SlideShare a Scribd company logo
1
ชื่อ-สกุล
เลขประจําตัว
เลขประจําตัวผูรวมงาน 1.
เลขประจําตัวผูรวมงาน 2.
วันที่ทําการทดลอง
อาจารยผูควบคุม
วงจรเอสซีอาร (SCR)
1. วัตถุประสงค
เพื่อใหนิสิตมีความคุนเคยกับ SCR และ UJT ซึ่งเปนสิ่งประดิษฐสารกึ่งตัวนําที่ใชกันอยาง
แพรหลายในวงจรสวิตชอิเล็กทรอนิกส
2. ทฤษฎีและการประยุกตใชงาน
2.1 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR เปนสิ่งประดิษฐที่ประกอบดวยสารกึ่งตัวนํา 4 ชั้น มีขั้วตอออกมาใชงาน 3 ขั้ว คือ ขั้วอา
โนด (Anode) คาโธด (Cathode) และเกต (Gate) ดังแสดงในรูปที่ 1 การทํางานของ SCR มีลักษณะ
คลายคลึงกับของไดโอด ซึ่งมี 2 สถานะ คือ สถานะนํากระแส และไมนํากระแส กระแสไหลผาน SCR ได
ทิศทางเดียว SCR จึงมีสัญลักษณคลายคลึงไดโอด ดังแสดงในรูปที่ 1
Gate
(G)
P1
N1
P2
N2
Anode (A)
Cathod (K)
(ก) โครงสราง
J1
J2
J3
(ข) สัญลักษณ
Gate
(G)
Anode (A)
Cathod (K)
รูปที่ 1 โครงสรางและสัญลักษณของ SCR
2102492
ELECTRICAL ENGINEERING
LABORATORY II
2
SCR จะทํางานเหมือนสวิตชที่เปดปดไฟได เมื่อใหแรงดันครอมระหวางขั้วอาโนดกับคาโธด
โดยใหขั้วอาโนดและคาโธดเปนไฟลบตามโครงสราง SCR ในรูปที่ 1 (ก) รอยตอ PN J1 และ J3 จะถูก
ไบแอสตาม และรอยตอ J2 จะถูกไบแอสยอน กระแสจะไมไหลผาน SCR ในระยะแรก ซึ่งเปรียบได
เหมือนสวิตชเปด ถาลองเพิ่มแรงดันที่ครอม SCR ขึ้นไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งถึงแรงดันหนึ่งซึ่งเรียกวา
แรงดันพังทะลุ (Breakover voltage) หรือ BO
V รอยตอ J2 จะเกิด Breakover ทําใหเกิดกระแสไหลผาน
จากขั้วอาโนดมาที่คาโธดได การทํางานในชวงนี้เหมือนกับสวิตชปด
ขั้วเกตเปนขั้วควบคุมให SCR เปลี่ยนสถานะจากไมนํากระแสไปเปนนํากระแสได ถาปอน
กระแสเกต G
I เขาที่ขั้วเกต จะนํากระแสไดทันทีแมวาแรงดันที่ครอมตัว SCR จะนอยกวาแรงดัน BO
V
ก็ตาม การเปลี่ยนสถานะจากไมนํากระแสเปนสูสถานะนํากระแสของ SCR จึงสามารถทําได 2 วิธี คือ
การเพิ่มแรงดันที่ครอม SCR ใหเกินคา BO
V และการใสกระแสเกต
SCR จะไมยอมใหกระแสไหลผานในทิศตรงขาม ถาแรงดันที่ครอม SCR เปนบวกที่คาโธดและ
เปนลบที่อาโนด กระแสจะไมไหลผาน SCR
2.2 ลักษณะสมบัติของ SCR
ถาตอวงจรทดสอบ SCR ดังรูปที่ 2 (ก) จะไดกราฟลักษณะสมบัติ A
AK I
V − ดังแสดงในรูปที่ 2
(ข)
V
IG
RL
VAK
IA
High conduction region
Forward
Blocking
region
Forward
Breakover
voltage
Reverse
Blocking
region
Reverse
Avalanche
region
Forward Avalanche region
Holding
current
IA
IG = 0
VAK
IG1
IG2
High conduction region
Forward
Blocking
region
Forward
Breakover
voltage
Reverse
Blocking
region
Reverse
Avalanche
region
Forward Avalanche region
Holding
current
IA
IG = 0
VAK
IG1
IG2
(ก) (ข)
รูปที่ 2 ลักษณะสมบัติของ SCR
ลักษณะสมบัติของ SCR ขณะเมื่อยังไมปอนกระแสเกต ( 0
=
G
I ) นั้น จะเห็นวา SCR จะเริ่ม
นํากระแส เมื่อ AK
V มีคาประมาณ BO
V กระแส A
I จะไหลได เมื่อ SCR อยูในภาวะนํากระแส (ON)
แรงดัน AK
V จะลดลงเหลือเพียงประมาณ 1 V
ในกรณีปอนกระแสเกต SCR จะเริ่มนํากระแสที่ AK
V ต่ํากวา BO
V ดังเชนเมื่อปอน 1
G
I SCR
จะเริ่มนํากระแสเร็วขึ้น เมื่อเพิ่มกระแสเกตเปน 2
G
I SCR จะเริ่มนํากระแสที่แรงดัน AK
V ต่ําลงมาอีก
เมื่อ SCR นํากระแสแลว กระแสเกตจะไมมีผลตอการทํางานของ SCR แตอยางใดอีกตอไป แมเราจะลด
3
G
I ลงจนเปนศูนย SCR จะไมหยุดนํากระแส แตก็ยังคงทํางานคางอยูในภาวะนํากระแสตลอดเวลา G
I
นี้จะมีผลในการควบคุมการเริ่มนํากระแสของ SCR เทานั้น จะไมมีผลตอ A
I และ AK
V เลย การเริ่ม
นํากระแสเกต เรียกวา การจุดชนวน (Triggering) SCR
การให SCR เปลี่ยนสถานะจากนํากระแสมาเปนหยุดนํากระแส ไมสามารถทําไดโดยการใช
กระแสเกตดังเชน การจุดชนวน SCR การทําให SCR หยุดนํากระแสตองลดกระแส A
I ลงต่ํากวา
คากระแสโฮลดิง (Holding current) ซึ่งเปนคาที่กําหนดโดยคุณสมบัติของตัว SCR เอง ดังนั้นจึงอาจมี
ขนาดแตกตางกันตามขนาดและชนิดของ SCR
2.3 ขอกําหนดทางไฟฟา
ในการใชงาน SCR จะตองพิจารณาถึง ขีดจํากัดการใชงานซึ่งบริษัทผูผลิตจะกําหนดให
เสมอ คาที่สําคัญในการใชงาน SCR ที่ควรรูคือ
1. Forward breakover voltage หรือคา BO
V คือ แรงดันที่ทําให SCR เริ่มนํากระแส
2. Maximum forward current หรือ (max)
F
I หรือคากระแส A
I สูงสุดที่สามารถไหลใน
SCR ได โดยไมทําให SCR เสียหาย
3. Minimum gate triggering current หรือ (min)
GT
I คือ กระแสเกตต่ําสุดที่สามารถ
จุดชนวน SCR ได
4. Holding current หรือ H
I คือ กระแส A
I ต่ําสุดที่ยังคงให SCR นํากระแสอยูได
5. Peak reverse voltage หรือ B
V ในรูปที่ 2 คือแรงดันยอนกลับที่จะพอดีทําให SCR
พังเสียหายได
ยกตัวอยาง เชน SCR ขนาด 400 V 10 A หมายถึง SCR ที่มีคา V
400
=
BO
V และ
A
10
(max) =
F
I การใชงาน SCR ไมควรใชเกินขีดความสามารถจะทําให SCR รอนจนเสียหายได
2.4 การประยุกตใชงาน
การใชงาน SCR สวนใหญจะใชเปนสวิตชสําหรับใหกระแสไฟผานหรือตัดไฟไมใหผานไปยัง
วงจรโหลด แต SCR มีลักษณะสมบัติที่นํากระแสทิศทางเดียวเทานั้น ดังนั้นเราจึงใช SCR ทําหนาที่เปน
วงจรเรียงกระแส (วงจรแปลงไฟสลับเปนไฟตรง) ได และถาหากเราสามารถควบคุมชวงเวลาของการ
นํากระแสของ SCR ในแตละคาบเวลาของไฟสลับ ใหนํากระแสไดนานขึ้นหรือสั้นลงไดแลว เราก็จะทํา
ใหกระแสเฉลี่ยที่จายไปยังโหลดแปรคาได ซึ่งสามารถนําไปใชในวงจรควบคุมกําลังไฟหรือควงคุม
