Vad är en silikonkontrollerad likriktare?

En kiselstyrd likriktare (SCR) är en halvledarenhet utformad för att koppla om och styra höga strömbelastningar. SCR är i huvudsak en strömregulator som förlitar sig på en externt tillförd triggerspänning för att slå på. SCR-enheter har också ett förinställt hållströmvärde under vilket de inte leder även om de är påslagna. Detta gör det möjligt att kontrollera när enheten slås på och den lägsta ström som den kommer att passera. Kiselstyrda likriktare används vanligtvis i högströms- och högspänningstillämpningar även om de ofta finns i system med lägre spänning, såsom lampdimmer.

SCR består av fyra alternerande lager av p- och n-halvledarmaterial. En extern ledning, känd som grinden, är ansluten till det andra p-skiktet. Grinden används för att leverera triggerspänningen som gör att SCR:n slås på och börjar leda. Halvledarskivorna formas till en kompakt pellet som finns i ett molybden- eller volframhölje. Höljet är försett med en gängad tapp i ena änden för att möjliggöra fastsättning av en kylfläns med porten och huvudingångarna placerade i den andra änden.

Den kiselstyrda likriktaren kommer att förbli inaktiv eller öppen tills en förutbestämd grind- eller triggerpuls tas emot vid vilken punkt enheten slås på och låter ström passera. När den väl har slagits på kan gate-spänningen tas bort och SCR kommer att fortsätta att leda så länge som strömflödet inte faller under en förinställd nivå. Detta förinställda minimum är känt som enhetens hållström; även om SCR tar emot en grindpuls, kommer den inte att slås på om huvudströmmen är under denna nivå. Dessa egenskaper gör den kiselstyrda likriktaren och en idealisk komponent för noggrant kontrollerad strömomkoppling.

Likriktarens gate-spänning är också en variabel funktion i dess funktion. Varje kiselstyrd likriktare har en nominell grindspänning under vilken enheten inte kommer att aktiveras. Denna funktion ger kretsdesigners ytterligare kontroll och flexibilitet över likriktarens omkopplingsförhållanden. Grindstyrkretsen är ofta försedd med en skyddsanordning som kallas snubber. Detta förhindrar plötsliga ökningar av spänningen som appliceras på likriktaren från att inducera kapacitiv koppling i grinden och oavsiktligt slå på den.

SCR används vanligtvis i kretsar som har mycket höga ström- och spänningsvärden. Moderna SCR-enheter kan bekvämt byta effekt som överstiger en miljon watt och har blivit en integrerad del av omvandlingar av högspänningsväxelström (AC) till likström (DC). Dessa kraftiga varianter är ofta vattenkylda och upphängda i stora staplar från taket på kraftöverföringsanläggningar. En SCR kan också hittas i hushållsapplikationer som använder mycket lägre effektnivåer som motorstyrenheter, värmeregulatorer och stora ljusdimmers.