सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर को समझना (एससीआर)

सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर (एससीआर) पावर इलेक्ट्रॉनिक्स का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, जो सरल शॉक्ले डायोड से विकसित होता है।शॉक्ले डायोड ने एक बुनियादी स्विच के रूप में काम किया, लेकिन बाहरी रूप से नियंत्रित नहीं किया जा सका।SCR को बनाने के लिए एक गेट टर्मिनल जोड़ने से इसके चालन पर सटीक नियंत्रण की अनुमति दी जाती है, इसे विभिन्न सर्किटों में शक्ति के प्रबंधन के लिए एक सक्रिय घटक में बदल दिया।यह लेख एससीआर की संरचना और संचालन को कवर करता है, जिसमें इसके आंतरिक कॉन्फ़िगरेशन और कुशल स्विचिंग के लिए सकारात्मक प्रतिक्रिया तंत्र शामिल हैं।यह विभिन्न ट्रिगरिंग विधियों और विश्वसनीय प्रदर्शन के लिए नियंत्रित सक्रियण की आवश्यकता की व्याख्या करता है।लेख में एससीआर कार्यक्षमता, एसी पावर कंट्रोल में उपयोग, उन्नत ट्रिगरिंग तकनीक, एससीआर के प्रकार और एससीआर तकनीक में नए रुझानों का परीक्षण करने पर भी चर्चा की गई है।लक्ष्य एससीआर की स्पष्ट समझ देना है, वे कैसे काम करते हैं, और आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में उनकी भूमिका।

सूची

शॉकले डायोड टू स्क्र

चित्र 1: शॉक्ले डायोड

पीएनपीएन डिवाइस का एक प्रारंभिक संस्करण शॉक्ले डायोड, एक मूल स्विच के रूप में काम करता है जो एक निश्चित वोल्टेज तक पहुंचने पर चालू होता है।हालांकि, इसका सीमित उपयोग है क्योंकि इसमें इसके स्विचिंग पर नियंत्रण का अभाव है।एससीआर की शुरूआत गेट टर्मिनल को जोड़कर शॉक्ले डायोड पर सुधार करती है।यह जोड़ डिवाइस की चालन स्थिति के बाहरी नियंत्रण के लिए अनुमति देता है, इसे एक साधारण स्विच से एक सक्रिय घटक में बदल देता है जो अधिक सटीकता के साथ उच्च शक्ति के स्तर को संभाल सकता है।यह परिवर्तन डिवाइस की उपयोगिता को बहुत बढ़ाता है, जिससे यह कई और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के लिए उपयुक्त हो जाता है।

सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर संरचना

चित्र 2: सिलिकॉन-नियंत्रित स्विच

एक शॉक्ले डायोड से एससीआर में विकास में मौजूदा पीएनपीएन संरचना में एक गेट टर्मिनल जोड़ना शामिल है।यह गेट टर्मिनल एससीआर को बाहरी सिग्नल द्वारा नियंत्रित करने की अनुमति देता है, जिससे डिवाइस को आवश्यकतानुसार चालू और बंद करने का एक तरीका प्रदान किया जाता है।यह परिवर्तन एससीआर को एक सक्रिय घटक बनाता है, जो विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक सर्किटों में इसके उपयोग का विस्तार करता है।बाहरी सिग्नल के साथ स्विचिंग कार्रवाई को नियंत्रित करने की क्षमता सटीक बिजली प्रबंधन के लिए नई संभावनाएं पैदा करती है, जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए बहुत उपयोगी है।

एक एससीआर की संरचना और संचालन

चित्र 3: एक एससीआर की संरचना और संचालन

एक एससीआर चार अर्धचालक परतों से बना है जो तीन पीएन जंक्शनों का निर्माण करते हैं, एक एनोड, एक कैथोड और एक गेट टर्मिनल के साथ।जब गेट को असंबद्ध छोड़ दिया जाता है, तो एससीआर एक शॉक्ले डायोड की तरह काम करता है, जब ब्रेकओवर वोल्टेज तक पहुंच जाता है, तो यह मुड़ता है।हालांकि, गेट पर एक छोटे से वोल्टेज को लागू करने से एससीआर को उद्देश्य पर ट्रिगर करने की अनुमति मिलती है।

एससीआर चालन पथ

जब गेट पर एक छोटा करंट लगाया जाता है, तो एससीआर में निचला ट्रांजिस्टर चालू हो जाता है।यह क्रिया तब ऊपरी ट्रांजिस्टर को चालू करती है, एक लूप बनाती है जो एससीआर को "ऑन" स्थिति में रखता है, जिससे वर्तमान को एनोड से कैथोड तक प्रवाहित करने की अनुमति मिलती है।ऐसा होने के बाद, एससीआर को रखने के लिए गेट करंट की आवश्यकता नहीं है।एससीआर में दो ट्रांजिस्टर हैं जो एक साथ काम कर रहे हैं ताकि यह शुरू हो सके।यह डिज़ाइन एससीआर स्विच को जल्दी से चालू करने में मदद करता है।

