SCR
SCR nebo křemíkem řízený usměrňovač je 3kolíkové zařízení se třemi základními svorkami - anoda, katoda a hradlo. Terminál brány je ovládacím terminálem pro aplikaci anodově-katodového napětí. Křemík se obvykle používá kvůli jeho nízkému svodovému proudu. Polarita napětí přiváděných na katodu a anodu rozhoduje o tom, zda je zařízení v předpětí nebo zpětném předpětí a napětí brány rozhoduje o vedení SCR. Jinými slovy, když je na SCR aplikováno dopředné zkreslení, po použití správného kladného napětí brány zařízení začne vodit a je vypnuto pouze tehdy, když je proud procházející zařízením menší než přídržný proud. SCR lze tedy použít jako přepínač.
Vypalování SCR:
Aplikace napětí GATE je známá jako střelba.
Typy střelby SCR:
Obecně existují dva typy palby:
- Zero Voltage Cross Over střelba: Režim řízení nulového přechodu (nazývaný také rychlé cyklování, integrální cyklus nebo dávkové odpalování) funguje tak, že se SCR zapnou, pouze když je okamžitá hodnota sinusového napětí nulová.
- Metoda řízení fázového úhlu: Fázový úhel se mění, tj. Aplikace hradlových impulzů je o určitou dobu zpožděna a vedení je řízeno.
Vypalovací okruhy:
Vlastnosti vypalovacího okruhu:
- Vypalovací obvody by měly ve vhodných okamžicích produkovat spouštěcí impulsy pro tyristor.
- Mezi vypalovacími obvody a tyristorem musí být elektrická izolace. Dosahuje se to pomocí pulzního zesilovače nebo optoizolátoru.
Typy vypalovacího okruhu:
- Okruh střelby R:
- RC vypalovací okruh:
- UJT odpalovací okruh:
Úhel střelby:
Počet stupňů od začátku cyklu při zapnutí SCR je úhel střelby . Jakékoli SCR by začalo dirigovat v určitém bodě na střídavé napětí . Konkrétní bod je definován jako úhel střelby. Čím dříve v cyklu je SCR zapnuto, tím větší bude napětí aplikované na zátěž.
Usměrňovač řízený SCR od Elwood Gillilan
Řízení úhlu střelby:
Ovládání úhlu střelby lze použít v aplikacích, jako je řízení rychlosti motorů ventilátorů, řízení intenzity žárovky, řízením napájení motoru SCR. Řízení úhlu střelby se dosáhne změnou doby aplikace pulzů brány na SCR. Napětí na bránu terminálu SCR lze přivést v daném čase určeném vzdáleným vstupem.
V zásadě řízení úhlu střelby znamená řízení bodu na křivce střídavého signálu, když se má spustit SCR, nebo jinými slovy, čas odpovídající křivce střídavého signálu, když se na bránu SCR bude dodávat stejnosměrné napájecí napětí. Normálně pro spuštění SCR používáme optoizolátor. U jednoduchého napájecího obvodu, kde není požadována žádná regulace výkonu, lze použít obvykle detektory průchodu nulou nebo optoizolátory s detektory průchodu nulou, čímž se SCR spouští pouze na úrovních přechodu nuly tvaru vlny AC. U jiných aplikací zahrnujících aplikaci pro řízení výkonu se brána spouští pomocí pulzů a úhel střelby se odpovídajícím způsobem mění, aby řídil přepínání SCR a podle toho výkon SCR.
Změnu úhlu střelby nebo změnu vedení SCR zpožděním aplikace hradlového proudu lze provést dvěma způsoby:
- Ovládání brány fázového posuvu : Způsobuje 0 až 180⁰ zpoždění vedení. Fázový úhel hradlového napětí se mění vzhledem k anodově-katodovému napětí. Jinými slovy, hradlové napětí je přivedeno mimo fázi s anodovým napětím.
Obvykle se pro tento účel používá kapacita nebo indukčnost. V kombinaci LR proud zaostává za napětím, zatímco v kombinaci RC v současné době vede napětí. Rezistor R se mění tak, aby měnil fázový úhel, o který se hradlové napětí zpožďuje od anodového napětí.
Různé obvody používané jako fázový posunovač jsou uvedeny:
Digitálně řízený fázový posun
Oscilátor fázového posuvu
- Pulzní spouštění: Napětí hradla lze aplikovat také vydáváním impulzů na svorku brány. Pracovní cyklus pulzů lze měnit tak, aby poskytoval změny ve vedení.
Impulzy lze generovat buď pomocí UJT, nebo pomocí časovačů 555.
Obvod generující impuls pomocí časovače 555
Pracovní příklad ovládání úhlu střelby a jeho aplikace
Blokové schéma ukazující řízení úhlu střelby pro zadní SCR pro dosažení kontroly výkonu
Výše uvedené blokové schéma představuje systém pro dosažení řízení výkonu na indukční motor pomocí řízení úhlu střelby pro zadní SCR.
Než se pustíme do podrobností o tom, jak je v tomto systému dosaženo řízení úhlu střelby, podívejme se rychle na vzájemné propojení SCR.
Zde je video popisující vzájemné připojení SCR.
Pro zajištění střídavého napájení zátěže v obou polovičních cyklech střídavého signálu se používá připojení typu back-to-back SCR. Ke každému SCR jsou připojeny dva optoizolátory. V první polovině cyklu střídavého signálu jeden ze SCR vede po spuštění pomocí optoizolátoru a umožňuje průchod proudu zátěží. Ve druhé polovině cyklu se další SCR připojený v opačném směru ke směru druhého SCR spustí pomocí jiného optoizolátoru a nechá proudit proud do zátěže. Zátěž tedy získá střídavý proud v obou polovičních cyklech.
V tomto systému se SCR spouští pomocí optoizolátoru obsahujícího kombinaci LED a TRIAC. Když jsou na LED aplikovány impulsy, vyzařuje světlo, které dopadá na TRIAC a vede, což způsobuje výstupní impulsy z optoizolátoru do SCR. Princip zahrnuje řízení rychlosti aplikace pulzů změnou frekvence mezi sousedními pulsy. Mikrokontrolér se používá k poskytování pulzů do optoizolátoru na základě vstupu tlačítka propojeného s ním. Počet stisknutí tlačítka určuje míru zpoždění aplikace pulzů. Například pokud je tlačítko stisknuto jednou, mikrokontrolér zpozdí aplikaci pulzu o 1ms. Proto je odpovídajícím způsobem řízen úhel, při kterém je spuštěn SCR, a je řízeno použití střídavého proudu na zátěž.
Fotografický kredit:
- Oscilátor fázového posuvu od komunita. štěstí
- Digitálně řízený fázový posun chinabaike
