SCR
SCR of Silicon Controlled Rectifier is een 3-pins apparaat met drie basisterminals: anode, kathode en poort. De gate-aansluiting is de stuuraansluiting voor het aanleggen van anode-kathodespanning. Meestal wordt silicium gebruikt vanwege de lage lekstroom. De polariteit van de spanningen die op de kathode en anode worden aangelegd, bepaalt of het apparaat in voorwaartse of achterwaartse voorspanning staat en de poortspanning bepaalt de geleiding van de SCR. Met andere woorden, wanneer voorwaartse voorspanning wordt toegepast op de SCR, begint het apparaat te geleiden nadat de juiste positieve poortspanning is aangelegd en wordt het alleen uitgeschakeld wanneer de stroom door het apparaat minder wordt gemaakt dan de houdstroom. Zo kan de SCR als schakelaar worden gebruikt.
SCR afvuren:
De toepassing van GATE-spanning staat bekend als afvuren.
Soorten SCR-afvuren:
Over het algemeen zijn er twee soorten bakken:
- Nul Voltage Cross Over afvuren: De regelmodus voor nuldoorgang (ook wel snelle cycli, integrale cyclus of burst-firing genoemd) werkt door de SCR's alleen in te schakelen als de momentane waarde van de sinusvormige spanning nul is.
- Methode voor fasehoekregeling: De fasehoek wordt gevarieerd, d.w.z. het aanleggen van poortpulsen wordt met een bepaalde tijd vertraagd en de geleiding wordt gecontroleerd.
Vuurcircuits:
Kenmerken van het schietcircuit:
- Ontstekingscircuits moeten op geschikte momenten triggerpulsen voor de thyristor produceren.
- Er moet elektrische isolatie zijn tussen de ontstekingscircuits en de thyristor. Het wordt bereikt met behulp van een pulsversterker of een opto-isolator.
Soorten ontstekingscircuits:
- R-Firing-circuit:
- RC-schietcircuit:
- UJT-schietcircuit:
Vuurhoek:
Het aantal graden vanaf het begin van de cyclus wanneer SCR is ingeschakeld is afvuren hoek Elke SCR zou op een bepaald punt op de AC-bronspanning Het specifieke punt wordt gedefinieerd als de afvuurhoek. Hoe eerder in de cyclus de SCR op AAN wordt gezet, des te groter zal de spanning zijn die op de belasting wordt toegepast.
SCR-gestuurde gelijkrichter van Elwood Gillilan
Vuurhoekcontrole:
Afvuurhoekregeling kan worden gebruikt in toepassingen zoals het regelen van de snelheid van ventilatormotoren, het regelen van de intensiteit van een lamp, door de toevoer van stroom naar de SCR te regelen. De afvuurhoekregeling wordt bereikt door de tijd van het toepassen van poortpulsen op de SCR te variëren. De spanning op de Gate-aansluiting van de SCR kan op een bepaald tijdstip worden toegepast dat wordt bepaald door de externe ingang.
Door de afvuurhoek te regelen, betekent het in feite het beheren van het punt op de AC-signaalgolfvorm wanneer de SCR zal worden getriggerd, of met andere woorden, de tijd die overeenkomt met de AC-signaalgolfvorm wanneer de SCR-poort een DC-voedingsspanning krijgt. Normaal gesproken gebruiken we een optoisolator om een SCR te activeren. Voor een eenvoudig stroomtoepassingscircuit, waar geen vermogensregeling vereist is, kunnen normaal nuldoorgangsdetectoren of opto-isolatoren met nuldoorgangsdetectoren worden gebruikt, waardoor de SCR alleen wordt geactiveerd op de nuldoorgangsniveaus van de wisselstroomgolfvorm. Voor andere toepassingen waarbij een vermogensregelingstoepassing betrokken is, wordt de poort geactiveerd met behulp van pulsen en wordt de afvuurhoek dienovereenkomstig gevarieerd om het schakelen van de SCR en dienovereenkomstig het vermogen van de SCR te regelen.
