Redresseur contrôlé au silicium : 19 faits à connaître

Qu'est-ce que SCR?

SCR | Définition du redresseur contrôlé par silicium

• Un SCR, parfois également appelé redresseur contrôlé par semi-conducteur, est un dispositif d'alimentation à semi-conducteurs à trois bornes et est largement utilisé pour diverses applications électroniques de puissance. Il est également parfois appelé thyristor.
• Un redresseur contrôlé au silicium a trois bornes à savoir l'anode, la cathode et la grille.
• Le SCR peut être activé en faisant passer un petit courant à travers la borne de grille vers la cathode, à condition que la borne d'anode soit à un potentiel plus élevé que la cathode.

Un redresseur contrôlé au silicium typique se présente comme suit:

Symbole de redresseur de contrôle de silicium

Un redresseur contrôlé au silicium est désigné par le symbole suivant pour toutes ses utilisations dans les schémas de circuit et à d'autres fins de représentation.

Types de redresseur contrôlé au silicium

Les thyristors sont classés comme suit:

• Le thyristor à commutation de force.
• Thyristor commuté par ligne.
• Le thyristor d'arrêt de la porte (GTO).
• Thyristor à conduction inverse (RCT),
• Thyristor à induction statique (SITH)
• Thyristor de coupure assisté par grille (GATT)
• Redresseur au silicium activé par la lumière (LASCR).
• Thyristors de coupure MOS (MTO) thyristors de coupure d'émetteur (ETO),
• Thyristor à commutation de grille intégré (IGCT).
• Thyristor contrôlé par MOS (MCT).

Pourquoi le SCR est-il appelé redresseur contrôlé au silicium?

• En général, les redresseurs peuvent être classés comme redresseurs contrôlés et redresseurs non contrôlés.
• Diodes entrent dans la catégorie des redresseurs non contrôlés car ils conduisent sans aucun contrôle, tant que la tension d'anode est supérieure à la tension de cathode (également appelée condition de polarisation directe)
• Les SCR, en revanche, sont appelés redresseurs contrôlés car ils ne conduisent que lorsque la borne de porte est déclenchée. Ainsi, en fournissant une impulsion de déclenchement à la grille, nous pouvons contrôler le fonctionnement du thyristor, tant qu'il est dans la condition de polarisation directe

Thyristor vs SCR

Les thyristors et les thyristors sont essentiellement les mêmes et peuvent être utilisés de manière interchangeable. Dans cet article également, les deux termes désigneront le même appareil.

Redresseur contrôlé au silicium haute puissance

Les SCR sont connus pour leur grande capacité de gestion de puissance. Des thyristors naturels ou commutés en ligne ayant une valeur nominale de 6000V, 4500A sont également disponibles. Sur un niveau d'application, ce sont des valeurs énormes et c'est là que réside l'importance des SCR. Les SCR peuvent gérer de telles quantités de tensions et de courants sans s'endommager. Les caractéristiques des SCR garantissent qu'ils auront toujours d'importantes applications en électronique de puissance.

Fonctionnement du redresseur contrôlé au silicium

• Un SCR peut être à l'état ON en polarisant en direct la jonction anode-cathode et en appliquant une impulsion de courant de grille positif pendant une courte durée. Une fois que l'appareil commence à conduire, nous pouvons supprimer cette impulsion de grille et le redresseur contrôlé au silicium est verrouillé, bien qu'il ne soit pas possible d'éteindre le SCR par une impulsion de grille.
• Si le courant d'anode tente de passer à -ve, en raison du circuit sur lequel le SCR est connecté, le SCR peut s'éteindre et le courant sera de 0.
• Dans son état OFF, le thyristor arrêtera une tension polarisée en direct et ne sera pas en phase conductrice.
• Les caractéristiques IV d'un SCR peuvent être étudiées pour comprendre ces points plus en détail.

