Cómo usar SCR para controlar la potencia de un calentador

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Me gustaría señalar que no soy un experto (como lo percibe la pregunta) en el uso de scr, diac y triac y que esta pregunta es más para propósitos académicos que para el uso en la vida real. Básicamente, necesito entender mejor cómo se usa comúnmente el scr.

Quiero entender cómo usar SCR en un atenuador con un valor de resistencia del calentador dado y un valor de frecuencia de voltaje de entrada. Mi objetivo debe ser comprender completamente cómo debo elegir los otros componentes y si los esquemas que proporcioné a continuación son correctos o incorrectos.

El primer esquema es muy simple. La parte RC debe activar el SCR durante la media onda positiva de la entrada. Para R muy pequeña, la SCR debería estar casi siempre activa durante la media onda positiva, mientras que para R muy grande, la SCR debería estar casi siempre activa durante la media onda positiva. ¿Es correcto lo que escribí? ¿Cómo debo elegir los valores para R y C? Suponiendo que quiero mantener el SCR activo para un porcentaje dado de la media onda positiva, ¿cómo debo actuar?

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Vi en los esquemas que encontré en internet que casi todos agregan un diac antes de la puerta del SCR. ¿Cuál es su propósito? ¿Cómo cambia las cosas? Creo que es no estresar la puerta de la SCR pero no estoy seguro.

simular este circuito

Además, en algunos casos hay un diodo de masa a puerta. Creo que eso se debe a que en la media onda de entrada negativa no se usa el SCR pero, nuevamente, no estoy seguro de que esta sea la única razón real. Si se utiliza un triac en lugar del SCR, obviamente el diodo está ausente.

simular este circuito

Sé que un esquema real debería ser mucho más complejo pero, por ahora, me interesa mantenerlo lo más simple posible para poder comprenderlo mejor.

    
pregunta gvgramazio

2 respuestas

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Para responder a la parte DIAC de su pregunta:

El voltaje de activación de la puerta variará de un dispositivo a otro y dependerá de la temperatura. Es típicamente alrededor de 0.5 V o menos. Todos estos factores hacen que sea difícil obtener una buena repetibilidad.

Otro factor es que para los circuitos de CA donde se requiere el control de onda completa se usa un TRIAC. Estos pueden tener diferentes valores de activación en los semiciclos positivo y negativo, de modo que la forma de onda no sea simétrica.

El DIAC resuelve algo de esto. Tiene un voltaje de ruptura, típicamente alrededor de 20 V, y esto hace que las variaciones mencionadas anteriormente empañen. Además, una vez activado, permanece encendido para que la carga completa del condensador pueda ejecutarse a través de la compuerta SCR, lo que proporciona un encendido confiable.

Enlaces

También puede encontrar útil esta pregunta / respuesta: Una pregunta sobre el cruce por cero frente a los SSR de disparo aleatorio .

    
respondido por el Transistor
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Tu primer circuito mostrado no funciona. Usar solo un circuito RC significa que el SCR debe ser un 'SCR de puerta sensible' con una corriente de disparo muy baja. La carga RC es complicada porque el condensador se cargará a la tensión de ruptura de la compuerta en el semiciclo negativo (típicamente 6-8 V) y solo se cargará a la compuerta delantera (típicamente 0.7 V). Esto hace que sea muy difícil calcular el RC requerido para cualquier punto de encendido positivo dado, y cuando se excede la tensión de la puerta de retorno, depende de la construcción del SCR lo que sucederá (puede pinzar o hacer una avalancha).

Tu segundo circuito mostrado tampoco funciona. Mientras que el uso del DIAC mejora las cosas, en esta versión el semiciclo negativo casi garantiza la avalancha de la puerta SCR. En el semiciclo positivo, la red RC se puede calcular para el punto de activación DIAC ( rangos típicos son de 25 a 40 V). Una vez que el DIAC se dispara, el capacitor se descarga en la puerta del SCR. Las corrientes de pulso pueden estar en la región de 500 mA más.
También suele colocar una resistencia (1- 2k Ohm) a través de la puerta SCR.

Eche un vistazo a algunos SCR típicos en

Su tercer circuito funcionará, pero debería tener una resistencia de 1-2k Ohm en todo el diodo 1N4148.
Aquí, el SCR se activa al descargar la carga del condensador en la puerta para el semiciclo positivo.
Para el semiciclo negativo, la carga del condensador se sujeta mediante el 1N4148.
Esto significa que para los dos semiciclos, el condensador se carga desde el nivel de descarga (generalmente alrededor de 1.5 V) alcanzado en el último disparo. Ahora puede trabajar en la red RC con una precisión razonable.

Vale la pena señalar que puede usar un solo SCR para lograr la atenuación en ambos medios ciclos de la tensión de la red mediante el uso de un puente rectificador.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Este tipo de circuito funciona bien en el mundo de 240 VCA, donde proporciona un buen rango de ajuste. No es tan bueno en el mundo de 120 VCA ya que el rango de ajuste no es tan bueno. Por ejemplo, si usó un DIAC de 40 V y tuvo un puente rectificador con caída de 1.8 V, y otro 0.7 para la compuerta SCR, el total es una caída de 42.5 V de la señal de entrada de CA. Eso significa que nunca se puede configurar el encendido temprano en menos de 42.5 V, que es aproximadamente el 25% del valor máximo para 120 V CA, pero solo el 12.5% de una forma de onda de 240 VCA.

    
respondido por el Jack Creasey

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