ความเร็วของมอเตอรกระแสตรงได SCR ใชเปนสวิตชไดดีเพราะสามารถเปดปดวงจรไดเร็ว และ
ตองการกําลังไฟในการควบคุมการจุดฉนวนเพียงเล็กนอยเทนั้น การใช SCR เปนสวิตชยังดีกวาพวก
สวิตชแมเหล็ก รีเลยและคอนแทคเตอร ตรงที่ SCR ไมมีหนาสัมผัส ไมมีสวนเคลื่อนที่ จึงใชงานไดนาน
กวาและไมเกิดประกายไฟเมื่อทําการเปดปดวงจรไฟฟากําลัง
4
2.4.1 การใช SCR เปนสวิตช
วงจรในรูปที่ 3 แสดงการใช SCR เปนสวิตชแบบงายๆ
0 t
VAC
0 t
IL
Turn on Turn off
RL
IL
VAC
R
S
รูปที่ 3 การใช SCR เปนสวิตช
เมื่อปดสวิตช S จะมีกระแสไหลผานตัวตานทาน และไดโอดปอนเปนกระแสเกตให SCR SCR
จะนํากระแสทําใหกระแส L
I ไหลผาน SCR SCR นํากระแสไดทิศทางเดียว ดังนั้นรูปคลื่นของ L
I จึง
เปนรูปซายนครึ่งคลื่น สวิตช S อาจเปนหนาสัมผัสของรีเลยขนาดเล็ก กระแสเกตที่ไหลผานสวิตชมี
ขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับกระแส L
I สวิตช S จึงใชขนาดเล็กๆ ได SCR จะหยุดนํากระแสเองในทุก
คาบเมื่อ L
I ลดลงเปนศูนย
2.4.2 การควบคุมเฟส (Phase control)
ถาเราสามารถควบคุม SCR ใหนํากระแส ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง ในดานเวลาของไฟสลับ
เราก็จะสามารถควบคุมกําลังไฟที่จายใหกับโหลดได ลองดูวงจรในรูปที่ 4 ถา G
I เปนสัญญาณพัลส
(pulse) ที่ใชจุดชนวนให SCR นํากระแส การหนวงเวลาในการจุดฉนวน SCR ในแตละคาบเวลา จะทํา
ให SCR นํากระแสเร็วและชาตางๆ กัน กระแส L
I จะมีขนาดขึ้นอยูกับเวลาในการจุดชนวนนี้ ในรูปที่ 4
มุม φ คือ มุมจุดชนวน (Triggering angle) และ θ เปนมุมนํากระแส (Conducting angle) ของ SCR
คาเฉลี่ยของ L
I จะขึ้นกับมุมเหลานี้ ดังนั้นถาเราแปรมุม φ หรือ θ L
I จะเปลี่ยนแปลง
5
RL
IL
VAC IG
0 ω t
IL
0 t
IG
φ θ 180o 360o
รูปที่ 4 การควบคุมเฟส
ถาใหแรงดันไฟสลับมีขนาด t
Vm ω
sin และกระแส L
I ที่ไหลผานโหลด เมื่อไมมี SCR มีคาเปน
t
Im ω
sin กระแส L
I ที่ถูกควบคุมเฟสจะมีคาเฉลี่ยดังนี้
t
d
t
I
I m
DC
L ω
ω
π
π
φ
sin
2
1
)
( ∫
=
( )
φ
π
cos
1
2
+
= m
I
( )
θ
π
cos
1
2
−
= m
I
, )
180
( o
=
+θ
φ
จะเห็นไดวาคาเฉลี่ยของ L
I จะขึ้นอยูกับมุม φ หรือ θ ถาเราควบคุมมุม φ ใหแปรเปลี่ยนได
เราก็สามารถควบคุม L
I ไดตามตองการ
หลักการควบคุมเฟสนี้สามารถนํามาใชในการควบคุมความเร็วของมอเตอรกระแสตรงได เพราะ
ความเร็วมอเตอรจะขึ้นอยูกับขนาดของกระแสอารเมเจอร
วิธีการแปรคามุมจุดชนวน (Triggering) ที่งายแสดงในรูปที่ 6 วงจรจะคลายคลึงกับในรูปที่ 3
เพียงแตเปลี่ยนตัวตานทาน R เปนตัวตานทานปรับคาได VR เพื่อใชปรับขนาดกระแส G
I ที่ใชในการ
จุดฉนวนได SCR จะเริ่มนํากระแสเมื่อ G
I มีคามากกวาคา (min)
GT
I
6
RL
IL
VAC
VR
IG
0
IL
Turn on
IL(min)
t
IM
VAC
IG
DC
motor
รูปที่ 5 การควบคุมความเร็วมอเตอร รูปที่ 6 การแปรคามุมจุดฉนวน
2.4.3 การใชงานเปนวงจรเรียงกระแส
ในการแปลงไฟสลับเปนไฟตรง ไดโอดมักจะถูกเลือกใชเสมอ SCR มีคุณสมบัติเหมือน
ไดโอดและยังมีคุณสมบติเพิ่มเติมที่สามารถควบคุมการนํากระแสและหยุดนํากระแสได การเรียงกระแส
ที่ไดจากการใช SCR จึงสามารถควบคุมแรงดันและกระแสที่จะจายใหโหลดได โดยการควบคุมการจุด
ฉนวนของเกตโดยใชวงจรควบคุม
RL
VAC 3φ
IL
VL
0 t
VAC
0 t
IL ,VL
รูปที่ 7 การเรียงกระแสที่ใช SCR
2.5 UJT (Unijunction transistor)
UJT หรือทรานซิสเตอรหัวตอเดียวเปนสิ่งประดิษฐสารกึ่งตัวนําที่มีคุณสมบัติแบบความตานทาน
ลบ (Negative resistance device) นิยมใชในวงจรออสซิเลเตอร วงจรกําเนิดพัลส และใชในการจุด
ฉนวนไธริสเตอร
7
รูปที่ 8 แสดงโครงสรางของ UJT ซึ่งประกอบดวยแทงซิลิคอนชนิดเอ็น (n-type) ที่ปลายทั้งสอง
จะมีขั้ว B1 และ B2 (เบส) ที่ผิวของแทงซิลิคอนจะมีการแพรซึมสารกึ่งตัวนําชนิดพี (p-type) และตอ
ออกมาเปนขั้วอิมิตเตอร (E) ดังนั้นตรงขั้ว E จะมีรอยตอพีเอ็น (pn junction) ซึ่งถาเขียนแทนรอยตอนี้
ดวยไดโอด UJT จะมีวงจรสมมูลยดังแสดงในรูปที่ 8 (ข) ลักษณะสมบัติของ UJT แสดงในรูปที่ 9 ซึ่งเปน
ลักษณะสมบัติ E
E V
I − (กระแส-แรงดัน อิมิตเตอร)
P+
N
B2
B1
E
E
B2
B1
B1
B2
E
RB1
RB2
(ก) โครงสราง (ข) วงจรสมมูลย (ค) สัญลักษณ
รูปที่ 8 UJT
Iv
Vv
Io
IE
Iv
Io
VE
E
B2
B1
RL
VE
IE
V
VBB
Vp
รูปที่ 9 ลักษณะสมบัติของ UJT
เมื่อมีแรงดันระหวางขั้วอิมิตเตอรและเบส (B1) กระแสอิมิเตอร E
I จะยังไมไหล ในระยะแรก
UJT จะอยูในสภาวะไมนํากระแส เมื่อเพิ่ม E
V จนถึงคา P
V UJT จะเปลี่ยนสภาวะเปนนํากระแส E
I
จะเพิ่มขึ้นในขณะที่ E
V ลดลง ในการหยุดนํากระแสของ UJT ก็ใหลดกระแส E
I จนกระทั่งนอยกวา
คากระแส V
I และแรงดัน V
V ซึ่งเปน Valley point จะกําหนดจากคุณสมบัติของ UJT สวน P
V นั้น
สามารถคํานวณไดจากสูตรดังนี้
Volt
7
.
0
+
= BB
P V
V η
8
จะเห็นไดวา P
V จะขึ้นอยูกับแรงดันไบแอส BB
V ดังนั้นเราจึงสามารถเปลี่ยน P
V ไดโดยเปลี่ยน
BB
V และ η คือ Stand off intrinsic ration =
BB
B
R
R 1
ซึ่งกําหนดโดยคุณสมบัติของ UJT จะมีคาประมาณ
0.6 ~ 0.75 สามารถดูรายละเอียดจากบริษัทผูผลิต
C
VBB
Vo
VC
Vp
0 t
VC
0 t
Vo
R3
R2
R1
รูปที่ 10 UJT relaxation oscillator
รูปที่ 10 แสดงการนํา UJT มาใชงานเปนวงจรออสซิเลเตอร กระแส I จะอัดประจุ C ผาน R
แรงดัน C
V จะสูงขึ้นเรื่อยๆ จนถึงคา P
V UJT จะนํากระแส ทําให C คายประจุผานอิมิตเตอรเขาไปยัง
B1 ผาน RB การคายประจุจะเกิดขึ้นเร็ว ทําใหแรงดัน o
V เปนพัลส เมื่อคายประจุเสร็จ C จะถูกอัดประจุ