चित्रा 4: एससीआर चालन पथ

यह समझने के लिए कि एससीआर कैसे काम करता है, इसके आंतरिक सेटअप को देखें।जब एक पल्स को गेट पर भेजा जाता है, तो यह निचले ट्रांजिस्टर को सक्रिय करता है, जिससे ऊपरी ट्रांजिस्टर के माध्यम से वर्तमान को पास करने और निचले को रखने की अनुमति मिलती है।यह लूप यह सुनिश्चित करता है कि एससीआर तब तक रहता है जब तक कि वर्तमान एक निश्चित स्तर से नीचे गिरता है, होल्डिंग करंट कहा जाता है।यह SCRS को स्विच करने और पावर को मज़बूती से प्रबंधित करने के लिए उपयोगी बनाता है।

ट्रिगरिंग और फायरिंग तरीके

ट्रिगरिंग, जिसे फायरिंग भी कहा जाता है, का अर्थ है एससीआर के गेट टर्मिनल पर वोल्टेज पल्स लागू करना।यह विधि सुनिश्चित करती है कि एससीआर केवल जरूरत पड़ने पर चालू हो, चाहे वोल्टेज ब्रेकओवर पॉइंट से ऊपर हो।रिवर्स ट्रिगर, जो गेट पर एक नकारात्मक वोल्टेज लागू करके एससीआर को बंद कर देता है, भी किया जा सकता है, लेकिन कम कुशल है क्योंकि इसके लिए बहुत अधिक वर्तमान की आवश्यकता होती है।

गेट टर्न-ऑफ थिरिस्टोर (जीटीओ) प्रतीक

चित्र 5: जीटीओ प्रतीक

SCR को ट्रिगर करना इसके ऑपरेशन के लिए महत्वपूर्ण है।एससीआर को ट्रिगर करने के लिए आवश्यक गेट करंट डिवाइस के माध्यम से प्रवाह की तुलना में बहुत कम है, कुछ प्रवर्धन प्रदान करता है।एक बार ट्रिगर होने के बाद, एससीआर आचरण की स्थिति में रहता है जब तक कि इसके माध्यम से वर्तमान एक निश्चित स्तर से नीचे नहीं आता है, जिसे होल्डिंग करंट के रूप में जाना जाता है।यह विशेषता उन अनुप्रयोगों में बहुत उपयोगी है जहां नियंत्रित स्विचिंग की आवश्यकता होती है, यह सुनिश्चित करते हुए कि एससीआर तब तक रहता है जब तक कि लोड करंट को बंद करने के लिए पर्याप्त नहीं है।यह नियंत्रित सक्रियण और निष्क्रियता SCR को उन अनुप्रयोगों के लिए बहुत उपयुक्त बनाते हैं जिनके लिए सटीक बिजली प्रबंधन की आवश्यकता होती है।

परीक्षण एससीआर कार्यक्षमता

यह परीक्षण करने के लिए कि क्या कोई एससीआर काम करता है, आप गेट-टू-कैथोड जंक्शन को मापने के लिए एक ओममीटर का उपयोग करके एक बुनियादी जांच के साथ शुरू कर सकते हैं।हालांकि, यह सरल परीक्षण पर्याप्त नहीं है।आपको यह भी देखना होगा कि एससीआर लोड के तहत कैसे प्रदर्शन करता है।पूरी तरह से परीक्षण के लिए, एक डीसी पावर स्रोत और पुशबटन स्विच के साथ एक सर्किट सेट करें, यह देखने के लिए कि लोड से कनेक्ट होने पर एससीआर कैसे चालू और बंद होता है।

चित्र 6: एससीआर परीक्षण सर्किट

SCRS सही तरीके से काम करने के लिए, उनके परीक्षण में कई चरण शामिल हैं।ट्रिगरिंग और होल्डिंग प्रक्रियाओं को अनुकरण करने के लिए डीसी बिजली की आपूर्ति, एक लोड रोकनेवाला और पुशबटन स्विच का उपयोग करके एक साधारण परीक्षण सर्किट बनाया जा सकता है।इस सेटअप में एससीआर के व्यवहार को देखकर, कोई भी उम्मीद के मुताबिक और बंद करने की अपनी क्षमता की पुष्टि कर सकता है।यह परीक्षण प्रक्रिया संभावित मुद्दों का निदान करने में मदद करती है और वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में एससीआर की विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है।वास्तविक लोड स्थितियों के तहत व्यापक परीक्षण एससीआर में किसी भी कमजोरियों या दोषों को खोजने में मदद करता है, अनुप्रयोगों की मांग में भरोसेमंद प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।

