GÜÇ ELEKTRONİĞİ EĞİTİM SETİ DENEY KİTABI ÇOKESEN ELEKTRONİK SAN.TİC.LTD. KONU: SCR (Silicon Controlled Redresor) Giriş: SCR ya da diğer adıyla tristör, tek yönlü çalışabilen yarıiletken anahtarlama elemanıdır. Sembolü ve görünüşü şekil 8.1’ de ve karakteristik eğrisi şekil 8.2’ de görülmektedir. Anot Geyt Katot Şekil 8.1: SCR’ nin sembolü ve görünüşü +I Anot + VTM on state IH IRRM at VRRM +V Reverse Blocking Region (off state ) Reverse Avalanche Region IDRM at VDRM Forward Blocking Region (off state ) Anot - SEMBOL VDRM IDRM VRRM IRRM VTM IH PARAMETRE Peak Repetitive Off Stat Forward Voltage Peak Forward Blocking Current Peak Repetitive Off State Reverse Voltage Peak Reverse Blocking Current Peak On State Voltage Holding Current Şekil 8.2: SCR’ nin karakteristik eğrisi SCR anot, katot ve geyt olmak üzere üç terminale sahiptir. Anot ve katot yük akımının geçtiği main terminaller, geyt ise elemanın tetiklendiği kontrol ucudur. SCR’ nin iletken olabilmesi için, öncelikle main terminaller yani anot-katot doğru polarma edilmelidir. Bunun ardından geyt ucuna katottan daha pozitif bir gerilim uygulanmalıdır. Bu iki şart sağlandığında, SCR hızla iletken olur ve akım geçirmeye başlar. Bu andan itibaren anot-katot gerilimi değişmediği sürece geyt ÇOKESEN ELEKTRONİK SAN.TİC.LTD. GÜÇ ELEKTRONİĞİ EĞİTİM SETİ DENEY KİTABI KONU: SCR (Silicon Controlled Redresor) gerilimi kesilse dahi SCR iletimde kalmaya devam eder. Bunun sebebi, SCR içinden geçen tutma akımıdır. SCR akımı tutma akımı (Holding current, I H) altına düşmediği sürece eleman mühürlü olarak çalışmaya devam edecektir. KOŞULLAR PARAMETRE IDRM IRRM IGT VGT IH V TM dv/dt Repetitive peak off-state current Repetitive peak reverse current Gate trigger current Gate trigger voltage Holding current MIN TYP MAX BİRİM VD = rated V DRM RGK = 1 k TC = 110°C 400 µA VR = rated V RRM IG = 0 TC = 110°C 1 mA VAA = 6 V VAA = 6 V tp(g) ≥ 20 µs RL = 100 RL = 100 tp(g) ≥ 20 µs TC = - 40°C 200 µA RGK = 1 k RL = 100 VAA = 6 V tp(g) ≥ 20 µs VAA = 6 V tp(g) ≥ 20 µs VAA = 6 V Initiating I T = 10 mA VAA = 6 V Initiating I T = 10 mA Peak on-state voltage ITM = 5 A Critical rate of rise of off-state voltage VD = rated V D 60 1.2 0.4 R =1k RL = 100 TC = 110°C RGK = 1 k RGK = 1 k TC = - 40°C 0.6 1 V 0.2 8 mA RGK = 1 k 5 1.7 RGK = 1 k TC = 110°C 10 V V/µs Şekil 8.3: TIC106’ ya ait karakteristik değerler SCR her zaman bir yük ile birlikte kullanılmalıdır. Aksi durumda anot-katot arasından geçen akım sınırlanmadığı için eleman bozulacaktır. Diğer taraftan SCR hem dc hem de ac gerilim altında çalışabilmektedir. Ancak bu iki çalışma şekli arasında belirgin farklılıklar vardır. S1 +Vcc B1 LAMBA R1 SCR R2 Şekil 8.4:SCR’ nin dc gerilimde çalışması ÇOKESEN ELEKTRONİK SAN.TİC.LTD. GÜÇ ELEKTRONİĞİ EĞİTİM SETİ DENEY KİTABI KONU: SCR (Silicon Controlled