บทท� 2

ซลกอน คอนโทรล เรกตไฟเออร

อปกรณอเลกทรอนกสท�ใชงานท�วไป เชน ตวตานทาน ตวเกบประจ ขดลวด ไอซหรออปกรณสารก�งตวนา ถกนาไปประกอบเปนวงจรเพ�อนาไปใชงาน โดยอาศยหลกการของอปกรณแตละชนด แตเน�องจากการทางานเก�ยวกบอตสาหกรรม ตองอาศยศกยภาพของอปกรณและการทางานตอเน�องเปนเวลานานหรอสภาวะตางๆ อปกรณท�วไปอาจไมสามารถทนการใชงานหรออาจไมทนตอกาลงไฟฟาท�สงหรอมการเปล�ยนแปลงหรอมกระแสสง ดงน1นมอปกรณท�ใชในงานอตสาหกรรมโดยเฉพาะ เชน SCR DIAC TRIAC UJT PUT เปนตน ซลกอน คอนโทรล เรกตไฟเออร (Silicon Control Rectifier) หรอ เอสซอาร (SCR) เปนอปกรณประเภทสารก�งตวนาเชนเดยวกบไดโอดและทรานซสเตอร แตมโครงสรางสารก�งตวนาตอชนกน 4 ตอน เรยกสารก�งตวนาน1วา ไทรสเตอร (Thyristor) อปกรณไทรสเตอรท�ทาหนาท�เปนสวทชเปด-ปดได เรยกวา สวทชอเลกทรอนกส ปกตโครงสรางของไทรสเตอร ประกอบดวยสารก�งตวนาตอชนกน 4 ตอน คอ P-N-P-N มขาตอใชงานต1งแต 2 ขา 3 ขา หรอ 4 ขา เม�อนาไปใชงานจะทาหนาท�เปนสวทชท�ยอมใหกระแสไหลผานในทศทางเดยวหรอสองทศทาง ปจจบนเอสซอารราคาถกและทนแรงดนและกระแสไดสง เปนท�นยมใชงานอยางกวางขวาง

เอสซอารท�ทนกระแสสง ย�งทนกระแสไดสงมากข1นจะมขนาดใหญมากข1น การใชงานควรตดกบแผนระบายความรอน ดงน1นควรออกแบบใหมพ1นท�เพ�อใชยดแผนระบายความรอนดวย

ภาพท� 2.1 เอสซอาร แบบตางๆ ท�มา : (ทฤษฎอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 13)

16

2.1 สญลกษณและโครงสรางของเอสซอาร

โครงสรางของเอสซอารประกอบดวยสารก�งตวนาชนด P และชนด N ตอชนกนท1งหมด 4 ตอน เรยงสลบกน มขาตอใชงาน 3 ขา คอ ขาแอโนด (Anode; A) ขาแคโทด (Cathode; K) และขาเกท (Gate; G) ดงภาพท� 2.2 (ก) โครงสราง เอสซอาร (ข) สญลกษณ เอสซอาร

ภาพท� 2.2 โครงสรางและสญลกษณของเอสซอาร ท�มา : (ใชและซอมมลตมเตอรแบบมออาชพ 1. 2540, หนา 153)

ภาพท� 2.2 (ก) โครงสรางของเอสซอาร ประกอบดวยสารก�งตวนา 4 มขาตอใชงาน 3 ขา ขาแอโนด (A) ตอมาจากสารชนด P ตอนนอก ขาเกท (G) ตอมาจากสารชนด P ตอนในและขาแคโถด (K) ตอจากสารชนด N ตอนนอก ภาพท� 2.2 (ข) เปนสญลกษณของเอสซอารคลายไดโอดคอ สญลกษณเปนภาพสามเหล�ยม แตมขาเกทเพ�มข1นและตอออกมาตรงขดของขาแคโถด สาเหตท�มสญลกษณคลายไดโอดเพราะเม�อนาไปใชกบแรงดนไฟสลบจะทาหนาท�เปนเรกตไฟเออร (Rectifier) เหมอนไดโอด แตดกวาไดโอดตรงท�สามารถควบคมการเรกตไฟเออรได ขาท�ควบคมการเรกตไฟเออร คอ ขาเกท ทาใหเรยกวา เอสซอารหรอซลกอน คอนโทรล เรกตไฟเออร คอ อปกรณสารก�งตวนาท�ผลตมาจากธาตซลกอน สามารถควบคมการเรกตไฟเออรได 2.2 การจายไบอสใหเอสซอารทางาน

โครงสรางของเอสซอารประกอบดวยสารก�งตวนา 4 ตอน PNPN เพ�ออธบายการทางานใหเกดความเขาใจ ขอเปรยบเทยบเอสซอาร ประกอบดวยทรานซสเตอร 2 ตว ชนด NPN หน�งตวและชนด PNP หน�งตวตอกน แสดงดงภาพท� 2.3 (ก) และ (ข)

17

(ก) โครงสรางจรง (ข) โครงสรางจรงท�ถกแบงออก

(ค) โครงสรางเสมอน (ง) วงจรเสมอน

ภาพท� 2.3 โครงสรางจรงและโครงสรางเสมอนของเอสซอาร ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2545, หนา 82) ภาพท� 2.3 (ค) โครงสรางเสมอนของเอสซอาร เปรยบเสมอนทรานซสเตอร 2 ตว โดย Q1 เปนชนด PNP และ Q2 เปนชนด NPN ตอรวมกน มขาตอออก 3 ขาเหมอนเดม ภาพท� 2.3 (ง) เปนวงจรเสมอนของเอสซอารประกอบดวยทรานซสเตอร Q1 PNP และ Q2 NPN ซ� งการตอรวมกนของทรานซสเตอรท1ง 2 ตว คอ สาร P ตอนนอกเปนขา E ของ Q1 ตอเปนขา A ขา B ของ Q1 ตอรวมกบขา C ของ Q2 เปนสาร N ท1งค ขา C ของ Q1 ตอรวมกบขา B ของ Q2 เปนสาร P ท1งคตอออกมาเปนขา G และสาร N ตอนนอกเปนขา E ของ Q2 ตอเปนขา K การทางานในรปของทรานซสเตอร 2 ตว ตอรวมกนดงภาพท� 2.3 (ง) การจดแรงดนไบอสใหเอสซอาร เพ�อใหเอสซอารนากระแสตองจายไบอส คอ ตองจายไบอสตรงใหทกขาเอสซอาร เอสซอารจงจะนากระแสได

18

(ก) วงจรจรง (ข) วงจรเสมอน

ภาพท� 2.4 การจายไบอสตรงใหเฉพาะขา A และขา K ของ เอสซอาร ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 17) ภาพท� 2.4 การจายไบอสตรงใหเอสซอาร ขา A และขา K เทาน1น ขา G เปดลอย การจายไบอสแบบน1 เอสซอารจะไมนากระแส เพราะขา B ของ Q2 ไมไดรบไบอส ภาพท� 2.5 (ข) ทาให Q2 ไมนากระแส ไมมแรงดนไบอสใหขา B ของ Q1 ทาให Q1 ไมนากระแส เอสซอารไมนากระแสจะไมมกระแสไหลในวงจร การจายไบอสตรงเฉพาะขา A และขา K ใหเอสซอารทาใหนากระแส โดยการเพ�มแรงดนไบอสตรงใหเอสซอารท�ขา A และขา K มากข1นจนถงจดๆหน�ง เอสซอารจะมกระแสไหลผาน แตจานวนกระแสจะไหลผานเอสซอารมาก ทาใหเอสซอารชารด การทาใหเอสซอารนากระแสไดวธท�ดกวาคอ จายไบอสตรงใหขา G ของเอสซอารเทยบกบขา K การจายไบอสท�จายใหเอสซอาร เพ�อทาใหเอสซอารนากระแส ตองจายไบอสตรงใหขาทกขาของเอสซอาร คอ จายบวกใหขา A และจายลบใหขา K เรยกแรงดนน1วา VAA อกสวนหน�งจายบวกใหขา G และจายลบใหขา K เรยกแรงดนน1วา VGG วงจรจายแรงดนใหเอสซอาร ดงภาพท� 2.5

(ก) วงจรจรง (ข) วงจรเสมอน

ภาพท� 2.5 การจายไบอสตรงใหครบทกขาของ เอสซอาร ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 17)

