SCR이란 무엇입니까:알아야 할 모든 것

우리는 모두 사이리스터에 대해 들어본 적이 있지만 가장 인기 있는 유형은 어떻습니까? 실리콘 제어 정류기를 나타내는 SCR은 다른 많은 이점을 제공하면서 스위치 역할을 합니다. AC-DC 변환 기능을 제공할 뿐만 아니라 전원을 제어하는 ​​기능도 보여줍니다. 또한 회로에 대한 광범위한 응용 프로그램을 제공하여 더 많은 제어를 제공합니다.

SCR과 그 작동 방식을 이해하는 것은 상당히 복잡해 보일 수 있습니다. 시작하겠습니다! 이 기사에서는 이 기기에 대해 자세히 알아보는 올바른 방향을 알려드리겠습니다.

SCR이란 무엇입니까

SCR(실리콘 제어 정류기)은 바이어스 조건 또는 게이트 입력 제어를 통한 ON-OFF 스위칭 기능을 갖춘 특수 사이리스터입니다. 그 기호는 다이오드와 동일하게 보입니다. 이름에서 알 수 있듯이 전원을 제어하고 AC 전압을 DC로 변환하는 실리콘으로 구성됩니다. 또한 SCR은 TRIAC, SCS 및 DIAC를 비롯한 다른 사이리스터 유형보다 더 많은 구현을 봅니다. 이들은 AC 회로에 통합됩니다.

(SCR의 상징. 출처:Tosaka/Wikimedia Commons)

일반적으로 4층 PNPN SCR 반도체는 3개의 접합(J1, J2, J3)으로 구성됩니다. 첫 번째 P와 N 레이어 사이에 J1, N과 Player 사이에 J2, 마지막 P와 N 레이어 사이에 J3이 있습니다. 3개의 단자는 양극(상단 P층에 있는 양극), 음극(N층에 있음) 및 게이트를 고정합니다. 또한 입구는 SCR의 제어 터미널 역할을 합니다. 외부 P층과 N층은 고농도 도핑을 하고 중앙의 P층과 N층은 저농도 도핑을 합니다. 그런 다음 게이트 터미널이 중앙 P층에 부착됩니다. 전류는 이 단방향 장치를 통해 한 방향으로 흐르고 반대 방향으로 흡수될 수 있습니다.

또한 이 장치는 높은 작동 속도, 수명, 고전압, 전류 처리 기능 및 전력 이득을 특징으로 합니다.

SCR 작동 방식

실리콘 제어 정류기는 다이오드와 같은 방식으로 작동합니다. 즉, 역방향 전류를 차단하고 순방향 전류를 전도합니다. 또한 높은 전압에도 견딥니다. 또한 이 장치에는 양극(A) 단자를 통해 순방향 양의 전류를 전도하는 게이트가 포함되어 있습니다. 게이트에 짧은 제어 펄스를 적용하면 SCR이 브리지 경로(양극에서 음극) 사이에서 전도성이 됩니다. 그런 일이 발생하면 값이 0에 도달할 때까지 양극 전류가 이를 통해 흐르고 SCR이 강제로 꺼집니다. 그런 다음 게이트는 다시 전도성으로 만들기 위해 또 다른 전압 제어 펄스를 수신해야 합니다. 그렇지 않으면 전도되면 더 많은 게이트 전압이 필요하지 않습니다.

SCR은 또한 순방향 차단, 순방향 전도 모드 및 역방향 차단의 세 가지 모드로 작동합니다. 그러나 전압 정격은 켜짐 및 변경 차단 방법에 대해 동일하게 유지됩니다.

스위치 ON을 위해 SCR을 트리거하는 것은 다양한 방법으로 발생합니다. 여기에는 전압 트리거링, 열 트리거링, 광 트리거링 및 DV/DT 트리거링이 포함됩니다.

