Sirkuit Aplikasi SCR

Pada artikel ini kita akan mempelajari banyak rangkaian aplikasi SCR yang menarik dan juga mempelajari fitur-fitur utama dan properti dari sebuah SCR juga disebut perangkat thyristor.

Apa itu SCR atau Thyristor

SCR adalah akronim dari Silicon Controlled Rectifier, seperti namanya itu adalah semacam dioda atau agen penyearah yang konduksi atau operasinya dapat dikontrol melalui pemicu eksternal.

Ini berarti perangkat ini akan AKTIF atau MATI sebagai respons terhadap sinyal atau tegangan kecil eksternal, sangat mirip dengan transistor, namun sangat berbeda dengan karakteristik teknisnya.

Pinout SCR C106

Melihat gambar tersebut kita dapat melihat bahwa SCR memiliki tiga lead yang mat diidentifikasi sebagai berikut:

Menjaga sisi cetak perangkat menghadap kita,

• Kabel ujung kanan disebut 'gerbang'.
• Pimpinan tengah adalah 'Anoda', dan
• Ujung kiri memimpin adalah 'Katoda'

Bagaimana Menghubungkan SCR

Gerbang adalah input pemicu dari SCR dan membutuhkan pemicu DC dengan tegangan sekitar 2 volt, DC idealnya harus lebih dari 10mA. Pemicu ini diterapkan di seluruh gerbang dan ground sirkuit, yang berarti positif dari DC menuju gerbang dan negatif ke ground.

Konduksi tegangan melintasi anoda dan katoda dinyalakan ketika pemicu gerbang diterapkan dan sebaliknya.

Sadapan paling kiri atau katoda dari sebuah SCR harus selalu dihubungkan ke ground dari sirkuit pemicu, yang berarti ground dari sirkuit pemicu harus dibuat bersama dengan menghubungkan ke katoda SCR atau SCR tidak akan pernah merespon pemicu yang diterapkan. .

Beban selalu terhubung melintasi anoda dan tegangan suplai AC yang mungkin diperlukan untuk mengaktifkan beban.

SCR secara khusus cocok untuk mengganti beban AC atau beban DC berdenyut. Beban DC murni atau bersih tidak akan berfungsi dengan SCR, karena DC akan menyebabkan efek penguncian pada SCR dan tidak akan memungkinkan untuk dimatikan bahkan setelah pemicu gerbang dilepas.

Sirkuit Aplikasi SCR

Pada bagian ini, kita akan melihat beberapa aplikasi SCR yang populer yaitu dalam bentuk saklar statis, jaringan kontrol fase, pengisi daya baterai SCR, pengontrol suhu, dan penerangan darurat sumber tunggal.
sistem.

Seri-Static-Switch

Sakelar statis seri setengah gelombang dapat disaksikan pada gambar berikut. Ketika sakelar ditekan untuk memungkinkan suplai masuk, arus di gerbang SCR menjadi aktif selama siklus positif dari sinyal input, menyalakan SCR.

Resistor R1 mengontrol dan membatasi jumlah arus gerbang.

Dalam kondisi ON, tegangan anoda ke katoda VF dari SCR menurun ke tingkat nilai konduksi RL. Hal ini menyebabkan arus gerbang berkurang secara drastis, dan kerugian minimum pada sirkuit gerbang.

Selama siklus input negatif, SCR dimatikan, karena anoda menjadi lebih negatif daripada katoda. Diode D1 melindungi SCR dari pembalikan arus gerbang.

Bagian sisi kanan dari gambar di atas menunjukkan bentuk gelombang yang dihasilkan untuk arus beban dan tegangan. Bentuk gelombang terlihat seperti suplai setengah gelombang melintasi beban.

Menutup sakelar memungkinkan pengguna mencapai tingkat konduksi lebih rendah dari 180 derajat pada perpindahan fase yang terjadi selama periode positif dari sinyal input AC.

Untuk mencapai sudut konduksi antara 90 ° dan 180 °, rangkaian berikut dapat digunakan. Desain ini mirip dengan di atas, kecuali resistor, yang dalam bentuk resistor variabel di sini, dan saklar manual dihilangkan.