एसी शक्ति का एससीआर नियंत्रण

एससीआर का उपयोग अक्सर किया जाता है जहां बड़ी मात्रा में बिजली को स्विच करने की आवश्यकता होती है, लेकिन नियंत्रण सर्किट केवल सादगी और विश्वसनीयता के लिए छोटे वर्तमान और वोल्टेज को संभालते हैं।यह SCRS को मजबूत अभी तक संवेदनशील नियंत्रण तंत्र की आवश्यकता वाली स्थितियों के लिए एकदम सही बनाता है।उदाहरण के लिए, एससीआर की गेट फायरिंग पावर 50 माइक्रोवाट (1 वी, 50 µA) के रूप में कम हो सकती है, यह सुनिश्चित करते हुए कि एक्ट्यूटिंग संपर्क केवल इस छोटे सिग्नल को प्रबंधित करते हैं।एक बार ट्रिगर होने के बाद, एससीआर सीधे आउटपुट लोड को संभाल सकता है और स्विच कर सकता है, जिससे 100 वाट या उससे अधिक प्रदान किया जा सकता है।यह नियंत्रण सर्किटरी पर न्यूनतम तनाव के साथ उच्च-शक्ति प्रणालियों के कुशल नियंत्रण के लिए अनुमति देता है।

चित्र 7: एसी पावर कंट्रोल में एससीआर

वे कैसे काम करते हैं, इसके संदर्भ में, एससीआर का रिवर्स व्यवहार एक विशिष्ट सिलिकॉन रेक्टिफायर डायोड की तरह है, जब एनोड और कैथोड के बीच एक नकारात्मक वोल्टेज लागू किया जाता है, तो एक खुले सर्किट के रूप में कार्य करता है।आगे की दिशा में, एससीआर वर्तमान प्रवाह को तब तक ब्लॉक करता है जब तक कि वोल्टेज एक विशिष्ट ब्रेकओवर बिंदु से अधिक न हो जाए, जब तक कि गेट सिग्नल लागू नहीं किया जाता है।जब फॉरवर्ड ब्रेकओवर वोल्टेज को पार कर लिया जाता है या एक उपयुक्त गेट सिग्नल पेश किया जाता है, तो एससीआर जल्दी से एक आचरण की स्थिति में संक्रमण करता है, जिसमें एक एकल-जंक्शन रेक्टिफायर के समान कम फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप होता है।यह तेजी से स्विचिंग क्षमता यह सुनिश्चित करती है कि एससीआर नियंत्रण संचालन के लिए कम बिजली की आवश्यकता को बनाए रखते हुए उच्च-शक्ति भार का प्रबंधन कर सकता है।

चित्र 8: श्रृंखला स्विच

ऊपर दिया गया आंकड़ा एक सरल श्रृंखला स्विच (ओं) को दिखाता है जो एससीआर के गेट पर एक एसी सिग्नल भेजता है।रोकनेवाला R1 इसे सुरक्षित रखने के लिए गेट करंट को सीमित करता है, जबकि डायोड डी रिवर्स वोल्टेज को नॉनकंडक्टिंग चक्र के दौरान गेट को प्रभावित करने से रोकता है।एनोड से जुड़ा लोड (आरएल) एससीआर की सीमा के भीतर कोई भी मूल्य हो सकता है।यह सेटअप यह सुनिश्चित करता है कि एससीआर मज़बूती से संचालित होता है, जिसमें नियंत्रण ट्रिगर और विद्युत तनाव से सुरक्षा होती है।

चित्र 9: एसी स्विच तरंग

जब स्विच एस खुला होता है, तो एसी पावर मौजूद होने पर भी एससीआर बंद रहता है।क्लोजिंग स्विच एस एस एससीआर को ट्रिगर करने के लिए एसी चक्र के सकारात्मक भाग को अनुमति देता है, जिससे यह आचरण होता है क्योंकि एनोड सकारात्मक है।एससीआर आधे से भी कम चक्र के लिए चालू होता है और चक्र के नकारात्मक भाग के दौरान बंद रहता है।एससीआर को चालू करने पर एस नियंत्रण बंद हो जाता है, जिससे लोड के माध्यम से प्रवाह को प्रवाहित किया जाता है।करंट को रोकने के लिए, आप स्विच एस खोल सकते हैं या नकारात्मक चक्र की प्रतीक्षा कर सकते हैं, जो एससीआर को बंद कर देता है।यह सेटअप सर्किट में वर्तमान प्रवाह के आसान नियंत्रण की अनुमति देता है।