19

ภาพท� 2.5 เปนการจายไบอสตรงใหเอสซอารครบทกขา ทาใหมกระแสไหล ภาพท� 2.6 (ข) เม�อจายบวกใหขา A จายลบใหขา K และจายบวกใหขา G เทยบกบขา K ทาใหมกระแสเกท (IG) ไหลและกระแสแอโนด (IA) ไหล เอสซอารนากระแสเพราะการจายแรงดนบวกใหขา G ของเอสซอารเปนการจายไบอสตรงใหขา B ของ Q2 และ Q2 จะนากระแส ความตานทานระหวางรอย ตอขา C และขา E ของ Q2 ต �าลง มแรงดนลบจาก VAA จายผานไปใหขา B ของ Q1 ทรานซสเตอร Q1 จะนากระแสเชนเดยวกน ความตานทานระหวางรอยตอขา C และขา E ของ Q1 ต �าลง มแรงดนบวกจาก VAA จายผานไปใหขา B ของ Q2 ทาใหเกดกระแส IB1 และ IB2 ไหลผานทรานซสเตอร Q1 และ Q2 คอ มกระแส IA ไหลผานเอสซอาร โดยกระแส IA ถกจากดคาโดยความตานทาน RL ในขณะท�เอสซอารนากระแสคาความตานทานในเอสซอารต�ามาก เม�อเอสซอารนากระแส คาความตานทานในทรานซสเตอร Q1 และ Q2 ต �า แรงดนลบจาก VAA สามารถจายผานใหขา B ของ Q1 ได และแรงดนบวกจาก VAA สามารถจายผานใหขา B ของ Q2 ได คอขา B ของ Q1 มไบอสตรงลบจายใหตลอดเวลา ขา B ของ Q2 มไบอสตรงบวกจายตลอดเวลาเชนกน ทรานซสเตอร Q1 และ Q2 นากระแสอยางตอเน�อง โดยไมตองพ�งแรงดนไบอสของ VGG ท�จายใหขา G อก โดยในขณะน1สามารถตดแรงดนท�จายใหขา G ออกได แรงดนไบอสตรงท�จายใหขา G ไมจาเปนตองจายคางไวตลอดเวลา จายเพยงช�วขณะเพ�อทาใหเอสซอารนากระแส เม�อเอสซอารนากระแสสามารถตดแรงดนท�จายใหขา G ออกได เอสซอารท�นากระแสอยแลวยงคงนากระแสตอไป แรงดนไบอสตรงท�จายใหขา G เรยกวา แรงดนกระตนหรอแรงดนทรกเกอร (Trigger voltage) เม�อเอสซอารนากระแส จะทาใหเอสซอารหยดนากระแสทาได 2 วธ คอ 1. ตดแหลงจายแรงดน (VAA) ท�ปอนใหขา A และขา K ของเอสซอารออกช�วขณะ 2. ลดแรงดนไบอสท�จายใหขา A และขา K ลง จนทาใหมกระแสไหลผานเอสซอารต�ากวาคากระแสโฮลด1ง (Holding current) กระแสโฮลด1ง คอ คากระแสต�าสดท�ไหลผานเอสซอารแลวเอสซอารยงคงนากระแสได นอกจากวธท�กลาวน1ไมสามารถทาใหเอสซอารท�นากระแสอยหยดนากระแสได เชน ชอตขา G ลงกราวด จายไบอสลบใหขา G เทยบกบขา K เปนตน และเม�อเอสซอารหยดนากระแสแลว แมจะจายแรงดนไบอสตรงใหขา A และขา K ของเอสซอาร อกเอสซอารจะไมนากระแสจนกวาจะมแรงดนบวกมากระตนท�ขา G ของเอสซอารอกคร1 ง เอสซอารจงจะนากระแส

20

2.3 กราฟคณสมบตของเอสซอาร

การทางานหรอการนากระแสของเอสซอารข1นอยกบการจายแรงดนไบอสท�ขา A และขา K คอ ตองจายแรงดนไบอสใหขา A เปนบวก จายแรงดนไบอสใหขา K เปนลบและตองมแรงดนบวกมากระตนท�ขา G เอสซอารจงนากระแสและเกดการทางาน วธน1 นยมใชในการควบคมการทางานของเอสซอารและเปนวธการเดยวท�เหมาะสมในการใชงาน ถาจายแรงดนใหเอสซอารผด เอสซอารจะไมนากระแสหรอถานากระแสอาจเสยหาย

ภาพท� 2.6 กราฟคณสมบตเอสซอารขณะขาเกทเปดลอยอย ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 20) ภาพท� 2.6 เปนคณสมบตของเอสซอารในการนากระแสท1งดานไบอสตรงและดานไบอสกลบขณะท�ขา G ปลอยลอยอย การทางานกราฟชวงไบอสตรงจายแรงดนบวกใหขา A และจายแรงดนลบใหขา K คร1 งแรกจายแรงดนใหคาต�า เอสซอารยงไมนากระแส มเพยงกระแสร�วซมเพยงเลกนอยไหลผานเอสซอาร จากน1นคอยๆเพ�มแรงดนใหขา A และขา K มากข1นเปนลาดบ กระแสร�วซมผานเอสซอารคอยๆมากข1น เม�อจายแรงดนถงคาหน�งมกระแสร�วซมไหลถงคากระแสโฮลด1ง เอสซอารนากระแส คาความตานทานในเอสซอารต�ามาก ทาใหเกดกระแสไหลผานเอสซอารสงข1นอยางรวดเรว ถาไมสามารถจากดคากระแสท�ไหลผานเอสซอารได กระแสไหลผานเอสซอารเกนกวาคาทนกระแสสงสดของเอสซอารน1น เอสซอารจะเสยหายทนท กราฟชวงไบอสกลบ เม�อจายแรงดนลบใหขา A และจายแรงดนบวกใหขา K คร1 งแรกจายแรงดนใหคาต�าๆ เอสซอารยงไมนากระแส มเพยงกระแสร�วซมจานวนนอยไหลผานเอสซอาร

21

จากน1นคอยๆเพ�มแรงดนใหขา A และขา K มากข1นเปนลาดบ ยงมกระแสร�วซมจานวนนอยไหลผานเอสซอาร เม�อจายแรงดนถงคาแรงดนไบอสกลบสงสดท�เอสซอารน1นทนได เอสซอารจะชอตทาใหมกระแสไหลผานเอสซอารสงมาก การทางานของเอสซอารชวงไบอสตรงตามกราฟภาพท� 2.7 เปนท�ไมนยมใชงาน เพราะจะทาใหเอสซอารเสยหาย เน�องจากตองจายแรงดนไบอสตรงคาสงมาก มวธการทาใหเอสซอารทางานได โดยไมตองจายแรงดนไบอสตรงคาสงใหเอสซอาร คอ การจายแรงดนบวกกระตนขาเกทของเอสซอาร สามารถเขยนกราฟคณสมบตไดดงภาพท� 2.7

ภาพท� 2.7 กราฟคณสมบตเอสซอาร ขณะจายแรงดนกระตนท�ขาเกท ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 21) กราฟท� 2.7 เปนคณสมบตของเอสซอารในการนากระแสท1งดานไบอสตรงและดานไบอสกลบ โดยมแรงดนกระตนท�ขา G การทางาน คอ กราฟชวงไบอสตรงโดยจายแรงดนบวกใหขา A จายแรงดนลบใหขา K และจายแรงดนกระตนบวกใหขา G จากกราฟเสนแรก IGO= 0 คอ ยงไมจายแรงดนกระตนบวกใหขา G จงไมมกระแสเกทไหล (IGO=0) การนากระแสของเอสซอารเหมอนกราฟชวงไบอสตรงของภาพท� 2.7 คอ ตองจายแรงดนใหขา A และขา K ของเอสซอารถงคาแรงดนเบรคโอเวอรไบอสตรง (Forward break over voltage) มกระแสไหลผานเอสซอารถงคากระแสโฮลด1ง หรอ IH เอสซอารนากระแส ตองควบคมกระแสท�ไหลผานเอสซอารไมใหมากเกนกวาคากระแสสงสดท�เอสซอารทนได (IFMAX) เพราะเอสซอารอาจเสยหาย เม�อเร�มจายแรงดนบวกกระตนขา G ทาใหมกระแสเกท IG1 หรอ IG2 ไหล มกระแสไหลผานเอสซอารถงคากระแส

22

โฮลด1งทนท โดยไมจาเปนตองจายไบอสตรงใหขา A และขา K ถงคาแรงดนเบรคโอเวอร อาจจายแรงดนเพยงเลกนอย วธน1 ชวยปองกนกระแสจานวนมากไหลผานเอสซอารมากเกนกวาคากระแสสงสดท�เอสซอารทนได เอสซอารทางานไดโดยไมเสยหาย กราฟชวงไบอสกลบจายแรงดนลบใหขา A จายแรงดนบวกใหขา K และจายแรงดนกระตนใหขา G เอสซอารจะไมนากระแส มเพยงกระแสร�วซม (Leakage current) ไหลผานเอสซอารเพยงเลกนอย ไมวาจะเพ�มแรงดนใหขา A และขา K มากข1นเทาไร จะมเพยงกระแสร�วซมไหลผานเอสซอารเพยงเลกนอยตามเดม เม�อจายแรงดนไบอสกลบถงคาแรงดนพง (Reverse breakdown voltage) ของเอสซอารน1น เอสซอารจะเสยหายทนท 2.4 ขอมลและขดจากดของเอสซอาร

