Circuitos de Aplicação SCR

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Neste artigo, aprenderemos muitos circuitos de aplicativos SCR interessantes e também os principais recursos e propriedades de um SCR, também chamado de dispositivo tiristor.

O que é um SCR ou tiristor?

SCR é um acrônimo para Retificador Controlado por Silicone, pois o nome sugere que é um tipo de diodo ou um agente retificador cuja condução ou operação pode ser controlada através de um gatilho externo.

Isso significa que este dispositivo será ligado ou desligado em resposta a um pequeno sinal ou tensão externa, bastante semelhante a um transistor, mas muito diferente com suas características técnicas.

Pinagem SCR C106

Observando a figura, podemos ver que um SCR possui três derivações que podem ser identificadas da seguinte maneira:

Segurando o lado impresso do dispositivo à nossa frente,

  • O cabo na extrema direita é chamado de “portão”.
  • O líder central é o “ânodo” e
  • A extrema esquerda é o “cátodo”

Pinos SCR

Como conectar um SCR

O gate é a entrada do gatilho de um SCR e requer um gatilho CC com uma tensão de cerca de 2 volts; o DC idealmente deve ser superior a 10 mA. Esse gatilho é aplicado através do portão e do terra do circuito, o que significa que o positivo do CD vai para o portão e o negativo para o chão.


A condução de tensão através do ânodo e do cátodo é ativada quando o gatilho do portão é aplicado e vice-versa.

O fio da extremidade esquerda ou o cátodo de um SCR sempre deve estar conectado ao terra do circuito de gatilho, o que significa que o terra do circuito de gatilho deve ser comum ao se conectar ao cátodo do SCR, caso contrário o SCR nunca responderá aos gatilhos aplicado.

A carga está sempre conectada através do ânodo e uma tensão de alimentação CA que pode ser necessária para ativar a carga.

Os SCRs são especialmente adequados para alternar cargas CA ou cargas DC pulsadas. Cargas DC puras ou limpas não funcionarão com os SCRs, pois o DC causará um efeito de travamento no SCR e não permitirá o desligamento mesmo após a remoção do gatilho da porta.

Circuitos de Aplicação SCR

Nesta parte, veremos alguns dos aplicativos SCR populares encontrados na forma de comutador estático, rede de controle de fase, carregador de bateria SCR, controlador de temperatura e iluminação de emergência de fonte única.
sistema.

Interruptor estático em série

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Um comutador estático de série de meia onda pode ser visto na figura a seguir. Quando o interruptor é pressionado para permitir a entrega, a corrente na porta do SCR é ativada durante o ciclo positivo do sinal de entrada, ativando o SCR.

O resistor R1 controla e restringe a quantidade de corrente do gate.

Interruptor estático da série meia onda.

Na condição ON, a tensão do ânodo para o catodo VF do SCR diminui para o nível do valor de condução RL. Isso faz com que a corrente da porta caia drasticamente e com uma perda mínima nos circuitos da porta.

Durante o ciclo de entrada negativo, o SCR é desligado porque o ânodo se torna mais negativo que o cátodo. O diodo D1 protege o SCR de uma inversão da corrente do gate.

A seção direita da imagem acima mostra a forma de onda resultante para a corrente e tensão da carga. A forma de onda é vista como uma fonte de meia onda através da carga.

Fechar a chave permite que o usuário atinja um nível de condução abaixo de 180 graus para mudanças de fase que ocorrem durante o período positivo do sinal de entrada CA.

Para obter ângulos de direção entre 90 ° e 180 °, o seguinte circuito pode ser usado. Esse projeto é semelhante ao anterior, exceto o resistor, que é modelado como o resistor variável aqui, e a chave manual é removida.

A rede usando R e R1 garante uma corrente de porta controlada adequadamente para o SCR durante o meio ciclo positivo da entrada CA.

Movendo o braço deslizante do resistor variável R1 para o máximo ou o ponto mais baixo, a corrente do gate pode ficar muito fraca para alcançar o gate do SCR, e isso nunca permitirá que o SCR seja ligado.

Por outro lado, quando se move para cima, a corrente do portão aumenta lentamente até que a magnitude do gatilho do SCR seja atingida. Portanto, usando o resistor variável, o usuário pode definir o nível da corrente de ignição para o SCR em qualquer lugar entre 0 ° e 90 °, conforme indicado no lado direito do diagrama acima.

Para o valor R1, se for baixo o suficiente, fará com que o SCR seja acionado rapidamente, levando a um resultado semelhante obtido na primeira figura acima (condução a 180 °).

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No entanto, se o valor R1 for maior, será necessária uma tensão de entrada positiva mais alta para acionar o SCR. Essa situação não nos permitiria estender o controle sobre a mudança de fase de 90 °, já que a entrada está no seu nível mais alto neste momento.

