Dasar-dasar dan Karakteristik Thyristor atau Silicon Controlled Rectifier Tutorial

Dasar-dasar dan Karakteristik Thyristor atau Silicon Controlled Rectifier Tutorial

Umumnya, kami menggunakan banyak komponen listrik dan elektronik sambil merancang proyek elektronik dan sirkuit umum. Komponen dasar ini meliputi resistor, transistor, kapasitor, dioda, induktor, LED, thyristor atau penyearah terkontrol silikon, IC, dan sebagainya. Mari kita pertimbangkan penyearah yang diklasifikasikan menjadi dua jenis seperti penyearah yang tidak terkendali (dioda) dan penyearah terkontrol (thyristor). Sebenarnya banyak mahasiswa teknik dan penghobi elektronika yang ingin mengetahui dasar-dasar tentang komponen kelistrikan dan elektronika. Tapi, di sini, di artikel ini mari kita bahas secara rinci tentang dasar-dasar dan karakteristik tutorial penyearah terkontrol thyristor atau silikon.



Penyearah Terkendali Silikon

Thyristor atau penyearah terkontrol silikon adalah perangkat semikonduktor multilayer dan mirip dengan transistor. Penyearah terkontrol silikon terdiri dari tiga terminal (anoda, katoda, dan gerbang) tidak seperti dua penyearah dioda terminal (anoda dan katoda). Dioda disebut sebagai penyearah yang tidak terkontrol saat mereka berjalan (selama kondisi bias maju tanpa kontrol apa pun) setiap kali tegangan anoda dioda lebih besar dari tegangan katoda.


Diode dan Thyristor

Diode dan Thyristor





Tetapi, penyearah yang dikendalikan silikon tidak bekerja meskipun tegangan anoda lebih besar dari tegangan katoda kecuali sampai terminal gerbang (terminal ketiga) dipicu. Jadi, dengan memberikan pulsa pemicu ke terminal gerbang, kita dapat mengontrol operasi (ON atau OFF) dari thyristor. Oleh karena itu, thyristor juga disebut sebagai penyearah terkontrol atau penyearah terkontrol silikon.

Dasar-dasar Silicon Controlled Rectifier

Tidak seperti dua lapisan (P-N) di dioda dan tiga lapisan (P-N-P atau N-P-N) di transistor, penyearah terkontrol silikon terdiri dari empat lapisan (P-N-P-N) dengan tiga lapisan. Persimpangan P-N yang terhubung secara seri. Penyearah atau thyristor yang dikontrol silikon diwakili oleh simbol seperti yang ditunjukkan pada gambar.



Penyearah Terkendali Silikon

Penyearah Terkendali Silikon

Penyearah terkontrol silikon juga merupakan perangkat searah karena hanya bekerja dalam satu arah. Dengan memicu secara tepat, thyristor dapat digunakan sebagai sakelar sirkuit terbuka dan juga sebagai dioda penyearah. Namun, thyristor tidak dapat digunakan sebagai penguat dan hanya dapat digunakan untuk operasi switching yang dikendalikan dengan pulsa pemicu dari terminal gerbang.

Thyristor dapat diproduksi menggunakan berbagai bahan seperti silikon, silikon karbida, galium arsenida, galium nitrida, dan sebagainya. Tetapi, konduktivitas termal yang baik, kemampuan arus tinggi, kemampuan tegangan tinggi, pemrosesan silikon yang ekonomis membuatnya lebih disukai dibandingkan dengan bahan lain untuk membuat thyristor, oleh karena itu, mereka juga disebut sebagai penyearah terkontrol silikon.


Silicon Controlled Rectifier Bekerja

Kerja thyristor dapat dipahami dengan mempertimbangkan tiga mode operasi penyearah terkontrol silikon. Tiga mode operasi thyristor adalah sebagai berikut:

  • Mode pemblokiran terbalik
  • Mode pemblokiran maju
  • Mode konduksi maju

Mode Pemblokiran Terbalik

Jika kita membalik koneksi anoda dan katoda dari thyristor, maka dioda bawah dan atas bias terbalik. Dengan demikian, tidak ada jalur konduksi, sehingga tidak ada arus yang mengalir. Karenanya, disebut sebagai mode pemblokiran terbalik.

