Qu'est-ce qu'un redresseur commandé au silicium?
Un redresseur au silicium est un dispositif à semi-conducteur conçu pour commuter et contrôler des charges de courant élevé. Le SCR est essentiellement un contrôleur de courant qui s’appuie sur une tension de déclenchement fournie de l’extérieur pour s’allumer. Les appareils SCR présentent également une valeur de courant de maintien prédéfinie en dessous de laquelle ils ne seront pas autorisés, même s'ils sont allumés. Cela permet de contrôler le moment où l'appareil s'allume et le courant minimum auquel il passera. Les redresseurs commandés au silicium sont généralement utilisés dans les applications à courant élevé et à haute tension, bien qu'ils soient souvent utilisés dans les systèmes à basse tension tels que les gradateurs de lampe.
Les SCR sont constitués de quatre couches alternées de matériaux semi-conducteurs p et n. Un fil externe, appelé porte, est connecté à la deuxième couche p. La porte est utilisée pour fournir la tension de déclenchement qui provoque l’activation et la mise en route du SCR. Les plaquettes semi-conductrices forment une pastille compacte contenue dans une enveloppe en molybdène ou en tungstène. Le boîtier est équipé d'un goujon fileté à une extrémité pour permettre la fixation d'un dissipateur thermique avec la grille et les câbles d'entrée principaux situés à l'autre extrémité.
Le redresseur au silicium restera inactif ou ouvert jusqu'à réception d'une impulsion de déclenchement ou d'une porte prédéterminée, à quel point le dispositif s'allumera et laissera passer le courant. Une fois mise en marche, la tension de la grille peut être supprimée et le SCR continuera à fonctionner aussi longtemps que le flux de courant ne descend pas en dessous d’un niveau prédéfini. Ce minimum prédéfini est appelé courant de maintien de l'appareil; même si le SCR reçoit une impulsion de porte, il ne s'allumera pas si le courant d'alimentation principal est inférieur à ce niveau. Ces caractéristiques font du redresseur au silicium un composant idéal pour une commutation de courant étroitement contrôlée.
La tension de grille du redresseur est également une fonction variable de son fonctionnement. Chaque redresseur commandé au silicium a une tension de grille seuil inférieure à laquelle le dispositif ne s’activera pas. Cette fonctionnalité offre aux concepteurs de circuits un contrôle et une flexibilité supplémentaires sur les conditions de commutation des redresseurs. Le circuit de commande de porte est souvent équipé d'un dispositif de protection appelé amortisseur. Cela empêche les augmentations soudaines de tension appliquées au redresseur de provoquer un couplage capacitif dans la grille et de l'activer par inadvertance.
Le SCR est généralement utilisé dans des circuits présentant des valeurs de courant et de tension très élevées. Les SCR modernes peuvent aisément commuter des puissances supérieures à un million de watts et font désormais partie intégrante des conversions de courant alternatif haute tension (AC) en courant continu (CC). Ces variantes à usage intensif sont souvent refroidies à l’eau et suspendues dans d’immenses piles aux plafonds des installations de transfert de puissance. On trouve également un SCR dans les applications domestiques utilisant des niveaux de puissance beaucoup plus faibles tels que des contrôleurs de moteur, des contrôleurs de chauffage et de grands variateurs de lumière.