चित्र 10: शंट स्विच

एससीआर को नियंत्रित करने के लिए, आप गेट पर डीसी का उपयोग कर सकते हैं।डीसी को गेट पर लागू करने से एससीआर चालू हो जाता है।एक और तरीका गेट और कैथोड के बीच एक स्विच (एस) का उपयोग करके है।स्विच खोलने से एससीआर चालू हो जाता है, जिससे वर्तमान को लोड के माध्यम से प्रवाहित किया जाता है।SCR को बंद करने और करंट को रोकने के लिए, स्विच को बंद करें या एनोड पर एक नकारात्मक वोल्टेज लागू करें।यह विधि मोटर गति और बिजली के स्तर जैसे उपकरणों को नियंत्रित करने में मदद करती है।

चित्र 11: स्विच बंद के साथ वर्तमान को लोड करें

पावर को लोड करने के लिए दो अन्य सरल तरीकों को सचित्र किया गया है।पहले सर्किट में, एक्ट्यूटिंग कॉन्टैक्टिंग कॉन्टैक्ट को बंद करने से लोड को पावर मिलती है, जबकि संपर्क खोलने से बिजली बंद हो जाती है।इसके विपरीत, दूसरा सर्किट रिवर्स में संचालित होता है: पावर लोड को केवल तभी लोड की आपूर्ति की जाती है जब संपर्क खुला हो।दोनों सर्किट को दिखाए गए एसी के बजाय डीसी आपूर्ति का उपयोग करके "कुंडी" के लिए सेट किया जा सकता है।

पहले सर्किट में, R2 और R3 प्रतिरोधों से बना एक वोल्टेज डिवाइडर SCR को AC गेट सिग्नल प्रदान करता है।यह एससीआर को आग और आपूर्ति बिजली की अनुमति देता है जब संपर्क बंद हो जाता है।दूसरे सर्किट में, स्विच को बंद करने से गेट और कैथोड में समान क्षमता होती है, जिससे एससीआर को फायरिंग से रोका जाता है और इस प्रकार लोड को बिजली काट दी जाती है।यह सरल सेटअप या तो कॉन्फ़िगरेशन में लोड के लिए शक्ति का स्पष्ट और अनुमानित नियंत्रण सुनिश्चित करता है।

चित्रा 12: स्विच ओपन के साथ करंट लोड करें

एसी पावर को नीचे दिखाए गए सर्किट का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है।इस सेटअप में, एसी वोल्टेज के दोनों आधे-चक्रों को प्रबंधित करने के लिए दो एससीआर बैक-टू-बैक कनेक्टेड हैं।यह कॉन्फ़िगरेशन यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक एससीआर एसी वेवफॉर्म के एक आधा-चक्र को संभालता है, जिससे लोड को वितरित बिजली के कुशल और सटीक नियंत्रण की अनुमति मिलती है।

चित्र 13: एसी स्विच दो एससीआर के साथ

जब कोई बाहरी स्विच (मैकेनिकल या इलेक्ट्रॉनिक) नियंत्रण टर्मिनलों को जोड़ता है, तो रोकनेवाला R3 के माध्यम से गेट्स पर वर्तमान प्रवाह को नियंत्रित करता है।इस स्विच को प्रकाश, गर्मी या दबाव जैसे विभिन्न सेंसर द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है, जो एक इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर को सक्रिय करता है।जब स्विच बंद हो जाता है, तो एससीआर को प्रत्येक एसी चक्र के साथ ट्रिगर किया जाता है, जिससे बिजली लोड पर प्रवाहित हो जाती है।जब स्विच खुलता है, तो SCRS आग नहीं लगाता है, और कोई शक्ति लोड तक नहीं पहुंचाई जाती है।यह तंत्र प्रभावी रूप से लोड को आपूर्ति की गई एसी बिजली का प्रबंधन करता है।

अनुप्रयोग और प्रकार के एससीआर

एससीआर का उपयोग कई क्षेत्रों में किया जाता है क्योंकि उनके पास मजबूत नियंत्रण सुविधाएँ हैं।इनमें पावर रूपांतरण, मोटर नियंत्रण और प्रकाश प्रणाली शामिल हैं।विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विभिन्न प्रकार के एससीआर विकसित किए गए हैं:

मानक एससीआर: सामान्य उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है।

तेजी से स्विचिंग एससीआर: उच्च-आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया।

