프로세스는 3 상 컨버터의 개념과 유사합니다. 주로 T1과 T11이 60도에 해당하는 컨버터의 트리거링 각도로 전도하고 높은 유도 성 부하로 연속 전도 모드에서 작동한다고 생각해 봅시다.

사이리스터 T2 및 T22가 트리거되면 들어오는 장치를 통과하는 전류가 즉시 부하 전류 레벨로 상승하지 않습니다. 들어오는 사이리스터를 통과하는 전류가 부하 전류 레벨에 도달하면 나가는 사이리스터의 정류 프로세스가 시작됩니다. 사이리스터의이 역 바이어스 전압은 순방향 차단 상태에 도달 할 때까지 계속되어야합니다.

사이리스터 정류 방법 실패

사이리스터 정류 실패는 주로 라인 정류이고 전압 강하로 인해 정류에 부적절한 전압이 발생할 수 있으므로 다음 사이리스터가 점화되면 오류가 발생합니다. 따라서 정류 실패는 몇 가지 이유로 인해 발생하며 그중 일부는 아래에서 설명합니다.
사이리스터는 상당히 느린 역 회복 시간을 제공하므로 주 역방향 전류가 순방향 전도에 공급 될 수 있습니다. 이는 SCR 장애시 관련 전력 손실에 의해 주기적으로 나타나는 '고장 전류'를 의미 할 수 있습니다.

전기 회로에서 정류는 기본적으로 전류 흐름이 회로의 한 분기에서 다른 분기로 흐를 때 발생합니다. 정류 실패는 주로 어떤 이유로 인해 경로 변경이 실패하면 발생합니다.
SCR을 사용하는 인버터 또는 정류기 회로의 경우 두 가지 기본 이유 때문에 정류 오류가 발생할 수 있습니다.

사이리스터가 켜지지 않으면 전류 흐름이 전환되지 않고 정류 방법이 부족합니다. 마찬가지로 사이리스터가 부족하여 꺼지면 전류 흐름이 부분적으로 다음 분기로 정류 될 수 있습니다. 따라서 이것은 또한 실패로 간주됩니다.

자연 정류와 강제 정류 기술의 차이점

자연 정류와 강제 정류의 차이점은 아래에서 설명합니다.

사이리스터는 단순히 제어 된 정류기라고 할 수 있습니다. 전력 전자 기반 설계에 사용되는 다양한 유형의 사이리스터가 있습니다. 혁신적인 전기 프로젝트 . 트리거링 펄스를 게이트 터미널에 제공하여 사이리스터를 켜는 과정을 트리거링이라고합니다. 마찬가지로 사이리스터를 끄는 과정을 정류라고합니다. 이 기사가 사이리스터의 다양한 정류 기술에 대한 간략한 정보를 제공하기를 바랍니다. 추가 기술 지원은 아래 의견 섹션에있는 귀하의 의견과 질문에 따라 제공됩니다.