Apa itu SCR:Semua yang Perlu Anda Ketahui
Kita semua pernah mendengar tentang thyristor sebelumnya, tetapi bagaimana dengan jenis yang paling populer? SCR, yang merupakan singkatan dari penyearah kontrol silikon, bertindak sebagai sakelar sambil memberikan banyak manfaat lainnya. Tidak hanya menawarkan kemampuan konversi AC-DC, tetapi juga menunjukkan kemampuan untuk mengontrol daya. Ini juga menawarkan berbagai aplikasi untuk sirkuit, menghadirkan lebih banyak kontrol.
Memahami SCR dan cara kerjanya tampaknya cukup rumit. Jadi mari kita mulai! Dalam artikel ini, kami akan mengarahkan Anda ke arah yang benar untuk mempelajari lebih lanjut tentang perangkat ini.
Apa itu SCR
SCR (silicon control rectifier) adalah thyristor khusus dengan kemampuan switching ON-OFF melalui kondisi bias atau kontrol input gerbang. Simbolnya terlihat identik dengan dioda. Seperti namanya, ini terdiri dari silikon yang mengontrol daya dan mengubah tegangan AC menjadi DC. Selain itu, SCR melihat lebih banyak implementasi daripada jenis thyristor lainnya, termasuk TRIAC, SCS, dan DIAC. Ini terintegrasi pada sirkuit AC.
(Simbol SCR. Sumber:Tosaka/Wikimedia Commons)
Secara umum, semikonduktor PNPN SCR empat lapis terdiri dari tiga junction (J1, J2, dan J3). Anda akan menemukan J1 antara lapisan P dan N pertama, J2 antara N dan Player, dan akhirnya, J3 antara lapisan P dan N terakhir. Tiga terminal mengamankan anoda (elektroda positif yang terletak di lapisan-P atas), katoda (ditemukan di lapisan-N), dan gerbang. Selain itu, pintu masuk berfungsi sebagai terminal kontrol SCR. Baik lapisan P dan N eksternal mengalami doping berat, sedangkan lapisan P dan N pusat mengalami doping ringan. Kemudian, terminal gerbang menempel pada lapisan-P pusat. Arus dapat mengalir melalui perangkat searah ini dalam satu arah dan mengalir ke arah yang berlawanan.
Selain itu, perangkat ini memiliki kecepatan operasional yang tinggi, umur panjang, tegangan tinggi, kemampuan penanganan arus, dan penguatan daya.
Cara kerja SCR
Penyearah yang dikendalikan silikon beroperasi dengan cara yang sama seperti dioda:memblokir arus balik dan mengalirkan arus maju. Itu juga tahan tegangan tinggi. Selanjutnya, perangkat ini berisi gerbang untuk mengalirkan arus positif maju melalui terminal anoda (A). Menerapkan pulsa kontrol pendek ke gerbang akan menyebabkan SCR menjadi konduktif antara jalur jembatan (anoda ke katoda). Ketika itu terjadi, arus anoda mengalir melaluinya hingga nilainya mencapai nol, memaksa SCR untuk mati. Kemudian, gerbang perlu menerima pulsa kontrol tegangan lain untuk membuatnya konduktif lagi. Jika tidak, tegangan gerbang tidak akan diperlukan lagi setelah bekerja.
SCR juga beroperasi dalam tiga mode:pemblokiran maju, mode konduksi maju, dan pemblokiran mundur. Namun, peringkat voltase tetap sama untuk metode aktif dan ubah pemblokiran.
Memicu SCR untuk AKTIF terjadi dalam berbagai metode. Ini termasuk pemicu tegangan, pemicu termal, pemicu cahaya, dan pemicu DV/DT.
Pemicu tegangan
(Menerapkan tegangan menyebabkan SCR aktif)
Yang pertama, pemicu tegangan, melibatkan penerapan tegangan lebih tinggi dari titik maksimum, menyebabkan gerbang terminal terbuka. Namun, menerapkan pendekatan ini dapat menyebabkan kerusakan permanen pada perangkat. Itu karena SCR mengontrol nilai tegangan tinggi, yang akan gagal berfungsi saat gerbang tetap terbuka.