De variatie in afvuurhoek of variatie in geleiding van SCR door het aanleggen van poortstroom te vertragen kan op twee manieren worden gedaan:
- Phase Shifting Gate-besturing : Het veroorzaakt een geleidingsvertraging van 0 tot 180⁰. De fasehoek van de poortspanning wordt veranderd ten opzichte van de anode-kathodespanning. Met andere woorden, de poortspanning wordt uit fase met de anodespanning aangelegd.
Meestal worden hiervoor capaciteit of inductanties gebruikt. In de LR-combinatie blijft de stroom achter bij de spanning, terwijl in een RC-combinatie momenteel de spanning leidt. De weerstand R wordt gevarieerd om de fasehoek te variëren waarmee de poortspanning vertraagt vanaf de anodespanning.
Verschillende circuits die als faseverschuiver worden gebruikt, zijn zoals weergegeven:
Digitaal gecontroleerde faseverschuiving
Faseverschuivingsoscillator
- Pulse Triggering: De poortspanning kan ook worden aangelegd door pulsen te geven aan de poortaansluiting. De duty-cycle van de pulsen kan worden gevarieerd om variatie in de geleiding te verschaffen.
Pulsen kunnen worden gegenereerd met UJT of met 555 timers.
Het pulsgenererende circuit dat timer 555 gebruikt
Werkvoorbeeld van afvuurhoekcontrole en de toepassing ervan
Blokschema met de afvuurhoekregeling voor back-to-back SCR's om vermogensregeling te bereiken
Het bovenstaande blokdiagram vertegenwoordigt het systeem om te bereiken vermogensregeling naar inductiemotor met behulp van afvuurhoekregeling voor rug aan rug SCR's.
Voordat we ingaan op details over hoe de afvuurhoekregeling wordt bereikt in dit systeem, laten we even kijken naar de back-to-back-verbinding van SCR.
Hier is een video die een back-to-back SCR-verbinding beschrijft.
Een back-to-back SCR-verbinding wordt gebruikt om wisselstroom te leveren aan de belasting in beide halve cycli van het wisselspanningssignaal. Op elke SCR zijn twee opto-isolatoren aangesloten. In de eerste halve cyclus van het AC-signaal geleidt een van de SCR's nadat hij is geactiveerd met behulp van een opto-isolator en laat de stroom door de belasting gaan. In de tweede halve cyclus wordt een andere SCR die in omgekeerde richting is aangesloten op die van de andere SCR, geactiveerd met een andere opto-isolator en laat stroom naar de belasting stromen. De belasting krijgt dus wisselstroom in beide halve cycli.
In dit systeem wordt de SCR geactiveerd met behulp van een opto-isolator die een combinatie van een LED en een TRIAC bevat. Wanneer pulsen worden toegepast op de LED, zendt deze licht uit dat op de TRIAC valt en geleidt, waardoor de uitgangspulsen van de optoisolator naar de SCR worden veroorzaakt. Het principe omvat het regelen van de snelheid waarmee pulsen worden toegediend door de frequentie tussen aangrenzende pulsen te variëren. Een microcontroller wordt gebruikt om pulsen aan de optoisolator te leveren op basis van de drukknopinvoer die erop is aangesloten. Het aantal keren dat de drukknop wordt ingedrukt, bepaalt de hoeveelheid vertraging van het toedienen van pulsen. Als de drukknop bijvoorbeeld één keer wordt ingedrukt, vertraagt de Microcontroller het toedienen van een puls met 1 ms. De hoek waaronder de SCR wordt geactiveerd, wordt dus dienovereenkomstig geregeld en de toepassing van wisselstroom op de belasting wordt geregeld.
Foto tegoed:
- Faseverschuivingsoscillator door community.fortunecity
- Digitaal gecontroleerde faseverschuiving door Chinabaike