Se o SCR não puder disparar neste nível ou para os valores mais baixos das tensões de entrada na inclinação positiva do ciclo CA, a resposta será exatamente a mesma para as inclinações negativas do ciclo de entrada.

Tecnicamente, esse tipo de operação de SCR é chamado controle de fase de resistência variável de meia onda.

Esse método pode ser usado com eficiência em aplicativos que exigem controle de corrente do RMS ou controle de energia de carga.

Carregador de bateria SCR

Outro aplicativo SCR muito popular é na forma de controladores de carregador de bateria.

No diagrama a seguir, você pode ver um design básico de um carregador de bateria baseado em SCR. A parte sombreada será nossa principal área de discussão.

A operação do carregador de bateria controlado por SCR acima pode ser entendida com a seguinte explicação:

A entrada CA reduzida é retificada por onda completa através dos diodos D1, D2 e ​​é fornecida pelos terminais SCR de ânodo / cátodo. A bateria sendo carregada pode ser vista em série com o terminal do cátodo.

Quando a bateria está descarregada, sua voltagem é baixa o suficiente para manter o SCR2 desligado. Devido ao estado aberto do SCR2, o circuito de controle do SCR1 se comporta exatamente como nosso comutador estático serial discutido nos parágrafos anteriores.

Com a alimentação retificada de entrada corretamente classificada, o SCR1 é ativado com uma corrente de portão regulada por R1.

Isso liga instantaneamente o SCR e a bateria começa a carregar através da linha SCR de ânodo / cátodo.

Inicialmente, devido ao baixo nível de descarga da bateria, o VR terá um potencial menor, conforme estabelecido pela predefinição R5 ou pelo divisor de potencial.

Nesse ponto, o nível de VR estará muito baixo para ativar o diodo zener de 11 V. Em seu estado não condutor, o zener será quase como um circuito aberto, fazendo com que o SCR2 seja completamente desligado devido à corrente do gate praticamente zero.

Além disso, a presença de C1 garante que o SCR2 nunca se ligue acidentalmente devido a picos de tensão ou transientes.

À medida que a bateria é carregada, a tensão do terminal aumenta gradualmente e, finalmente, quando atinge o valor de carga total definido, a realidade virtual se torna suficiente para ativar o diodo zener de 11V e depois ligar o SCR2 .

Assim que o SCR2 desarma, ele efetivamente gera um curto-circuito, conecta o terminal da extremidade R2 ao terra e habilita o divisor de potencial criado pela rede R1, R2 na porta do SCR1.

A ativação do divisor de potencial R1 / R2 na porta SCR1 causa uma queda instantânea na corrente atual da porta SCR1, forçando-o a desligar.

Isso faz com que o suprimento de bateria seja desligado, garantindo que a bateria não esteja sobrecarregada.

Depois disso, se a tensão da bateria tender a cair abaixo do valor predefinido, o zener de 11V será desligado, fazendo com que o SCR1 ligue novamente para repetir o ciclo de carregamento.

Controle de aquecedor de CA via SCR

Aplicação de controle de aquecedor SCR

O diagrama acima mostra um aplicativo clássico de controle de aquecedor usando um SCR.

O circuito foi projetado para ligar e desligar o aquecedor de 100 watts, dependendo da comutação do termostato.

Um termostato de mercúrio de vidro é usado aqui, que deve ser extremamente sensível a mudanças nos níveis de temperatura ao seu redor.

Para ser preciso, ele pode até detectar uma mudança de temperatura de 0,1 ° C.

No entanto, como esses tipos de termostatos são tipicamente classificados para lidar com quantidades muito pequenas de corrente na faixa de 1 mA ou menos e, portanto, não são muito populares nos circuitos de controle de temperatura.

Na aplicação de controle de aquecedor discutida, o SCR é usado como um amplificador de corrente para amplificar a corrente do termostato.

Na realidade, o SCR não funciona como um amplificador tradicional, mas como um sensor de corrente, que permite que as características variáveis ​​do termostato controlem a maior alteração no nível de corrente do SCR.

Podemos ver que o suprimento para o SCR é aplicado através do aquecedor e de um retificador de ponte completo, permitindo um suprimento de CC retificado por onda completa para o SCR.

Durante o período, quando o termostato está no estado aberto, o potencial no capacitor de 0,1uF é carregado no nível de disparo do potencial do gate SCR através dos pulsos gerados por cada pulso DC retificado.

O produto dos elementos RC estabelece a constante de tempo para carregar o capacitor.

Isso permite que o SCR se conduza durante esses disparos de meio ciclo DC pulsados, permitindo que a corrente passe pelo aquecedor e permitindo o processo de aquecimento necessário.

À medida que o aquecedor aquece e a temperatura aumenta, no ponto predeterminado, o termostato condutor é ligado e cria um curto-circuito no capacitor de 0,1 uF. Isso, por sua vez, desliga o SCR e corta a energia do aquecedor, fazendo com que sua temperatura caia gradualmente, até cair a um nível em que o termostato desliga novamente e o SCR liga.

