समस्याओं को खत्म करने के लिए हमारे साधन का प्रयास करें

ऑपरेटिंग सिस्टम का चयन करें प्रक्षेपण का एक कार्यक्रम चुनें (वैकल्पिक रूप से)

अपनी समस्या का वर्णन करें

आधुनिक बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स वास्तव में thyristors के आगमन के साथ शुरू हुआ। थायरिस्टर्स को सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर या एससीआर के रूप में भी जाना जाता है। ये चार स्तरित और तीन-टर्मिनल अर्धचालक उपकरण हैं। और thyristors यूनिडायरेक्शनल डिवाइस हैं।

सिलिकॉन नियंत्रित आयताकार सेमीकंडक्टर डिवाइस होते हैं जिन्हें आमतौर पर उच्च वोल्टेज के साथ युग्मित उच्च शक्ति को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है। इसलिए ये उपकरण उच्च वोल्टेज एसी पावर कंट्रोल सिस्टम, लैंप डिमर सर्किट, रेगुलेटर सर्किट आदि में एप्लिकेशन पाते हैं। एससीआर उच्च वोल्ट डीसी पावर ट्रांसमिशन में उच्च शक्ति एसी के सुधार में भी आवेदन पाता है। SCR थायरिस्टर्स के परिवार से संबंधित है और वास्तव में, SCR नाम सामान्य इलेक्ट्रिक्स से थायरिस्टर का व्यापार नाम है।

SCR वैकल्पिक N और P- प्रकार की सामग्री के साथ एक चार-स्तरित उपकरण है। एससीआर में सेमीकंडक्टर की चार-परत होती है जो पीएनपीएन या एनपीएनपी संरचना बनाती है। सिलिकॉन का उपयोग आंतरिक अर्धचालक के रूप में किया जाता है, जिसमें उचित डोपेंट जोड़े जाते हैं। इसके तीन टर्मिनल हैं जिन्हें एनोड, कैथोड और गेट कहा जाता है। कैथोड सबसे भारी है और गेट और एनोड कम भारी हैं। केंद्रीय एन-प्रकार की परत को केवल हल्के से डोप किया गया है और यह उच्च अवरोधक वोल्टेज का समर्थन करने के लिए इसे सशक्त करने वाली अन्य परतों की तुलना में मोटा है।

SCR के तीन जंक्शन हैं जैसे J1, J2 और J3। एनोड पीएनपीएन संरचना के पी-प्रकार की सामग्री से जुड़ा है जबकि कैथोड एन-प्रकार की सामग्री से जुड़ा है। गेट कैथोड के पास पी-टाइप सामग्री से जुड़ा हुआ है।

ये यूनिडायरेक्शनल डिवाइस हैं और केवल एक दिशा में करंट का संचालन करते हैं। वह एनोड से कैथोड तक है। SCR का ट्रिगर तब होता है जब इसके गेट को एक पॉजिटिव वोल्टेज मिलता है। SCR का उपयोग आमतौर पर रिले ड्राइवर, बैटरी चार्जर आदि जैसे अनुप्रयोगों को बदलने में किया जाता है।

थाइरिस्टर में तीन बुनियादी अवस्थाएँ होती हैं:

रिवर्स ब्लॉकिंग: इस अवस्था में, थाइरिस्टर उसी तरह से वर्तमान को अवरुद्ध करता है जैसे रिवर्स-बायस्ड डायोड।

“लाइट सेंसर कैसे काम करता है ”

आगे अवरुद्ध: इस अवस्था में, thyristor आपरेशन ऐसा है कि यह वर्तमान चालन को अवरुद्ध करता है जिसे आम तौर पर आगे-बायस्ड डायोड द्वारा किया जाएगा।

आगे का आयोजन: इस अवस्था में, थाइरिस्टर को चालन में ट्रिगर किया गया है। यह तब तक संवाहक रहेगा, जब तक कि वर्तमान धारा एक थ्रेशोल्ड मान से नीचे गिरती है, जिसे होल्डिंग करंट कहा जाता है।