प्रकाश-ट्रिगर एससीआर (LTS): ट्रिगर करने के लिए प्रकाश का उपयोग करता है, विद्युत अलगाव प्रदान करता है।

गेट टर्न-ऑफ एससीआर (जीटीओ): टर्न-ऑन और टर्न-ऑफ नियंत्रण दोनों की अनुमति देता है।

रिवर्स ब्लॉकिंग एससीआर: दोनों दिशाओं में करंट को ब्लॉक कर सकते हैं।

लोड का तीन-चरण पुल एससीआर नियंत्रण

प्रत्येक प्रकार का एससीआर विशिष्ट आवश्यकताओं के लिए बनाया जाता है।मानक एससीआर लचीले होते हैं और कई अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं, जबकि फास्ट-स्विचिंग एससीआर उच्च गति वाले संचालन के लिए एकदम सही हैं।लाइट-ट्रिगर एससीआरएस (एलटीएस) गेट को ट्रिगर करने के लिए प्रकाश का उपयोग करते हैं, उत्कृष्ट विद्युत अलगाव प्रदान करते हैं।गेट टर्न-ऑफ एससीआरएस (जीटीओ) दोनों चालू और बंद कर सकते हैं, जिससे वे उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो सकते हैं।रिवर्स ब्लॉकिंग एससीआर को दोनों दिशाओं में वर्तमान प्रवाह को अवरुद्ध करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो एसी पावर कंट्रोल परिदृश्यों में उनके उपयोग को बढ़ाता है।

चित्र 14: तीन-चरण पुल एससीआर लोड का नियंत्रण

व्यावहारिक अनुप्रयोग और एससीआर के उन्नत उपयोग

एससीआर को उनके मजबूत नियंत्रण सुविधाओं के कारण कई अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।कुछ उल्लेखनीय अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

पावर रूपांतरण प्रणाली: SCRS पावर रूपांतरण प्रणालियों में प्रमुख घटक हैं, एसी से डीसी पावर में परिवर्तन का प्रबंधन करते हैं और इसके विपरीत।इन प्रणालियों का उपयोग औद्योगिक सेटिंग्स और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स दोनों में किया जाता है, जहां एक स्थिर और विश्वसनीय बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है।

मोटर नियंत्रण: मोटर नियंत्रण अनुप्रयोगों में, एससीआर इलेक्ट्रिक मोटर्स की गति और टोक़ को समायोजित करता है।फायरिंग कोण को बदलकर, SCRS मोटर को वितरित बिजली को नियंत्रित करता है, जिससे इसके संचालन पर सटीक नियंत्रण की अनुमति मिलती है।

प्रकाश प्रणाली: एससीआर का उपयोग एसी आपूर्ति के चरण कोण को नियंत्रित करके सुचारू रूप से मंद रोशनी के लिए किया जाता है।यह क्षमता ऊर्जा बचत प्रदान करती है और प्रकाश अनुप्रयोगों में माहौल को बढ़ाती है।

हीटिंग कंट्रोल: हीटिंग एप्लिकेशन में, एससीआरएस हीटिंग तत्वों को वितरित बिजली को विनियमित करता है, उच्च सटीकता के साथ वांछित तापमान को बनाए रखता है।यह विशेष रूप से सटीक तापमान नियंत्रण की आवश्यकता वाले औद्योगिक प्रक्रियाओं में उपयोगी है।

संरक्षण सर्किट: एससीआरएस सुरक्षा सर्किट में क्राउबर के रूप में कार्य करता है, संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक घटकों को क्षति से बचाने के लिए एक ओवरवॉल्टेज स्थिति के मामले में बिजली की आपूर्ति को कम करने के लिए।

अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में एससीआर के लचीलेपन और उपयोगिता को दर्शाती है, जहां सटीक नियंत्रण और विश्वसनीय प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।

एससीआर विशेषताओं का विस्तृत विश्लेषण

SCRS की विशिष्ट विशेषताओं को समझना उनके प्रभावी उपयोग के लिए महत्वपूर्ण है।प्रमुख विशेषताओं में शामिल हैं:

गेट ट्रिगर वोल्टेज_जीटी)

एससीआर को चालू करने के लिए न्यूनतम गेट वोल्टेज की आवश्यकता है।

होल्डिंग करंट (i)_एच)

एससीआर के संचालन को रखने के लिए न्यूनतम वर्तमान की आवश्यकता होती है।

करंट (मैं)_एल)

गेट ट्रिगर को हटाने के बाद "ऑन" स्थिति में एससीआर को रखने के लिए न्यूनतम वर्तमान की आवश्यकता होती है।

ब्रेकओवर वोल्टेज_बो)