Jaringan yang menggunakan R dan R1 memastikan arus gerbang yang terkontrol dengan benar untuk SCR selama setengah siklus positif dari input AC.

Menggerakkan lengan slider resistor R1 variabel ke maksimum, atau ke titik paling bawah, arus gerbang mungkin menjadi terlalu lemah untuk mencapai gerbang SCR, dan ini tidak akan pernah memungkinkan SCR untuk AKTIF.

Di sisi lain ketika digerakkan ke atas, arus gerbang akan perlahan-lahan meningkat hingga besaran SCR ON tercapai. Dengan demikian, menggunakan resistor variabel, pengguna dapat mengatur tingkat arus nyala untuk SCR di mana saja antara 0 ° dan 90 °, seperti yang ditunjukkan di sisi kanan diagram di atas.

Untuk nilai R1, jika agak rendah, akan menyebabkan SCR menyala dengan cepat, mengarah ke hasil serupa yang diperoleh dari gambar pertama di atas (konduksi 180 °).

Namun, jika nilai R1 lebih besar, tegangan input positif yang lebih tinggi akan dibutuhkan untuk menyalakan SCR. Situasi ini tidak memungkinkan kami untuk memperluas kontrol selama 90 ° perpindahan fase, karena input berada pada level tertinggi pada titik ini.

Jika SCR tidak dapat menyala pada level ini atau untuk nilai yang lebih rendah dari tegangan input pada kemiringan positif dari siklus AC, responsnya akan sama persis untuk kemiringan negatif dari siklus input.

Secara teknis, jenis kerja SCR ini disebut kontrol fase resistansi variabel setengah gelombang.

Metode ini dapat digunakan secara efektif dalam aplikasi yang memerlukan kontrol arus RMS atau kontrol daya beban.

Pengisi Baterai menggunakan SCR

Aplikasi SCR lain yang sangat populer adalah dalam bentuk pengontrol pengisi daya baterai.

Desain dasar dari charger baterai berbasis SCR dapat dilihat pada diagram berikut. Bagian yang diarsir akan menjadi area diskusi utama kita.

Cara kerja charger baterai yang dikontrol SCR di atas dapat dipahami dengan penjelasan sebagai berikut:

Input stepped down AC adalah gelombang penuh yang diperbaiki melalui dioda D1, D2 dan disuplai melalui terminal anoda / katoda SCR. Baterai yang sedang diisi dapat dilihat secara seri dengan terminal katoda.

Ketika baterai dalam kondisi kosong, tegangannya cukup rendah untuk menjaga SCR2 dalam keadaan OFF. Karena status terbuka SCR2, rangkaian kontrol SCR1 berperilaku persis seperti sakelar statis seri kami yang dibahas di paragraf sebelumnya.

Dengan input yang diperbaiki pasokannya dinilai memadai, memicu ON SCR1 dengan arus gerbang yang diatur oleh R1.

Ini langsung menyalakan SCR dan baterai mulai mengisi melalui konduksi SCR anoda / katoda.

Pada awalnya, karena level daya baterai yang rendah, VR akan memiliki potensi yang lebih rendah seperti yang ditetapkan oleh preset R5 atau pembagi potensial.

Pada titik ini level VR akan terlalu rendah untuk MENGAKTIFKAN dioda zener 11 V. Dalam keadaan non-konduksi, zener akan hampir seperti sirkuit terbuka, menyebabkan SCR2 dimatikan sepenuhnya, karena arus gerbang hampir nol.

Selain itu, kehadiran C1 memastikan bahwa SCR2 tidak pernah AKTIF secara tidak sengaja karena transien tegangan atau lonjakan tegangan.

Saat baterai diisi, tegangan terminalnya secara bertahap naik, dan akhirnya ketika mencapai nilai pengisian penuh yang ditetapkan, VR menjadi cukup untuk MENGAKTIFKAN dioda zener 11 V, kemudian menyalakan SCR2.