전압 트리거

(전압을 가하면 SCR이 활성화됨)

첫 번째 전압 트리거링은 최대 지점보다 높은 전압을 적용하여 터미널 게이트가 열리도록 합니다. 그러나 이 접근 방식을 구현하면 장치가 영구적으로 손상될 수 있습니다. SCR이 전압의 높은 값을 제어하기 때문에 게이트가 열려 있는 동안에는 작동하지 않습니다.

열 방아쇠

열 트리거링은 또한 온도가 증가함에 따라 장치가 작동하도록 합니다. 실제로, 정공과 전자 쌍이 확대됩니다. 결과적으로 회생 전류가 증가하여 SCR이 활성화됩니다. 그러나 이 트리거 기술은 열 폭주를 유발할 수 있습니다.

라이트 트리거링

한편, 라이트 트리거링은 SCR 표면에 빛을 비추어 전자와 정공 쌍을 증식시키는 것을 포함합니다. 이렇게 하면 장치가 강제로 활성화됩니다.

DV/DT 트리거

양극과 음극 사이의 높은 전압 비율도 SCR을 ON으로 전환합니다. 그러나 급격한 전류 증가로 인해 장치가 파손될 수 있습니다. 따라서 이 접근 방식에 대한 보호를 구현하는 것이 좋습니다.

SCR 신청

스위치로서의 SCR

(저항은 AC 차단기 회로의 다이오드를 보호합니다)

이 응용 프로그램에는 회로를 생성하고 차단하는 두 개의 SCR을 사용하는 것이 포함됩니다. AC 입력 전압은 조정 트리거 펄스를 SCR 게이트에 분배합니다. 2개의 저항은 두 다이오드를 모두 안전하게 유지하는 반면 게이트에 적용된 저항은 전류를 감소시킵니다. 회로는 스위치가 닫힌 상태에서 시작됩니다. 그런 다음 SCR₁ 순방향 바이어스 상태로 인해 양의 반주기 동안 트리거됩니다. 현재 값이 0에 도달하면 장치가 비활성화됩니다. 그런 일이 발생하면 SCR₂ 역 전압 극성으로 인해 발화하고 올바른 전류를 수신합니다. 스위치를 열면 회로가 차단됩니다. 실제로 SCR은 전류가 0으로 설정되는 동안 더 이상 트리거 펄스를 수신하지 않습니다.

따라서 기존 스위치는 게이트 전류의 mA를 처리할 수 있으므로 부하 전류를 활성화/비활성화할 수 있습니다.

과전압 보호

(SCR은 회로에 과전압 보호 기능을 제공할 수 있습니다.)

빠른 스위칭 기능으로 인해 SCR은 다른 전자 부품을 과전압으로부터 안전하게 보호합니다. 이들은 전기 부하와 병렬로 연결되어야 합니다. 과전압이 발생하면 SCR의 게이트가 활성화됩니다. 그런 다음 전원에서 전류를 끌어 전기 부하의 전압을 낮춥니다. 두 개의 SCR을 구현하면 이 시나리오에서 최상의 결과를 얻을 수 있습니다. 첫 번째는 양의 반주기에 초점을 맞추고 다른 하나는 음의 반주기에 초점을 맞춥니다. 저항은 두 SCR 트리거 프로세스 동안 단락 전류를 낮춥니다. 제너 다이오드를 각 저항에 직렬로 연결하면 고전압을 감지할 수 있는 회로가 형성됩니다.

펄스 회로

(전자 점화는 SCR을 사용합니다.)

SCR은 또한 회로의 높은 파형 전압 및 전류 펄스에 대한 애플리케이션을 제공합니다. 커패시터는 주 전원의 양의 반 주기 동안 충전됩니다. 거기에서 SCR은 음의 반주기를 통해 켜집니다. 커패시터가 방전되고 순방향 전류가 0에 도달하면 SCR이 꺼집니다. 그 후 ON 프로세스가 반복되어 출력 펄스 주파수가 전원의 주파수와 일치하게 됩니다.