ใหมอีกครั้ง เปนดังนี้เรื่อยไป
3. สิ่งที่ควรรูกอนการทดลอง
1. ในการวัดรูปคลื่นตางๆ เราตองตั้ง CRO ไวในทํางานในโหมด DC มิฉะนั้น CRO จะตัดไฟ
DC ออก ทําใหรูปคลื่นที่ไดจัดสมดุลตัวเองใหพื้นที่เหนือเสนศูนยและใตเสนศูนยมีคาเทากัน ดังนั้นคา
ตางๆ ที่วัดไดจะผิดพลาดไป
2. ในกรณีที่ตองการวัดสองรูปคลื่นเพื่อเปรียบเทียบกัน พึงระลึกอยูเสมอวา สายกราวนทั้งสอง
ของ CRO ตอถึงกันอยูตลอดเวลา ดังนั้นถาเราไมใหสายกราวนทั้งสองอยูตําแหนงเดียวกันจะทําใหเกิด
การลัดวงจรขึ้น
3. สิ่งพึงปฏิบัติในการเปรียบเทียบรูปคลื่น คือ ใชสายกราวนของ CRO เพียงเสนเดียวหรือถา
ตองการใชทั้งสองเสนก็ตองใหสายกราวดทั้งสองอยูที่ตําแหนงเดียวกัน ขอสังเกตอีกประการหนึ่ง ก็คือ
ถา y-input ของ CRO มีการตอแบบปกติ กลาวคือ สายกราวนอยูทางดานกระแสไหลออก ซึ่งจะให
รูปคลื่นบนจอของ CRO แบบปกติ แตถา y-input ของ CRO มีการตอแบบกลับ กลาวคือ สายกราวด
9
อยูทางดานกระแสไหลเขา จะใหรูปคลื่นบนจอของ CRO กลับเฟสไป 180o
ดังนั้นเวลาเขียนรูปจาก
CRO เราตองใหดานลบเปนบวก และดานบวกเปนดานลบ
การเปรียบเทียบรูปคลื่นโดยใช CRO นั้น บางกรณีจะเปนการตอแบบปกติทั้งสองสัญญาณ
ตัวอยางเชน การเปรียบเทียบสัญญาณที่เกต และแรงดันครอม SCR แตบางกรณีจะเปนการตอแบบ
ปกติหนึ่งสัญญาณและตอแบบกลับอีกหนึ่งสัญญาณ ตัวอยางเชน การเปรียบเทียบแรงดันครอม SCR
และแรงดันครอมโหลด ซึ่งในกรณีนี้สัญญาณจากโหลดจะเปนการตอแบบปกติ สวนสัญญาณจาก SCR
จะเปนการตอแบบกลับ
4. เอกสารอางอิง
1) David Rinnay, “The Power Thyristor and Its Applications”, McGraw-Hill Book, 1980.
2) R.K. Sugandhi, K.M. Sugandhi, “Thyristor : Theory and Application”, Wiley Eastern
Ltd., 1981.
ธารา ชลปราณี ปรับปรุง เมษายน 2532
อาภรณ ธีรมงคลรัศมี ปรับปรุง พฤษภาคม 2550
10
11
2102492
ELECTRICAL ENGINEERING LABORATORY II
ชื่อ-สกุล เลขประจําตัว
ชื่อ-สกุล เลขประจําตัว
ชื่อ-สกุล เลขประจําตัว
วันที่ทําการทดลอง อาจารยผูควบคุม
วงจรเอสซีอาร (SCR)
การทดลอง
อุปกรณและเครื่องมือที่ใชในการทดลอง
1) แหลงกําเนิดไฟตรง
2) มัลติมิเตอร
2) ออสซิลโลสโคป
3) มิลลิแอมมิเตอรกระแสตรง
5) ไมโครแอมมิเตอรกระแสตรง
6) แผงทดลอง SCR
12
การทดลองที่ 1 ศึกษาการทํางานของ SCR
IL= IA
RV1 S1
(Load)
Lamp
mA
(range 300 mA)
(range 300 µA)
IG
A
K
G
µA
DC supply
12 V
1MΩ
R10
1.2kΩ
R9
470Ω
รูปที่ 11 วงจร SCR ที่ใชในการทดลอง
1) ตอวงจรตามรูปที่ 11 เพื่อศึกษาการทํางานของ SCR
2) ตั้ง RV1 ไวที่คามากที่สุด ตอสวิตช S1 แลวคอยๆ ลด RV1 ลง จนกระทั่ง SCR นํากระแส
(สังเกตจากมิลลิแอมปมิเตอรหรือจากหลอดไฟ) จดคา G
I ที่ทําให SCR ทํางานและคา L
I
G
I = µA
L
I = mA
3) เปลี่ยนคา RV1 ตั้งแตมากไปถึงนอยที่สุด สังเกตการทํางานของวงจร
4) ตัดสวิตช S1 (Open circuit) สังเกตการทํางานของวงจร
5) ปดแหลงจายไฟตรงที่ปอนใหกับวงจร สังเกตการทํางานของวงจร
6) เปดแหลงจายไฟตรงที่ปอนใหกับวงจรอีกครั้ง สังเกตการทํางานของวงจร
13
วิเคราะหผลการทดลอง
14
การทดลองที่ 2 การใชงาน SCR
S1
mA
(range 300 mA)
A
K
G
12 V
AC
220 V
AC
VL
VAK
R10
1.2kΩ
1MΩ
RV1 R9
470Ω
รูปที่ 12 การควบคุมการเรียงกระแส (Controlled rectifier)
1) ตอวงจรตามรูปที่ 12
2) ตั้ง RV1 ไวที่คามากที่สุด ตอสวิตช S1 แลวคอยๆ ลด RV1 ลง จนกระทั่ง SCR นํากระแส
อานคากระแสโหลด L
I และสเก็ตซรูปคลื่นของแรงดันโหลด L
V และแรงดันครอม SCR AK
V โดยใช
CRO
3) ลดคา RV1 จนนอยที่สุด อานคากระแสโหลด L
I และสเก็ตซรูปคลื่นของแรงดันโหลด L
V
และแรงดันครอม SCR
กรณีที่ 1 RV1 ที่ SCR เริ่มนํากระแส กรณีที่ 2 RV1 มีคานอยสุด
0 ω t
VAK
0 ω t
VAK
0
VL
ω t 0
VL
ω t
กรณีที่ 1 L
I = mA กรณีที่ 2 L
I = mA
15
วิเคราะหผลการทดลอง
16
การทดลองที่ 3 ศึกษาการทํางานของ UJT
C2
VE
VC
RV1
DC supply
12 V
S1
R3
R2
E B2
B1
VB1
VB2
รูปที่ 13 การควบคุมการเรียงกระแส (Controlled rectifier)
1) ตอวงจรตามรูปที่ 13 ซึ่งเปนวงจร relaxation oscillator ชนิดหนึ่งที่ใช UJT
2) ตั้ง RV1 ไวที่คามากที่สุด ตอสวิตช S1 แลวคอยๆ ลด RV1 ลง จนกระทั่ง UJT ทํางาน
(สังเกตจากรูปคลื่น E
V ) สเก็ตชรูปคลื่นของ E
V ซึ่งเปนรูปคลื่นฟนเลื่อย อานความถี่ของรูปคลื่นนั้น
0
VE
t
ความถี่ = Hz
17
3) ลดคา RV1 จนนอยที่สุด สเก็ตชรูปคลื่นของ E
V , 1
B
V และ 2
B
V อานคาความถี่ของ E
V คาบ
ของรูปคลื่น 1
B
V
0
VE
t
ความถี่ = Hz
0
VB1
t
คาบ = sec
0
VB2
t
วิเคราะหผลการทดลอง
18
การทดลองที่ 4 การใช UJT เพื่อจุดชนวน SCR
VE
R2
E B2
B1
C2
R3
12 V
AC
220 V
AC
R9
S1
mA
(range 300 mA)
A
K
G
VL
VAK
VB1
IL
RV1
470Ω
รูปที่ 14 การควบคุมการเรียงกระแส (Controlled rectifier)
1) ตอวงจรตามรูปที่ 14 ซึ่งเปนวงจรควบคุมการเรียงกระแสที่ใช SCR และ UJT
2) ตั้ง RV1 ไวที่คามากที่สุด ตอสวิตช S1 คอย ๆ ลด RV1 ลง จนกระทั่ง SCR เริ่มทํางาน อาน
คา L
I และสเก็ตชรูปคลื่นของ L
V และ AK
V
3) ตั้ง RV1 ไวที่คานอยที่สุด ทําแบบเดียวกับขอ 2
กรณีที่ 1 RV1 ที่ SCR เริ่มทํางาน กรณีที่ RV1 นอยสุด
0 ω t
VAK
0 ω t
VAK
0
VL
ω t 0
VL
ω t
กรณีที่ 1 L
I = mA กรณีที่ 2 L
I = mA
19
4) ตั้ง RV1 ให SCR ทํางานในชวงประมาณ 90o
ของครึ่งคาบบวก (Positive-half-cycle) อาน
คา L
I และสเก็ตชรูปคลื่น E
V 1
B
V และ L
V
0 t
VE
0
VB1
t
0
VL
t
L
I = mA
วิเคราะหผลการทดลอง
20
สรุปผลการทดลอง