ขอมลและขดจากดของเอสซอารเปนขอมลคณสมบตตางๆของเอสซอาร ซ� งบอกถงคาจากดตางๆในการนาเอสซอารไปใชงาน เพ�อไมใหเกดการเสยหายท1งเอสซอารและอปกรณตอรวม เอสซอารแตละแตละเบอรมรายละเอยดและขดจากดแตกตางกนไป ดงน1นการเลอกใชงานของเอสซอารตองคานงถงคาตางๆดวย นอกจากคาท�บอกไว ขดจากดของเอสซอารยงข1นอยกบสภาวะอณหภมบรเวณท�ใชงาน รายละเอยดและขดจากดของท�สาคญมดงน1 2.4.1 แรงดนเบรคโอเวอรไบอสตรง (Forward break over voltage :VFOB) คอ แรงดนท�ปอนใหเฉพาะขา A และขา K เปนไบอสตรง เอสซอารจะนากระแสไดโดยไมมแรงดนบวกมากระตนท�ขา G การนาเอสซอารไปใชงานไมนยมใชการนากระแสในเอสซอารดวยวธน1 เพราะเอสซอารอาจเสยหาย การกาหนดแรงดนไบอสตรงท�จายใหเอสซอารทางานตองกาหนดใหต�ากวาคาน1 เชน ถาใชแรงดนท� 220 โวลท ตองเลอกเอสซอารท�คาแรงดน VFOM มากกวาใชงาน

2.4.2 แรงดนบลอกก1งไบอสตรงสงสด (Peak forward blocking voltage : VFOM หรอ VDRM) คอ คาแรงดนท�ปอนใหเฉพาะขา A และขา K เปนไบอสตรงสงสดท�เอสซอารยงไมนา กระแส โดยไมมแรงดนบวกมากระตนท�ขา G ซ� งถาจายแรงดนใหเกนกวาคาแรงดนบลอกก1ง เอสซอารจะนากระแสทนท คาแรงดนบลอกก1งไบอสตรงท�กาหนดไวจะต�ากวาคาแรงดนเบรค โอเวอรไบอสตรง (VFOM < VFOB) เชน เอสซอารหน�งมคาแรงดนบลอกก1งไบอสตรง (VFOM) 300 โวลท เอสซอารจะใชแรงดนเกน 300 โวลท แตถาเอสซอารบอกคาไวเปนคาแรงดนเบรค โอเวอรไบอสตรง (VFOB) 300 โวลท เอสซอารจะใชแรงดนเกน 300 โวลทไมได 2.4.3 กระแสไบอสตรงสงสด (Maximum forward current : IFM หรอ IFMAX) คอ คากระแสสงสดท�เอสซอารทนไดเม�อมกระแสไบอสตรงไหลผาน กระแสไบอสตรงสงสดน1 มผลตออณหภมของเอสซอาร ทาใหเอสซอารเกดความรอนและเสยหาย ควรมแผนระบายความรอนเพ�อระบาย

23

ความรอน การเลอกเอสซอารตองเลอกท�มคากระแสไบอสตรงสงสด (IFM) มากกวาคากระแสท�ใชงานประมาณ 50% เชน ถาตองการนาเอสซอารไปใชนากระแส 1 แอมแปร ตองเลอกเอสซอารท�ทนกระแสไบอสตรงสงสดไดอยางนอย 1.5 แอมแปร

2.4.4 กระแสโฮลด1ง (Holding current : IH หรอ IHO) คอ คากระแสต�าสดท�ไหลผานเอสซอารระหวางขา A และขา K และเอสซอารยงคงนากระแสได ภายหลงจากการปอนแรงดนบวกกระตนขา G ถากระแสไหลผานเอสซอารต�ากวาคากระแสโฮลด1ง เอสซอารจะหยดนากระแสทนท กระแสโฮลด1งสามารถเปล�ยนแปลงไดตามอณหภมของเอสซอาร กระแสโฮลด1งจะสงข1นเม�ออณหภมลดลง 2.4.5 กระแสกระตนเกท (Gate trigger current : IGT) คอ คากระแสท�ใชกระตนขา G ของเอสซอารเพ�อทาใหเอสซอารนากระแส โดยท�วไปบอกคากระแสกระตนเกทไวท�คากระแสต�าสด ท�ขา G ตองการในการกระตนเพ�อใหเอสซอารทางานและบอกคากระแสกระตนเกทสงสดเพ�อใหผใชระมดระวงในการจายกระแสใหเกทไมใหมากเกนกวาคาสงสด เพ�อความปลอดภยของเอสซอาร คากระแสน1จะเปล�ยนแปลงข1นอยกบอณหภมของเอสซอาร

2.4.6 แรงดนกระตนเกท (Gate trigger voltage : VGT) คอ แรงดนท�ใชปอนใหขา G เทยบกบขา K เม�อจายแรงดนใหขา G เปนบวกถงคาแรงดนกระตนเกทท�บอกไว ทาใหเอสซอารนากระแส ผผลตจะบอกคาไวท�คาใชงานและคาสงสด เพ�อใหสามารถเลอกใชคาไดอยางเหมาะสม และไมใชแรงดนคามากเกนไป 2.4.7 แรงดนบลอกก1งไบอสกลบสงสด (Peak reverse blocking voltage : VROM) คอ คาแรงดนท�ปอนใหขา A กบขา K เปนไบอสกลบคาสงสดท�เอสซอารทางานถงจดแรงดนพง ทาใหเอสซอารเสยหายทนท คาแรงดนบลอกก1งไบอสกลบสงสด จะบอกคาไวเทากบแรงดนบลอกก1งไบอสตรงสงสด (VROM=VFOM) สามารถทราบคาในการจายแรงดนสงสดใหขา A และขา K ของเอสซอารไดพรอมกน การเลอกเอสซอารใชงานตองเลอกเอสซอารท�มคาแรงดนบลอกก1งไบอสกลบสงสดมากกวาคาแรงดนท�จะปอนเอสซอาร เพ�อปองกนการเสยหายของเอสซอาร

2.4.8 แรงดนไบอสตรงสงสดท�เกท (Peak forward gate voltage : VGFM) คอ แรงดนไบอสตรงบวกคาสงสดท�ปอนใหขา G เทยบกบขา K แลวเอสซอารยงทางาน ถาจายแรงดน ไบอสตรงบวกมากกวาคาสงสดน1 ให G ทาใหสารก�งนาตรงรอยตอระหวาง G กบ K เสยหาย

2.4.9 แรงดนไบอสกลบสงสดท�เกท (Peak reverse gate voltage : VGRM) คอ แรงดนไบอสกลบลบคาสงสดท�ปอนใหขา G เทยบกบขา K เอสซอารยงไมเสยหาย ถาจายแรงดนไบอสกลบลบมากกวาคาสงสดน1 ใหขา G ทาใหสารก�งนาตรงรอยตอระหวาง G กบ K เสยหาย ปกตคาแรงดนไบอสตรงสงสดท� G (VGRM ) มคาสงกวาคาแรงดนไบอสกลบสงสดท� G (VGRM)

24

2.4.10 กระแสไบอสตรงสงสดท�เกท (Peak forward gate current : IGFM) คอ คากระแสกระตนท�ไหลผาน G คาสงสดยงคงทาใหเอสซอารทางานไดโดย G ของเอสซอารไมเสยหาย ดงน1นการกระตนแรงดนบวกใหเกทตองมการจากดกระแส G ไมใหไหลผานเกนกวาคากระแสไบอสตรงสงสดท� G ทนไดและควรมกระแสไหลผานนอยกวาคาดงกลาว 2.4.11 ยานอณหภมในการทางาน (Operating junction temperature range : T1) คอ ชวงอณหภมตรงรอยตอท�เอสซอารทางานได เปนยานอณหภมท�เอสซอารทางานแลวไมเสยหาย จะบอกคาไวต1งแตอณหภมต�าสดเปนคาลบ (−) ถงอณหภมสงสดเปนคาบวก (+) หนวยเปนองศาเซลเซยส การใชงานเอสซอารตองระมดระวงคาอณหภมดงกลาว

2.5 การนาเอสซอารไปใชงาน

เอสซอารนากระแสไดตองจายแรงดนไบอสใหเอสซอารถกตอง โดยจายแรงดนไบอสตรงใหท�ขา A และขา K และมแรงดนไบอสตรงกระตนท�ขา G คอ จายบวกใหขา A จายลบใหขา K และมไฟบวกกระตนท�ขา G เอสซอารจะนากระแสได เอสซอารจะนากระแสไดเพยงทางเดยว แตสามารถนาไปใชท1งกบแรงดนไฟตรงและแรงดน ไฟสลบ เม�อนาไปใชกบแรงดนไฟตรงจะทาหนาท�เปนสวทช เม�อนาไปใชกบแรงดนไฟสลบจะทาหนาท�เปนวงจรเรกตไฟเออรและเปนเรกตไฟเออรท�สามารถควบคมการเรกตไฟเออรในชวง เวลาท�นากระแสตางกนได