Maju Blocking Mode

Secara umum, tanpa pulsa pemicu ke terminal gerbang, penyearah yang dikendalikan silikon tetap dimatikan, menunjukkan tidak ada aliran arus ke arah depan (dari anoda ke katoda). Ini karena, kami menghubungkan dua dioda (dioda atas dan bawah memiliki bias maju) bersama-sama untuk membentuk sebuah thyristor. Tapi, persimpangan antara kedua dioda ini bias terbalik, yang menghilangkan aliran arus dari atas ke bawah. Oleh karena itu, status ini disebut sebagai mode pemblokiran maju. Dalam mode ini, meskipun thyristor memiliki kondisi seperti dioda bias maju konvensional, ia tidak akan bekerja karena terminal gerbang tidak dipicu.

Maju Melakukan Mode

Dalam mode konduksi maju ini, tegangan anoda harus lebih besar dari tegangan katoda dan gerbang terminal ketiga harus dipicu dengan tepat untuk konduksi thyristor. Ini karena, setiap kali terminal gerbang dipicu, maka transistor bawah akan bekerja yang mengaktifkan transistor atas dan kemudian transistor atas mengaktifkan transistor bawah dan dengan demikian transistor mengaktifkan satu sama lain. Proses umpan balik positif internal kedua transistor ini berulang sampai keduanya diaktifkan sepenuhnya dan kemudian arus akan dari anoda ke katoda. Jadi, mode operasi penyearah terkontrol silikon ini disebut mode konduksi maju.

Karakteristik Penyearah Terkendali Silikon

Karakteristik Penyearah Terkendali Silikon

Karakteristik Penyearah Terkendali Silikon

Gambar tersebut menunjukkan karakteristik penyearah terkontrol silikon dan juga mewakili operasi thyristor dalam tiga mode berbeda seperti mode pemblokiran mundur, mode pemblokiran maju, dan mode konduksi maju. Itu Karakteristik V-I Thyristor juga mewakili tegangan pemblokiran mundur, tegangan pemblokiran maju, tegangan pemblokiran balik, arus penahan, tegangan break-over, dan sebagainya seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Aplikasi Silicon Controlled Rectifier

Penerapan penyearah terkontrol silikon digunakan di sirkuit yang berhubungan dengan arus dan tegangan besar seperti sistem tenaga listrik sirkuit dengan arus lebih dari 1kV atau lebih besar dari 100A.

Thyristor secara khusus digunakan untuk mengurangi kehilangan daya internal di sirkuit. Penyearah terkontrol silikon dapat digunakan untuk mengontrol daya di sirkuit tanpa kerugian menggunakan kontrol sakelar on-off dari thyristor.

Penyearah terkontrol silikon juga digunakan untuk tujuan rektifikasi, yaitu dari arus bolak-balik ke arus searah . Biasanya, thyristor digunakan di Konverter AC ke AC (cycloconverters) yang merupakan aplikasi penyearah terkontrol silikon yang paling umum.

Aplikasi Praktis Silicon Controlled Rectifier

Cycloconverter Berbasis SCR oleh Edgefxkits.com

Cycloconverter Berbasis SCR oleh Edgefxkits.com

Itu Cycloconverter berbasis SCR adalah aplikasi praktis penyearah terkontrol silikon di mana kecepatan motor induksi satu fasa dikendalikan dalam tiga langkah. Motor induksi merupakan mesin berkecepatan konstan dan sering digunakan dalam beberapa aplikasi seperti mesin cuci, pompa air, dan lain sebagainya. Aplikasi ini membutuhkan kecepatan motor yang berbeda yang dapat dicapai dengan menggunakan teknik berbasis SCR ini.

Diagram Blok Cycloconverter Berbasis SCR oleh Edgefxkits.com

Diagram Blok Cycloconverter Berbasis SCR oleh Edgefxkits.com

Cycloconverter berbasis thyristor digunakan untuk mengontrol kecepatan motor induksi secara bertahap. Dalam proyek ini, sepasang sakelar dihubungkan ke mikrokontroler 8051 dan ini digunakan untuk memilih kecepatan yang diinginkan (F, F / 2, dan F / 3) dari motor. Berdasarkan status sakelar, mikrokontroler mengirimkan pulsa pemicu ke penyearah yang dikendalikan silikon dari jembatan ganda. Dengan demikian, kecepatan motor induksi dikontrol dalam tiga langkah berdasarkan kebutuhan.

Apakah Anda ingin mendesain proyek elektronik berdasarkan penyearah terkontrol silikon? Kemudian, posting ide Anda di bagian komentar di bawah ini untuk bantuan teknis kami dalam merancang proyek teknik Anda.