More Related Content

What's hot

ไฟฟ้าสถิต
ไฟฟ้าสถิตไฟฟ้าสถิต
ไฟฟ้าสถิตArocha Chaichana
 
บทที่ 1 การป้องกันอุบัติภัยเกี่ยวกับการปฏิบัติงานทางไฟฟ้า
บทที่ 1 การป้องกันอุบัติภัยเกี่ยวกับการปฏิบัติงานทางไฟฟ้าบทที่ 1 การป้องกันอุบัติภัยเกี่ยวกับการปฏิบัติงานทางไฟฟ้า
บทที่ 1 การป้องกันอุบัติภัยเกี่ยวกับการปฏิบัติงานทางไฟฟ้า
Nattawut Kathaisong
 
การปรับเงินเดือนข้าราชการ ประจำปี 2556-2557 (ว.20)
การปรับเงินเดือนข้าราชการ ประจำปี 2556-2557 (ว.20)การปรับเงินเดือนข้าราชการ ประจำปี 2556-2557 (ว.20)
การปรับเงินเดือนข้าราชการ ประจำปี 2556-2557 (ว.20)Pat RDPB
 
แผ่นพับภูมิประเทศ
แผ่นพับภูมิประเทศแผ่นพับภูมิประเทศ
แผ่นพับภูมิประเทศ
studentkc3 TKC
 
Cell structure
Cell structureCell structure
Cell structure
nattapong01
 
โลก ดาราศาสตร์ อวกาศ ม.4 เล่ม 2_บทที่ 5 ทรัพยากรธรณี
โลก ดาราศาสตร์ อวกาศ ม.4 เล่ม 2_บทที่ 5 ทรัพยากรธรณีโลก ดาราศาสตร์ อวกาศ ม.4 เล่ม 2_บทที่ 5 ทรัพยากรธรณี
โลก ดาราศาสตร์ อวกาศ ม.4 เล่ม 2_บทที่ 5 ทรัพยากรธรณี
soysuwanyuennan
 
แสงเชิงฟิสิกส์
แสงเชิงฟิสิกส์แสงเชิงฟิสิกส์
แสงเชิงฟิสิกส์
Chakkrawut Mueangkhon
 
ศาสนาและหน้าที่พลเมือง สค31002
ศาสนาและหน้าที่พลเมือง สค31002ศาสนาและหน้าที่พลเมือง สค31002
ศาสนาและหน้าที่พลเมือง สค31002
Thidarat Termphon
 
(ร่าง) คู่มือการตรวจ Gpp .sep 2015
(ร่าง) คู่มือการตรวจ Gpp .sep 2015(ร่าง) คู่มือการตรวจ Gpp .sep 2015
(ร่าง) คู่มือการตรวจ Gpp .sep 2015
Kanon Thamcharoen
 
กฎหมายการท่องเที่ยวในประเทศไทย
กฎหมายการท่องเที่ยวในประเทศไทยกฎหมายการท่องเที่ยวในประเทศไทย
กฎหมายการท่องเที่ยวในประเทศไทย
Nurat Puankhamma
 
7 การประยุกต์ใช้ความรู้เกี่ยวกับแก๊สและสมบัติของแก๊ส
7 การประยุกต์ใช้ความรู้เกี่ยวกับแก๊สและสมบัติของแก๊ส7 การประยุกต์ใช้ความรู้เกี่ยวกับแก๊สและสมบัติของแก๊ส
7 การประยุกต์ใช้ความรู้เกี่ยวกับแก๊สและสมบัติของแก๊ส
Preeyapat Lengrabam
 
นวัตกรรมการพยาบาลฉุกเฉิน อ.สุนันทา สิริเวชพันธ์
นวัตกรรมการพยาบาลฉุกเฉิน อ.สุนันทา สิริเวชพันธ์นวัตกรรมการพยาบาลฉุกเฉิน อ.สุนันทา สิริเวชพันธ์
นวัตกรรมการพยาบาลฉุกเฉิน อ.สุนันทา สิริเวชพันธ์taem
 
อัตราเงินเดือนใหม่ สำหรับวุฒิที่ ก.พ. รับรอง ปี 2556 - 2557
อัตราเงินเดือนใหม่ สำหรับวุฒิที่ ก.พ. รับรอง ปี 2556 - 2557อัตราเงินเดือนใหม่ สำหรับวุฒิที่ ก.พ. รับรอง ปี 2556 - 2557
อัตราเงินเดือนใหม่ สำหรับวุฒิที่ ก.พ. รับรอง ปี 2556 - 2557Pintana Fa
 
บทที่ 1 วิวัฒนาการของการท่องเที่ยว
บทที่ 1 วิวัฒนาการของการท่องเที่ยวบทที่ 1 วิวัฒนาการของการท่องเที่ยว
บทที่ 1 วิวัฒนาการของการท่องเที่ยว
재 민 Praew 김
 
ส่วนประกอบของโลก
ส่วนประกอบของโลกส่วนประกอบของโลก
ส่วนประกอบของโลก
พัน พัน
 
การวัดการกระจาย
การวัดการกระจายการวัดการกระจาย
การวัดการกระจาย
Cholticha Boonliang
 
การต่อแอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์1
การต่อแอมมิเตอร์     โวลต์มิเตอร์1การต่อแอมมิเตอร์     โวลต์มิเตอร์1
การต่อแอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์1yasotornrit
 
Toyota 30 7 fbcu30 forklift service repair manual
Toyota 30 7 fbcu30 forklift service repair manualToyota 30 7 fbcu30 forklift service repair manual
Toyota 30 7 fbcu30 forklift service repair manual
jksmermd
 

What's hot (20)

ไฟฟ้าสถิต
ไฟฟ้าสถิตไฟฟ้าสถิต
ไฟฟ้าสถิต
 
บทที่ 1 การป้องกันอุบัติภัยเกี่ยวกับการปฏิบัติงานทางไฟฟ้า
บทที่ 1 การป้องกันอุบัติภัยเกี่ยวกับการปฏิบัติงานทางไฟฟ้าบทที่ 1 การป้องกันอุบัติภัยเกี่ยวกับการปฏิบัติงานทางไฟฟ้า
บทที่ 1 การป้องกันอุบัติภัยเกี่ยวกับการปฏิบัติงานทางไฟฟ้า
 
การปรับเงินเดือนข้าราชการ ประจำปี 2556-2557 (ว.20)
การปรับเงินเดือนข้าราชการ ประจำปี 2556-2557 (ว.20)การปรับเงินเดือนข้าราชการ ประจำปี 2556-2557 (ว.20)
การปรับเงินเดือนข้าราชการ ประจำปี 2556-2557 (ว.20)
 
แผ่นพับภูมิประเทศ
แผ่นพับภูมิประเทศแผ่นพับภูมิประเทศ
แผ่นพับภูมิประเทศ
 
การนำไฟฟ้า (Conductivity)
การนำไฟฟ้า (Conductivity)การนำไฟฟ้า (Conductivity)
การนำไฟฟ้า (Conductivity)
 
Cell structure
Cell structureCell structure
Cell structure
 
โลก ดาราศาสตร์ อวกาศ ม.4 เล่ม 2_บทที่ 5 ทรัพยากรธรณี
โลก ดาราศาสตร์ อวกาศ ม.4 เล่ม 2_บทที่ 5 ทรัพยากรธรณีโลก ดาราศาสตร์ อวกาศ ม.4 เล่ม 2_บทที่ 5 ทรัพยากรธรณี
โลก ดาราศาสตร์ อวกาศ ม.4 เล่ม 2_บทที่ 5 ทรัพยากรธรณี
 
แสงเชิงฟิสิกส์
แสงเชิงฟิสิกส์แสงเชิงฟิสิกส์
แสงเชิงฟิสิกส์
 
ศาสนาและหน้าที่พลเมือง สค31002
ศาสนาและหน้าที่พลเมือง สค31002ศาสนาและหน้าที่พลเมือง สค31002
ศาสนาและหน้าที่พลเมือง สค31002
 
(ร่าง) คู่มือการตรวจ Gpp .sep 2015
(ร่าง) คู่มือการตรวจ Gpp .sep 2015(ร่าง) คู่มือการตรวจ Gpp .sep 2015
(ร่าง) คู่มือการตรวจ Gpp .sep 2015
 
กฎหมายการท่องเที่ยวในประเทศไทย
กฎหมายการท่องเที่ยวในประเทศไทยกฎหมายการท่องเที่ยวในประเทศไทย
กฎหมายการท่องเที่ยวในประเทศไทย
 
7 การประยุกต์ใช้ความรู้เกี่ยวกับแก๊สและสมบัติของแก๊ส
7 การประยุกต์ใช้ความรู้เกี่ยวกับแก๊สและสมบัติของแก๊ส7 การประยุกต์ใช้ความรู้เกี่ยวกับแก๊สและสมบัติของแก๊ส
7 การประยุกต์ใช้ความรู้เกี่ยวกับแก๊สและสมบัติของแก๊ส
 
นวัตกรรมการพยาบาลฉุกเฉิน อ.สุนันทา สิริเวชพันธ์
นวัตกรรมการพยาบาลฉุกเฉิน อ.สุนันทา สิริเวชพันธ์นวัตกรรมการพยาบาลฉุกเฉิน อ.สุนันทา สิริเวชพันธ์
นวัตกรรมการพยาบาลฉุกเฉิน อ.สุนันทา สิริเวชพันธ์
 
อัตราเงินเดือนใหม่ สำหรับวุฒิที่ ก.พ. รับรอง ปี 2556 - 2557
อัตราเงินเดือนใหม่ สำหรับวุฒิที่ ก.พ. รับรอง ปี 2556 - 2557อัตราเงินเดือนใหม่ สำหรับวุฒิที่ ก.พ. รับรอง ปี 2556 - 2557
อัตราเงินเดือนใหม่ สำหรับวุฒิที่ ก.พ. รับรอง ปี 2556 - 2557
 
บทที่ 1 วิวัฒนาการของการท่องเที่ยว
บทที่ 1 วิวัฒนาการของการท่องเที่ยวบทที่ 1 วิวัฒนาการของการท่องเที่ยว
บทที่ 1 วิวัฒนาการของการท่องเที่ยว
 
ส่วนประกอบของโลก
ส่วนประกอบของโลกส่วนประกอบของโลก
ส่วนประกอบของโลก
 
การวัดการกระจาย
การวัดการกระจายการวัดการกระจาย
การวัดการกระจาย
 
การต่อแอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์1
การต่อแอมมิเตอร์     โวลต์มิเตอร์1การต่อแอมมิเตอร์     โวลต์มิเตอร์1
การต่อแอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์1
 
หิน
หินหิน
หิน
 
Toyota 30 7 fbcu30 forklift service repair manual
Toyota 30 7 fbcu30 forklift service repair manualToyota 30 7 fbcu30 forklift service repair manual
Toyota 30 7 fbcu30 forklift service repair manual
 

Viewers also liked

Journey of sand
Journey of sandJourney of sand
Journey of sandmochiluver
 
Mapa conceptual unidad iv y v
Mapa conceptual unidad iv y vMapa conceptual unidad iv y v
Mapa conceptual unidad iv y v
a031987
 
PSA Class XI Sample Paper
PSA Class XI Sample PaperPSA Class XI Sample Paper
PSA Class XI Sample Paper
Jatin Gupta
 
Gameficação estudos de caso
Gameficação   estudos de casoGameficação   estudos de caso
Gameficação estudos de caso
Raissa Arruda
 
Surpreenda-se com Portugal.pps
Surpreenda-se com Portugal.ppsSurpreenda-se com Portugal.pps
Surpreenda-se com Portugal.pps
Nuno Cunha da Silva
 
Case study: Facebook Application με Joomla! & K2 resources
Case study: Facebook Application με Joomla! & K2 resourcesCase study: Facebook Application με Joomla! & K2 resources
Case study: Facebook Application με Joomla! & K2 resources
intros
 
Facebook Application Tab με Joomla! & K2
Facebook Application Tab με Joomla! & K2Facebook Application Tab με Joomla! & K2
Facebook Application Tab με Joomla! & K2intros
 
Evangelo e evangelizzazione
Evangelo e evangelizzazioneEvangelo e evangelizzazione
Evangelo e evangelizzazionechiesADIbeinasco
 
Reloj
RelojReloj
Conferring with readers draft 4 13
Conferring with readers draft 4 13Conferring with readers draft 4 13
Conferring with readers draft 4 13kqgordon
 
Sopra Banking Compliance. Monitorización y asesorameinto regulatorio.
Sopra Banking Compliance. Monitorización y asesorameinto regulatorio.Sopra Banking Compliance. Monitorización y asesorameinto regulatorio.
Sopra Banking Compliance. Monitorización y asesorameinto regulatorio.
Enrique Hermoso
 
Economics class 11 OTBA
Economics class 11 OTBAEconomics class 11 OTBA
Economics class 11 OTBA
Jatin Gupta
 

Viewers also liked (18)

Momentos embaraçantes
Momentos embaraçantesMomentos embaraçantes
Momentos embaraçantes
 
Presentació power point
Presentació power pointPresentació power point
Presentació power point
 
Journey of sand
Journey of sandJourney of sand
Journey of sand
 
Mapa conceptual unidad iv y v
Mapa conceptual unidad iv y vMapa conceptual unidad iv y v
Mapa conceptual unidad iv y v
 
Presentación family tree
Presentación family treePresentación family tree
Presentación family tree
 
PSA Class XI Sample Paper
PSA Class XI Sample PaperPSA Class XI Sample Paper
PSA Class XI Sample Paper
 
Gameficação estudos de caso
Gameficação   estudos de casoGameficação   estudos de caso
Gameficação estudos de caso
 
Surpreenda-se com Portugal.pps
Surpreenda-se com Portugal.ppsSurpreenda-se com Portugal.pps
Surpreenda-se com Portugal.pps
 
Brutal
BrutalBrutal
Brutal
 
Case study: Facebook Application με Joomla! & K2 resources
Case study: Facebook Application με Joomla! & K2 resourcesCase study: Facebook Application με Joomla! & K2 resources
Case study: Facebook Application με Joomla! & K2 resources
 
Facebook Application Tab με Joomla! & K2
Facebook Application Tab με Joomla! & K2Facebook Application Tab με Joomla! & K2
Facebook Application Tab με Joomla! & K2
 
Evangelo e evangelizzazione
Evangelo e evangelizzazioneEvangelo e evangelizzazione
Evangelo e evangelizzazione
 
Reloj
RelojReloj
Reloj
 
Reloj
RelojReloj
Reloj
 
Informatica
InformaticaInformatica
Informatica
 
Conferring with readers draft 4 13
Conferring with readers draft 4 13Conferring with readers draft 4 13
Conferring with readers draft 4 13
 
Sopra Banking Compliance. Monitorización y asesorameinto regulatorio.
Sopra Banking Compliance. Monitorización y asesorameinto regulatorio.Sopra Banking Compliance. Monitorización y asesorameinto regulatorio.
Sopra Banking Compliance. Monitorización y asesorameinto regulatorio.
 
Economics class 11 OTBA
Economics class 11 OTBAEconomics class 11 OTBA
Economics class 11 OTBA
 

Similar to Scr

53211817 10 december
53211817 10 december53211817 10 december
53211817 10 december
Teema Leangarun
 
10 11 2011
10 11 201110 11 2011
1.อิเล็กทรอนิกส์
1.อิเล็กทรอนิกส์1.อิเล็กทรอนิกส์
1.อิเล็กทรอนิกส์Jiraporn
 
การคำนวณกระแสลัดวงจรและแรงดันตกในระบบไฟฟ้า.pdf
การคำนวณกระแสลัดวงจรและแรงดันตกในระบบไฟฟ้า.pdfการคำนวณกระแสลัดวงจรและแรงดันตกในระบบไฟฟ้า.pdf
การคำนวณกระแสลัดวงจรและแรงดันตกในระบบไฟฟ้า.pdf
tawat puangthong
 

Similar to Scr (10)

53211817 10 december
53211817 10 december53211817 10 december
53211817 10 december
 
ไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจร
 
ไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจร
 
ไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจร
 
10 11 2011
10 11 201110 11 2011
10 11 2011
 
หน่วยที่ 7การควบคุมทางไฟฟ้า
หน่วยที่ 7การควบคุมทางไฟฟ้าหน่วยที่ 7การควบคุมทางไฟฟ้า
หน่วยที่ 7การควบคุมทางไฟฟ้า
 
Go go board introduction
Go go board introductionGo go board introduction
Go go board introduction
 
1.อิเล็กทรอนิกส์
1.อิเล็กทรอนิกส์1.อิเล็กทรอนิกส์
1.อิเล็กทรอนิกส์
 
การคำนวณกระแสลัดวงจรและแรงดันตกในระบบไฟฟ้า.pdf
การคำนวณกระแสลัดวงจรและแรงดันตกในระบบไฟฟ้า.pdfการคำนวณกระแสลัดวงจรและแรงดันตกในระบบไฟฟ้า.pdf
การคำนวณกระแสลัดวงจรและแรงดันตกในระบบไฟฟ้า.pdf
 