다양한 유형의 SCR

개별 플라스틱: 개별 플라스틱 SCR 유형에는 반도체 플라스틱 덮개에 장착된 3개의 핀이 있습니다. 또한 25A ~ 1000V에서 사용할 수 있는 PCB에 통합됩니다.

스터드 베이스: 쉽게 부착할 수 있습니다. 이 장치는 나사식 베이스로 구성되어 있으며 낮은 열 저항을 제공합니다. 또한 스터드 베이스 장치는 최대 전압과 함께 5~150A의 전류를 지원합니다.

플라스틱 모듈: 이것은 개별 플라스틱과 동일한 품질을 제공하면서 둘 이상의 장치로 구성됩니다. 최대 100A를 처리할 수 있으며 볼트로 고정된 방열판으로 PCB에 부착할 수 있습니다.

보도 자료: 이 프레스 팩 SCR은 양극과 음극을 분리하기 위해 전극과 함께 세라믹으로 둘러싸여 있습니다. 또한 200A 이상 및 1200V 이상을 요구하는 애플리케이션에 대한 지원을 제공합니다.

플랫 베이스: 평평한 바닥에는 단열재가 있어 방열판으로부터 안전하게 보호합니다. 스터드 베이스와 유사한 품질로 10~400A의 전류 측정을 처리할 수 있습니다.

SCR의 작동 모드

앞으로 차단 모드:

SCR은 양극이 양의 전압을 수신하고 음극이 음의 전압을 수신할 때 전달 차단 모드에서 기능합니다. 이것은 작은 순방향 누설 전류가 장치를 통과하도록 합니다.

순방향 전도 모드:

순방향 전도 모드에서는 SCR이 켜지고 양극에서 음극으로 전류가 전도됩니다. 이것은 게이트에 전압을 인가하거나 순방향 항복 전압을 초과하여 발생합니다.

역방향 차단 모드:

음극에 양의 전압을, 양극에 음의 전압을 적용하면 SCR이 역 차단 모드가 됩니다. 실제로 접합 J1 및 J3은 역방향 바이어스로 이동하고 J2는 순방향 바이어스로 설정하여 SCR 전체의 전류 흐름을 방지합니다.

SCR 회로도

(SCR 조광기 회로도. 출처:카드뮴/위키 미디어 커먼즈)

SCR 테스트 방법

(멀티미터를 사용하여 SCR 테스트)

SCR 테스트 접근 방식에는 효과적인 프로세스인 멀티미터 활용이 포함됩니다. 시작하려면 멀티미터 스위치를 높은 저항으로 설정해야 합니다. 그런 다음 멀티미터의 양극 와이어를 SCR의 양극 게이트에 연결하고 음극 와이어를 음극에 연결합니다. 이 단계를 수행하면 멀티미터에 개방 회로가 표시됩니다. 연결을 전환하면 사용 가능한 코스도 표시됩니다.

그런 다음 SCR의 게이트 단자와 양극을 멀티미터의 양극 끝에 연결합니다. 그런 다음 SCR의 음극을 반대쪽 끝에 연결해야 합니다. 실제로 이것은 멀티미터가 낮은 저항 판독값을 표시하도록 하여 SCR의 스위치가 ON으로 설정됨을 의미합니다. 양극의 게이트 단자를 제거하면 래칭 형태를 나타내는 동일한 작업이 출력됩니다. 긍정적인 테스트 결과는 SCR이 고품질 성능을 제공한다는 것을 의미합니다.

요약

결국 SCR은 간단한 회로에 대한 실용적인 응용 프로그램을 호스팅합니다. 뿐만 아니라 과전압으로부터 부품을 보호할 수도 있습니다. 또한 전원을 제어하면서 AC를 DC로 변환하는 정류기 역할도 합니다. 그것만으로도 이 장치가 필요합니다. 또한 유익한 기능으로 목적에 부합하는 몇 가지 유형으로 제공됩니다. 마지막으로 SCR은 세 가지 다른 모드에서 작동하므로 복잡한 장치입니다. 스위칭 기능을 제공하려면 인가 전압이 필요합니다.

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