Wat is een siliciumgestuurde gelijkrichter?
Een siliciumgestuurde gelijkrichter (SCR) is een halfgeleiderapparaat dat is ontworpen om hoge stroombelastingen te schakelen en te regelen. De SCR is in wezen een stroomregelaar die afhankelijk is van een extern geleverde triggerspanning om in te schakelen. SCR-apparaten hebben ook een vooraf ingestelde houdstroomwaarde waaronder ze niet zullen geleiden, zelfs als ze zijn ingeschakeld. Hiermee kunt u bepalen wanneer het apparaat inschakelt en de minimale stroom die het zal passeren. Siliciumgestuurde gelijkrichters worden meestal gebruikt in toepassingen met een hoge stroomsterkte en hoogspanning, hoewel ze vaak worden gevonden in systemen met een lagere spanning, zoals lampdimmers.
SCR's bestaan uit vier afwisselende lagen van p en n halfgeleidermaterialen. Een externe leiding, bekend als de poort, is verbonden met de tweede p-laag. De poort wordt gebruikt om de triggerspanning te leveren waardoor de SCR wordt ingeschakeld en begint te geleiden. De halfgeleiderwafels worden gevormd tot een compacte pellet in een molybdeen of wolfraam omhulsel. De behuizing is aan een uiteinde voorzien van een schroefdraadnok om bevestiging van een koellichaam mogelijk te maken met de poort en de belangrijkste ingangen aan het andere uiteinde.
De siliciumgestuurde gelijkrichter blijft inactief of open totdat een vooraf bepaalde poort of triggerpuls wordt ontvangen op welk punt het apparaat wordt ingeschakeld en stroom wordt doorgelaten. Eenmaal ingeschakeld, kan de gate-spanning worden verwijderd en blijft de SCR geleiden zolang de stroom niet onder een vooraf ingesteld niveau daalt. Dit vooraf ingestelde minimum staat bekend als de houdstroom van het apparaat; zelfs als de SCR een gate-puls ontvangt, wordt deze niet ingeschakeld als de hoofdstroom lager is dan dit niveau. Deze eigenschappen maken de siliciumgestuurde gelijkrichter en ideale component voor nauwkeurig gecontroleerde stroomschakeling.
De poortspanning van de gelijkrichter is ook een variabele functie in zijn werking. Elke siliciumgestuurde gelijkrichter heeft een nominale drempelspanning waaronder het apparaat niet wordt geactiveerd. Deze functie geeft circuitontwerpers extra controle en flexibiliteit over de schakelomstandigheden van de gelijkrichters. Het poortbesturingscircuit is vaak uitgerust met een beveiligingsinrichting die bekend staat als een snubber. Dit voorkomt dat plotselinge toename van de spanning op de gelijkrichter capacitieve koppeling in de poort induceert en onbedoeld inschakelt.
De SCR wordt over het algemeen gebruikt in circuits met zeer hoge stroom- en spanningswaarden. Moderne SCR's kunnen comfortabel vermogensvermogens overschakelen van meer dan een miljoen watt en zijn een integraal onderdeel geworden van hoogspanning wisselstroom (AC) naar gelijkstroom (DC) conversies. Deze zware varianten zijn vaak watergekoeld en opgehangen in enorme stapels aan de plafonds van voorzieningen voor krachtoverdracht. Een SCR kan ook worden gevonden in huishoudelijke toepassingen die veel lagere vermogensniveaus gebruiken, zoals motorregelaars, verwarmingsregelaars en grote lichtdimmers.