Asas dan Karakteristik Tutorial Thyristor atau Silicon Controlled Rectifier

Asas dan Karakteristik Tutorial Thyristor atau Silicon Controlled Rectifier

Secara amnya, kita menggunakan banyak komponen elektrik dan elektronik semasa merancang projek elektronik dan litar am. Komponen asas ini merangkumi perintang, transistor, kapasitor, dioda, induktor, LED, thyristor atau penerus terkawal silikon, IC, dan sebagainya. Mari kita pertimbangkan penerus yang dikelaskan kepada dua jenis seperti penerus tidak terkawal (dioda) dan penerus terkawal (thyristor). Sebenarnya, ramai pelajar kejuruteraan dan penggemar elektronik ingin mengetahui asas mengenai komponen elektrik dan elektronik. Tetapi, di sini dalam artikel ini mari kita membincangkan secara terperinci mengenai asas dan ciri tutorial penyearah terkawal thyristor atau silikon.



Penyearah Terkawal Silikon

Penyearah terkawal Thyristor atau silikon adalah peranti semikonduktor pelbagai lapisan dan serupa dengan transistor. Penyearah terkawal silikon terdiri daripada tiga terminal (anod, katod, dan gerbang) tidak seperti penerus dua diod terminal (anod dan katod). Diod disebut sebagai penyearah yang tidak terkawal kerana mereka melakukan (semasa keadaan bias ke depan tanpa kawalan) setiap kali voltan anod dioda lebih besar daripada voltan katod.


Diod dan Thyristor

Diod dan Thyristor





Tetapi, penerus terkawal silikon tidak berfungsi walaupun voltan anod lebih besar daripada voltan katod kecuali sehingga terminal gerbang (terminal ketiga) dicetuskan. Oleh itu, dengan memberikan nadi pencetus ke terminal gerbang, kita dapat mengawal operasi (ON atau OFF) thyristor. Oleh itu, thyristor juga disebut sebagai penerus terkawal atau penerus terkawal silikon.

Asas Rectifier terkawal silikon

Tidak seperti dua lapisan (P-N) dalam dioda dan tiga lapisan (P-N-P atau N-P-N) dalam transistor, penerus terkawal silikon terdiri daripada empat lapisan (P-N-P-N) dengan tiga Persimpangan P-N yang bersambung secara bersiri. Penyearah terkawal silikon atau thyristor diwakili oleh simbol seperti yang ditunjukkan dalam gambar.



Penyearah Terkawal Silikon

Penyearah Terkawal Silikon

Penyearah terkawal silikon juga merupakan peranti sehala kerana ia hanya berfungsi dalam satu arah. Dengan mencetuskan dengan tepat, thyristor dapat digunakan sebagai suis litar terbuka dan juga sebagai diod pembetulan. Walau bagaimanapun, thyristor tidak dapat digunakan sebagai penguat dan hanya boleh digunakan untuk operasi pensuisan yang dikendalikan dengan pemicu denyut terminal gerbang.

Thyristor boleh dihasilkan dengan menggunakan pelbagai bahan seperti silikon, silikon karbida, gallium arsenide, gallium nitride, dan sebagainya. Tetapi, kekonduksian terma yang baik, keupayaan arus tinggi, keupayaan voltan tinggi, pemprosesan silikon yang ekonomik menjadikannya lebih senang dibandingkan dengan bahan lain untuk membuat thyristor, oleh itu, mereka juga disebut sebagai penyearah terkawal silikon.


Rectifier terkawal silikon berfungsi

Cara kerja thyristor dapat difahami dengan mempertimbangkan tiga cara operasi penyearah terkawal silikon. Tiga kaedah operasi thyristor adalah seperti berikut:

  • Mod sekatan terbalik
  • Mod penyekat ke hadapan
  • Mod pengalihan ke hadapan

Mod Sekatan Terbalik

Sekiranya kita membalikkan sambungan anod dan katod thyristor, maka dioda bawah dan atas bias terbalik. Oleh itu, tidak ada jalan konduksi, jadi arus tidak akan mengalir. Oleh itu, dipanggil sebagai mod penyekat terbalik.