Redresor) Şekil 8.4’ deki devre SCR’ nin dc gerilimde çalışmasına örnek olarak verilmiştir. Devrede SCR’ nin yükü olarak lamba kullanılmıştır. S1 anahtarı kapatılarak devreye enerji verilir. Bu durumda SCR’ nin main terminalleri doğru polarma olmasına rağmen geyt tetiklemesi almadığından henüz yalıtkandır. SCR yalıtkan olduğu için lamba da sönüktür. B1butonu SCR’ ye geyt tetikleme gerilimi uygulamak için kullanılmıştır. B1 butonuna kısa süreli basıldığında, gerilim bölücü R1 ve R2 dirençleri üzerinden SCR’ nin geyt ucu katota göre daha pozitif bir gerilim alır. Böylece SCR iletime geçerek lambanın yanmasını sağlar. B1 butonu bırakılsa dahi SCR iletimde kalmaya ve lamba yanmaya devam eder. Ancak burada dikkat edilmesi gereken iki nokta vardır. Birincisi, R1 ve R2 dirençlerinin SCR’ yi tetikleyecek geyt gerilimi ve akımını sağlayacak değerde seçilmiş olmasıdır. İkinci önemli nokta ise, yük akımı yani lambadan geçen akımın SCR tutma akımı seviyesinin üzerinde bir değere sahip olmasıdır. SCR ac gerilim altında çalışırken sadece pozitif alternanslarda iletken olabilir. Yani anot ucu katottan daha pozitif gerilim aldığında ve uygun geyt tetiklemesi yapıldığında iletime geçer. Negatif alternanslarda ise yalıtkan durumdadır ve akım geçirmez. Şekil 8.5’ de SCR’ nin ac gerilimde çalışmasına örnek bir devre görülmektedir. LAMBA S1 AC R1 SCR R2 Şekil 8.5:SCR’ nin ac gerilimde çalışması Devreye ac gerilim uygulandığında SCR kesimde ve lamba sönüktür. S1 anahtarı SCR’ nin geyt tetiklemesini kontrol etmektedir. S1 anahtarı kapatıldığında ac giriş geriliminin pozitif alternansında, hem SCR’ nin anot-katot uçları doğru polarma alacak hem de geyt ucuna katottan daha pozitif bir gerilim gelecektir. Pozitif alternans gerilimi SCR’ yi iletime götürecek kadar yükseldiğinde, SCR iletime geçerek lambanın yanmasını sağlar. SCR’ nin iletkenliği bu pozitif alternansın sonuna kadar devam eder. Çünkü takip eden negatif alternansta hem SCR’ nin main terminalleri ters polarma olur hem de pozitif geyt tetiklemesi oluşmaz. Sonuç olarak SCR ac besleme geriliminin pozitif alternanslarında iletken ve negatif alternanslarında yalıtkan olur. S1 anahtarı açıldığında ise geyt tetiklemesi kesilen SCR sürekli yalıtkandır. Pozitif alternanslarda ÇOKESEN ELEKTRONİK SAN.TİC.LTD. GÜÇ ELEKTRONİĞİ EĞİTİM SETİ DENEY KİTABI KONU: SCR (Silicon Controlled Redresor) SCR’ nin giriş geriliminin hangi değerinde iletime geçeceğinin R1 ve R2 gerilim bölücü dirençlerinin değerleri belirleyecektir. Görüldüğü gibi SCR ac gerilim altında geyt ucundan kontrol edilen bir doğrultucu gibi çalışmaktadır. Deney şeması: SCR’ nin dc gerilimde çalışması +12V +88.8 R1 mA 1k P1 +88.8 SCR TIC106 mA 4.7k +88.8 Volts +88.8 Volts SCR’ nin ac gerilimde çalışması SCOP R1 1k AC 12V SCR P1 4.7k TIC106 ÇOKESEN ELEKTRONİK SAN.TİC.LTD. GÜÇ ELEKTRONİĞİ EĞİTİM SETİ DENEY KİTABI KONU: SCR (Silicon Controlled Redresor) DENEY MODÜLÜ DENEY BAĞLANTI PLANLARI SCR’ nin dc gerilimde çalışması ÇOKESEN ELEKTRONİK SAN.TİC.LTD. GÜÇ ELEKTRONİĞİ EĞİTİM SETİ DENEY KİTABI KONU: SCR (Silicon Controlled Redresor) SCR’ nin ac gerilimde çalışması İŞLEM BASAMAKLARI 1) ES05-09-03 modülünü ana üniteye bağlayın. SCR’ nin dc gerilimde çalışması 2) Deney bağlantı planını ES05-09-03 modülü üzerinde gerçekleştirin. 3) Deney bağlantı planında görülen pinleri kısa devre edin. 4) mA sembolü görülen pinler arasına dc ampermetre ve V sembolü görülen pinler arasına dc voltmetre bağlayın. 5) Devrenin +12V pinini modül üzerindeki +12V pinine bağlayın. GND devreye doğrudan geldiği için herhangi bir bağlantıya gerek yoktur. 6) Tüm bağlantıları yaptıktan ve kontrol ettikten sonra ana ünite üzerindeki güç anahtarını ON konumuna alın. 7) Lamba sönük durumda iken SCR kesimdedir. Kesim durumundaki SCR’ nin geyt gerilimini (VG), geyt akımını (IG), anot-katot gerilimini (VA-K) ve anot akımını (IA) ölçün. Ölçüm sonuçlarını kaydedin. 8) P1 trimpotu yardımıyla SCR geyt gerilimini lamba yanıncaya dek artırın. Lamba yandığı anda P1 trimpotunu çevirme işlemini bırakın. Bu durumda SCR iletimdedir. 9) SCR’ yi iletime götüren geyt gerilimini (VG), geyt akımını (IG), anot-katot gerilimini (VA-K) ve anot akımını (IA) ölçün. Ölçüm sonuçlarını kaydedin. 10) P1 trimpotunu ters yönde çevirerek lambanın durumunu ve SCR’ nin iletkenliğini gözlemleyin. 11) Devrenin enerjisini kesin. SCR’ nin ac gerilimde çalışması 12) Deney bağlantı planını ES05-09-03 modülü üzerinde gerçekleştirin. 13) Eğe varsa, devrenin +12V pinini modül üzerindeki +12V pini arasındaki bağlantıyı kesin. GÜÇ ELEKTRONİĞİ EĞİTİM SETİ DENEY KİTABI ÇOKESEN ELEKTRONİK SAN.TİC.LTD. KONU: SCR (Silicon Controlled Redresor) 14) Deney bağlantı planında görülen pinleri kısa devre edin. 15) Devre üzerinde bulunan A1 ve A2 pinlerini modül üzerindeki A1 ve A2 pinlerine bağlayın. 16) Tüm bağlantıları yaptıktan ve kontrol ettikten sonra ana ünite üzerindeki güç anahtarını ON konumuna alın. 17) P1 trimpotunu lamba yanıncaya dek çevirin. Lamba yandığı anda P1 trimpotunu çevirme işlemini bırakın. Bu durumda SCR iletimdedir. Osilaskopla lamba uçlarındaki sinyali ölçüp kaydedin. 18) P1 trimpotunu ters yönde çevirerek SCR’ nin kesime giderek lambanın sönmesini sağlayın. Osilaskopla lamba uçlarındaki sinyali ölçüp kaydedin. 19) Devrenin enerjisini kesin. ÖLÇÜM SONUÇLARI SCR’ nin dc gerilimde çalışması ölçümleri SCR kesimde SCR iletimde VG (Volt) IG (mA) VA-K (Volt) IA (mA) SCR’ nin ac gerilimde çalışması ölçümleri SCR iletimde iken lamba uçlarındaki sinyal ÇOKESEN ELEKTRONİK SAN.TİC.LTD. GÜÇ ELEKTRONİĞİ EĞİTİM SETİ DENEY KİTABI KONU: SCR (Silicon Controlled Redresor) SCR kesimde iken lamba uçlarındaki sinyal