Mikä on piiohjattu tasasuuntaaja?

Piiohjattu tasasuuntaaja (SCR) on puolijohdelaite, joka on suunniteltu kytkemään ja ohjaamaan suuria virtakuormia. SCR on lähinnä virranohjain, joka kytkeytyy ulkoisesti toimitetulla liipaisujännitteellä. SCR -laitteissa on myös esiasetettu virta -arvo, jonka alapuolella ne eivät toimi, vaikka ne olisi kytketty päälle. Tämä mahdollistaa sen, milloin laite kytkeytyy päälle ja minimi virta kulkee. Piiohjattuja tasasuuntaajia käytetään tyypillisesti suurvirta- ja suurjännitesovelluksissa, vaikka niitä esiintyy usein pienjännitejärjestelmissä, kuten lampun himmentimissä.

SCR: t koostuvat neljästä vuorottelevasta p ja n puolijohdemateriaalikerroksesta. Ulkoinen johto, joka tunnetaan porttina, on kytketty toiseen p -kerrokseen. Porttia käytetään liipaisujännitteen syöttämiseen, mikä saa SCR: n käynnistymään ja johtamaan. Puolijohdekiekot muodostetaan kompaktiksi pelletiksi, joka on sisällytetty molybdeeni- tai volframikuoreen. Kotelon toisessa päässä on kierretappi, joka mahdollistaa jäähdytyselementin kiinnittämisen portin ja toisessa päässä olevien pääjohtojen kanssa.

Piiohjattu tasasuuntaaja pysyy passiivisena tai auki, kunnes ennalta määrätty portti tai liipaisupulssi vastaanotetaan, jolloin laite kytkeytyy päälle ja antaa virran kulkea. Kun virta kytketään päälle, hilajännite voidaan poistaa ja SCR jatkaa toimintaansa niin kauan kuin nykyinen virtaus ei putoa esiasetetun tason alapuolelle. Tämä esiasetettu minimi tunnetaan laitteen pitovirtana; vaikka SCR vastaanottaa porttipulssin, se ei kytkeydy päälle, jos pääsyöttövirta on tämän tason alapuolella. Nämä ominaisuudet tekevät piiohjatusta tasasuuntaajasta ja ihanteellisen komponentin tarkasti ohjattuun virranvaihtoon.

Tasasuuntaajan portin jännite on myös muuttuva toiminto sen toiminnassa. Jokaisella piiohjatulla tasasuuntaajalla on nimelliskynnysjännite, jonka alapuolella laite ei aktivoidu. Tämä ominaisuus antaa piirisuunnittelijoille lisää hallintaa ja joustavuutta tasasuuntaajien kytkentäolosuhteissa. Portin ohjauspiiri on usein varustettu suojalaitteella, joka tunnetaan nimellä snubber. Tämä estää tasasuuntaajaan kohdistuvan äkillisen jännitteen nousun indusoimasta kapasitiivista kytkentää portissa ja kytkemästä sen vahingossa päälle.

SCR: ää käytetään yleensä piireissä, joissa on erittäin suuret virta- ja jännitearvot. Nykyaikaiset SCR -laitteet voivat mukavasti vaihtaa yli miljoonan watin tehon, ja niistä on tullut kiinteä osa korkeajännitteistä vaihtovirtaa (DC) tasavirtamuunnoksiksi. Nämä raskaat versiot ovat usein vesijäähdytteisiä ja ripustettuja valtaviin pinoihin voimansiirtotilojen katoista. SCR voidaan löytää myös kotitalouksien sovelluksissa, jotka käyttävät paljon pienempiä tehotasoja, kuten moottorin ohjaimet, lämmityksen ohjaimet ja suuret valon himmentimet.