Il est intéressant de noter qu'un SCR peut être utilisé à la fois pour le courant alternatif et le courant continu.Une fois que les conditions de mise sous tension sont remplies - tension de polarisation directe et impulsion de grille positive - il conduit tous les courants, qu'il s'agisse de courant alternatif ou continu.

Caractéristiques du redresseur contrôlé au silicium

• Jusqu'à ce que le thyristor soit déclenché par une impulsion de grille, si une tension positive est appliquée à travers la jonction anode-cathode, on dit que l'élément est en état de blocage avant
• Une fois que l'appareil commence à conduire, le SCR est allumé et peut être considéré comme état de conduite avant
• Si la tension appliquée est négative, on dit que l'appareil est en région de blocage inverse. En état de blocage inverse, seul un courant de fuite négligeable circule dans le thyristor.
• Une fois que le tension négative augmente au-delà d'une valeur appelée tension de claquage inverse, le thyristor commencera à conduire dans le sens négatif. Cette tension est aussi appelée tension inverse de crête. Ceci est également appelé panne de Zener ou région d'avalanche.

Nous pouvons étudier le graphique suivant des caractéristiques du redresseur contrôlé au silicium (SCR) pour avoir une meilleure idée.

Courant de verrouillage

Une fois l'impulsion de grille supprimée, le courant circulant de l'anode à la cathode doit être supérieur à une valeur minimale, appelée courant de verrouillage, pour maintenir l'appareil à l'état ON. Dans le cas contraire, l'appareil repasse dans l'état de blocage.

Courant de maintien

• Un petit courant d'anode est essentiel pour maintenir le thyristor dans l'état ON, c'est-à-dire courant de maintien.
• Le courant de maintien est inférieur au courant de verrouillage.

Applications de redresseur contrôlé par silicium

En raison de la nature contrôlable du redresseur contrôlé au silicium et de leur disponibilité dans une très large gamme de tensions et de courants nominaux, les SCR trouvent leur utilisation dans une grande variété d'applications.

Certains d'entre eux sont

• Entraînements à moteur à vitesse variable
• Moteurs à courant alternatif, lumières, machines à souder
• Limiteurs de courant de défaut
• Disjoncteurs
• Circuits de gradateur de lumière
• Contrôle de la vitesse du ventilateur électrique
• Haute Puissance électrique Applications

Gradateur redresseur contrôlé au silicium

• Comme, SCR est un appareil contrôlable, il peut être utilisé dans des circuits de gradation.
• L'idée de base derrière ce processus est que le point de la forme d'onde où l'appareil est allumé est modifié. Essentiellement, c'est aussi une forme de contrôle de phase. Il est également appelé gradation de phase directe.
• Généralement, une alimentation sinusoïdale est donnée aux lumières. Ainsi, au lieu de s'allumer au point de passage à zéro, nous nous allumons à différents instants, contrôlant ainsi la puissance.
• Certains des inconvénients des circuits de gradateurs SCR sont le ronflement / bruit, le bruit électrique (harmoniques) et l'inefficacité.

Contrôle du chauffage SCR

• L'idée générale derrière le fonctionnement du SCR Heater est la même que celle du SCR Dimmer, c'est-à-dire que nous contrôlons la puissance donnée aux charges de résistance en changeant l'instant de mise sous tension.
• Le réchauffeur SCR fonctionne en faisant varier la fiable le radiateur électrique est allumé et donc modulant la quantité de chaleur fournie.
• La commande SCR peut fournir de l'énergie électrique principalement de 2 façons, angle de phase déclenché et tension nulle commutée modes.

Mode de déclenchement par angle de phase

Dans ce mode, la commande est telle qu'un pourcentage de puissance est allumé à chaque cycle (c'est-à-dire un cycle d'un courant alternatif). Cela peut donner une alimentation électrique douce et variable aux radiateurs. Essentiellement, l'instant de temps auquel une impulsion de porte est donnée au SCR est varié. C'est à cela que correspond le terme «angle de phase» dans le titre.

