Bài giảng Điện tử căn bản - Bài 8: Thyristor (SCR)

I. Tổng quát Bài 8: THYRISTOR ( SCR) 1. Cấu tạo – ký hiệu SCR: P N P N Anot Catot Cổng Anot Catot Cổng P N N P Catot Cổng Anot Q1 Q2 Anot Catot Cổng (a) (b) (c) (d) Cấu tạo và ký hiệu SCR 2.Nguyên lý hoạt động: • • VG = 0v Cổng +V Q1 Q2 VBE1 IB1 IB2 IA ICO IC1ICO E2 E1 +V E2 E1 Trở kháng cao ( giống như hở mạch) SCR ở trạng thái không dẫn VG>VBE1 Cổng +V Q1 Q2 VBE1 IB1 IB2 IA IC1 E2 E1 +V E2 E1 IC2 Trở kháng thấp ( xem như ngắn mạch). IA SCR ở trạng thái dẫn Phương pháp ép dẫn. Dùng điện áp kích thích hợp. 3. Đặc tuyeán SCR: VF IG1 IG = 0IG2 Vùng cản trở thuận VF3 VF2 VF1 VBF Vùng cản trở ngược Điện áp đánh thủng ngược IA Dòng điện IH Vùng dẫn VBR Imax Đặc tuyến SCR Điện áp thuận tới hạn 4.Phương pháp đo kiểm: Các bước xác định chân SCR bằng V.O.M: Xác định cực tính hai que đo: khi để V.O.M để xác định cực tính của SCR ta nên để ý que đo màu đỏ thì nối tới cực âm của Pin và que đo màu đen thì nối với cực dương của Pin. Khi kiểm tra các cực của SCR ta đặt V.O.M ở thang đo Ohm với thang đo x10, x100. Trước tiên ta tìm cách xác định cực G của SCR bằng cách: lần lượt chập hai que đo vào hai chân bất kỳ của SCR khi nào thấy V.O.M hiển thị giá trị điện trở thấp thì ta xác định một chân là G và chân kia là K, khi đó chân nào nối que đen là G còn nối que đỏ là K. Nhưng ta vẫn chưa biết đó có phải là SCR hay không (chú ý: nếu ta biết chắc đó là SCR thì không phải đo chân còn lại và xác định luôn các chân G, K của SCR), trường hợp nếu chưa biết chắc đó là SCR ta thử kiểm tra chân còn lại bằng một trong hai cách sau: Có thể sử dụng SCR bằng cách đo  giũa A-K theo hai chiều và giữa G-K cũng theo hai chiều. Cách thử này không chắc chắn ngoại trừ để xem SCR có bị nối tắt hay không . Dùng thang đo Rx1 hay x10 để có dòng lớn khi nối tắt giữa A và cổng của SCR dẫn (kim lên). Khi bỏ nối tắt mà SCR vẫn dẫn thì SCR còn tốt. Nếu SCR không tiếp tục dẫn khi bỏ nối tắt thì SCR không tốt . Với điều kiện Pin đồng hồ còn đủ mạnh.: Thông số kỹ thuật: Dòng điện thuận cực đại: Là dòng điện tối đa cho phép qua SCR trước giá trị dòng điện làm cho SCR bị hỏng. Điện áp thuận tới hạn (VBf): Đây là điện áp ngưỡng làm cho SCR rơi vào vùng dẫn .Điện Áp này phụ thuộc vào nội trở giữa cực cổng và catot của SCR và điện áp phân cực của nó Dòng điện duy trì (IH): Là dòng giữ cho SCR luôn dẫn. Điện áp đánh thủng ngược(Vbr): Đây là giá trị làm cho hiệu ứng thác đổ trong mối nối của diode bán dẫn 2 lớp. Điện áp kích cổng (Vg): Do cực cổng với catot hình thành một mối nối PN điện áp giữa những cực này (Vgk) phải bằng 0.7V. Dòng điện kích cổng (Ig): Là dòng mà đòi hỏi kích cho SCR dẫn, dòng này từ 0.1mA đến 50mA. Giá trị định mức của SCR: SCR là linh kiện điện tử trong công nghiệp, thường thì dòng điện lớn và công suất lớn . Nó có thể chịu khoản 50V ở 2000A và công suất 100kW. Mạch kích SCR1 Nguồn ac Tải Mạch ứng dụng SCR t VA K t t Vl d1 d2 d5 d5 VA K Vl d6 d4 d3 d6 t 9-6a 9-6b II. Ứng duïng cuûa SCR: 1.Điều khiển pha bán kỳ: Mạch kích SCR1 SCR2 Nguồn ac Tải SCR ứng dụng trong mạch điều khiển pha Vtải t Hai SCR được kích dẫn tại thời điểm bắt đầu bán kỳ dương Vtải Hai SCR được kích độc lập t 2. Mạch điều khiển pha SCR toàn kỳ: Mạch điều khiển pha SCR toàn kỳ đơn hướng Mạch kích SCR1 SCR2 Nguồn ac Tải Mạch điều khiển pha toàn kỳ đa hướng Vtải t Dạng sóng trên tải 3. Mạch điều khiển pha SCR toàn kỳ: Mạch điều khiển pha SCR toàn kỳ đa hướng •ac R1 47 k D2 R1 1 k SCR D 1 C 0.02 F Hiệu chỉnh tốc độ bởi 25 k M Mạch điều khiển tốc độ bán kỳ 180o 150o 120o 90o 60o 30o 0oGóc kích 80% % tốc độ định mức Mối quan hệ giữa góc kích và tốc độ 20% 40% 50% 60% 4. Mạch điều khiển tốc độ động cơ một chiều: Điều khiển tốc độ bán kỳ 5. Mạch điều khiển tốc độ động cơ một chiều: Điều khiển tốc độ tồn kỳ Nguồn ac SCR + - D2D1 R1 47 k Diode 4 lớp C 0.05 F D3 100 k Hiệu chỉnh tốc độ Từ trường D4 Mạch điều khiển tốc độ toàn kỳ Hình dáng một số SCR thực tế TO-92 0.5A TO-126 4A TO-220 8A TO-65 50A TO-83 80A HT-16 8A ST-75 350A HT-23 550A HT-29 1200A