वोल्टेज जिस पर एससीआर बिना किसी गेट करंट के चालू करेगा।

फॉरवर्ड ब्लॉकिंग वोल्टेज_{DRM से})

अधिकतम वोल्टेज जो एससीआर के बिना संचालन के आगे की दिशा में ब्लॉक कर सकता है।

रिवर्स ब्लॉकिंग वोल्टेज (वी)_{आरआरएम})

अधिकतम वोल्टेज जो एससीआर रिवर्स दिशा में ब्लॉक कर सकता है।

ऑन-स्टेट वोल्टेज ड्रॉप_टीएम)

जब यह संचालन कर रहा हो तो वोल्टेज एससीआर के पार गिरता है।

डीवी/डीटी रेटिंग

ऑफ-स्टेट वोल्टेज के उदय की अधिकतम दर जिसे एससीआर बिना चालू किए बिना झेल सकता है।

डि/डीटी रेटिंग

ऑन-स्टेट करंट की वृद्धि की अधिकतम दर जो एससीआर बिना नुकसान के संभाल सकती है।

एससीआर संरक्षण और स्नबर सर्किट

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में एससीआर की विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए, सुरक्षा सर्किट अक्सर उपयोग किए जाते हैं।एक सामान्य विधि स्नबर सर्किट का उपयोग है।स्नबर सर्किट उच्च डीवी/डीटी और डीआई/डीटी तनावों से एससीआर को सुरक्षित रखता है, जो शुरुआती विफलता का कारण बन सकता है।

चित्र 15: एससीआर सुरक्षा

एससीआर को अचानक वोल्टेज स्पाइक्स से बचाने के लिए, एक कनवर्टर सर्किट में प्रत्येक एससीआर में एक समानांतर आर-सी स्नबर नेटवर्क होता है।यह स्नबर नेटवर्क रिवर्स रिकवरी प्रक्रिया के दौरान होने वाले आंतरिक वोल्टेज स्पाइक्स के खिलाफ एससीआर को सुरक्षित रखता है।जब एससीआर बंद कर दिया जाता है, तो रिवर्स रिकवरी करंट को स्नबर सर्किट में पुनर्निर्देशित किया जाता है, जिसमें ऊर्जा-भंडारण तत्व होते हैं।

इनपुट साइड में लाइटनिंग और स्विचिंग सर्ज कनवर्टर या ट्रांसफार्मर को नुकसान पहुंचा सकते हैं।इन वोल्टेज के प्रभाव को कम करने के लिए, वोल्टेज क्लैंपिंग उपकरणों का उपयोग एससीआर में किया जाता है।सामान्य वोल्टेज क्लैंपिंग उपकरणों में धातु ऑक्साइड वैरिस्टर्स, सेलेनियम थायरेक्टर डायोड और हिमस्खलन डायोड शमन शामिल हैं।

इन उपकरणों में प्रतिरोध में कमी होती है क्योंकि वोल्टेज बढ़ता है, सर्ज वोल्टेज होने पर एससीआर में कम प्रतिरोध पथ प्रदान करता है।नीचे दिए गए आंकड़े से पता चलता है कि कैसे एक थायरेक्टर डायोड और स्नबर नेटवर्क का उपयोग करके वोल्टेज से एक एससीआर को संरक्षित किया जाता है।

एससीआर के लिए उन्नत ट्रिगरिंग तकनीक

चित्र 16: ट्रिगरिंग तकनीक

सिंपल गेट ट्रिगरिंग से परे, उन्नत तरीके जटिल सेटअप में एससीआर प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं।इन विधियों में शामिल हैं:

• पल्स ट्रिगरिंग

एससीआर को सक्रिय करने के लिए लघु, उच्च-वर्तमान दालों का उपयोग करना यह सुनिश्चित करता है कि यह शोर वातावरण में भी मज़बूती से चालू हो।

• चरण-नियंत्रित ट्रिगर

एसी आपूर्ति के साथ एससीआर ट्रिगर को संरेखित करने से लोड पर भेजे गए बिजली पर सटीक नियंत्रण की अनुमति मिलती है।

• वैकल्पिक रूप से अलग -थलग ट्रिगर

एससीआर को ट्रिगर करने के लिए ऑप्टिकल आइसोलेटर्स का उपयोग करना विद्युत अलगाव प्रदान करता है और उच्च वोल्टेज से नियंत्रण सर्किटरी की रक्षा करता है।

• माइक्रोकंट्रोलर-आधारित ट्रिगरिंग

सटीक ट्रिगरिंग दालों को उत्पन्न करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करना परिष्कृत नियंत्रण योजनाओं और जटिल सेटअप में बेहतर प्रदर्शन की अनुमति देता है।