เอสซอารสามารถนาไปใชงานไดงาย ขอสาคญคอการเลอกใชเอสซอารใหเหมาะกบงานท�ตองการ พบวาในการเลอกใชเอสซอารแตละเบอรข1นอยกบคณสมบตเฉพาะของแตละเบอร เชน คาแรงดนและกระแสสงสดท�จะทนได คาความไวของเกทและคากระแสโฮลด1ง ตารางท� 2.1 แสดงคณสมบตตางๆของเอสซอารเบอรท�นยมใช โดย PIV คอ คาแรงดนสงสดท�ทนได VLGT/IGT คอ คาแรงดน/กระแสท�ใชในการทรกท�เกทและ IH คอ กระแสโฮลด1ง ตารางท� 2.1 คณสมบตท�สาคญของเอสซอารท�นยมใช

เบอร PIV กระแส VGT(สงสด) IGT(สงสด) IH(สงสด)

C106D 2N3525 BT109 IR122A

400V 400V 500V 100V

4 / 2.5 A 4A / 3.1 A 605A / 4 A 8 A / 5 A

0.8 V 2 V 2 V

1.5 V

0.2 mA 15 mA 15 mA 25 mA

3 Am 20 Am 30 Am 30 Am

ท�มา : (รวมบทความทฤษฏและการประยกตใชงานอปกรณสารก�งตวนา. 2538)

25

ตารางท� 2.2 ขอมลของเอสซอาร

เบอร ตวถง VDRM IT(rms) IGT(mA) VGT(V) PG(WAV) IH(mA) dv/dt

(V/µµµµs)

BT151-500 BT169B C103B C106Y C106D C122D C122E C220D PO103AA PO103AB S4008

TO-220 TO-92A TO-92 TO-202 TO-202 TO-220 TO-220 TO-48 TO-92A TO-92 TO-220

200 200 200 30

400 400 500 400 100 100 400

12.0 0.8 0.8 0.4 0.4 8.0 0.8

10.0 0.8 0.8 8.0

สงสด 15 สงสด 0.2สงสด 0.2สงสด 0.2สงสด 0.2สงสด 25สงสด 25สงสด 25 0.02-2 0.02-2

สงสด 25

สงสด 1.5 สงสด 0.8 สงสด 0.8สงสด 0.8สงสด 0.8สงสด 1.5สงสด 1.5สงสด 1.5สงสด 0.8สงสด 0.8สงสด 1.5

0.50 0.10 0.01 0.10 0.10 0.50 0.50 0.50 0.10 0.10 0.50

สงสด 20สงสด 5 สงสด 5สงสด 5สงสด 3สงสด 3

สงสด 30สงสด 30สงสด 5สงสด 5

สงสด 30

200 25 20 8 8

50 50 50

100 100 50

ท�มา : (รวมบทความทฤษฏและการประยกตใชงานอปกรณสารก�งตวนา. 2538, หนา 56) เม�อ VDRM คอ แรงดนไบอสสงสดท�จายไฟเอสซอารกอนท�จะทางาน

IT(rms) คอ กระแสไบอสสงสด IGT(mA) คอ กระแสเกททรกเกอร

VGT(V) คอ แรงดนเกททรกเกอร PG(WAV) คอ กาลงไฟฟาเฉล�ยท�ขาเกท IH(mA) dv/dt คอ อตราการเปล�ยนแปลงไบอสต�าสดท�ทาใหเอสซอารเปล�ยน สถานะจากไมทางานใหสามารถทางานได

2.5.1 การทาใหเอสซอารหยดนากระแสในวงจรจายแรงดนไฟตรง วงจรตอแรงดนไฟตรงท�ใชเอสซอารเปนสวทชเพ�อเปดปดแรงดนไฟตรงท�จายผานไปใหโหลดทางาน ปญหาของการนาเอสซอารไปใชกบแรงดนไฟตรงคอ การท�ควบคมใหเอสซอารท�นากระแสอยหยดนากระแส ตองหาวธการท�ดและเหมาะสม เพ�อทาใหเอสซอารสามารถ ทางานไดสมบรณ การตอวงจรท�ทาใหเอสซอารท�นากระแสหยดนากระแสทาไดหลายวธดงน1

26

2.5.1.1 การใชสวทชตดตอแหลงจายแรงดน วธน1 ใชหลกการตดแหลงจายแรงดนออกจากวงจรโดยสวทชตดไฟ ดงภาพท� 2.8 ภาพท� 2.8 วงจรปดเปดการทางานของเอสซอาร ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 27) ภาพท� 2.8 เปนวงจรปดเปด การทางานประกอบดวยสวทช S1 อยในสภาวะปกตตดวงจร เม�อกดสวทช S1 เปนการตอวงจร มแรงดนมาตกครอม R1 และ R2 เปนบวกตกครอมขาบนของ R2 จายไปกระตนขา G ของเอสซอาร ทาใหเอสซอารนากระแสหลอดไฟ LP1 สวาง D1 ตอครอมขนาดหลอดไฟ LP1 เพ�อปองกนการเกดแรงเคล�อนยอนกลบไปใหเอสซอาร ในขณะเอสซอารเปล�ยนสภาวะทาใหเอสซอารทางานไมปกต สวทช S2 ปกตอยในสภาวะตอวงจร ทาหนาท�ตดแหลงจายแรงดน VAA เม�อกดปมสวทช S2 ทาใหวงจรแยกจากกน ตดแหลงจาย VAA ออก เอสซอารจะหยดนากระแส หลอดไฟ LP1 ดบ ถงแมปลอยมอเพ�อใหสวทช S2 ตอวงจรอกคร1 ง เอสซอารยงไมนากระแสจนกวาจะกดปมสวทช S1 อกคร1 ง 2.5.1.2 การใชสวทชชอตเอสซอารออก วธน1 ใชหลกการชอตเอสซอารออกจากวงจรช�วขณะ โดยใชสวทชตอขนานกบ เอสซอาร วงจรแสดงดงภาพท� 2.9

ภาพท� 2.9 วงจรหยดทางานแบบชอตเอสซอารออก ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 28)

27

ภาพท� 2.9 เปนวงจรหยดการทางานแบบชอตเอสซอารออก การทางาน คอ สวทช S1 เปนจายแรงดนบวกกระตนท�ขา G ของเอสซอาร ทาใหเอสซอารนากระแส หลอดไฟ LP1 สวาง เม�อตองการทาใหเอสซอารหยดนากระแส ใหกดสวทช S2 เปนการชอตเอสซอารออกจากวงจร ทาใหไมมกระแสไหลผานเอสซอาร เอสซอารหยดนากระแส เม�อปลอยมอจากการกดสวทช S2 เอสซอารจะหยดนากระแสจนกวาจะกดสวทช S1 อกคร1 งเอสซอารจงจะนากระแสอก 2.5.1.3 การใชตวเกบประจการทาใหเอสซอารหยดนากระแส ใชหลกการคายประจของตวเกบประจจายแรงดนไบอสกลบใหเอสซอาร ดงภาพท� 2.10

ภาพท� 2.10 วงจรหยดการทางานโดยใชตวเกบประจจายไบอสกลบใหเอสซอาร ท�มา : (รวมบทความทฤษฏและการประยกตใชงานอปกรณสารก�งตวนา. 2538, หนา 56)

ภาพท� 2.10 วงจรหยดการทางานของเอสซอาร โดยใชตวเกบประจคายประจแรงดนไบอสกลบใหเอสซอาร เม�อกดสวทช S1 มแรงดนบวกตกครอมขาบนของ R2 จายเปนแรงดนกระตนขา G ของเอสซอาร เอสซอารนากระแสทาใหหลอดไฟ LP1 สวางและ C1 ประจแรงดนไวขวาบวกซายลบ เวลาการประจของ C1 ข1นอยกบคา R3 และ C1 จน C1 ประจแรงดนตกครอมเทาแหลงจาย เม�อกดสวทช S2 เปนการตอขาบวกของ C1ให K ของเอสซอาร ทาใหเอสซอารไดรบไบอสกลบ เอสซอารหยดนากระแสถงแมเม�อปลอยมอจากการกดเอสซอารยงคงหยดนากระแสตอไปจนกวาจะกดสวทช S1 อกคร1 ง

