SCR Hakkında Ve SCR Uygulamaları

>Scr Hakkında detaylı bilgiler ve örnekler Emeği Geçen Kişilere Teşekkürler

SCR,anlam olarak silikon kontrollü redresör anlamına gelmektedir. Küçük gerilimler büyük gerilimlerin kontrolü yapılmaktadır. Geyt tetikleme ucuna küçük bir gerilim uyguladığımızda AC nin belirli faz açısında tetiklenmektedir şekil aşağıda görülmektedir.

AC yüklerinin açıp kapatılmalarında anahtar olarak bir SCR kullanılıyorsa, SCR’ nin kapısından (gate) uygun büyüklükte bir akım akıtmak yeterlidir. Fakat bir şey hiç unutulmamalıdır. Bir SCR’ nin anodu ile katodu arasına AC voltaj uygulansa bile, SCR her iletime geçtiğinde üzerinden sadece yarım dalga akım geçecektir. Yani üzerinden geçen akım her ne kadar AC olsa da tam değil yarısı.

Bunun faydaları da vardır. Özellikle büyük güç harcayan doğrultucu devrelerde voltaj ayarlamak için çok kullanılır. Bir örnek verecek olursak büyük DC motorlarda mesela trenlerde, motor hız kontrolü olarak SCR’li devreler kullanılır. Aşağıdaki şekilde tam ON olmuş yani tamamen iletime geçmiş bir SCR üzerinden geçen akım dalga şekli görülmektedir.

Bir SCR yi iletime geçiren akım yaklaşık hep aynıdır. Tabi ki SCR’nin modeline bağlı olarak değişiklik olur. Fakat aynı SCR için, SCR yi iletime geçiren akım aynıdır. Şimdi bu özelliği göz önüne alarak bir SCR üzerinden geçen akımı değiştirelim! Aslında akımı değiştirmeyeceğiz. SCR yi devreye uygulanan AC voltajın değişik faz derecelerinde ateşleyelim.

Yukarıdaki devrede girişe uygulanan AC voltaj sıfırdan başlayarak maksimum değerine kadar bir zaman içinde yükselecektir. Bu yükseliş sırasında SCR’nin kapısına bağlı R potansiyometresini üzerinden bir akım akıtmaya çalışacaktır. Giriş voltajı belli bir seviyeye geldiğinde kapı üzerinden akan akım SCR yi ateşleyerek ON durumuna getirecektir. SCR bir kere ON olduktan sonra ancak anodu ile katodu arasında ki voltaj “tutma voltajının altına” yaklaşık sıfır volta düşene kadar ON olarak kalacaktır. Giriş voltajı bir önceki voltaj seviyesine kadar tekrar yükselene kadar da OFF olarak kalacaktır.

Şimdi potansiyometreyi biraz açalım yani direncini düşürelim. Bu sefer giriş voltajı daha erken zamanda SCR’nin kapısından yeterli akım geçirerek SCR’yi ON yapacaktır. Potansiyometreyi kısarsak yani direncini arttırırsak bu kez de giriş voltajının daha yüksek seviyelerinde yeterli kapı akımı oluşacak ve SCR daha geç ON olacaktır. Anlaşılacağı gibi potansiyometreyi açarak SCR üzerinden daha fazla, potansiyometreyi kısarak daha az akım geçiriyoruz.

Dalga şekillerine dikkat ederseniz aslında akımın büyüklüğü değişmiyor. Sizin daha basit anlamanız için “akım” sözcüğünü kullandım. Değişen akımın akma zamanı.Potansiyometrenin açılıp kısılması ile bir zaman aralığı içinde SCR üzerinden geçen akımın süresini değiştiriyoruz. Aslında bu yeterli sonucu sağlar. Çünkü sonuç olarak bizim yük üzerinde harcadığımız güç önemlidir. Yük üzerinden küçük sinüs parçaları halinde akım geçirirsek az güç harcarız, yada büyük sinüs parçaları halinde akım geçirirsek çok güç harcarız.

Bu şekilde faz kontrolünü sinüs içiminde bir dalga şekli için 0-90 dereceler arası yapmak mümkündür. Çünkü giriş dalga şekli 90 dereceye eriştiğinde zaten olabilecek maksimum giriş voltajına erişilmiş ve SCR ateşlenmiş olacaktır. Eğer 900 den daha yüksek açılarda ateşleme gerekiyorsa aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi devreye bir C kondansatörü ilave edilir.

Potansiyometre (R) ile C nin oluşturduğu sabit gecikme süresi kadar bir gecikme, C kondansatörü olmadan olacak ateşleme süresinin üzerine ilave edilir.

SCR ile yapılan çeşitli uygulamalarda farlı bağlantılar ve tetik devreleri kullanılır. Bu tamamen amaca bağlı olup, dalga şekillerinde farklılıkları açıkça görülmektedir.

Günümüz UPS lerinde (Kesintisiz Güç Kaynakları) çıkış devrelerinde SCR kullanılır. Bunun nedeni büyük güç altına çalışan bu devrelerin verimlerinin yükseltilmesi ve üzerlerine daha az güç harcamalarını sağlamaktır. Aşağıdaki şekilde bir UPS nin invereter adı verilen basitleştirilmiş çıkış katı görülmektedir.

Sürekli tekrar ettiğim önemli bir konuyu tekrarlayacağım. Unutmayalım ki bir thyristörler bir kere ON olduktan sonra anod – katot arası voltaj 0V olmadan OFF olmaz. Bu nedenle thyristörlerin DC ile çalışmasında, OFF konumunun sağlanması için bir takım özel devrelere ihtiyaç duyulur. Bu devrelere komütasyon devreleri denmekte idi.

Yukarda ki devrede SCR1′ in kapısına pozitif bir pals uygulayalım. Bu durumda SCR1 iletime geçer ve o durumda kalır. Akım, L bobininden trafonun n1 sargısından ve SCR1 üzerinden geçecektir. SCR1 ateşlendiğinde, SCR1′ in anodu arasındaki voltaj farkı kalmaz. C kondansatörünün üst ucu negatif yada toprak voltajına iner. C kondansatörünün alt ucu ise kaynak voltajına eşit olur.

Tetikleme palsı istediğimiz çıkış dalgasının periyodunun yarı zamanında SCR2 uygulanın. Bu durumda SCR1 zaten ON durumda idi. SCR2 ON olunca üst ucu negatif alt ucu pozitif olan C kondansatörü ikisi de ON olan SCR1 ve SCR2 üzerinden boşalır. Şimdi bu duruma dikkat edelim. C kondansatörünün boşalması anında SCR2′ nin anodu kondansatör üzerindeki yük nedeniyle pozitif, buna bağlı olarak SCR2 üzerinden geçen akım doğru yönde olacaktır. Aynı anda SCR1′ in anodu C kondansatörü üzerindeki yük nedeniyle negatiftir.

Bundan dolayı SCR1 üzerinden katottan anoda doğru ters yönde bir akım akacaktır. Bu ters akım SCR1′ i OFF yapacaktır. SCR1 OFF olduğu zaman C kondansatör üzerindeki gerilim bu kez ters yönde yani -2E olarak görünür. Tekrar yarım periyot süresinde bu kez SCR1 tetiklenir ve SCR2 OFF olur ve bu şekilde devam eder. Devredeki L bobinin amacı C kondansatörünün boşalma hızını kontrol eder.