54101 engineer 3
54101 engineer 354101 engineer 3
54101 engineer 3
 

Scr

  • 1. 1 ชื่อ-สกุล เลขประจําตัว เลขประจําตัวผูรวมงาน 1. เลขประจําตัวผูรวมงาน 2. วันที่ทําการทดลอง อาจารยผูควบคุม วงจรเอสซีอาร (SCR) 1. วัตถุประสงค เพื่อใหนิสิตมีความคุนเคยกับ SCR และ UJT ซึ่งเปนสิ่งประดิษฐสารกึ่งตัวนําที่ใชกันอยาง แพรหลายในวงจรสวิตชอิเล็กทรอนิกส 2. ทฤษฎีและการประยุกตใชงาน 2.1 SCR (Silicon Controlled Rectifier) SCR เปนสิ่งประดิษฐที่ประกอบดวยสารกึ่งตัวนํา 4 ชั้น มีขั้วตอออกมาใชงาน 3 ขั้ว คือ ขั้วอา โนด (Anode) คาโธด (Cathode) และเกต (Gate) ดังแสดงในรูปที่ 1 การทํางานของ SCR มีลักษณะ คลายคลึงกับของไดโอด ซึ่งมี 2 สถานะ คือ สถานะนํากระแส และไมนํากระแส กระแสไหลผาน SCR ได ทิศทางเดียว SCR จึงมีสัญลักษณคลายคลึงไดโอด ดังแสดงในรูปที่ 1 Gate (G) P1 N1 P2 N2 Anode (A) Cathod (K) (ก) โครงสราง J1 J2 J3 (ข) สัญลักษณ Gate (G) Anode (A) Cathod (K) รูปที่ 1 โครงสรางและสัญลักษณของ SCR 2102492 ELECTRICAL ENGINEERING LABORATORY II
  • 2. 2 SCR จะทํางานเหมือนสวิตชที่เปดปดไฟได เมื่อใหแรงดันครอมระหวางขั้วอาโนดกับคาโธด โดยใหขั้วอาโนดและคาโธดเปนไฟลบตามโครงสราง SCR ในรูปที่ 1 (ก) รอยตอ PN J1 และ J3 จะถูก ไบแอสตาม และรอยตอ J2 จะถูกไบแอสยอน กระแสจะไมไหลผาน SCR ในระยะแรก ซึ่งเปรียบได เหมือนสวิตชเปด ถาลองเพิ่มแรงดันที่ครอม SCR ขึ้นไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งถึงแรงดันหนึ่งซึ่งเรียกวา แรงดันพังทะลุ (Breakover voltage) หรือ BO V รอยตอ J2 จะเกิด Breakover ทําใหเกิดกระแสไหลผาน จากขั้วอาโนดมาที่คาโธดได การทํางานในชวงนี้เหมือนกับสวิตชปด ขั้วเกตเปนขั้วควบคุมให SCR เปลี่ยนสถานะจากไมนํากระแสไปเปนนํากระแสได ถาปอน กระแสเกต G I เขาที่ขั้วเกต จะนํากระแสไดทันทีแมวาแรงดันที่ครอมตัว SCR จะนอยกวาแรงดัน BO V ก็ตาม การเปลี่ยนสถานะจากไมนํากระแสเปนสูสถานะนํากระแสของ SCR จึงสามารถทําได 2 วิธี คือ การเพิ่มแรงดันที่ครอม SCR ใหเกินคา BO V และการใสกระแสเกต SCR จะไมยอมใหกระแสไหลผานในทิศตรงขาม ถาแรงดันที่ครอม SCR เปนบวกที่คาโธดและ เปนลบที่อาโนด กระแสจะไมไหลผาน SCR 2.2 ลักษณะสมบัติของ SCR ถาตอวงจรทดสอบ SCR ดังรูปที่ 2 (ก) จะไดกราฟลักษณะสมบัติ A AK I V − ดังแสดงในรูปที่ 2 (ข) V IG RL VAK IA High conduction region Forward Blocking region Forward Breakover voltage Reverse Blocking region Reverse Avalanche region Forward Avalanche region Holding current IA IG = 0 VAK IG1 IG2 High conduction region Forward Blocking region Forward Breakover voltage Reverse Blocking region Reverse Avalanche region Forward Avalanche region Holding current IA IG = 0 VAK IG1 IG2 (ก) (ข) รูปที่ 2 ลักษณะสมบัติของ SCR ลักษณะสมบัติของ SCR ขณะเมื่อยังไมปอนกระแสเกต ( 0 = G I ) นั้น จะเห็นวา SCR จะเริ่ม นํากระแส เมื่อ AK V มีคาประมาณ BO V กระแส A I จะไหลได เมื่อ SCR อยูในภาวะนํากระแส (ON) แรงดัน AK V จะลดลงเหลือเพียงประมาณ 1 V ในกรณีปอนกระแสเกต SCR จะเริ่มนํากระแสที่ AK V ต่ํากวา BO V ดังเชนเมื่อปอน 1 G I SCR จะเริ่มนํากระแสเร็วขึ้น เมื่อเพิ่มกระแสเกตเปน 2 G I SCR จะเริ่มนํากระแสที่แรงดัน AK V ต่ําลงมาอีก เมื่อ SCR นํากระแสแลว กระแสเกตจะไมมีผลตอการทํางานของ SCR แตอยางใดอีกตอไป แมเราจะลด
  • 3. 3 G I ลงจนเปนศูนย SCR จะไมหยุดนํากระแส แตก็ยังคงทํางานคางอยูในภาวะนํากระแสตลอดเวลา G I นี้จะมีผลในการควบคุมการเริ่มนํากระแสของ SCR เทานั้น จะไมมีผลตอ A I และ AK V เลย การเริ่ม นํากระแสเกต เรียกวา การจุดชนวน (Triggering) SCR การให SCR เปลี่ยนสถานะจากนํากระแสมาเปนหยุดนํากระแส ไมสามารถทําไดโดยการใช กระแสเกตดังเชน การจุดชนวน SCR การทําให SCR หยุดนํากระแสตองลดกระแส A I ลงต่ํากวา คากระแสโฮลดิง (Holding current) ซึ่งเปนคาที่กําหนดโดยคุณสมบัติของตัว SCR เอง ดังนั้นจึงอาจมี ขนาดแตกตางกันตามขนาดและชนิดของ SCR 2.3 ขอกําหนดทางไฟฟา ในการใชงาน SCR จะตองพิจารณาถึง ขีดจํากัดการใชงานซึ่งบริษัทผูผลิตจะกําหนดให เสมอ คาที่สําคัญในการใชงาน SCR ที่ควรรูคือ 1. Forward breakover voltage หรือคา BO V คือ แรงดันที่ทําให SCR เริ่มนํากระแส 2. Maximum forward current หรือ (max) F I หรือคากระแส A I สูงสุดที่สามารถไหลใน SCR ได โดยไมทําให SCR เสียหาย 3. Minimum gate triggering current หรือ (min) GT I คือ กระแสเกตต่ําสุดที่สามารถ จุดชนวน SCR ได 4. Holding current หรือ H I คือ กระแส A I ต่ําสุดที่ยังคงให SCR นํากระแสอยูได 5. Peak reverse voltage หรือ B V ในรูปที่ 2 คือแรงดันยอนกลับที่จะพอดีทําให SCR พังเสียหายได ยกตัวอยาง เชน SCR ขนาด 400 V 10 A หมายถึง SCR ที่มีคา V 400 = BO V และ A 10 (max) = F I การใชงาน SCR ไมควรใชเกินขีดความสามารถจะทําให SCR รอนจนเสียหายได 2.4 การประยุกตใชงาน การใชงาน SCR สวนใหญจะใชเปนสวิตชสําหรับใหกระแสไฟผานหรือตัดไฟไมใหผานไปยัง วงจรโหลด แต SCR มีลักษณะสมบัติที่นํากระแสทิศทางเดียวเทานั้น ดังนั้นเราจึงใช SCR ทําหนาที่เปน วงจรเรียงกระแส (วงจรแปลงไฟสลับเปนไฟตรง) ได และถาหากเราสามารถควบคุมชวงเวลาของการ นํากระแสของ SCR ในแตละคาบเวลาของไฟสลับ ใหนํากระแสไดนานขึ้นหรือสั้นลงไดแลว เราก็จะทํา ใหกระแสเฉลี่ยที่จายไปยังโหลดแปรคาได ซึ่งสามารถนําไปใชในวงจรควบคุมกําลังไฟหรือควงคุม ความเร็วของมอเตอรกระแสตรงได SCR ใชเปนสวิตชไดดีเพราะสามารถเปดปดวงจรไดเร็ว และ ตองการกําลังไฟในการควบคุมการจุดฉนวนเพียงเล็กนอยเทนั้น การใช SCR เปนสวิตชยังดีกวาพวก สวิตชแมเหล็ก รีเลยและคอนแทคเตอร ตรงที่ SCR ไมมีหนาสัมผัส ไมมีสวนเคลื่อนที่ จึงใชงานไดนาน กวาและไมเกิดประกายไฟเมื่อทําการเปดปดวงจรไฟฟากําลัง