2.5.2 การนาเอสซอารไปใชงานในวงจรจายแรงดนไฟตรง เม�อนาเอสซอารมาใชในวงจรจายแรงดนไฟตรง จะทาหนาท�เปนสวทช ทาใหนากระแสโดยมแรงดนไฟตรงบวกกระตนเกทและจะใหหยดนากระแสได 2.5.2.1 วงจรไบสเตเบลโดยใชเอสซอาร วงจรประกอบดวยเอสซอาร 2 ตวสลบกนทางานตวละคร1 ง โดยใชสวทชกดเพ�อกระตนเกทใหเอสซอารทางาน ดงภาพท� 2.11

28

ภาพท� 2.11 วงจรไบสเตเบลหรอฟลบฟลอบ ท�มา : (รวมบทความทฤษฏและการประยกตใชงานอปกรณสารก�งตวนา. 2538, หนา 57) ภาพท� 2.11 วงจรไบสเตเบลหรอวงจรฟลบฟลอบท�ใชเอสซอารควบคม การหยดทางานของเอสซอารอกตวหน�งรวมกบ C1 เปนตวเกบประจแบบไมมข1ว สามารถประจข1วแรงดนไดท1งข1วบวกและข1วลบ สวทชกด S1 , S2 เปนสวทชตอแรงดนบวกไปกระตนขา G ของเอสซอาร เพ�อใหเอสซอารนากระแส R1 , R2 เปนตวแบงแรงดนจายให SCR1 R3 , R4 แบงแรงดนจายใหขา G ของ SCR 2 การทางานเม�อกดสวทช S1 มแรงดนบวกตกครอมขาบน R2 กระตนขาของ SCR 1 ตว SCR 1 นากระแส หลอดไฟ LP1 สวางและตวเกบประจ C1 ประจแรงดนซายลบขวาบวก ถาตองการเปล�ยนการทางานใหกดสวทช S2 มแรงดนบวกตกครอมขาบน R4กระตนขา G ของ SCR 2 นากระแส ชอตข1วบวกดานขวาของ C1 ลงกราวด จายไบอสกลบให SCR 1 ทาให SCR 1 หยดนากระแส C1 ประจแรงดนใหมอกคร1 งซายบวกขวาลบ ถาตองการเปล�ยนการทางานใหมตองกดสวทช S1 อกคร1 ง จะมแรงดนบวกไปกระตนขา G ของ SCR 1 ใหนากระแสชอตขาของ C1 ดานท�ตอกบ SCR 1 ลงกราวดไปจายไบอสกลบให SCR 2 ทาให SCR 2 หยดนากระแสและ C1

เร�มประจแรงดนใหมซายลบขวาบวก การทางานจะเปนเชนน1สลบไปสลบมาตลอดเวลา 2.5.2.2 วงจรเตอนภยดวยเอสซอาร โดยใช เอสซอารเปนตวตอแรงดนไฟตรงจายใหกระด�งหรอบสเซอรหรอไซเรนสงเสยงรองออกมาเม�อมปญหาเกดข1น ดงภาพท� 2.12 ภาพท� 2.12 วงจรเตอนภยดวยเอสซอาร สวทช S1, S2 และ S3 หรอมากกวาเปนสวทชตอขนาน ตดต1งตามจดตางๆ เชน ประต หนาตางหรอจดเปดปดท�ตองการตรวจสอบ R1 , R2 เปนวงจรแบงแรงดน เพ�อจายไบอสตรงไปกระตนขา G ของเอสซอาร ไซเรนจะสงเสยงเม�อเอสซอารนากระแส ไดโอด D1 ปองกนการเกดแรงเคล�อนยอนกลบ R3 ตอขนานกบไซเรน เพ�อใหมกระแสไหลผานเอสซอารมากกวากระแสโฮลด1ง ขณะเอสซอารนากระแสสวทชกด S4 ชวยทาใหเอสซอารหยดนากระแส

29

ภาพท� 2.12 วงจรเตอนภยดวยเอสซอาร ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 30) การทางานขณะท�สวทช S1, S2, S3 ตวใดตวหน�งยงไมตอวงจร เอสซอารจะยงไมนากระแส เม�อสวทช S1, S2, S3 ตวใดตวหน�งตอวงจรจะมกระแสไหลผาน R1, R1 เกดศกยตกครอมข1วบนของ R2 เปนบวกไปกระตนขา G ของเอสซอารใหนากระแส ไซเรนจะสงเสยงข1น ถาตองการเอสซอารหยดนากระแสกกดสวทช S4 ช�วขณะ เอสซอารจะหยดนากระแสทนท

2.5.3 การใชงานเอสซอารในวงจรจายแรงดนไฟฟากระแสสลบ การใชงานเอสซอารในวงจรจายแรงดนไฟฟากระแสสลบ เอสซอารทาหนาท�เรกตไฟเออรแบบคร� งคล�น(Half wave rectifier) สามารถควบคมเวลาการจายแรงดนมากระตนท�ขาเกทของเอสซอาร การทาใหเอสซอารหยดนากระแสไมจาเปนตองมวงจรควบคม เพราะสญญาณแรงดนไฟสลบท�จายใหเอสซอารมชวงเวลาท�แรงดนตกลงเปนศนยโวลททกๆคร� งไซเกล เหมอนเปนการตดแรงดนออกจากเอสซอาร ทาใหเอสซอารหยดนากระแส 2.5.3.1 การใชเอสซอารในวงจรแรงดนไฟฟากระแสสลบ แรงดนกระตนเกทเปนไฟตรง การจายแรงดนใหเอสซอาร โดยจายแรงดนไฟสลบใหขา A และขา K ของเอสซอารและจายแรงดนไฟตรงบวกกระตนขา G ตลอดเวลา ดงภาพท� 2.13 ภาพท� 2.13 (ก) เปนวงจรเอสซอารท�จายแรงดนไฟสลบใหขา A และ K ขา G จายแรงดนกระตนใหเปนไฟตรง ม RL

เปนโหลดของวงจร ภาพท� 2.13 (ข) เปนแรงดนท�ตกครอมตามจดตางๆของวงจร โดย VAC คอ แรงดนของแหลงจายแรงดนไฟสลบท�ปอนเขามา VGK คอ แรงดนไฟตรงท�เปนแรงดนกระตนขา G VRL คอ แรงดนท�ตกครอมโหลด RL ขณะเอสซอารนากระแส

VAK คอ แรงดนท�ตกครอมเอสซอารขา A และขา K ขณะเอสซอาร ไมนากระแส

30

(ก) วงจร (ข) สญญาณท�จดตาง ๆ

ภาพท� 2.13 วงจรเอสซอารใชแรงดนไฟสลบท�มแรงดนไฟตรงกระตนเกท ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 31) การทางานของวงจรภาพท� 2.13 โดยแรงดนไฟตรง VGK ถกปอนใหขา G และขา K ตลอดเวลา คอมแรงดนบวกกระตนท�ขา G คงท�คาหน�ง เอสซอารจะนากระแสเม�อแรงดนไฟสลบท�จายใหขา A และขา K เปนชวงบวกท�ขา A ภาพ 2.13 (ข) ตาแหนงท� 1 เอสซอารนากระแสมคาความตานทานต�ามาก เกดแรงดนตกครอมท�โหลด RL ชวงแรงดนบวกท1งชวง จนแรงดนไฟสลบท�จายใหตกลงเปน 0 โวลท เอสซอารจะหยดนากระแส เม�อแรงดนไฟสลบชวงลบปอนใหชา A ภาพ 2.13 (ข) ตาแหนงท� 2 เอสซอารไมนากระแส แมวามแรงดนบวกกระตนท�ขา G ตลอดเวลา ความตานทานในตวเอสซอารสงมาก ไมมกระแสไหลในวงจรไมมศกยตกครอมโหลด RL มแตศกยตกครอมขา A และขา K ของเอสซอารชวงแรงดนลบท1งชวง เม�อแรงดนไฟสลบชวงบวกปอนใหขา A อกคร1 ง ภาพ2.13 (ข) ตาแหนงท� 3 เอสซอารจะนากระแสมศกยตกครอมโหลด RL และเม�อแรงดนไฟสลบชวงลบปอนใหขา A อกคร1 ง ภาพ 2.13 (ข) ตาแหนงท� 4 เอสซอารไมนากระแสมศกยตกครอมขา A และขา K ของ เอสซอาร การทางานของเอสซอารในวงจรเปนเชนน1ตลอดเวลา เกดศกยตกครอมโหลด RL เฉพาะชวงบวกของแรงดนไฟสลบ การทางานดงกลาวเอสซอารทางานเปนเหมอนวงจรเรกตไฟเออรแบบคร� งคล�น รปสญญาณท�ทางานสมพนธซ� งกนและกน ดงภาพท� 2.13 (ข)