Lâmpada de emergência com SCR

O aplicativo SCR a seguir fala sobre um projeto de lâmpada de emergência de fonte única, no qual uma bateria de 6V é mantida carregada, para que a lâmpada conectada possa ser LIGADA sem falhas toda vez que ocorrer uma falha de energia.

Quando a energia está disponível, uma fonte CC retificada de onda completa usando D1, D2 alcança a lâmpada de 6V conectada.

É permitido que C1 carregue em um nível ligeiramente abaixo da diferença entre o pico DC da fonte totalmente retificada e a tensão em R2, conforme determinado pela entrada da fonte e pelo nível de carga da bateria de 6V. .

Sob qualquer circunstância, o nível de potencial do cátodo do SCR é uma ajuda mais alta que o seu ânodo, e também a tensão porta a cátodo permanece negativa. Isso garante que o SCR permaneça no estado não condutor.

A velocidade de carregamento da bateria conectada é determinada por R1 e é ativada através do diodo D1.

A carga é mantida apenas enquanto o ânodo D1 permanecer mais positivo que o seu cátodo.

Enquanto a energia de entrada estiver presente, a onda completa retificada através da lâmpada de emergência a mantém acesa.

Durante uma situação de falha de energia, o capacitor C1 começa a descarregar através de D1, R1 e R3, até o ponto em que o cátodo SCR1 se torna menos positivo que o seu cátodo.

Além disso, enquanto isso, a junção R2, R3 se torna positiva, resultando em aumento da tensão da porta do catodo para o SCR, ativando-o.

O SCR agora dispara e permite que a bateria se conecte à lâmpada, iluminando-a instantaneamente através da bateria.

É permitido que a lâmpada permaneça no estado iluminado como se nada tivesse acontecido.

Quando a energia retorna, os capacitores C1 recarregam mais uma vez, fazendo com que o SCR desligue e corte a energia da bateria para a lâmpada, para que a lâmpada agora seja iluminada através da fonte de alimentação CC de entrada.

Vários aplicativos SCR coletados neste site

Alarme simples de chuva:

Circuito de alarme de chuva baseado em SCR

O circuito acima de um alarme de chuva pode ser usado para ativar uma carga CA, como uma lâmpada ou uma tampa ou tela dobrável automática.

O sensor é fabricado colocando pinos de metal, parafusos ou similares em um corpo de plástico. Os fios desses metais são conectados através da base de um estágio do transistor de ativação.

O sensor é a única parte do circuito que é colocada ao ar livre, para detectar uma chuva.

Quando uma chuva começa, as gotas de água ligam os metais do sensor.

Uma pequena tensão começa a filtrar através dos metais do sensor e atinge a base do transistor, o transistor imediatamente conduz e fornece a corrente de porta necessária ao SCR.

O SCR também responde e ativa a carga CA conectada para abrir uma tampa automática ou simplesmente um alarme para corrigir a situação desejada pelo usuário.

Alarme contra roubo SCR

Circuito de alarme anti-roubo SCR

Discutimos na seção anterior a respeito de uma propriedade SCR especial onde ela bloqueia em resposta a cargas DC.

O circuito descrito abaixo explora efetivamente a propriedade anterior do SCR para acionar um alarme em resposta a um possível roubo.

Aqui, inicialmente, o SCR é mantido em uma posição DESLIGADA, desde que sua porta permaneça montada ou aparafusada ao potencial de terra que acaba por ser o corpo do ativo a ser protegido.

Se você tentar roubar o ativo desaparafusando o parafuso correspondente, o potencial de aterramento no SCR será removido e o transistor será ativado através do resistor associado conectado por sua base e positivo.

O SCR também dispara instantaneamente porque agora obtém sua tensão de porta do emissor do transistor e trava quando o alarme CC conectado soa.

O alarme permanece até que seja desligado manualmente, esperançosamente pelo proprietário real.

Único carregador da cerca, circuito de energização

SCRs se tornam ideais para fazer circuitos de carregador de perto. Os carregadores de cerca requerem principalmente um estágio de gerador de alta tensão, onde um dispositivo de alta comutação como um SCR se torna altamente imperativo. Assim, os SCRs se tornam especificamente adequados para essas aplicações onde são usados ​​para gerar as altas tensões de arco necessárias.

Circuito CDI para carros:

Conforme explicado no aplicativo anterior, os SCRs também são amplamente utilizados em automóveis, em seus sistemas de ignição. Circuitos de ignição por descarga capacitiva ou sistemas CDI empregam SCRs para gerar a comutação de alta tensão necessária para o processo de ignição ou para iniciar a ignição de um veículo.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

Status (Não Revisado)

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