थाइरिस्टर ऑपरेशन

SCR-SYMBOL

एससीआर चालन तब शुरू होता है जब यह पक्षपातपूर्ण होता है। इस उद्देश्य के लिए, कैथोड को नकारात्मक और एनोड पर सकारात्मक वोल्टेज पर रखा जाता है। जब आगे वाले पूर्वाग्रह वोल्टेज को SCR पर लागू किया जाता है, तो जंक्शन J1 और J3 आगे के पक्षपाती हो जाते हैं, जबकि जंक्शन J2 रिवर्स बायस्ड हो जाता है। जब गेट पर एक पॉजिटिव वोल्टेज लगाया जाता है तो जंक्शन J2 आगे बायस्ड हो जाता है और SCR चालू हो जाता है।

thyristor

ऑपरेशन में thyristor को NPN और PNP ट्रांजिस्टर के रूप में माना जा सकता है, जो डिवाइस के भीतर एक सकारात्मक फीडबैक लूप बनाता है। ट्रांजिस्टर के कैथोड से जुड़े इसके उत्सर्जक के साथ ट्रांजिस्टर एक एनपीएन डिवाइस है जबकि ट्रांजिस्टर इसके एमिटर के साथ एनोड के एनोड से जुड़ा होता है thyristor PNP डिवाइस है । गेट एनपीएन ट्रांजिस्टर के आधार से जुड़ा हुआ है। एक ट्रांजिस्टर का आउटपुट दूसरे के इनपुट को खिलाया जाता है और दूसरे ट्रांजिस्टर के आउटपुट को, बदले में, पहले के इनपुट पर वापस फीड किया जाता है। इसका मतलब है कि जब कोई धारा प्रवाहित होती है, तो यह जल्दी से तब तक बनती है जब तक कि दोनों ट्रांजिस्टर पूरी तरह से चालू या संतृप्त न हो जाएं। आइए एक छोटा सा उदाहरण देखें:

नीचे दिए गए सर्किट से, यहां हमने एक TYN616 thyristor का उपयोग किया।

तीन-सर्किट

जब गेट खुला होता है तो तीन ब्रेक-ओवर वोल्टेज न्यूनतम फ़ॉरवर्ड वोल्टेज पर निर्धारित किए जाते हैं, जिस पर थाइरिस्टर भारी रूप से संचालित होता है। अब, अधिकांश आपूर्ति वोल्टेज लोड प्रतिरोध के पार दिखाई देता है। होल्डिंग करंट वर्तमान में खुलने पर अधिकतम एनोड करंट गेट होता है।
जब ऑफ स्टेट पर गेट, थायरिस्टर ओएन राज्य की तुलना में अनंत प्रतिरोध प्रदान करता है, तो यह बहुत कम प्रतिरोध प्रदान करता है, जो कि 0.010 से 10 की सीमा में है।

ट्रिगर का तरीका

सामान्य ऑफ स्टेट में, SCR इसके माध्यम से करंट के प्रवाह को रोकता है लेकिन जब कैथोड वोल्टेज में गेट बढ़ जाता है और किसी विशेष स्तर से अधिक हो जाता है, तो SCR चालू हो जाता है और ट्रांजिस्टर की तरह कार्य करता है। एससीआर की एक महत्वपूर्ण ख़ासियत यह है कि, एक बार इसे आयोजित करने के बाद, यह लेट हो जाता है और गेट वोल्टेज निकाल दिए जाने के बाद भी इसका संचालन जारी रहता है। SCR तब तक बना रहता है जब तक कि उपकरणों की होल्डिंग धारा कम मूल्य पर नहीं गिर जाती है। लेकिन अगर गेट को एक स्पंदित वोल्टेज मिलता है और इसके माध्यम से करंट लेचिंग करंट से नीचे है, तो एससीआर ऑफ स्टेट में रहेगा। गेट पर सकारात्मक वोल्टेज के बिना एससीआर को ट्रिगर किया जा सकता है। एससीआर आमतौर पर एनोड के साथ पॉजिटिव रेल और कैथोड से नेगेटिव रेल से जुड़ा होता है। यदि एनोड पर लागू वोल्टेज बढ़ता है, तो डिवाइस में कैपेसिटिव कपलिंग गेट और एससीआर ट्रिगर्स में चार्ज को प्रेरित करता है। बाहरी गेट चालू के बिना इस प्रकार की ट्रिगरिंग को 'DV / dt ट्रिगरिंग' के रूप में जाना जाता है। यह आमतौर पर सत्ता में होता है। इसे दर प्रभाव कहा जाता है।