माइक्रोकंट्रोलर-आधारित एससीआर ट्रिगर

चित्र 17: माइक्रोकंट्रोलर-आधारित एससीआर ट्रिगरिंग

ये उन्नत ट्रिगरिंग तकनीक SCR अनुप्रयोगों में अधिक लचीलापन और नियंत्रण प्रदान करती हैं, जिससे वे औद्योगिक और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त हैं।इन विधियों का उपयोग करके, इंजीनियर बिजली प्रबंधन प्रणालियों पर अधिक सटीक और विश्वसनीय नियंत्रण प्राप्त कर सकते हैं, एससीआर-आधारित समाधानों की समग्र दक्षता और प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं।

आधुनिक पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में एससीआर

SCRS कुशल और विश्वसनीय पावर कंट्रोल सिस्टम बनाने में महत्वपूर्ण भाग हैं।वे कई मुख्य क्षेत्रों में एक बड़ा अंतर बनाते हैं, जिनमें शामिल हैं:

नवीकरणीय ऊर्जा प्रणाली: SCRS का उपयोग पावर इनवर्टर और नियंत्रकों में किया जाता है ताकि सौर और हवा जैसे अक्षय स्रोतों से बिजली को परिवर्तित और प्रबंधित किया जा सके।वे उच्च शक्ति के स्तर को संभालते हैं और सटीक नियंत्रण प्रदान करते हैं, जिससे वे इन अनुप्रयोगों के लिए सही होते हैं।

इलेक्ट्रिक वाहन: इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवीएस) में, एससीआर का उपयोग मोटर कंट्रोलर और बैटरी चार्जिंग सिस्टम में किया जाता है।वे बैटरी और मोटर के बीच बिजली के प्रवाह का प्रबंधन करते हैं, कुशल संचालन और लंबी बैटरी जीवन सुनिश्चित करते हैं।

स्मार्ट ग्रिड: स्मार्ट ग्रिड अनुप्रयोगों में, एससीआर विद्युत शक्ति के वितरण का प्रबंधन करते हैं।वे स्थिर और कुशल बिजली वितरण सुनिश्चित करने के लिए ग्रिड-बंधे इनवर्टर, वोल्टेज नियामकों और चरण कोण नियंत्रकों में उपयोग किए जाते हैं।

औद्योगिक स्वचालन: SCRS का उपयोग मोटर ड्राइव, हीटिंग नियंत्रण और औद्योगिक स्वचालन में प्रक्रिया नियंत्रण प्रणालियों में किया जाता है।वे उच्च शक्ति को संभालते हैं और सटीक नियंत्रण प्रदान करते हैं, जिससे वे स्वचालित विनिर्माण प्रक्रियाओं में मुख्य घटक बनते हैं।

निर्बाध बिजली की आपूर्ति (यूपीएस): एससीआर यूपीएस सिस्टम में आउटेज के दौरान विश्वसनीय पावर बैकअप प्रदान करते हैं।वे मुख्य बिजली की आपूर्ति और बैकअप पावर स्रोत के बीच सुचारू रूप से स्विच करने में मदद करते हैं, जिससे प्रमुख प्रणालियों के लिए निरंतर शक्ति सुनिश्चित होती है।

एससीआर प्रौद्योगिकी में भविष्य के रुझान और नवाचार

एससीआर तकनीक का विकास बेहतर और अधिक विश्वसनीय शक्ति नियंत्रण की आवश्यकता को पूरा करने के लिए सुधार करता रहता है।सिलिकॉन कार्बाइड (एसआईसी) और गैलियम नाइट्राइड (जीएएन) जैसी नई अर्धचालक सामग्री उच्च वोल्टेज को संभालने, प्रतिरोध को कम करने और गर्मी प्रबंधन में सुधार करके एससीआरएस बेहतर काम करती है।इंटीग्रेटेड गेट कम्यूटेटेड थायरिस्टर्स (IGCTs) GTO और IGBTS के फायदों को जोड़ते हैं, तेजी से स्विचिंग, कम ऊर्जा हानि और अनुप्रयोगों की मांग के लिए उच्च शक्ति को संभालने की क्षमता प्रदान करते हैं।एससीआर के साथ डिजिटल नियंत्रण विधियाँ सटीक और लचीले नियंत्रण के लिए अनुमति देती हैं, जिससे सिस्टम अधिक कुशल और विश्वसनीय हो जाते हैं।विनिर्माण तकनीकों में अग्रिम एससीआर को पोर्टेबल उपकरणों के लिए छोटा और उपयुक्त बनाते हैं, जो उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए सहायक है।एससीआर में बढ़ी हुई सुरक्षा सुविधाएँ, जैसे कि बिल्ट-इन स्नबर सर्किट और ओवरक्रंट प्रोटेक्शन, उन्हें और अधिक विश्वसनीय और उपयोग करने में आसान बनाते हैं।