31

2.5.3.2 วงจรเรกตไฟเออรแบบเตมคล�นโดยใชเอสซอาร ในภาพท� 2.14 เปนการเรกตไฟเออรแบบคร� งคล�นโดยใช เอสซอาร สญญาณไฟสลบท�ตกครอมโหลด RL มเพยงซกเดยวของแรงดนไฟสลบ สามารถใชเอสซอารทาเปนวงจรเรกตไฟเออรแบบเตมคล�น โดยเพ�มเอสซอารเขาไปอกหน�งตวและหมอแปลงชนด 3 ข1วทางดานขดทตยภมเขาไปหน�งตว ภาพท� 2.14

(ก) วงจร (ข) สญญาณท�จดตาง ๆ ภาพท� 2.14 วงจรเรกตไฟเออรแบบเตมคล�นใชเอสซอาร ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 32) ภาพท� 2.14 (ก) เปนวงจรเรกตไฟเออรแบบเตมคล�นโดยใชเอสซอาร T1 เปนหมอแปลงแรงดนอาจเพ�มหรอลดลงตามตองการ มขดลวดทตยภมเปนแบบ 3 ขด ขดบนและลางตอเขาขา A ของ SCR1, SCR2 และขดกลางตอลงกราวด ขา K ของ SCR1, SCR2 ตอรวมกนและไปตออนดบกบโหลด RL อกขาหน�งของโหลด RL ตอลงกราวด ขา G ของ SCR1, SCR2 ตอรวมกนและไปตอเขาข1วบวกของแบตเตอร� VGK ข1วลบของ VGK ตอเขาขา K ของเอสซอารท1ง 2 ตว สวนภาพท� 2.14 (ข) เปนแรงดนท�ตกครอมตามจดตางๆของวงจร การทางานของวงจร เม�อแรงดนไฟสลบจายเขามาบนบวกลางลบท�ขดปฐมภมของ T1 เกดแรงเคล�อนชกนาผานมาขดทตยภมเปนบนลบลางบวก สวนขากลางเปนท1งบวกและลบ โดยเปนบวกเม�อเทยบกบลบดานบนและเปนลบเม�อเทยบกบบวกดานลาง แรงดนไฟสลบถกจายเปนไบอสใหขา A และขา K ของเอสซอารท1ง 2 ตว SCR2 ไดรบไบอสตรงนากระแส มศกยบวกตกครอมดานบนของโหลด RL ท1งชวง จนแรงดนไฟสลบตกลงเปน 0 โวลท SCR2 จะหยดนากระแส ภาพ 2.14(ข) ตาแหนงท� 1

32

เม�อแรงดนไฟสลบจายใหขดปฐมภมของ T1 เปนบนลบลางบวก เกดแรงเคล�อนชกนาผานขดทตยภมเปนบวกลางลบ จายเปนไบอสใหขา A และขา K ของเอสซอาร ท1ง 2 ตว SCR1 ไดรบไบอสตรงนากระแสมศกยบวกตกครอมดานบนของโหลด RL ท1งชวง จนแรงดน ไฟสลบตกลงเปน 0 โวลท SCR1 หยดนากระแส ภาพ 2.14(ข) ตาแหนงท� 2 เม�อแรงดนไฟสลบท�จายใหขดปฐมภม T1 เปนบนบวกลางลบอกคร1 ง ทาให SCR2 ไดรบไบอสตรงนากระแสมศกยตกครอมโหลด RL ชวงบวกท1งชวงอกคร1 ง ภาพ 2.14(ข) ตาแหนงท� 3 และเม�อแรงดนไฟสลบท�จายใหขดปฐมภมของ T1 เปนบนลบลางบวกอกคร1 ง ทาให SCR1 ไดรบไบอสตรงนากระแสมศกยตกครอมโหลด RL ชวงบวกท1งชวงอกคร1 ง ภาพ 2.14(ข) ตาแหนงท� 4 การทางานดงกลาวเอสซอารทางานสลบกน เกดศกยตกครอมโหลด RL เปนลกษณะของวงจรเรกตไฟเออรแบบเตมคล�น ไดรปสญญาณท�ทางานสมพนธกนดงภาพท� 2.14 (ข) 2.5.3.3 วงจรใช RC ควบคมเฟสของแรงดนท�กระตนเกท การใชงานของเอสซอารตอแรงดนไฟสลบ นยมแหลงจายแรงดนไฟสลบเพยงชดเดยวท�จายใหท1งวงจร คอ จายท1งขา A ขา K และขา G ของเอสซอาร ส�งสาคญของการควบคมแรงดนกระตนท�ขา G ตองเปนแรงดนบวกจงตองใสไดโอด ทาหนาท�เรกตไฟเออรชวงบวกของแรงดนไฟสลบปอนใหขา G และการควบคมชวงเวลาในการกระตนขา G ของเอสซอาร เพ�อใหนากระแสใชการควบคม 2 ลกษณะ คอ ใชตวตานทานปรบคาไดอยางเดยว สามารถควบคมเฟสในการทางานของเอสซอารไดเพยง 90 องศา แตถาใชท1งตวตานทานและตวเกบประจ สามารถควบคมเฟสในการทางานของเอสซอารได 180 องศา ลกษณะการควบคมแตละแบบดงน1 ก. การใชตวตานทานอยางเดยวควบคมเฟสของเอสซอาร โดยใชตวตานทานปรบคาไดตออนดบกบไดโอดตอเขาวงจรท�ขา A และขา G เพ�อปอนแรงดนกระตนใหขา G ของเอสซอาร ดงภาพท� 2.15

33

(ก)

ภาพท� 2.15 การควบคมเฟสทางานเอสซอารดวยตวตานทานปรบคา ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 34)

34

ภาพท� 2.15 (ก) วงจรควบคมเอสซอารทางาโดยควบคมเฟส การทางานของเอสซอารโดยใชแรงดนไฟสลบ การปรบเฟสใหเอสซอารทางานจะปรบตวตานทานปรบคาได RG ท�ตออนดบกบไดโอด D1 ทาหนาท�เรกตไฟเออรจายแรงดนบวกไปกระตนขา G ตวตานทาน RL เปนโหลดของวงจร ภาพท� 2.15 (ข) ถง (ฉ) เปนรปสญญาณท�ตกครอมในสวนตางๆของวงจร การทางานเม�อปรบตวตานทาน RG ใหมคาความตานทานต�า กระแสเกท IFG มคากระแสไหลถงคากระแสกระตนเกท (IGT) เรว เอสซอารทางานเรวท�ชวงเวลาการปอนแรงดนบวกใหขา A มแรงดนบวกจานวนมากตกครอมโหลด RL ท�ชวงเวลา t1 ภาพท� 2.15 (ง) ถาปรบตวตานทาน RG ใหมคาความตานทานมากข1น ทาใหเกดการตานการไหลของกระแสเกท IFG หมกระแสไหลถงคากระแสกระตนเกท (IGT) ชาลง เอสซอารทางานชาลงท�ชวงเวลาการปอนแรงดนบวกใหขา A มแรงดนบวกจานวนลดลงมาตกครอมโหลด RL ท�ชวงเวลา t2 ดงภาพท� 2.15 (จ) ถาปรบตวตานทาน RG ใหมคาความตานทานมากท�สด ทาใหเกดการตานการไหลของกระแสเกท IFG ใหมกระแสไหลถงคากระแสกระตนเกท (IGT) ชามาก ท�มมเฟส 90 องศา เอสซอารทางานชาลงท�ชวงเวลาการปอนแรงดนบวกใหขา A มแรงดนบวกจานวนคร� งซกตกครอมโหลด RL ท�ชวงเวลา t3 ดงภาพท� 2.15 (ฉ) การปรบคาความตานทาน RG มผลตอกระแสเกท IFG ท�ไหลไปกระตนขา G ถงคา IGT ชาหรอเรวมผลตอมมเฟสของแรงดนชวงบวกท�ตกครอมโหลด RL ดงภาพท� 2.15 (ง) ถง (ฉ) แสดงวาเอสซอารเม�อนาไปใชกบแรงดนไฟสลบ สามารถควบคมการเรกตไฟเออรได แตการควบคมดวยตวตานทานปรบคาไดเพยงอยางเดยว สามารถควบคมการเรกตไฟเออรไดสงสดไมเกนมมเฟส 90 องศา การควบคมดงกลาวยงไมสมบรณ ควรควบคมไดใกลเคยงมมเฟส 180 องศา จงถอไดวาควบคมการเรกตไฟเออรไดสมบรณแบบ ข. การใช RC ควบคมเฟสของเอสซอาร การควบคมเฟสในการเรกตไฟเออรของเอสซอาร ดงภาพท� 2.15 สามารถควบคมเฟสไดสงสดเพยง 90 องศาเทาน1น ไมพอเพยงในการทางาน การดดแปลงใหสามารถควบคมเฟสในการทางานไดสงสด 180 องศา ทาไดโดยตอวงจรปอนแรงดนกระตนใหขา G ใชท1งตวตานทานปรบคาไดและตวเกบประจตอรวมกนเปนวงจรกระตน ตวเกบประจจะชวยหนวงเวลาการปอนแรงดนบวกกระตนขา G เวลาท�ใชข1นอยกบคาความตานทานและคาความจของ R และ C วงจรแสดงดงภาพท� 2.16