Mod Penyekat ke Hadapan

Secara umum, tanpa pulsa pemicu ke terminal gerbang, penerus terkawal silikon tetap dimatikan, menunjukkan tidak ada aliran arus ke arah depan (dari anod ke katod). Ini kerana, kami menghubungkan dua diod (kedua-dua diod atas dan bawah adalah bias ke hadapan) bersama-sama untuk membentuk thyristor. Tetapi, persimpangan antara dua diod ini adalah bias terbalik, yang menghilangkan aliran arus dari atas ke bawah. Oleh itu, keadaan ini disebut sebagai mod penyekat ke hadapan. Dalam mod ini, walaupun thyristor mempunyai keadaan seperti diod bias ke hadapan konvensional, ia tidak akan berfungsi kerana terminal gerbang tidak dipicu.

Mod Melakukan Ke Hadapan

Dalam mod lakuan ke hadapan ini, voltan anod mestilah lebih besar daripada voltan katod dan pintu terminal ketiga mesti dicetuskan dengan betul untuk pengaliran thyristor. Ini kerana, setiap kali terminal gerbang dipicu, maka transistor bawah akan melakukan yang menghidupkan transistor atas dan kemudian transistor atas menghidupkan transistor bawah dan dengan itu transistor saling mengaktifkan. Proses maklum balas positif dalaman kedua-dua transistor ini berulang sehingga kedua-duanya diaktifkan sepenuhnya dan kemudian kehendak semasa dari anod ke katod. Oleh itu, mod operasi penyearah terkawal silikon ini disebut sebagai mod konduksi ke hadapan.

Ciri-ciri Penyearah Terkawal Silikon

Ciri-ciri Penyearah Terkawal Silikon

Ciri-ciri Penyearah Terkawal Silikon

Gambar menunjukkan ciri penyearah terkawal silikon dan juga mewakili operasi thyristor dalam tiga mod yang berbeza seperti mod penyekat terbalik, mod penyekat maju, dan mod konduktor ke hadapan. The Ciri V-I thyristor juga mewakili voltan sekatan terbalik, voltan penyekat ke hadapan, voltan kerosakan terbalik, arus tahan, voltan putus, dan sebagainya seperti yang ditunjukkan dalam rajah.

Aplikasi Rectifier terkawal silikon

Aplikasi penerus terkawal silikon digunakan dalam litar yang berurusan dengan arus besar dan voltan seperti sistem kuasa elektrik litar dengan arus lebih dari 1kV atau lebih daripada 100A.

Thyristors digunakan khas untuk mengurangkan kehilangan kuasa dalaman dalam litar. Penyearah terkawal silikon boleh digunakan untuk mengawal daya di litar tanpa kerugian dengan menggunakan kawalan suis on-off thyristor.

Penyearah terkawal silikon juga digunakan untuk tujuan pembetulan, iaitu dari arus ulang alik ke arus terus . Biasanya, thyristor digunakan dalam Penukar AC ke AC (cycloconverters) yang merupakan aplikasi penerus terkawal silikon yang paling biasa.

Aplikasi Praktikal Penyearah Terkawal Silikon

Cycloconverter Berasaskan SCR oleh Edgefxkits.com

Cycloconverter Berasaskan SCR oleh Edgefxkits.com

The Penukar siklokon berasaskan SCR adalah penerapan praktik penerus terkawal silikon di mana kelajuan motor aruhan fasa tunggal dikendalikan dalam tiga langkah. Motor aruhan adalah mesin berkelajuan malar dan sering digunakan dalam beberapa aplikasi seperti mesin basuh, pam air, dan sebagainya. Aplikasi ini memerlukan kelajuan motor yang berbeza yang dapat dicapai dengan menggunakan teknik berasaskan SCR ini.

Diagram Blok Cycloconverter Berasaskan SCR oleh Edgefxkits.com

Diagram Blok Cycloconverter Berasaskan SCR oleh Edgefxkits.com

Thyristor berdasarkan cycloconverter digunakan untuk mengawal kelajuan motor aruhan secara berperingkat. Dalam projek ini, sepasang suis dihubungkan ke mikrokontroler 8051 dan ini digunakan untuk memilih kelajuan yang dikehendaki (F, F / 2, dan F / 3) motor. Berdasarkan status suis, mikrokontroler menyampaikan denyut pemicu ke penyearah terkawal silikon dual bridge. Oleh itu, kelajuan motor aruhan dikawal dalam tiga langkah berdasarkan keperluan.

Adakah anda mahu merancang projek elektronik berdasarkan penerus terkawal silikon? Kemudian, hantarkan idea anda di bahagian komen di bawah untuk mendapatkan bantuan teknikal kami dalam merancang projek kejuruteraan anda.