Pemicu termal
Pemicu termal juga akan menyebabkan perangkat bekerja saat suhunya meningkat. Akibatnya, lubang dan pasangan elektron akan membesar. Akibatnya, arus regeneratif meningkat, memaksa SCR untuk mengaktifkan. Namun, teknik pemicu ini dapat menyebabkan pelarian termal.
Pemicu cahaya
Sementara itu, pemicuan cahaya melibatkan pancaran cahaya ke permukaan SCR, menyebabkan pasangan elektron dan lubang berlipat ganda. Ini memaksa perangkat untuk aktif.
Pemicu DV/DT
Tingkat tegangan tinggi antara anoda dan katoda juga akan mengaktifkan SCR. Namun, peningkatan arus yang cepat dapat merusak perangkat. Oleh karena itu, sebaiknya terapkan perlindungan untuk pendekatan ini.
Aplikasi SCR
SCR sebagai Sakelar
(Resistor melindungi dioda pada rangkaian pemutus AC)
Aplikasi ini melibatkan penggunaan dua SCR, yang membuat dan memutus sirkuit. Tegangan input AC mendistribusikan pulsa pemicu pengatur ke gerbang SCR. Dua resistor menjaga kedua dioda tetap aman sementara resistansi yang diberikan ke gerbang mengurangi arus. Sirkuit dimulai selama keadaan tertutup sakelar. Kemudian, SCR1 memicu selama setengah siklus positif karena keadaan bias maju. Jika nilai saat ini mencapai nol, perangkat akan dinonaktifkan. Setelah itu terjadi, SCR2 kebakaran karena polaritas tegangan balik dan menerima arus yang benar. Membuka sakelar menyebabkan sirkuit putus. Akibatnya, SCR tidak akan lagi menerima pulsa pemicu saat arus disetel ke nol.
Oleh karena itu, sakelar tradisional dapat menangani mA arus gerbang, yang berarti sakelar tersebut dapat mengaktifkan/menonaktifkan arus beban.
Perlindungan tegangan berlebih
(SCR dapat memberikan perlindungan tegangan berlebih pada sirkuit.)
Karena kemampuan switching yang cepat, SCR menjaga komponen elektronik lainnya aman dari tegangan berlebih. Ini harus terhubung secara paralel dengan beban listrik. Ketika tegangan berlebih terjadi, gerbang SCR aktif. Kemudian, ia menarik arus dari sumber listrik, yang menurunkan tegangan beban listrik. Menerapkan dua SCR memberikan hasil terbaik untuk skenario ini. Yang pertama berfokus pada setengah siklus positif sementara yang lain berfokus pada setengah siklus negatif. Sebuah resistor menurunkan arus hubung singkat selama kedua proses pemicuan SCR. Menghubungkan dioda Zener secara seri dengan setiap resistor membentuk rangkaian yang dapat mendeteksi tegangan tinggi.
Sirkuit pulsa
(Pengapian elektronik menggunakan SCR.)
SCR juga menyediakan aplikasi untuk tegangan gelombang tinggi dan pulsa arus pada suatu rangkaian. Sebuah kapasitor mengisi selama setengah siklus positif suplai utama. Dari sana, SCR AKTIF melalui setengah siklus negatif. SCR mati ketika kapasitor kosong dan arus maju mencapai nol. Setelah itu, proses ON akan berulang, menyebabkan frekuensi pulsa output sesuai dengan frekuensi suplai.
Berbagai Jenis SCR
Plastik Diskrit: Jenis SCR plastik diskrit berisi tiga pin yang dipasang pada penutup plastik semikonduktor. Selanjutnya, ini terintegrasi pada PCB, tersedia dari 25A hingga 1000V.
