Các SCR hoặc thyristor là một loại thiết bị bán dẫn và nó được thiết kế đặc biệt để sử dụng trong các ứng dụng chuyển mạch công suất cao. Hoạt động của thiết bị này chỉ có thể được thực hiện ở chế độ chuyển mạch và hoạt động như một công tắc. Khi SCR được kích hoạt bởi thiết bị đầu cuối cổng của nó vào đường truyền, thì nó sẽ cung cấp dòng điện liên tục. Khi thiết kế mạch SCR hoặc Thyristor, cần phải có nồng độ đặc biệt để kích hoạt mạch. Hoạt động của toàn bộ vùng của mạch SCR chủ yếu phụ thuộc vào cách kích hoạt của nó. Bài viết này thảo luận về các phương pháp kích hoạt SCR khác nhau hoặc các phương pháp SCR bật ON hoặc kích hoạt Thyristor. Có các phương pháp kích hoạt khác nhau có sẵn dựa trên các thực thể khác nhau bao gồm nhiệt độ, điện áp, v.v. Chúng ta sẽ thảo luận một số phương pháp trong số chúng thường được sử dụng trong kích hoạt SCR.
SCR Kích hoạt là gì?
Chúng ta biết rằng bộ chỉnh lưu điều khiển silicon (SCR) hoặc thyristor bao gồm hai trạng thái ổn định là dẫn chuyển tiếp và chặn thuận. Phương pháp kích hoạt SCR có thể được định nghĩa là, khi SCR đang chuyển từ trạng thái chặn chuyển tiếp sang trạng thái dẫn chuyển tiếp có nghĩa là trạng thái TẮT sang trạng thái BẬT, khi đó nó được gọi là Các phương pháp BẬT SCR hoặc kích hoạt SCR.
bộ chỉnh lưu điều khiển silicon
Phương pháp kích hoạt SCR
Việc kích hoạt SCR chủ yếu phụ thuộc vào các biến khác nhau như nhiệt độ, nguồn điện áp, dòng điện cổng, v.v. Khi điện áp được đặt vào silicon được điều khiển chỉnh lưu , nếu đầu cực anốt có thể được tạo + ve liên quan đến cực âm, thì SCR chuyển thành phân cực chuyển tiếp. Do đó thyristor này đi vào trạng thái chặn phía trước.
scr-triggering-mạch
Điều này có thể được thực hiện để kích hoạt vào chế độ dẫn và nó thực hiện bằng cách sử dụng bất kỳ loại phương pháp BẬT SCR nào. Có nhiều phương pháp khác nhau để kích hoạt SCR, bao gồm các phương pháp sau.
- Kích hoạt điện áp chuyển tiếp
- Kích hoạt nhiệt độ
- dv / dt Kích hoạt
- Kích hoạt ánh sáng
- Kích hoạt cổng
Kích hoạt điện áp chuyển tiếp
Loại phương pháp kích hoạt này chủ yếu được sử dụng để tăng điện áp giữa cực dương và cực âm. Vì vậy, chiều rộng của lớp suy giảm có thể được tăng lên và làm tăng điện áp gia tốc của các hạt tải điện thiểu số tại điểm nối J2. Hơn nữa, điều này có thể dẫn đến sự cố tuyết lở của J2- tiếp giáp ở quá điện áp ngắt phía trước.
Trong giai đoạn này, bộ chỉnh lưu điều khiển bằng silicon có thể chuyển sang chế độ dẫn và do đó sẽ có một dòng điện cực lớn với điện áp giảm ít hơn. Trong suốt trạng thái kích hoạt trong SCR, phạm vi sụt giảm điện áp chuyển tiếp là 1 đến 1,5 volt trên SCR. Điều này có thể được khuếch đại bằng cách sử dụng dòng tải.
Trong thực tế, phương pháp này không thể được sử dụng vì nó đòi hỏi một điện áp cực lớn đối với cực âm. Một khi điện áp cao hơn quá điện áp ngắt, thì nó cung cấp dòng điện cực kỳ lớn. Điều này có thể gây hại cho thyristor. Vì vậy, trong hầu hết các trường hợp, không thể sử dụng loại phương pháp kích hoạt SCR này.
Kích hoạt nhiệt độ
Loại kích hoạt này chủ yếu xảy ra do một số trường hợp. Nó có thể làm tăng các phản hồi đột ngột & sau đó kết quả của nó phải được ghi lại trong khi là yếu tố của bất kỳ phương pháp thiết kế nào.
