le terme SCR signifie redresseur contrôlé au silicium qui est l’un des membres les plus importants de la famille des thyristors. Il est plus populaire que les autres Thyristors comme TRIAC, SCS, DIAC, etc. que certaines personnes utilisent même les mots Thyristor et SCR de manière interchangeable. Donc, la prochaine fois que quelqu’un dit simplement « Thyristor” en général, alors ils se réfèrent au SCR.,
Les SCRs sont construits à partir de silicium et sont le plus couramment utilisés pour convertir le courant alternatif en courant continu (rectification), d’où le nom de redresseur contrôlé par silicium. Ils sont également utilisés dans d’autres applications telles que la régulation de la puissance, l’inversion, etc. Les SCRs ont une capacité à gérer une valeur élevée de courant et de Tension, ils sont donc utilisés dans la plupart des applications industrielles.
symbole SCR
le symbole de la SCR sera similaire à celui de la diode, en plus; il a une borne de grille comme indiqué ci-dessous., Le SCR est un dispositif unidirectionnel qui permet au courant de circuler dans une direction et de l’opposer dans une autre direction. SCR A TROIS BORNES à savoir Anode (A), Cathode (K) et porte (G), il peut être allumé ou éteint en contrôlant les conditions de polarisation ou l’entrée de porte.
encore une fois, le symbole du Thyristor et le symbole SCR sont identiques. Maintenant que nous savons comment un SCR / Thyristor peut être représenté dans un schéma de circuit, examinons la Construction du SCR et travaillons pour en comprendre davantage.,
Construction du SCR
Le SCR est un dispositif semi-conducteur à quatre couches qui forme une structure NPNP ou PNPN, qui forme finalement trois jonctions J1, J2 et J3. Parmi les trois bornes du SCR, L’anode est une électrode positive, elle sera sur la couche P et la Cathode est une électrode négative, elle sera sur la couche N du SCR, la porte agit comme une borne de contrôle du SCR. L’image de Construction SCR est montrée ci-dessous.,
Les couches P et N extérieures où les deux électrodes sont placées seront fortement dopées et les couches P et N du milieu seront légèrement dopées, la borne de grille sera connectée à la couche P Au milieu. Les SCRs sont construits avec trois types différents, le type planaire, le type Mesa et le type Press pack.
comment fonctionne le SCR
pour comprendre le principe de fonctionnement du SCR, nous devons examiner les différentes façons dont il peut fonctionner., Selon la polarité de la tension appliquée et l’impulsion de grille donnée au SCR, il peut fonctionner dans trois modes différents tels que
- mode de blocage avant
- mode de Conduction avant
- mode de blocage inverse
maintenant, comprenons le fonctionnement du Thyristor en regardant chacun des modes de fonctionnement avec son schéma de circuit.,
en Avant un Mode de Blocage
Dans ce mode de fonctionnement, la tension positive est appliquée à l’anode et la tension négative appliquée à la cathode, il n’y aura pas d’impulsion appliquée à la porte, elle sera conservée à l’état ouvert. Une fois la tension appliquée, les jonctions J1 et J3 seront polarisées vers l’avant et la jonction J2 sera polarisée vers l’arrière. Comme J2 est biaisé en sens inverse, la largeur de la région d’épuisement augmente et elle agit comme un obstacle à la conduction, de sorte que seule une petite quantité de courant circule de J1 à J3.,
lorsque la tension appliquée au SCR est augmentée et qu’elle atteint la tension de claquage du SCR, la jonction J2 s’épuise en raison de la panne d’avalanche. Une fois que la panne D’Avalanche se produit, le courant commencera à circuler dans le SCR. Dans ce mode de fonctionnement, Le SCR est polarisé vers l’avant, mais il n’y aura pas de flux de courant.
mode de Conduction en avant
le Mode de Conduction en avant est le seul mode auquel le SCR sera à L’état ON et sera conducteur., Nous pouvons faire conduire le SCR de deux manières différentes, une nous pouvons augmenter la tension de polarisation avant appliquée au-delà de la tension de claquage ou bien nous pouvons appliquer une tension positive à la borne de grille.
lorsque nous augmentons la tension de polarisation avant appliquée entre l’anode et la cathode, la jonction J2 sera épuisée en raison de la panne d’avalanche et le SCR commencera à conduire. Nous ne sommes pas en mesure de le faire pour toutes les applications et cette méthode d’activation du SCR finira par réduire la durée de vie du SCR.,
Si vous souhaitez utiliser le SCR pour des applications basse tension, vous pouvez appliquer une tension positive à la grille du SCR. La tension positive appliquée aidera le SCR à passer à l’état de conduction. Pendant ce mode de fonctionnement, Le SCR fonctionnera en biais vers l’avant et le courant le traversera.