लेकिन DV / dt ट्रिगरिंग SCR को पूरी तरह से चालू नहीं करेगा और आंशिक रूप से ट्रिगर किया गया SCR बहुत अधिक शक्ति को नष्ट कर देगा और डिवाइस को नुकसान हो सकता है। DV / dt ट्रिगर को रोकने के लिए, एक स्नबर नेटवर्क का उपयोग किया जाता है। ट्रिगरिंग का एक अन्य तरीका एससीआर के आगे वोल्टेज को बढ़ाकर रेटेड ब्रेकडाउन वोल्टेज से बढ़ाना है। फॉरवर्ड वोल्टेज ट्रिगरिंग तब होती है जब SCR के पार वोल्टेज उसके गेट के खुलने के साथ बढ़ जाती है। इसे 'एवलांच ब्रेकडाउन' कहा जाता है, जिसके दौरान डिवाइस के टूटने का जंक्शन 2 होता है। यह भी आंशिक रूप से SCR चालू करता है और डिवाइस को नुकसान पहुंचाएगा। तो वोल्टेज एससीआर के रेटेड वोल्टेज से अधिक नहीं होना चाहिए।

“रिले के साथ देरी टाइमर सर्किट ”

SCR को कैसे स्विच करें?

एक बार एससीआर चालू हो जाने के बाद, यह गेट चालू होने के बाद भी कंडक्टिंग मोड में रहेगा। यह एससीआर लैचिंग है। एससीआर को रिवर्स ट्रिगरिंग के माध्यम से बंद किया जा सकता है। यह गेट पर एक नकारात्मक वोल्टेज लागू करके किया जा सकता है। डिवाइस को एनोड करंट को हटाकर या गेट और कैथोड को पल-पल छोटा करके या तो बंद किया जा सकता है।

Thyristor के आवेदन:

थायरिस्टर्स मुख्य रूप से उन उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं जहां उच्च शक्ति का नियंत्रण, संभवतः उच्च वोल्टेज के साथ युग्मित किया जाता है। उनका ऑपरेशन उन्हें मध्यम से उच्च वोल्टेज एसी बिजली नियंत्रण अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है, उदाहरण के लिए, दीपक डिमिंग, नियंत्रक, और मोटर नियंत्रण ।

SCR का एक अनुप्रयोग- SCR का उपयोग करके रिले नियंत्रण:

यदि स्विच S1 को क्षण भर में दबाया जाता है, तो रिले चालू हो जाएगा। इसे S2 दबाकर बंद किया जा सकता है।

यदि स्विच S1 को LDR और R1 को 4.7K प्रीसेट के साथ बदल दिया जाता है, तो LDR पर प्रकाश पड़ने पर रिले चालू हो जाएगा। पूर्व निर्धारित ट्रिगर बिंदु को समायोजित करें।

यदि स्विच S1 को 4.7 K NTC (नकारात्मक तापमान गुणांक) थर्मिस्टर और R1 को 1K प्रीसेट के साथ बदल दिया जाता है, तो तापमान बढ़ने पर रिले चालू हो जाता है। पूर्व निर्धारित ट्रिगर बिंदु को समायोजित करें।

चित्र का श्रेय देना: