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
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 4 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.comThirawat Rattiyod
wiki.stjohn.ac.th
Bankza Anocha
จัดทำโดย
นาย ธนพงษ์ ปาลีกุย
นาย ธนพงษ์ ปาลีกุย
คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น