Tension zéro commutée

Ici, les commutateurs désactivent et désactivent proportionnellement les cycles complets des formes d'onde sinusoïdales, de sorte qu'en faisant varier le nombre de cycles CA, nous pouvons obtenir la puissance requise en sortie.

Contrôleurs de puissance SCR

• Le principe derrière les contrôleurs de puissance SCR est essentiellement ce que nous avons déjà discuté; contrôler le flux d'électricité (et donc de puissance) de l'alimentation au radiateur.
• La découverte utilise dans les industries et les processus de fabrication pour la régulation de la température pour différentes applications.
• Il ajuste fondamentalement l'angle de déclenchement (angle de phase du passage du point zéro de l'onde sinusoïdale à l'instant où l'impulsion de grille est appliquée) pour maintenir une sortie de tension constante, qui est définie.

Contrôleur de moteur SCR

• Les SCR peuvent être utilisés pour contrôler la vitesse d'un moteur à courant continu en utilisant les éléments suivants circuit électrique.
• Deux SCR sont utilisés pour convertir la tension alternative d'entrée en une tension continue pulsée.
• Cette tension continue pulsée peut être modifiée en contrôlant la sortie du SCR redresseur circuit, qui à son tour est contrôlé par le moment du déclenchement des impulsions de porte. Essentiellement, la tension de sortie varie.
• De cette manière, le SCR peut fonctionner à différents niveaux et appliquer diverses tensions à l'armature du moteur, contrôlant ainsi la vitesse du moteur à courant continu. Si les conducteurs du thyristor pendant des durées plus courtes, sa tension de sortie (du circuit redresseur) devient plus basse, une tension plus basse est appliquée au moteur à courant continu et donc la vitesse du moteur à courant continu est réduite.

SCR contre TRIAC

• La principale différence entre un SCR et un TRIAC est que le SCR est un dispositif unidirectionnel, ce qui signifie qu'il permet la circulation du courant dans un seul sens, alors qu'un TRIAC est un dispositif bidirectionnel, c'est-à-dire qu'il permet la circulation du courant dans les deux sens.
• Pour déclencher un SCR, une impulsion de grille positive est nécessaire alors que la plupart des TRIAC peuvent être déclenchés en appliquant une tension négative ou positive à la borne de grille.
• Les TRIAC sont principalement utilisés pour contrôler l'alimentation CA

SCR triphasé

• Les SCR triphasés sont des circuits dans lesquels des SCR sont utilisés dans chaque branche de phase, c'est-à-dire pour les 3 phases. Le fonctionnement et l'application des SCR sont les mêmes qu'avant, la seule différence étant qu'ils sont maintenant utilisés pour des alimentations triphasées.
• Comme précédemment, les SCR sont utilisés dans deux modes de contrôle, le mode de passage à zéro et le mode de contrôle de l'angle de phase. Leur fonctionnement est le même que celui expliqué précédemment

Foire aux Questions

Q. Dans un redresseur contrôlé au silicium SCR, pourquoi le courant de maintien est-il inférieur au courant de verrouillage?

• Le courant de verrouillage, tel que défini précédemment, est le courant minimum qui doit être présent au point de suppression de l'impulsion de grille pour maintenir la conduction, tandis que le courant de maintien est le courant minimum qui doit être maintenu pour maintenir le dispositif dans l'état ON.
• La limite de courant de verrouillage est volontairement maintenue supérieure au courant de maintien de manière à éviter les ratés d'allumage des thyristors et à assurer un fonctionnement en douceur.

Q. Comment un SCR est-il déclenché?

Fonctionnement du redresseur contrôlé au silicium

Q. Pourquoi SCR s'appelle un redresseur contrôlé?

Un SCR est appelé un redresseur contrôlé car, contrairement à un diode, le temps de mise en marche peut être contrôlé pour l'appareil. Par conséquent, les tensions à la sortie du Redresseur contrôlé par silicium sont contrôlables en fonction de l'instant de mise sous tension.

Q. Qu'est-ce que le SCR et ses types?

Types de redresseur contrôlé au silicium

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