Segera setelah SCR2 menyala, secara efektif menghasilkan korsleting, menghubungkan terminal ujung R2 ke ground, dan mengaktifkan pembagi potensial yang dibuat oleh jaringan R1, R2 di gerbang SCR1.

Aktivasi pembagi potensial R1 / R2 di gerbang SCR1 menyebabkan penurunan instan dalam arus gerbang SCR1, memaksanya untuk mati.

Hal ini menyebabkan pasokan ke baterai terputus, memastikan baterai tidak boleh diisi secara berlebihan.

Setelah ini, jika tegangan baterai cenderung turun di bawah nilai preset, zener 11 V akan MATI, menyebabkan SCR1 kembali ON untuk mengulangi siklus pengisian.

Kontrol Pemanas AC menggunakan SCR

Diagram di atas menunjukkan klasik kontrol pemanas aplikasi menggunakan SCR.

Sirkuit ini dirancang untuk menghidupkan dan mematikan pemanas 100 watt tergantung pada sakelar termostat.

Merkuri dalam gelas termostat digunakan di sini, yang seharusnya sangat sensitif terhadap perubahan tingkat suhu di sekitarnya.

Tepatnya, ia dapat merasakan bahkan perubahan suhu 0,1 ° C.

Namun, sejak ini jenis termostat biasanya dinilai untuk menangani besaran arus yang sangat kecil dalam kisaran 1 mA atau lebih, dan oleh karena itu tidak terlalu populer di sirkuit kontrol suhu.

Dalam aplikasi kontrol pemanas yang dibahas, SCR digunakan sebagai penguat arus untuk memperkuat arus termostat.

Sebenarnya SCR tidak berfungsi seperti amplifier tradisional, melainkan sebagai a sensor arus , yang memungkinkan berbagai karakteristik termostat untuk mengontrol level switching SCR yang lebih tinggi saat ini.

Kita dapat melihat bahwa pasokan ke SCR diterapkan melalui pemanas dan penyearah jembatan penuh, yang memungkinkan pasokan DC diperbaiki gelombang penuh untuk SCR.

Selama periode tersebut, ketika termostat dalam keadaan terbuka, potensi melintasi kapasitor 0.1uF dibebankan ke tingkat pembakaran potensial gerbang SCR melalui pulsa yang dihasilkan oleh setiap pulsa DC yang diperbaiki.

Konstanta waktu untuk mengisi kapasitor ditentukan oleh produk elemen RC.

Hal ini memungkinkan SCR untuk berjalan selama pemicu setengah siklus DC berdenyut ini, memungkinkan arus melewati pemanas, dan memungkinkan proses pemanasan yang diperlukan.

Saat pemanas memanas dan suhu naik, pada titik yang telah ditentukan, menyebabkan termostat konduktif aktif dan membuat korsleting di kapasitor 0.1uF. Ini pada gilirannya mematikan SCR dan memutus daya ke pemanas, menyebabkan suhunya turun secara bertahap, sampai turun ke tingkat di mana termostat lagi-lagi dinonaktifkan dan SCR menyala.

Lampu Emergency menggunakan SCR

Aplikasi SCR berikutnya berbicara tentang satu sumber desain lampu darurat di mana a Baterai 6 V. disimpan dalam kondisi pengisian daya yang terisi, sehingga lampu yang terhubung dapat dinyalakan dengan mulus setiap kali terjadi kegagalan daya.

Ketika daya tersedia, catu DC koreksi gelombang penuh menggunakan D1, D2 mencapai lampu 6 V yang terhubung.

C1 diizinkan untuk mengisi ke tingkat yang sedikit lebih rendah dari perbedaan antara puncak DC dari suplai yang diperbaiki sepenuhnya dan tegangan di R2, seperti yang ditentukan oleh input suplai dan tingkat pengisian baterai 6 V.

Dalam keadaan apapun, level potensial katoda SCR lebih tinggi dari anoda, dan tegangan gerbang ke katoda ditahan negatif. Ini memastikan bahwa SCR tetap dalam keadaan non-konduksi.

Tingkat pengisian baterai yang terpasang ditentukan oleh R1, dan diaktifkan melalui dioda D1.