निष्कर्ष

जब कोई बाहरी स्विच (मैकेनिकल या इलेक्ट्रॉनिक) नियंत्रण टर्मिनलों को जोड़ता है, तो रोकनेवाला R3 के माध्यम से गेट्स पर वर्तमान प्रवाह को नियंत्रित करता है।इस स्विच को प्रकाश, गर्मी या दबाव जैसे सेंसर द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है, जो एक इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर को सक्रिय करता है।जब स्विच बंद हो जाता है, तो एससीआर प्रत्येक एसी चक्र के साथ ट्रिगर हो जाता है, जिससे लोड को बिजली की अनुमति मिलती है।जब स्विच खुलता है, तो SCRS आग नहीं लगाता है, बिजली के प्रवाह को रोकता है।यह तंत्र लोड के लिए एसी पावर को नियंत्रित करता है।

सिलिकॉन कार्बाइड (एसआईसी) और गैलियम नाइट्राइड (जीएएन) जैसे सेमीकंडक्टर सामग्री में सुधार एससीआर को अधिक कुशल और टिकाऊ बना देगा।इंटीग्रेटेड गेट कम्यूटेटेड थिरिस्टर्स (IGCTs) और डिजिटल कंट्रोल तकनीक जैसे नवाचार तेजी से स्विचिंग, कम ऊर्जा हानि और बेहतर विश्वसनीयता के साथ SCR प्रदर्शन को बढ़ाएंगे।SCRS नई तकनीकों में, स्मार्ट ग्रिड से लेकर इलेक्ट्रिक वाहनों तक, कुशल और विश्वसनीय बिजली नियंत्रण सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न [FAQ]

1. सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर के क्या फायदे हैं?

सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर (एससीआर) कई लाभ प्रदान करता है, जिसमें कुशल शक्ति नियंत्रण, उच्च विश्वसनीयता, उच्च वोल्टेज और धाराओं को संभालने की क्षमता और बिजली प्रवाह पर सटीक नियंत्रण शामिल हैं।एससीआर भी तेजी से स्विचिंग गति प्रदान करते हैं और कठोर वातावरण में टिकाऊ होते हैं, जिससे वे विभिन्न औद्योगिक उपयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं।

2. सिलिकॉन रेक्टिफायर डायोड का उद्देश्य क्या है?

एक सिलिकॉन रेक्टिफायर डायोड का उपयोग वैकल्पिक वर्तमान (एसी) को प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) में बदलने के लिए किया जाता है।यह वर्तमान को केवल एक दिशा में प्रवाह करने की अनुमति देता है, सुधार प्रदान करता है, जो बिजली की आपूर्ति और अन्य इलेक्ट्रॉनिक सर्किटों में आवश्यक है।

3. हमें नियंत्रित रेक्टिफायर की आवश्यकता क्यों है?

नियंत्रित रेक्टिफायर का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में बिजली के प्रवाह को ठीक से प्रबंधित करने और नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।वे आउटपुट वोल्टेज और करंट को समायोजित करने की अनुमति देते हैं, जो मोटर स्पीड कंट्रोल, बिजली की आपूर्ति और डिमिंग लाइट्स जैसे अनुप्रयोगों में आवश्यक है।नियंत्रित रेक्टिफायर दक्षता में सुधार करते हैं और बिजली वितरण में स्थिरता प्रदान करते हैं।

5. SCR का निष्कर्ष क्या है?

एससीआर पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में एक बहुमुखी और विश्वसनीय घटक है।यह उच्च शक्ति और वोल्टेज अनुप्रयोगों पर सटीक नियंत्रण प्रदान करता है, जिससे यह विभिन्न उद्योगों में मूल्यवान है।SCRS सामग्री और प्रौद्योगिकी में प्रगति के साथ सुधार करना जारी रखता है, भविष्य के अनुप्रयोगों में उनकी प्रासंगिकता सुनिश्चित करता है।

6. सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर डायोड के अनुप्रयोग क्या हैं?

सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर डायोड के अनुप्रयोगों में मोटर स्पीड कंट्रोल, लाइट डिमिंग, एसी और डीसी पावर सिस्टम में पावर रेगुलेशन, ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन और इनवर्टर शामिल हैं।उनका उपयोग औद्योगिक स्वचालन, बिजली की आपूर्ति और सौर और पवन ऊर्जा कन्वर्टर्स जैसे नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों में भी किया जाता है।