Kích hoạt nhiệt độ của các thyristor chủ yếu xảy ra khi điện áp trên đường giao nhau J2 cũng như dòng điện rò rỉ có thể làm tăng nhiệt độ của đường giao nhau. Khi nhiệt độ tăng lên sẽ làm tăng dòng điện rò rỉ.
Phương pháp tăng này có thể đủ để kích hoạt thyristor, mặc dù nó có xu hướng đơn giản xảy ra khi nhiệt độ của thiết bị cao.
dv / dt Kích hoạt
Trong kiểu kích hoạt này, bất cứ khi nào SCR ở trong xu hướng chuyển tiếp, thì hai điểm nối như J1 & J3 có xu hướng chuyển tiếp và đường giao nhau J2 sẽ có xu hướng ngược lại. Ở đây, đường giao nhau J2 hoạt động giống như một tụ điện vì điện tích hiện có trên đường giao nhau. Nếu ‘V’ là điện áp trên SCR, thì điện tích (Q) và điện dung có thể được viết là
ic = dQ / dt
Q = CV
ic = d (CV) / dt = C. dV / dt + V.dC / dt
Khi dC / dt = 0
ic = C. dV / dt
Do đó, khi sự thay đổi của tốc độ điện áp trên SCR chuyển thành cao hoặc thấp, thì SCR có thể kích hoạt.
Kích hoạt ánh sáng
Khi SCR được kích hoạt với bức xạ ánh sáng được đặt tên là LASCR hoặc SCR được kích hoạt bằng ánh sáng. Loại kích hoạt này được sử dụng cho các bộ chuyển đổi được điều khiển theo pha trong hệ thống HVDC. Trong kỹ thuật này, cường độ và phát xạ ánh sáng với bước sóng thích hợp được phép chạm vào đường giao nhau J2.
kích hoạt ánh sáng
Các loại thyristor này bao gồm một vị trí trong lớp P. Do đó, khi ánh sáng chiếu vào vị trí này, các cặp lỗ trống điện tử có thể được tạo ra ở đường giao nhau J2 để tạo ra các hạt mang điện tích phụ tại các đầu của đường giao nhau để kích hoạt thyristor.
Kích hoạt cổng
Kích hoạt cổng là một phương pháp hiệu quả và được sử dụng phổ biến nhất để kích hoạt thyristor hoặc SCR. Khi thyristor được phân cực thuận, khi đó điện áp dồi dào trên cực cổng sẽ thêm một số điện tử vào tiếp giáp J2. Điều này ảnh hưởng đến việc khuếch đại dòng chảy ngược và do đó sự cố tiếp giáp J2 vẫn ở điện áp sẽ nhỏ hơn VBO.
Dựa trên kích thước của thyristor, dòng điện cổng sẽ thay đổi từ vài mA đến 200 mA. Nếu dòng điện đặt vào cực cổng cao, thì các điện tử bổ sung sẽ được đưa vào tiếp giáp J2 & hậu quả là tiếp cận vị trí dẫn điện ở điện áp đặt ít hơn.
Trong kỹ thuật này, một điện áp dương có thể được áp dụng giữa hai thiết bị đầu cuối như cổng và cực âm. Vì vậy, chúng ta có thể sử dụng 3 loại tín hiệu cổng để kích hoạt SCR cụ thể là tín hiệu xung, tín hiệu DC và tín hiệu AC.
Trong khi thiết kế mạch kích hoạt SCR cổng, bạn phải ghi nhớ những điểm quan trọng sau đây.
- Khi SCR được kích hoạt, tín hiệu cổng phải được tách ra ngay lập tức, nếu không, tổn thất điện năng sẽ ở đó trong đường giao nhau cổng.
- Vì SCR được phân cực ngược, khi đó tín hiệu cổng sẽ không được áp dụng cho điều này.
- Độ rộng xung của tín hiệu cổng phải dài hơn thời gian cần thiết được sử dụng cho dòng điện cực dương để tăng đến giá trị của dòng điện giữ.
Vì vậy, đây là tất cả về một tổng quan về SCR các phương pháp kích hoạt. Từ thông tin trên, cuối cùng chúng ta có thể kết luận rằng việc thay đổi thyristor từ trạng thái chặn chuyển tiếp sang trạng thái điều kiện chuyển tiếp được gọi là kích hoạt. Dưới đây là một câu hỏi cho bạn,
