кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) представляет собой полупроводник устройство, предназначенное для переключения и управления сильноточными нагрузками. SCR, по сути, является регулятором тока, который полагается на внешнее триггерное напряжение для включения. Устройства SCR также имеют предустановленное значение тока удержания, ниже которого они не будут проводить ток, даже если они включены. Это позволяет контролировать время включения устройства и минимальный ток, который оно будет пропускать. Выпрямители с кремниевым управлением обычно используются в приложениях с высоким током и высоким напряжением, хотя они часто встречаются в системах с более низким напряжением, таких как диммеры ламп.
SCR состоят из четырех чередующихся слоев полупроводниковых материалов p и n. Внешний вывод, известный как затвор, подключен ко второму р-слою. Затвор используется для подачи триггерного напряжения, которое заставляет тринистор включаться и начинать проводить ток. полупроводниковые пластины формируются в виде компактных гранул, содержащихся в молибденовой или вольфрамовой оболочке. На одном конце корпуса имеется шпилька с резьбой для крепления радиатора, а на другом конце расположены затвор и основные вводы.
Управляемый кремнием выпрямитель будет оставаться неактивным или открытым до тех пор, пока не будет получен заданный импульс затвора или триггера, после чего устройство включится и пропустит ток. После включения напряжение на затворе может быть снято, и тринистор будет продолжать работать до тех пор, пока протекающий ток не упадет ниже заданного уровня. Этот заданный минимум известен как ток удержания устройства; даже если SCR получит импульс затвора, он не включится, если основной ток питания ниже этого уровня. Эти характеристики делают кремниевый управляемый выпрямитель идеальным компонентом для точно контролируемого переключения тока.
Напряжение затвора выпрямителя также является переменной функцией в его работе. Каждый управляемый кремнием выпрямитель имеет номинальное пороговое напряжение затвора, ниже которого устройство не активируется. Эта функция дает разработчикам схем дополнительный контроль и гибкость в отношении условий переключения выпрямителей. Цепь управления воротами часто оснащается защитным устройством, известным как снаббер. Это предотвращает внезапное увеличение напряжения, подаваемого на выпрямитель, от возникновения емкостной связи в затворе и его непреднамеренного включения.
SCR обычно используется в цепях с очень высокими значениями тока и напряжения. Современные тиристоры могут комфортно переключать номинальную мощность свыше миллиона ватт и стали неотъемлемой частью высоковольтного переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Эти варианты для тяжелых условий эксплуатации часто имеют водяное охлаждение и подвешиваются огромными штабелями к потолкам объектов передачи энергии. SCR также можно найти в бытовых устройствах, использующих гораздо более низкие уровни мощности, таких как контроллеры двигателей, контроллеры нагрева и большие регуляторы освещенности.