mode de blocage inverse
en mode de blocage inverse, la tension positive est appliquée à la Cathode (-) et la tension négative est donnée à l’Anode (+), il n’y aura aucune impulsion donnée à la porte, elle sera conservée comme un circuit ouvert., Pendant ce mode de fonctionnement, les jonctions J1 et J3 seront polarisées vers l’arrière et la jonction J2 sera polarisée vers l’avant. Étant donné que les jonctions J1 et J3 sont polarisées en sens inverse, aucun courant ne traverse le SCR. Bien qu’il y ait un petit courant de fuite en raison des porteurs de charge de dérive dans la jonction à polarisation vers l’avant J2, il ne suffit pas d’allumer le SCR.,
caractéristiques VI du SCR
Les caractéristiques VI du SCR sont obtenues en actionnant le SCR dans trois régions différentes, à savoir la région de blocage avant, la région de conduction avant et la région de blocage inverse
le mode de blocage inverse, il y aura un petit courant de fuite circulant dans le sens inverse du SCR qui est mentionné comme le courant de fuite inverse dans le graphique, le courant de fuite inverse sera situé aux quadrants négatifs du graphique.,
maintenant, si vous appliquez une tension positive à l’anode et une tension négative à la cathode, Le SCR commencera à fonctionner en mode de blocage vers l’avant et un petit courant de fuite traversera le SCR dans le sens positif, d’où la courbe commencera à atteindre un certain niveau dans les quadrants positifs du graphique qui est mentionné
Une fois que le graphique atteint un certain niveau de tension appelé tension de claquage ou si le courant de grille Ig est appliqué au SCR, Le SCR passe en mode de conduction et une grande quantité de courant commence à circuler à travers le SCR., Le flux de courant est représenté comme la conduction vers l’avant dans la courbe VI. Le courant de porte appliqué sont mentionnés comme Ig1, Ig2 et Ig3, plus haut le courant de porte appliqué plus rapidement le SCR passe à l’état de conduction comme Ig3 > Ig2 > Ig1.
applications SCR
des circuits de convertisseur aux circuits de commande, les SCRs sont utilisés dans un large éventail d’applications. Il n’est pas possible de discuter de toutes les applications de thyristors, mais fondamentalement, ils sont utilisés pour contrôler le courant ou la tension à travers un appareil., Par exemple, considérons un exemple où le SCRs sont utilisés pour contrôler la vitesse d’un moteur.
le schéma de circuit ci-dessus de SCR montre la disposition pour contrôler la vitesse d’un moteur À COURANT CONTINU à l’aide du SCR. Le moteur aura deux enroulements à savoir l’enroulement de champ et l’enroulement d’armature. En contrôlant le courant donné à l’enroulement de l’armature, nous pouvons contrôler la vitesse du Moteur À COURANT CONTINU. L’enroulement d’armature du moteur est connecté à une alimentation en courant alternatif par l’intermédiaire d’un transformateur et de deux SCRs connectés en parallèle l’un avec l’autre.,
pendant le demi-cycle positif de l’alimentation en COURANT ALTERNATIF, le SCR1 est polarisé vers l’avant et commence à conduire si l’impulsion de grille est appliquée, le courant à l’enroulement de l’armature passera à travers le SCR1. De même, pendant le demi-cycle négatif de l’alimentation en COURANT ALTERNATIF, le SCR2 est polarisé vers l’avant et SCR1 sera polarisé vers l’arrière et par conséquent le SCR1 passe à L’état OFF, lorsque L’impulsion de grille est appliquée à SCR2, il commence à conduire. En faisant varier l’impulsion de déclenchement donnée aux portes des SCRs respectifs, nous pourrons contrôler l’entrée donnée au Moteur À COURANT CONTINU, ce qui permet de contrôler la vitesse du moteur.,
différents types de SCRs et de paquets
Il existe de nombreux types de SCR basés sur la spécification et l’application. Nous avons déjà discuté des SCRs populaires comme BT151, 2P4M, TYN608, etc. Le SCRs sont disponibles dans différents types de paquets qui peuvent être utilisés pour différents types d’applications. Les SCRs sont disponibles dans les paquets suivants 
plastique discret: le paquet en plastique discret est un type communément connu de SCRs qui a trois broches attachées à un matériau semi-conducteur recouvert de plastique., Ces SCRs sont de construction de type planaire et ils sont le type le moins cher de SCR par rapport aux autres paquets. Ils sont disponibles jusqu’à des applications 25A et 1000V, ils peuvent être facilement montés sur tout type de circuit avec un grand nombre d’autres composants.
Module en plastique: le module en plastique partage les caractéristiques similaires de L’emballage en plastique discret, il contient également plus d’un dispositif et disponible dans la gamme actuelle JUSQU’à 100A. L’utilisation de ces modules donnera un circuit une meilleure finition car ils peuvent être montés sur les cartes avec boulonnage du radiateur à la carte.,
base de goujon: le dispositif de base de goujon aura une base vissée, il partage le double avantage de la basse résistance thermique et de la facilité du montage. Ils sont disponibles entre la plage de courant de 5 à 150 et une gamme complète de tension. Le seul inconvénient qu’il possède est qu’il ne peut pas être facilement isolé du dissipateur de chaleur
Base Plate: La base plate partage les mêmes caractéristiques que la base de goujon SCR, l’avantage supplémentaire est qu’ils sont isolés du dissipateur thermique par une fine couche d’isolation. Ils sont disponibles dans la gamme actuelle entre 10 et 400A.,
Press Pack: Le Press pack SCRs est utilisé pour les applications à courant élevé de 200A ou plus et les applications avec une tension supérieure à 1200V. la structure SCR et les électrodes sont emballées dans une enveloppe en céramique qui fournit l’isolation requise entre l’anode et la cathode. La surface est serrée au dissipateur de chaleur; par conséquent, ils offrent une meilleure résistance de contact électrique et une résistance thermique minimale.