35

(ก)

(ข)

(ค)

(ง)

(จ)

(ฉ) ภาพท� 2.16 การควบคมเฟสทางานของเอสซอารดวย RC ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 36) ภาพท� 2.16 (ก) เปนวงจรควบคมการทางานของเอสซอารท�ทาการ เรกตไฟเออรตามเวลาท�ตองการ โดยใชตวตานทาน RG และตวเกบประจ C1 ไดโอด D1 ทาหนาท� เรกตไฟเออรแรงดนชวงลบไปประจท� C1 ไดโอด D2 ทาหนาท�ปองกนแรงดนชวงลบปอนผานไปใหขา G ของเอสซอารและเรกตไฟเออรแรงดนชวงบวกปอนไปเปนแรงดนกระตนท�ขา G ของ

36

เอสซอาร ตวตานทาน RL เปนโหลดของวงจร สวนภาพท� 2.16 (ข) ถง (ฉ) เปนรปสญญาณท�ตกครอมในสวนตางๆของวงจร การทางานแรงดนไฟสลบชวงลบถกปอนเขามา ไดโอด D1 ทาการ เรกตไฟเออรแรงดนลบไปประจท� C1 บนลบลางบวก จายแรงดนไบอสกลบใหไดโอด D2 ไมมแรงดนปอนใหขา G ของเอสซอาร เม�อแรงดนลบปอนเขามาถงคาสงสดและเร�มลดลง C1 เร�มคายประจผาน RG ครบวงจรท�แหลงจาย VAC จนมแรงดนไฟสลบชวงบวกปอนเขามา ประจลบท� C1 เร�มลดลง เพราะมแรงดนไฟสลบชวงบวกสงเขามาหกลางและเร�มจายแรงดนบวกไปประจท� C1 ทาใหข1วลบของ C1 เร�มประจแรงดนเปนบวกคอยๆเพ�มข1น แรงดนบวกท�ประจ C1 ปอนเปนแรงดนกระตนผานไดโอด D2 กระตนขา G ของเอสซอาร แรงดนท�ทาใหเกทของเอสซอารทางานตองมแรงดนถงคาแรงดนกระตนเกท (VGT) ซ� งคาแรงดนกระตนเกท (VGT) น1 C1 จะประจชาหรอเรวข1นอยกบคาความตานทาน RG ท�ปรบไว ถาปรบคา RG ไวต �า C1 จะคายประจเรวและเร�มประจแรงดนบวกเรว C1 จะประจแรงดนบวกถงคาแรงดนกระตนเกท (VGT) เรว เอสซอารนากระแสเรวมศกยตกครอมโหลด RL เรว แรงดนชวงบวกเกอบเตมชวงตกครอมโหลด RL ดงภาพท� 2.16 (ง) ท�เวลา t1 เม�อปรบคา RG ไวท�คาความตานทานปานกลางจะทาให C1 คายประจชาลงไปอกและเร�มประจแรงดนบวกไดชาลงคาหน�ง C1 ประจแรงดนบวกถงคาแรงดนกระตนเกท (VGT) ชาท�เวลา t2 เอสซอารนากระแสชาลงมศกยตกครอมโหลด RL ชาลง มแรงดนชวงบวกถกตดทอนไปบางชวงตกครอมโหลด RL ดงภาพท� 2.16 (จ) ท�เวลา t2

เม�อปรบคา RG ท�คาความตานทานสงข1นอกคาหน�งทาให C1 คายประจ ชาลงไปอกและเร�มประจแรงดนบวกไดชาลงไปอกเชนกน C1 ประจแรงดนบวกถงคาแรงดนกระตนเกท (VGT) ชาท�เวลา t3 เอสซอารนากระแสชาลงอกและมศกยตกครอมโหลด RL ชาลงไปดวย แรงดนชวงบวกถกตดทอนไปมากข1น เหลอแรงดนชวงบวกตกครอมโหลด RL ภาพท� 2.16 (ฉ) ท�เวลา t3 และถาย�งถาปรบคา RG ใหมคาความตานทานเพ�มข1นไปอก ทาใหเอสซอารทางานชาลงไปเร�อยๆ ย�งมศกยบวกตกโหลด RL นอยลงไปเร�อยๆจนมผลใหเอสซอารไมนากระแส ถาปรบคา RG มากจนตวเกบประจ C1 ไมสามารถประจแรงดนบวกถงคาแรงดนกระตนเกท (VGT) ดงน1นสามารถควบคมการเรกตไฟเออรในวงจรเอสซอารไดถง 180 องศาตามตองการ

2.5.4 การใชเอสซอารควบคมเฟสของแรงดนไฟสลบ เอสซอารใชงานไดท1งไฟตรงและไฟสลบ สามารถสรปการควบคมการทางานของเอสซอารได 2 วธ คอการควบคมการเปด−ปดและควบคมเฟส

37

การควบคมเฟสของเอสซอาร เชน วงจรท�ใชแรงดนไฟสลบเฟสเดยวหรอแรงดน ไฟสลบ 3 เฟสของการควบคมเรกตไฟเออรท1งแบบคร� งคล�นและแบบเตมคล�นท�จายไปยงโหลดท�ตอวงจรแบบเดลตา (Delta) หรอตอวงจรแบบสตาร (Star)

2.5.4.1 ควบคมแรงดนไฟชนดเฟสเดยว แรงดนไฟสลบท�จายใหวงจรมเฟสเดยว การควบคมแรงดนไฟสลบชนดท�มเฟสเดยวดวยเอสซอาร สามารถควบคมไดท1งแบบคร� งคล�นและแบบเตมคล�น แบบคร� งคล�นใชเอสซอารรวมกบไดโอดในการควบคม สวนแบบเตมคล�นใชเอสซอาร 2 ตวตอกลบหวกนในการควบคม ดงน1 ก. แบบคร� งคล�น ควบคมการเรกตไฟเออรโดยใชไดโอดตอขนานกบ เอสซอารแบบกลบทางกนและตออนดบกบโหลด RL วงจรแสดงดงภาพท� 2.17

(ก) วงจร (ข) สญญาณท�จดตาง ๆ ภาพท� 2.17 วงจรควบคมการเรกตไฟเออรของเอสซอารแบบคร� งคล�นเฟสเดยว ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 38) ภาพท� 2.17 (ก) เปนวงจรเรกตไฟเออรแบบคร� งคล�นท�ใชการเรกตไฟเออรท1งไดโอดและเอสซอาร ไดโอด D จะเรกตไฟแรงดนชวงลบใหโหลด RL สวนเอสซอาร จะเรกตไฟแรงดนชวงบวก ซ� งควบคมเฟสไดใหโหลด RL ทาใหแรงดนไฟสลบตกครอมโหลด RL ชวงบวกควบคมเฟสไดโดยปอนแรงดนกระตนขา G สวนชวงลบจะตกครอมโหลด RL ท1งชวง ไดสญญาณตกครอมโหลด RL ดงภาพท� 2.17 (ข) ข. แบบเตมคล�น จะควบคมการเรกตไฟเออรท1งชวงบวกและชวงลบของแรงดนไฟสลบ โดยเอสซอาร 2 ตวตอขนานหวกลบกนและตออนดบกบโหลด RL ดงภาพท� 2.18

VAC

t

VRL

t

38

(ก) วงจร (ข) สญลกษณท�จดตาง ๆ ภาพท� 2.18 วงจรควบคมการเรกตไฟเออรของเอสซอารแบบคล�นเฟสเดยว ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 39)

ภาพท� 2.18 (ก) เปนวงจรเรกตไฟเออรแบบคล�นท�ใชเอสซอารเรกตไฟเออรท1งแรงดนชวงบวกและแรงดนชวงลบ SCR1 และเรกตไฟแรงดนชวงบวกจายใหโหลด RL และจะเรกตไฟแรงดนชวงลบจายใหโหลด RL สามารถควบคมเฟสของแรงดนท�ตกครอม RL ได โดยปอนแรงคนกระตนขา G ของเอสซอาร ไดสญญาณตกครอมโหลด RL ดงภาพท� 2.18 (ข)