Pengisian dipertahankan hanya selama anoda D1 tetap lebih positif daripada katoda.

Saat daya input ada, gelombang penuh yang diperbaiki di lampu darurat membuatnya tetap ON.

Selama situasi kegagalan daya, kapasitor C1 mulai melakukan pelepasan melalui D1, R1, dan R3, sampai titik di mana katoda SCR1 menjadi kurang positif dari katoda nya.

Juga, sementara itu persimpangan R2, R3, menjadi positif menghasilkan peningkatan tegangan gerbang ke katoda untuk SCR, menyalakannya.

SCR sekarang menyala dan memungkinkan baterai untuk terhubung dengan lampu, langsung menerangi melalui daya baterai.

Lampu dibiarkan tetap dalam kondisi menyala seolah-olah tidak terjadi apa-apa.

Ketika daya kembali, kapasitor C1 sekali lagi diisi ulang, menyebabkan SCR dimatikan, dan memutus daya baterai ke lampu, sehingga lampu sekarang menyala melalui suplai input DC.

Aplikasi SCR Lain-lain yang Dikumpulkan dari Situs Web ini

Alarm Hujan Sederhana:

Rangkaian alarm hujan di atas dapat digunakan untuk mengaktifkan beban AC, seperti lampu atau penutup lipat atau peneduh otomatis.

Sensor dibuat dengan menempatkan pasak logam, atau sekrup atau logam serupa di atas badan plastik. Kabel dari logam ini dihubungkan melintasi dasar tahap transistor pemicu.

Sensor adalah satu-satunya bagian sirkuit yang ditempatkan di luar ruangan, untuk mendeteksi hujan turun.

Saat hujan mulai turun, tetesan air menjembatani logam sensor.

Tegangan kecil mulai bocor melintasi logam sensor dan mencapai basis transistor, transistor segera berjalan dan memasok arus gerbang yang diperlukan ke SCR.

SCR juga merespons dan MENGAKTIFKAN beban AC yang terhubung untuk menarik penutup otomatis atau sekadar alarm untuk memperbaiki situasi yang diinginkan oleh pengguna.

Alarm Pencuri SCR

Kita telah membahas di bagian sebelumnya mengenai properti khusus SCR di mana ia mengunci sebagai respons terhadap beban DC.

Sirkuit yang dijelaskan di bawah ini memanfaatkan properti SCR di atas secara efektif untuk memicu alarm sebagai respons terhadap kemungkinan pencurian.

Di sini, awalnya SCR ditahan dalam posisi OFF yang dimatikan selama gerbangnya tetap terpasang atau disekrup dengan potensi tanah yang kebetulan merupakan badan aset yang perlu dilindungi.

Jika upaya untuk mencuri aset dilakukan dengan melepaskan baut yang relevan, potensial ground ke SCR dilepas dan transistor diaktifkan melalui resistor terkait yang terhubung melintasi basisnya dan positif.

SCR juga langsung terpicu karena sekarang mendapat tegangan gerbang dari emitor transistor, dan kait membunyikan alarm DC yang terhubung.

Alarm tetap ON sampai dimatikan secara manual, semoga oleh pemilik sebenarnya.

Pengisi Daya Pagar Sederhana, Sirkuit Energizer

SCR menjadi ideal untuk dibuat sirkuit pengisi daya pagar . Pengisi daya pagar terutama membutuhkan tahap generator tegangan tinggi, di mana perangkat switching tinggi seperti SCR menjadi sangat penting. Dengan demikian SCR menjadi cocok secara khusus untuk aplikasi semacam itu di mana mereka digunakan untuk menghasilkan tegangan lengkung tinggi yang diperlukan.

Sirkuit CDI untuk Mobil:

Seperti yang dijelaskan pada aplikasi di atas, SCR juga banyak digunakan pada mobil, dalam sistem pengapiannya. Sirkuit pengapian pelepasan kapasitif atau sistem CDI menggunakan SCR untuk menghasilkan sakelar tegangan tinggi yang diperlukan untuk proses penyalaan atau untuk memulai penyalaan kendaraan.