Τι είναι ένας ανορθωτής ελεγχόμενου πυριτίου;

Ένας ανορθωτής ελεγχόμενου πυριτίου (SCR) είναι μια συσκευή ημιαγωγού που έχει σχεδιαστεί για να αλλάζει και να ελέγχει τα υψηλά φορτία ρεύματος.Το SCR είναι ουσιαστικά ένας ρεύματος ελεγκτής ο οποίος βασίζεται σε μια εξωτερικά παρεχόμενη τάση ενεργοποίησης για να ενεργοποιηθεί.Οι συσκευές SCR διαθέτουν επίσης μια προκαθορισμένη τιμή που συγκρατεί την τρέχουσα τιμή κάτω από την οποία δεν θα διεξαχθούν ακόμη και αν είναι ενεργοποιημένα.Αυτό επιτρέπει τον έλεγχο του πότε ενεργοποιείται η συσκευή και το ελάχιστο ρεύμα θα περάσει.Οι ανορθωτές ελεγχόμενων από πυρίτιο χρησιμοποιούνται τυπικά σε εφαρμογή υψηλού ρεύματος, υψηλής τάσης, αν και συχνά βρίσκονται σε συστήματα χαμηλότερης τάσης, όπως οι λυχνίες.

Τα SCR αποτελούνται από τέσσερα εναλλασσόμενα στρώματα υλικών ημιαγωγών Ρ και Ν.Ένας εξωτερικός μόλυβδος, γνωστός ως πύλη, συνδέεται με το δεύτερο στρώμα Ρ.Η πύλη χρησιμοποιείται για την παροχή της τάσης σκανδάλης που προκαλεί την ανάβει και αρχίζει η SCR.Οι γκοφρέτες ημιαγωγών σχηματίζονται σε ένα συμπαγές σφαιρίδιο που περιέχεται σε ένα μολυβδαινικό ή βολφραμικό περίβλημα.Το περίβλημα είναι εφοδιασμένο με σπείρωμα στο ένα άκρο για να επιτρέψει την προσκόλληση ενός ψύκτου με την πύλη και τους κύριους αγωγούς εισόδου που βρίσκονται στο άλλο άκρο.

Ο ελεγχόμενος από πυρίτιο ανορθωτή θα παραμείνει ανενεργός ή θα ανοίξει μέχρι να ληφθεί μια προκαθορισμένη πύλη ή ο παλμός ενεργοποίησης, οπότε η συσκευή θα ενεργοποιήσει και θα επιτρέψει να περάσει το ρεύμα.Μόλις ενεργοποιηθεί, η τάση της πύλης μπορεί να αφαιρεθεί και το SCR θα συνεχίσει να διεξάγει εφόσον η ροή ρεύματος δεν πέφτει κάτω από ένα προκαθορισμένο επίπεδο.Αυτό το προκαθορισμένο ελάχιστο είναι γνωστό ως ρεύμα συγκράτησης της συσκευής.Ακόμη και αν το SCR λάβει παλμό πύλης, δεν θα ενεργοποιηθεί εάν το κύριο ρεύμα τροφοδοσίας είναι κάτω από αυτό το επίπεδο.Αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν τον ανορθωτή ελεγχόμενου πυριτίου και το ιδανικό στοιχείο για την στενά ελεγχόμενη εναλλαγή ρεύματος.

Η τάση της πύλης των ανορθωτών είναι επίσης μια μεταβλητή λειτουργία στη λειτουργία της.Κάθε ανορθωτής ελεγχόμενου πυριτίου έχει μια ονομαστική τάση πύλης κατωφλίου κάτω από την οποία η συσκευή δεν θα ενεργοποιηθεί.Αυτή η λειτουργία δίνει στους σχεδιαστές κυκλωμάτων πρόσθετο έλεγχο και ευελιξία σε σχέση με τις συνθήκες μεταγωγής των ανορθωτών.Το κύκλωμα ελέγχου πύλης είναι συχνά εφοδιασμένο με μια συσκευή προστασίας γνωστή ως snubber.Αυτό εμποδίζει τις ξαφνικές αυξήσεις στην τάση που εφαρμόζεται στον ανορθωτή από την πρόκληση χωρητικής σύζευξης στην πύλη και την ακούσια ενεργοποίηση.

Το SCR χρησιμοποιείται γενικά σε κυκλώματα που διαθέτουν πολύ υψηλές τιμές ρεύματος και τάσης.Τα σύγχρονα SCRs μπορούν άνετα να μεταβάλουν τις βαθμολογίες ισχύος που υπερβαίνουν τα εκατομμύρια watts και έχουν γίνει αναπόσπαστο μέρος των μετατροπών εναλλασσόμενου ρεύματος υψηλής τάσης (AC) σε άμεσο ρεύμα (DC).Αυτές οι παραλλαγές βαρέως τύπου συχνά ψύχονται με νερό και αναστέλλονται σε τεράστιες στοίβες από τις οροφές των εγκαταστάσεων μεταφοράς ισχύος.Ένα SCR μπορεί επίσης να βρεθεί σε εγχώριες εφαρμογές που χρησιμοποιούν πολύ χαμηλότερα επίπεδα ισχύος, όπως ελεγκτές κινητήρα, ελεγκτές θέρμανσης και μεγάλα ελαφριά dimmers.