在本教程中,我们将了解一些常识的SCR应用程序。SCR应用正在切换,在AC和DC电路中进行功率控制,过电压保护等。
SCR应用程序
由于各种优点,如能够响应于低栅极电流开启的能力,也能够切换高电压,使SCR或晶闸管用于各种应用中。
这些应用包括切换,整流,调节,保护等。SCR用于家电控制,包括照明,温度控制,风扇调速,加热和报警激活。
对于工业应用,SCR用于控制电机速度,电池充电和电源转换。其中一些是下面解释的。
SCR作为交换机
切换操作是SCR最重要的应用之一。SCR通常用作固态继电器,并且具有比电磁继电器或开关更优点,因为SCR中没有移动部件。
下图显示了SCR作为开关的应用,以打开和关闭提供给负载的电源。通过将替代触发脉冲施加到SCR来控制供应到负载的交流电源。电阻器R1和R2分别保护二极管D1和D2。电阻器R限制栅极电流。
在输入的正半周期期间,SCR1是正向偏置的,并且SCR2是反向偏置的。如果开关S关闭,则栅极电流被施加到SCR1通过二极管D1,因此SCR1接通。因此,电流通过SCR1流到负载。
类似地,在信号的负半周期期间,SCR2是正向偏置的,并且SCR1是反向偏置的。如果开关S关闭,则栅极电流通过二极管D2流到SCR2。因此,SCR2打开,负载电流流过它。
因此,通过控制开关S,可以在任何期望位置控制负载电流。观察到这一点,该开关处理了几个轧机安培电流,以控制负载中的数百个安培电流。因此,这种切换方法比机械或机电切换更有利。
使用SCRS的电源控制
SCR能够控制传输到负载的功率。通常需要改变输送到负载的功率取决于电机速度控制和光调光器等负载要求。
在这种情况下,由于传统可调电位计的功率变化不是由于大功耗而变化的方法。为了减少大功率电路中的这种功耗,SCR是功率控制设备的最佳选择。
交流电源控制使用SCR
在AC电路中,相位控制是SCR功率控制的最常见形式。在相位控制中,通过改变栅极端子处的触发角α,获得功率控制。
下图显示了一个完整的AC波控制电路,说明相位控制方法。考虑到AC电源给出了两个反平行的SCR。在信号SCR1的正半周期期间,在负半周期中进行,SCR2在施加适当的栅极脉冲时进行。
通过改变对相应的SCR的触发角度,转弯时间变化。这导致对负载消耗的功率变化。在下面的图中,SCR在延迟脉冲处触发(意味着触发角度的增加)导致输送到负载的功率降低。
相位控制的主要优点是SCR在AC电流的每个当前零位置时自动关闭。因此,不需要换向电路来关闭SCR。
使用SCR的直流电源控制
在DC电路的情况下,通过改变SCR的开启和关闭持续时间来改变输送到负载的功率。该方法称为斩波器或开关控制。下图显示了使用SCR的简单开关控制。
还可以在某些触发频率下切换SCR,以便改变流到负载的电流。这种电路的示例是基于PWM的SCR电路,以产生对负载的变量输出。
通过使用相位控制整流器电路,可以产生对负载的可变DC电源。通过控制SCR接通的瞬间来控制输送到负载的平均直流电源。下面给出了一些整流电路。
半波整流器
下面的电路显示了使用SCR的单相半波整流器电路。与可变电阻串联的二极管连接到负责触发SCR的栅极。
- 在AC输入信号的负半周期期间,SCR是反向偏置的。因此,无电流流过负载。
- 在输入的负半周期期间,SCR正向偏置。如果电阻器改变,使得最小触发电流施加到栅极,则SCR接通。因此,电流开始流到负载。
- 如果栅极电流较高,则SCR导通的电源电压将较小。SCR开始导通的角度被称为触发角。对于该整流电路,仅在正半周期期间可以变化触发角。
- 因此,通过改变发射角度或栅极电流(通过改变该电路中的电阻),可以使SCR导通部分或全正半周期,使得送到负载的平均功率变化。
全波整流器
在全波整流器中,输入电源的正负波都被整流。因此,与半波整流器相比,DC电压的平均值高,并且纹波含量较小。下图显示了由与中心螺纹变压器连接的两个SCR组成的全波整流电路。
•在输入的正半周期期间,SCR1是正向偏置,SCR2是反向偏置的。通过施加适当的栅极信号,开启SCR1,因此加载电流开始流过它。
•在输入的负半周期期间,SCR2是正向偏置,SCR1是反向偏置的。通过栅极触发,SCR2接通,因此负载电流流过SCR2。
•因此,通过改变对SCR的触发电流,提供给负载的平均功率变化。
全波桥式整流器
代替使用中心拍摄的变压器,也可以在桥接配置中使用四个SCR以获得全波整流。在输入的正半周期期间,SCR1和SCR2导通。在负半周期期间,SCR3和SCR4导通。通过改变相应的栅极电流来调节每个晶闸管的导通角。因此,负载上的输出电压变化。
使用SCR过电压保护
由于SCR的快速切换动作,其中一个公共SCR应用是它可以用作保护装置。用于防止过电压的电路称为撬杆电路。
下图显示了使用SCR的撬棍电路。该撬杆电路通过电路或负载连接,该负载应受到保护。该电路由SC组成,由齐纳二极管布置触发。这种齐纳二极管以这样的方式选择,即在正常操作条件下,它充当开关。
因此,电阻器两端的电压为零,因此SCR保持关闭状态。
每当供电源的电压超过指定限制时,齐纳二极管开始导通并且电阻器中出现足够的电压。这将scr驱动到导通模式。在导通模式下,SCR上的电压降减小,因此负载受到过电压。
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SCR作为交换机
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