เอสซีอาร์ (SCR)

รูปที่ 1 โครงสร้างและสัญลักษณ์ของเอสซีอาร์


                    ชื่อเต็มคือ ซิลิคอน คอนโทรล เร็คติไฟร์เออร์ (Silicon Control Rectifier) หรือ เอสซีอาร์ (SCR) เป็นอุปกรณ์โซลิดสเตท (Solid-State) ที่ทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิด – ปิด (On – Off )วงจรทางอิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่ง รวมทั้งเอสซีอาร์ (SCR) ยังจัดเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำประเภท “ไทริสเตอร์” (Thyristor) ข้อดีของสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์คือจะไม่มีหน้าสัมผัสหรือเรียกว่าคอนแท็ค (Contact) ขณะปิด – เปิด จึงไม่ทำให้เกิดประกายไฟที่หน้าสัมผัสจึงมีความปลอดภัยสูงซึ่งสวิตช์ธรรมดา คือแบบกลไกที่มีหน้าสัมผัสจะไม่สามารถนำไปใช้ในบางสถานที่ได้สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์บางครั้งเรียกว่า “โซลิดสเตทสวิตช์” (Solid State Switch)

โครงสร้างเอสซีอาร์ (SCR)

รูปที่ 2 สถาปัตย์โครงสร้าง วงจรสมมูลและสัญลักษณ์ของเอสซีอาร์

        จากรูปที่ 2  โครงสร้างของเอสซีอาร์ (SCR) ประกอบไปด้วยสารกึ่งตัวนำ 4 ชิ้นคือ พี – เอ็น – พี – เอ็น (P – N – P – N) มีจำนวน 3 รอยต่อ มีขาต่อออกมาใช้งาน 3 ขาคือ1. แอโนด (A : Anode)
2. แคโทด (k : Cathode)
3. เกต (G : Gate)
ซึ่งสภาวะการทำงานของเอสซีอาร์ (SCR) สามารถแบ่งการทำงานออกได้เป็น 2 สภาวะคือ1. สภาวะนำกระแส เรียกว่า ON
2. สภาวะหยุดนำกระแส เรียกว่า OFF

อธิบายสภาวะหยุดนำกระแสของเอสซีอาร์

1. แอโนดเคอเรนท์อินเทอรัพชั่น (Anode Current Interruption)โดยการตัดกระแส IA ไม่ให้ไหลผ่านแอโนดของเอสซีอาร์

          วิธีง่ายๆ ดังรูปที่ 3 ก. โดยต่อสวิตช์อนุกรมแอโนด (A) ของเอสซีอาร์และเปิดสวิตช์เมื่อต้องการทำให้เอสซีอาร์หยุดทำงาน (Turn – Off)  อีกวิธีในรูปที่ 3 ข. โดยต่อสวิตช์ระหว่างขั้วแอโนดและแคโทดของเอสซีอาร์เป็นการเปลี่ยนทางเดินของกระแสแอโนด (IA) ไม่ให้ไหลผ่านเอสซีอาร์


รูปที่ 3 วิธีการทำให้ SCR หยุดนำกระแสโดยวิธี Anode Current Interruption

2. หลักการของ ฟอร์ชคอมมูเทชั่น (Forced Commutation)


           วิธีการนี้ทำได้โดยบังคับให้SCRได้รับไบอัสกลับโดยใช้สวิตช์ขนานกับSCRเป็นตัวควบคุมการหยุดนำกระแสของเอสซีอาร์ดังรูปที่ 4 ถ้าสวิตช์เปิดวงจรSCRยังคงนำกระแสอยู่ แต่ถ้าสวิตช์ปิดวงจรSCRจะหยุดนำกระแส เนื่องจากได้รับไบอัสกลับตลอดเวลาที่สวิตช์ยังคงปิดอยู่ โดยระยะเวลาในการบังคับให้SCRหยุดนำกระแสโดยให้ไบอัสกลับนี้จะต้องนานกว่าระยะเวลา Turn Off Timeซึ่งระบุไว้ในคู่มือ โดยทั่วไปค่าเวลานี้จะน้อยมาก (ประมาณไมโครวินาที)


รูปที่ วิธีการทำให้เอสซีอาร์ยุดนำกระแสโดยวิธี Forced Commutation

 วิธีการนำเอสซีอาร์ไปใช้งาน


             SCR สามารถนำไปใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์ได้หลากหลาย เช่น วงจรเรียงกระแสที่สามารถควบคุมได้ (Control Rectifier) แต่ส่วนมากจะนิยมนำไปใช้ในการควบคุมหลักๆ 2 ประการคือสภาวะนำกระแสและสภาวะหยุดนำกระแส เพื่อให้เกิดการทำงานและหยุดการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ตัวอย่างการนำเอสซีอาร์ไปใช้งานอย่างง่ายคือการนำเอสซีอาร์ไปใช้ในการเปิด – ปิดหลอดไฟซึ่ง จะแสดงดังในรูปที่ 5
รูปที่ 5 โชว์วิธีการนำSCRไปใช้ในการเปิด – ปิดหลอดไฟ

การวัดและทดสอบเอสซีอาร์ด้วยโอห์มมิเตอร์

        การวัดหาขาของเอสซีอาร์โดยใช้โอห์มมิเตอร์ของซันวา ( SUNWA ) รุ่น XZ 300 สายวัดสีแดงจะมีศักย์ไฟฟ้าเป็นลบ (-) ส่วนสายวัดสีดำจะมีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวก (+) ( มีมิเตอร์บางยี่ห้อสายวัดจะตรงข้ามกัน คือ สายสีแดงมีศักย์เป็นบวก และสายสีดำมีศักย์เป็นลบ ) โดยวิธีการวัดให้ทำการสมมุติตำแหน่งของขาก่อน คือ เอสซีอาร์มี 3 ขาหรือ 3ขั้ว เราก็สมมุติขาเป็นตำแหน่งที่ 1, 2 และ 3 ดังรูปที่ 6 เสร็จแล้วแบ่งเป็น 3 คู่ แล้วทำการวัดดังตารางที่ 1


รูปที่ 6 การสมมุติตำแหน่งของขาของเอสซีอาร์

ตารางที่ 1 การวัดหาขาของเอสซีอาร์ด้วยโอห์มมิเตอร์

การวัดหาขาเอสซีอาร์(SCR)ด้วยมัลติมิเตอร์






ขอบคุณข้อมูลจาก

pp-service.freetzi.com
Thirawat Rattiyod
wiki.stjohn.ac.th
Bankza Anocha

จัดทำโดย
นาย ธนพงษ์ ปาลีกุย
คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา

ความคิดเห็น