Basis Pejantan: Mudah dipasang, unit ini terdiri dari alas yang disekrup dan memberikan ketahanan termal yang rendah. Selain itu, perangkat dasar stud mendukung arus 5 hingga 150A bersama dengan tegangan penuh.
Modul Plastik: Ini terdiri dari lebih dari satu perangkat sambil memberikan kualitas yang sama dengan plastik diskrit. Dapat menangani hingga 100A dan dipasang ke PCB dengan heatsink yang dibaut.
Tekan Pak: SCR paket pers ini terbungkus dalam keramik bersama dengan elektroda untuk memisahkan anoda dan katoda. Mereka juga menawarkan dukungan untuk 200A atau lebih tinggi dan aplikasi yang membutuhkan lebih dari 1200V.
Dasar Datar: Basis datar dilengkapi dengan insulasi, menjaganya tetap aman dari heatsink. Dengan kualitas yang sama dengan dasar stud, ini dapat menangani pengukuran arus dari 10 hingga 400A.
Mode Operasi di SCR
Mode Pemblokiran Teruskan:
SCR berfungsi dalam mode pemblokiran penerusan ketika anoda menerima tegangan positif dan katoda menerima tegangan negatif. Ini memaksa arus bocor kecil ke depan untuk melewati perangkat.
Mode Konduksi Maju:
Dalam mode konduksi maju, SCR menyala, menyebabkannya mengalirkan arus dari anoda ke katoda. Ini terjadi karena menerapkan tegangan ke gerbang atau melebihi tegangan tembus maju.
Mode Pemblokiran Terbalik:
Menerapkan tegangan positif ke katoda dan tegangan negatif ke anoda menempatkan SCR dalam mode pemblokiran terbalik. Akibatnya, Persimpangan J1 dan J3 bergeser ke bias mundur sementara J2 disetel ke bias maju, mencegah aliran arus ke seluruh SCR.
Diagram sirkuit SCR
(Diagram sirkuit peredup cahaya SCR. Sumber:Cadmium/Wiki media commons)
Cara menguji SCR
(Gunakan multimeter untuk menguji SCR)
Pendekatan pengujian SCR melibatkan penggunaan multimeter, proses yang efektif. Untuk memulai, Anda perlu mengatur sakelar multimeter ke resistansi tinggi. Kemudian, gabungkan kabel positif multimeter ke gerbang anoda SCR dan kabel negatif ke katoda. Setelah mengikuti langkah itu, multimeter akan menunjukkan rangkaian terbuka. Jika Anda mengganti koneksi, itu juga akan menampilkan kursus yang tersedia.
Selanjutnya, sambungkan terminal gerbang SCR dan anoda ke ujung positif multimeter. Setelah itu, Anda perlu menghubungkan katoda SCR ke ujung yang berlawanan. Akibatnya, ini menyebabkan multimeter menampilkan pembacaan resistansi rendah, yang berarti sakelar SCR disetel ke ON. Menghapus terminal gerbang anoda akan menghasilkan tugas yang sama, mewakili bentuk penguncian. Hasil pengujian positif berarti SCR memberikan kinerja berkualitas tinggi.
Ringkasan
Bagaimanapun, SCR menampung aplikasi praktis untuk sirkuit sederhana. Tidak hanya itu, tetapi juga dapat melindungi komponen dari tegangan berlebih. Ini juga bertindak sebagai penyearah, mengubah AC ke DC sambil mengontrol daya. Itu saja membuat perangkat ini menjadi kebutuhan. Selain itu, ia hadir dalam beberapa jenis yang melayani tujuan mereka dengan fitur-fitur yang bermanfaat. Terakhir, SCR beroperasi dalam tiga mode berbeda, menjadikannya perangkat yang kompleks. Ini membutuhkan tegangan yang diterapkan untuk menyediakan kemampuan switching.
Apakah Anda memiliki pertanyaan tentang penyearah kontrol silikon? Jangan ragu untuk menghubungi kami!