  • 4. 4 2.4.1 การใช SCR เปนสวิตช วงจรในรูปที่ 3 แสดงการใช SCR เปนสวิตชแบบงายๆ 0 t VAC 0 t IL Turn on Turn off RL IL VAC R S รูปที่ 3 การใช SCR เปนสวิตช เมื่อปดสวิตช S จะมีกระแสไหลผานตัวตานทาน และไดโอดปอนเปนกระแสเกตให SCR SCR จะนํากระแสทําใหกระแส L I ไหลผาน SCR SCR นํากระแสไดทิศทางเดียว ดังนั้นรูปคลื่นของ L I จึง เปนรูปซายนครึ่งคลื่น สวิตช S อาจเปนหนาสัมผัสของรีเลยขนาดเล็ก กระแสเกตที่ไหลผานสวิตชมี ขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับกระแส L I สวิตช S จึงใชขนาดเล็กๆ ได SCR จะหยุดนํากระแสเองในทุก คาบเมื่อ L I ลดลงเปนศูนย 2.4.2 การควบคุมเฟส (Phase control) ถาเราสามารถควบคุม SCR ใหนํากระแส ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง ในดานเวลาของไฟสลับ เราก็จะสามารถควบคุมกําลังไฟที่จายใหกับโหลดได ลองดูวงจรในรูปที่ 4 ถา G I เปนสัญญาณพัลส (pulse) ที่ใชจุดชนวนให SCR นํากระแส การหนวงเวลาในการจุดฉนวน SCR ในแตละคาบเวลา จะทํา ให SCR นํากระแสเร็วและชาตางๆ กัน กระแส L I จะมีขนาดขึ้นอยูกับเวลาในการจุดชนวนนี้ ในรูปที่ 4 มุม φ คือ มุมจุดชนวน (Triggering angle) และ θ เปนมุมนํากระแส (Conducting angle) ของ SCR คาเฉลี่ยของ L I จะขึ้นกับมุมเหลานี้ ดังนั้นถาเราแปรมุม φ หรือ θ L I จะเปลี่ยนแปลง
  • 5. 5 RL IL VAC IG 0 ω t IL 0 t IG φ θ 180o 360o รูปที่ 4 การควบคุมเฟส ถาใหแรงดันไฟสลับมีขนาด t Vm ω sin และกระแส L I ที่ไหลผานโหลด เมื่อไมมี SCR มีคาเปน t Im ω sin กระแส L I ที่ถูกควบคุมเฟสจะมีคาเฉลี่ยดังนี้ t d t I I m DC L ω ω π π φ sin 2 1 ) ( ∫ = ( ) φ π cos 1 2 + = m I ( ) θ π cos 1 2 − = m I , ) 180 ( o = +θ φ จะเห็นไดวาคาเฉลี่ยของ L I จะขึ้นอยูกับมุม φ หรือ θ ถาเราควบคุมมุม φ ใหแปรเปลี่ยนได เราก็สามารถควบคุม L I ไดตามตองการ หลักการควบคุมเฟสนี้สามารถนํามาใชในการควบคุมความเร็วของมอเตอรกระแสตรงได เพราะ ความเร็วมอเตอรจะขึ้นอยูกับขนาดของกระแสอารเมเจอร วิธีการแปรคามุมจุดชนวน (Triggering) ที่งายแสดงในรูปที่ 6 วงจรจะคลายคลึงกับในรูปที่ 3 เพียงแตเปลี่ยนตัวตานทาน R เปนตัวตานทานปรับคาได VR เพื่อใชปรับขนาดกระแส G I ที่ใชในการ จุดฉนวนได SCR จะเริ่มนํากระแสเมื่อ G I มีคามากกวาคา (min) GT I
  • 6. 6 RL IL VAC VR IG 0 IL Turn on IL(min) t IM VAC IG DC motor รูปที่ 5 การควบคุมความเร็วมอเตอร รูปที่ 6 การแปรคามุมจุดฉนวน 2.4.3 การใชงานเปนวงจรเรียงกระแส ในการแปลงไฟสลับเปนไฟตรง ไดโอดมักจะถูกเลือกใชเสมอ SCR มีคุณสมบัติเหมือน ไดโอดและยังมีคุณสมบติเพิ่มเติมที่สามารถควบคุมการนํากระแสและหยุดนํากระแสได การเรียงกระแส ที่ไดจากการใช SCR จึงสามารถควบคุมแรงดันและกระแสที่จะจายใหโหลดได โดยการควบคุมการจุด ฉนวนของเกตโดยใชวงจรควบคุม RL VAC 3φ IL VL 0 t VAC 0 t IL ,VL รูปที่ 7 การเรียงกระแสที่ใช SCR 2.5 UJT (Unijunction transistor) UJT หรือทรานซิสเตอรหัวตอเดียวเปนสิ่งประดิษฐสารกึ่งตัวนําที่มีคุณสมบัติแบบความตานทาน ลบ (Negative resistance device) นิยมใชในวงจรออสซิเลเตอร วงจรกําเนิดพัลส และใชในการจุด ฉนวนไธริสเตอร
  • 7. 7 รูปที่ 8 แสดงโครงสรางของ UJT ซึ่งประกอบดวยแทงซิลิคอนชนิดเอ็น (n-type) ที่ปลายทั้งสอง จะมีขั้ว B1 และ B2 (เบส) ที่ผิวของแทงซิลิคอนจะมีการแพรซึมสารกึ่งตัวนําชนิดพี (p-type) และตอ ออกมาเปนขั้วอิมิตเตอร (E) ดังนั้นตรงขั้ว E จะมีรอยตอพีเอ็น (pn junction) ซึ่งถาเขียนแทนรอยตอนี้ ดวยไดโอด UJT จะมีวงจรสมมูลยดังแสดงในรูปที่ 8 (ข) ลักษณะสมบัติของ UJT แสดงในรูปที่ 9 ซึ่งเปน ลักษณะสมบัติ E E V I − (กระแส-แรงดัน อิมิตเตอร) P+ N B2 B1 E E B2 B1 B1 B2 E RB1 RB2 (ก) โครงสราง (ข) วงจรสมมูลย (ค) สัญลักษณ รูปที่ 8 UJT Iv Vv Io IE Iv Io VE E B2 B1 RL VE IE V VBB Vp รูปที่ 9 ลักษณะสมบัติของ UJT เมื่อมีแรงดันระหวางขั้วอิมิตเตอรและเบส (B1) กระแสอิมิเตอร E I จะยังไมไหล ในระยะแรก UJT จะอยูในสภาวะไมนํากระแส เมื่อเพิ่ม E V จนถึงคา P V UJT จะเปลี่ยนสภาวะเปนนํากระแส E I จะเพิ่มขึ้นในขณะที่ E V ลดลง ในการหยุดนํากระแสของ UJT ก็ใหลดกระแส E I จนกระทั่งนอยกวา คากระแส V I และแรงดัน V V ซึ่งเปน Valley point จะกําหนดจากคุณสมบัติของ UJT สวน P V นั้น สามารถคํานวณไดจากสูตรดังนี้ Volt 7 . 0 + = BB P V V η
  • 8. 8 จะเห็นไดวา P V จะขึ้นอยูกับแรงดันไบแอส BB V ดังนั้นเราจึงสามารถเปลี่ยน P V ไดโดยเปลี่ยน BB V และ η คือ Stand off intrinsic ration = BB B R R 1 ซึ่งกําหนดโดยคุณสมบัติของ UJT จะมีคาประมาณ 0.6 ~ 0.75 สามารถดูรายละเอียดจากบริษัทผูผลิต C VBB Vo VC Vp 0 t VC 0 t Vo R3 R2 R1 รูปที่ 10 UJT relaxation oscillator รูปที่ 10 แสดงการนํา UJT มาใชงานเปนวงจรออสซิเลเตอร กระแส I จะอัดประจุ C ผาน R แรงดัน C V จะสูงขึ้นเรื่อยๆ จนถึงคา P V UJT จะนํากระแส ทําให C คายประจุผานอิมิตเตอรเขาไปยัง B1 ผาน RB การคายประจุจะเกิดขึ้นเร็ว ทําใหแรงดัน o V เปนพัลส เมื่อคายประจุเสร็จ C จะถูกอัดประจุ ใหมอีกครั้ง เปนดังนี้เรื่อยไป 3. สิ่งที่ควรรูกอนการทดลอง 1. ในการวัดรูปคลื่นตางๆ เราตองตั้ง CRO ไวในทํางานในโหมด DC มิฉะนั้น CRO จะตัดไฟ DC ออก ทําใหรูปคลื่นที่ไดจัดสมดุลตัวเองใหพื้นที่เหนือเสนศูนยและใตเสนศูนยมีคาเทากัน ดังนั้นคา ตางๆ ที่วัดไดจะผิดพลาดไป 2. ในกรณีที่ตองการวัดสองรูปคลื่นเพื่อเปรียบเทียบกัน พึงระลึกอยูเสมอวา สายกราวนทั้งสอง ของ CRO ตอถึงกันอยูตลอดเวลา ดังนั้นถาเราไมใหสายกราวนทั้งสองอยูตําแหนงเดียวกันจะทําใหเกิด การลัดวงจรขึ้น 3. สิ่งพึงปฏิบัติในการเปรียบเทียบรูปคลื่น คือ ใชสายกราวนของ CRO เพียงเสนเดียวหรือถา ตองการใชทั้งสองเสนก็ตองใหสายกราวดทั้งสองอยูที่ตําแหนงเดียวกัน ขอสังเกตอีกประการหนึ่ง ก็คือ ถา y-input ของ CRO มีการตอแบบปกติ กลาวคือ สายกราวนอยูทางดานกระแสไหลออก ซึ่งจะให รูปคลื่นบนจอของ CRO แบบปกติ แตถา y-input ของ CRO มีการตอแบบกลับ กลาวคือ สายกราวด
  • 9. 9 อยูทางดานกระแสไหลเขา จะใหรูปคลื่นบนจอของ CRO กลับเฟสไป 180o ดังนั้นเวลาเขียนรูปจาก CRO เราตองใหดานลบเปนบวก และดานบวกเปนดานลบ การเปรียบเทียบรูปคลื่นโดยใช CRO นั้น บางกรณีจะเปนการตอแบบปกติทั้งสองสัญญาณ ตัวอยางเชน การเปรียบเทียบสัญญาณที่เกต และแรงดันครอม SCR แตบางกรณีจะเปนการตอแบบ ปกติหนึ่งสัญญาณและตอแบบกลับอีกหนึ่งสัญญาณ ตัวอยางเชน การเปรียบเทียบแรงดันครอม SCR และแรงดันครอมโหลด ซึ่งในกรณีนี้สัญญาณจากโหลดจะเปนการตอแบบปกติ สวนสัญญาณจาก SCR จะเปนการตอแบบกลับ 4. เอกสารอางอิง 1) David Rinnay, “The Power Thyristor and Its Applications”, McGraw-Hill Book, 1980. 2) R.K. Sugandhi, K.M. Sugandhi, “Thyristor : Theory and Application”, Wiley Eastern Ltd., 1981. ธารา ชลปราณี ปรับปรุง เมษายน 2532 อาภรณ ธีรมงคลรัศมี ปรับปรุง พฤษภาคม 2550
  • 10. 10
  • 11. 11 2102492 ELECTRICAL ENGINEERING LABORATORY II ชื่อ-สกุล เลขประจําตัว ชื่อ-สกุล เลขประจําตัว ชื่อ-สกุล เลขประจําตัว วันที่ทําการทดลอง อาจารยผูควบคุม วงจรเอสซีอาร (SCR) การทดลอง อุปกรณและเครื่องมือที่ใชในการทดลอง 1) แหลงกําเนิดไฟตรง 2) มัลติมิเตอร 2) ออสซิลโลสโคป 3) มิลลิแอมมิเตอรกระแสตรง 5) ไมโครแอมมิเตอรกระแสตรง 6) แผงทดลอง SCR
  • 12. 12 การทดลองที่ 1 ศึกษาการทํางานของ SCR IL= IA RV1 S1 (Load) Lamp mA (range 300 mA) (range 300 µA) IG A K G µA DC supply 12 V 1MΩ R10 1.2kΩ R9 470Ω รูปที่ 11 วงจร SCR ที่ใชในการทดลอง 1) ตอวงจรตามรูปที่ 11 เพื่อศึกษาการทํางานของ SCR 2) ตั้ง RV1 ไวที่คามากที่สุด ตอสวิตช S1 แลวคอยๆ ลด RV1 ลง จนกระทั่ง SCR นํากระแส (สังเกตจากมิลลิแอมปมิเตอรหรือจากหลอดไฟ) จดคา G I ที่ทําให SCR ทํางานและคา L I G I = µA L I = mA 3) เปลี่ยนคา RV1 ตั้งแตมากไปถึงนอยที่สุด สังเกตการทํางานของวงจร 4) ตัดสวิตช S1 (Open circuit) สังเกตการทํางานของวงจร 5) ปดแหลงจายไฟตรงที่ปอนใหกับวงจร สังเกตการทํางานของวงจร 6) เปดแหลงจายไฟตรงที่ปอนใหกับวงจรอีกครั้ง สังเกตการทํางานของวงจร
  • 14. 14 การทดลองที่ 2 การใชงาน SCR S1 mA (range 300 mA) A K G 12 V AC 220 V AC VL VAK R10 1.2kΩ 1MΩ RV1 R9 470Ω รูปที่ 12 การควบคุมการเรียงกระแส (Controlled rectifier) 1) ตอวงจรตามรูปที่ 12 2) ตั้ง RV1 ไวที่คามากที่สุด ตอสวิตช S1 แลวคอยๆ ลด RV1 ลง จนกระทั่ง SCR นํากระแส อานคากระแสโหลด L I และสเก็ตซรูปคลื่นของแรงดันโหลด L V และแรงดันครอม SCR AK V โดยใช CRO 3) ลดคา RV1 จนนอยที่สุด อานคากระแสโหลด L I และสเก็ตซรูปคลื่นของแรงดันโหลด L V และแรงดันครอม SCR กรณีที่ 1 RV1 ที่ SCR เริ่มนํากระแส กรณีที่ 2 RV1 มีคานอยสุด 0 ω t VAK 0 ω t VAK 0 VL ω t 0 VL ω t กรณีที่ 1 L I = mA กรณีที่ 2 L I = mA
  • 16. 16 การทดลองที่ 3 ศึกษาการทํางานของ UJT C2 VE VC RV1 DC supply 12 V S1 R3 R2 E B2 B1 VB1 VB2 รูปที่ 13 การควบคุมการเรียงกระแส (Controlled rectifier) 1) ตอวงจรตามรูปที่ 13 ซึ่งเปนวงจร relaxation oscillator ชนิดหนึ่งที่ใช UJT 2) ตั้ง RV1 ไวที่คามากที่สุด ตอสวิตช S1 แลวคอยๆ ลด RV1 ลง จนกระทั่ง UJT ทํางาน (สังเกตจากรูปคลื่น E V ) สเก็ตชรูปคลื่นของ E V ซึ่งเปนรูปคลื่นฟนเลื่อย อานความถี่ของรูปคลื่นนั้น 0 VE t ความถี่ = Hz
  • 17. 17 3) ลดคา RV1 จนนอยที่สุด สเก็ตชรูปคลื่นของ E V , 1 B V และ 2 B V อานคาความถี่ของ E V คาบ ของรูปคลื่น 1 B V 0 VE t ความถี่ = Hz 0 VB1 t คาบ = sec 0 VB2 t วิเคราะหผลการทดลอง
  • 18. 18 การทดลองที่ 4 การใช UJT เพื่อจุดชนวน SCR VE R2 E B2 B1 C2 R3 12 V AC 220 V AC R9 S1 mA (range 300 mA) A K G VL VAK VB1 IL RV1 470Ω รูปที่ 14 การควบคุมการเรียงกระแส (Controlled rectifier) 1) ตอวงจรตามรูปที่ 14 ซึ่งเปนวงจรควบคุมการเรียงกระแสที่ใช SCR และ UJT 2) ตั้ง RV1 ไวที่คามากที่สุด ตอสวิตช S1 คอย ๆ ลด RV1 ลง จนกระทั่ง SCR เริ่มทํางาน อาน คา L I และสเก็ตชรูปคลื่นของ L V และ AK V 3) ตั้ง RV1 ไวที่คานอยที่สุด ทําแบบเดียวกับขอ 2 กรณีที่ 1 RV1 ที่ SCR เริ่มทํางาน กรณีที่ RV1 นอยสุด 0 ω t VAK 0 ω t VAK 0 VL ω t 0 VL ω t กรณีที่ 1 L I = mA กรณีที่ 2 L I = mA
  • 19. 19 4) ตั้ง RV1 ให SCR ทํางานในชวงประมาณ 90o ของครึ่งคาบบวก (Positive-half-cycle) อาน คา L I และสเก็ตชรูปคลื่น E V 1 B V และ L V 0 t VE 0 VB1 t 0 VL t L I = mA วิเคราะหผลการทดลอง