Modern güç elektroniği gerçekten tristörlerin ortaya çıkmasıyla başladı. Tristörler ayrıca silikon kontrollü redresörler veya SCR'ler olarak da bilinir. Bunlar dört katmanlı ve üç terminalli yarı iletken cihazlardır. Ve tristörler tek yönlü cihazlardır.
Silikon Kontrollü Doğrultucular, tipik olarak yüksek voltajla birleştirilmiş yüksek gücü kontrol etmek için kullanılan yarı iletken cihazlardır. Bu nedenle bu cihazlar, yüksek voltajlı AC güç kontrol sistemlerinde, lamba dimmer devrelerinde, regülatör devrelerinde, vb. Uygulamalar bulur. SCR, aynı zamanda, yüksek voltajlı DC güç iletiminde yüksek güçlü AC'nin düzeltilmesinde de uygulama bulur. SCR, Tristörler ailesine aittir ve aslında SCR adı, General Electrics'den Tristörün ticari adıdır.
SCR, alternatif N ve P tipi malzemelere sahip dört katmanlı bir cihazdır. SCR, PNPN veya NPNP yapısını oluşturan dört katmanlı bir yarı iletkenden oluşur. Silikon, uygun katkı maddelerinin eklendiği içsel yarı iletken olarak kullanılır. Anot, katot ve geçit olarak adlandırılan üç terminale sahiptir. Katot en ağır katkılıdır ve kapı ve anot daha az yoğun şekilde katkılıdır. Merkezi N-tipi katman yalnızca hafifçe katkılıdır ve aynı zamanda diğer katmanlardan daha kalın olup, onu yüksek bir bloke edici voltajı desteklemesi için güçlendirir.
SCR'nin J1, J2 ve J3 olmak üzere üç bağlantısı vardır. Anot, PNPN yapısının P tipi malzemesine bağlanırken, katot N tipi malzemeye bağlanır. Geçit, katoda yakın P-tipi malzemeye bağlanır.
Bunlar tek yönlü cihazlardır ve akımı yalnızca bir yönde iletir. Bu Anot'tan Katot'a kadardır. SCR'nin tetiklenmesi, kapısı pozitif bir voltaj aldığında gerçekleşir. SCR genellikle röle sürücüsü, pil şarj cihazları vb. Uygulamalar arasında geçiş yapmak için kullanılır.
Tristörün üç temel durumu vardır:
Ters engelleme: Bu durumda, tristör akımı, ters taraflı bir diyotla aynı şekilde bloke eder.
İleri engelleme: Bu durumda tristör operasyonu normalde ileriye dönük bir diyot tarafından taşınacak olan ileri akım iletimini bloke edecek şekildedir.
İleri iletkenlik: Bu durumda, tristör iletim için tetiklenmiştir. İleri akım, tutma akımı olarak bilinen bir eşik değerinin altına düşene kadar iletken olmaya devam edecektir.
Tristör Operasyonu
SCR-SEMBOLÜ
SCR, ileriye doğru eğilimli olduğunda iletime başlar. Bu amaçla katot negatif, anot pozitif voltajda tutulur. SCR'ye ileri öngerilim voltajı uygulandığında, J1 ve J3 birleşimleri ileri doğru önyargılı hale gelirken J2 birleşimi ters eğimli hale gelir. Kapıda pozitif bir voltaj uygulandığında J2 bağlantısı öne eğimli hale gelir ve SCR açılır.
Çalışma sırasında, tristör, cihaz içinde pozitif bir geri besleme döngüsü oluşturan NPN ve PNP transistörü olarak düşünülebilir. Vericisinin tristörün katoduna bağlı olduğu transistör bir NPN cihazı iken, vericisinin anotuna bağlı transistör tristör PNP cihazıdır . Geçit, NPN transistörünün tabanına bağlanır. Bir transistörün çıkışı ikinci transistörün girişine beslenir ve ikinci transistörün çıkışı da birinci transistörün girişine geri beslenir. Bu, bir akım akmaya başladığında, her iki transistör de tamamen açılıncaya veya doyana kadar hızla oluştuğu anlamına gelir. Küçük bir örnek görelim:
Aşağıdaki devreden, burada bir TYN616 tristör kullandık.
- Kapı açıkken, tristörün yoğun olarak iletken olduğu minimum ileri voltajda üç kırılma voltajı belirlenir. Şimdi, besleme voltajının çoğu yük direncinde görünür. Tutma akımı, kırılma meydana geldiğinde açık olan maksimum anot akımı geçididir.
- Kapı KAPALI durumdayken, tristör AÇIK duruma göre sonsuz direnç sağlar, 0,010 ila 10 aralığında çok düşük direnç sunar.
Tetikleme Modu
Normal kapalı durumda, SCR içinden geçen akımın akışını engeller, ancak katot voltajına giden geçit arttığında ve belirli bir seviyeyi aştığında, SCR açılır ve bir transistör gibi hareket eder. SCR'nin önemli bir özelliği, bir kez yapıldığında kilitli kalması ve kapı voltajı kaldırıldıktan sonra bile çalışmaya devam etmesidir. SCR, cihazların tutma akımı düşük bir değere düşene kadar açık kalır. Ancak kapı titreşimli bir voltaj alırsa ve içinden geçen akım mandallama akımının altındaysa, SCR kapalı durumda kalacaktır. SCR, geçitte pozitif voltaj olmadan tetiklenebilir. SCR genellikle anot ile pozitif raya ve katot ile negatif raya bağlanır. Anoda uygulanan voltaj artarsa, cihazdaki kapasitif kuplaj, kapıya şarj indükler ve SCR tetikler. Harici geçit akımı olmadan bu tür tetikleme 'DV / dt tetiklemesi' olarak bilinir. Bu genellikle güç açıldığında meydana gelir. Buna Oran efekti denir.
Ancak DV / dt tetiklemesi SCR'yi tam olarak açmaz ve kısmen tetiklenen SCR çok fazla gücü dağıtır ve cihaz zarar görebilir. DV / dt tetiklemesini önlemek için, bir snubber ağı kullanılır. Başka bir tetikleme modu, SCR'nin ileri gerilimini, nominal arıza geriliminin üzerine çıkarmaktır. İleri voltaj tetiklemesi, geçidi açıldığında SCR üzerindeki voltaj arttığında gerçekleşir. Buna, cihazın 2. bağlantı noktasının bozulduğu 'Çığ arızası' denir. Bu ayrıca SCR'yi kısmen açar ve aygıta zarar verir. Bu nedenle voltaj, SCR'nin nominal voltajını aşmamalıdır.
SCR nasıl kapatılır?
SCR açıldıktan sonra, kapı akımı kaldırıldıktan sonra bile iletken modda olacaktır. Bu SCR kilitlemesidir. SCR, ters tetikleme ile kapatılabilir. Kapıya negatif voltaj uygulanarak yapılabilir. Cihaz ayrıca, Anot akımını kaldırarak veya geçit ve katodu anlık olarak kısa devre yaparak kapatılabilir.
Tristör Uygulamaları:
Tristörler esas olarak, muhtemelen yüksek voltajla bağlantılı olarak yüksek güç kontrolünün talep edildiği cihazlarda kullanılır. Çalışmaları, onları orta ila yüksek voltajlı AC güç kontrol uygulamalarında, örneğin lamba kısma, denetleyiciler ve motor kontrolü .
SCR Kullanan Bir SCR-Röle Kontrolü Uygulaması:
S1 anahtarına anlık olarak basılırsa, Röle açılacaktır. S2 tuşuna basılarak kapatılabilir.
S1 anahtarı bir LDR ile ve 4.7K ön ayarlı R1 ile değiştirilirse, ışık LDR'ye düştüğünde röle açılır. Ön ayar tetikleme noktasını ayarlayın.
S1 anahtarı 4.7 K NTC (Negatif Sıcaklık Katsayısı) Thermister ile ve R1 1K ön ayarıyla değiştirilirse, sıcaklık arttığında röle açılır. Ön ayar tetikleme noktasını ayarlayın.
Fotoğraf kredisi:
- SCR-SYMBOL tarafından wikimedia