2.5.4.2 ควบคมแรงดนไฟสลบชนดสามเฟส แรงดนไฟสลบท�จายใหวงจรม 3 เฟส แรงดนแตละอนพทมเฟสตางกนอย 120 องศา ปอนผานไปเขาโหลดแตละตว โดยเฉพาะ การเรกตไฟเออรแรงดนไฟสลบท�ปอนผานใหโหลดแตละตว สามารถจดวงจรเรกตไฟเออรไดท1งแบบคร� งคล�นและแบบเตมคล�นและใชไดกบโหลดท�ตอวงจรแบบเดลตาและแบบสตาร ก. การเรกตไฟเออรแบบคร� งคล�น การเรกตไฟเออรแบบคร� งคล�นชนด 3 เฟส จะจดวงจรเรกตไฟเออรใหโหลดแตละชดเหมอนกบแบบคร� งเฟสเดยว คอ ใชไดโอดและเอสซอารตอขนานหนหวกลบกน แตตอเพ�อทาการเรกตไฟเออรแตละเฟสโดยเฉพาะ มท1งหมด 3 ชด จายใหโหลดท�ตอวงจรแบบเดลตาหรอสตาร วงจรแสดงดงภาพท� 2.19

39

ภาพท� 2.19 วงจรเรกตไฟเออรคร� งคล�นชนด 3 เฟส ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 40) ภาพท� 2.19 เปนวงจรเรกตไฟเออรคร� งคล�นชนด 3 เฟส D1, SCR1 เปนเรกตไฟเออรของแหลงจาย VA ม D2, SCR2 เปนเรกตไฟเออรของแหลงจาย VB และม D3, SCR3 เปนเรกตไฟเออรของแหลงจาย VC โดย D1, D2 และ D3 จะเรกตไฟแรงดนชวงลบใหโหลด ZL1, ZL2, ZL3 ท1งชวง สวน SCR1, SCR2 และ SCR3 จะเรกตไฟแรงดนชวงบวกท�สามารถควบคมเฟสไดใหโหลด ZL1, ZL2, ZL3 แหลงจายแรงดน VA, VB, และ VC จายแรงดนไฟสลบใหวงจร โดยเฟสของแรงดนไฟสลบท�ปอนเขามามเฟสหางกน 120 องศา แรงดนไฟสลบเรยงลาดบการปอนจาก VA,VB และ VC เชน แรงดนไฟสลบของ VA ปอนเขามาท�เฟส 0 องศา แรงดนไฟสลบของ VB ปอนเขามาท�เฟส 120 องศาและแรงดนไฟสลบของ VC ปอนเขามาท�เฟส 240 องศา ตลอดการทางาน โหลดท�ถกตอวงจรแบบเดลตา เม�อมแรงดนไฟสลบท�ผานเรกตไฟเออรเขามายงโหลด ZL1, ZL2, ZL3 โหลดจะทางานคร1 งละ 2 ตวเรยงลาดบดงน1 แรงดนไฟสลบ VA ปอนเขามา โหลด ZL1 และ ZL3 ทางาน แรงดนไฟสลบ VB ปอนเขามาโหลด ZL1 และ ZL2 ทางานและแรงดน ไฟสลบ VC ปอนเขามา โหลด ZL2 และ ZL3 ทางาน ข. แบบเตมคล�น การเรกตไฟเออรแบบเตมคล�นชนด 3 เฟส จะจดวางเรกตไฟเออรใหโหลดแตละชดเหมอนกบแบบเตมคล�นเฟสเดยว คอ ใชเอสซอารสองตวตอขนานหวหวกลบ แตตอเพ�อทาการเรกตไฟเออรแตละเฟสโดยเฉพาะ มท1งหมด 3 ชด จายใหโหลดท�ตอวงจรแบบเดลตาหรอสตาร ดงภาพท� 2.20

40

ภาพท� 2.20 วงจรเรกตไฟเออรเตมคล�นชนด 3 เฟส ท�มา : (ทฤษฏอเลกทรอนกสอตสาหกรรม 1. 2537, หนา 41)

ภาพท� 2.20 เปนวงจรเรกตไฟเออรคล�นชนด 3 เฟส ม SCR1, SCR2

เปนเรกตไฟเออรของแหลงจาย VA ม SCR3, SCR4 เปนเรกตไฟเออรของแหลงจาย VB ม SCR5, SCR6 เปนเรกตไฟเออรของแหลงจาย VC ตว SCR1, SCR2, SCR3 และ SCR5 จะเรกตไฟแรงดนไฟสลบชวงบวกท�สามารถควบคมเฟสได ใหโหลด ZL1, ZL2, ZL3 สวน SCR2, SCR4 และ SCR6 จะ เรกตไฟแรงดนไฟสลบชวงลบท�สามารถควบคมเฟสไดใหโหลด ZL1, ZL2, ZL3 แหลงจายแรงดนไฟสลบ VA,VB และ VC จะจายแรงดนใหวงจรมเฟสของสญญาณเรยงลาดบหางกนสญญาณละ 120 องศา เชน VA จายแรงดนไฟสลบท�เฟส 0 องศา VB จายแรงดนไฟสลบท�เฟส 120 องศาและ VC จายแรงดนไฟสลบท�เฟส 240 องศา ตลอดเวลาทางาน โหลดท�ตอวงจรแบบสตาร เม�อแรงดน ไฟสลบท�ผานเรกตไฟเออรเขามายงโหลด ZL1, ZL2, ZL3 โหลดทางานพรอมกน 3 ตว แตมตวไดรบกระแสมากข1นคร1 งละ 1 ตว ถาแรงดนไฟสลบ VA ปอนเขามาใหโหลด ZL1 จะไดรบบกระแสมากกวาปกต ถาแรงดนไฟสลบ VB ปอนเขามาใหโหลด ZL2 ปอนเขามาโหลด ZL1 ไดรบกระแสมากกวาปกตและถาแรงดน ไฟสลบ VC ปอนเขามาโหลด ZL3 ไดรบกระแสมากกวา

41

2.6 การตรวจสอบเอสซอาร

การใชสวทชหนาสมผสควบคมไฟแรงสงท�มกระแสสงทาใหเกดการสปารกท�หนาสมผส ทาใหหนาสมผสสก ดงน1นจงมอปกรณอเลกทรอนกสท�ใชแทนสวทชโดยไมมการสกหรอของหนาสมผสซ� งทนแรงดนและกระแสไดสงกวาสวทชหนาสมผส อปกรณชนดน�นคอ SCR

การทางานของเอสซอาร ตองมกระแสมากระตนท�ขาดเกท ทาใหเกดการไหลของกระแสจากแอโนดไปยงแคโทด เม�อเอสซอารนากระแสตองการใหเอสซอารหยดนากระแส ตองตดกระแสและแรงดนท�จายใหกบขาแอโนดออกจงทาใหเอสซอารหยดนากระแส

ภาพท� 2.21 เอสซอาร 2.6.1 การหาขาแคโทด เกทและแอโนดของเอสซอาร มการปฏบตดงน1 - ถอดเอสซอารออกจากวงจรแลวปลอยไว ใหเยนตวจนอยในอณหภมปกต

- ต1งเรนจวดของมลตมเตอรไปท�คาความตานทาน ×1 - ปรบซโรโอหม - ทาการวด 6 คร1 งเชนเดยวกบการวดหาขาเบสของทรานซสเตอร จากการวดท1ง 6 คร1 ง มอย 1 คร1 งท�อานคาความตานทานไดประมาณ 7 โอหมและอก 5 คร1 งท�เหลอจะอานคาความตานทานเปนอนนต(Infinity) ท1งหมด จากน1นใหดวาใน 1 คร1 งท�อานคาความตานทานไดน1น ไดใชสายวดสแดงจากแจกบวกไปแตะท�ขาใด แสดงวาขาน1นเปนขาแคโทด สวนสายวดสดาจากแจกลบท�ไปแตะกบอกขาหน�ง แสดงวาเปนขาเกทและขาท�ปลอยวางไวเปนขาท�สาม คอ ขาแอโนด ถาผลจากการวดปรากฏวาในจานวนการวด 6 คร1 งอานคาความตานทานเปนอนนตท1งหมดแสดงวาเอสซอารตวน1นชารดในลกษณะแคโทดกบเกทขาด คาผลการวดปรากฏวาในจานวนการวด 6 คร1 ง มการอานคาความตานทานเปนศนยโอหมอยางนอย 2 คร1 ง แสดงวาเอสซอารตวน1นชารดในลกษณะชอต

42

- เปล�ยนเรนจวดของมลตมเตอรคาความตานทานจาก ×1 ไปท� ×10 K - ใหนาสายวดสแดงจากแจกบวก ไปแตะท�ขาแคโทดและนาสายวดสดาจาก แจกลบไปแตะท�ขาแอโนด (หามจบปลายสายวดท1งสอง) ในกรณเอสซอารขนาดเลกและขนาดกลาง จะอานคาความตานทานเปนอนนต ถาหากเขมมเตอรเบ�ยงเบนไปทางขวามอเลกนอยถอวาเอสซอารน1นร�ว ในกรณเอสซอารขนาดใหญจะอานคาความตานทานได เขมมเตอรเบ�ยงเบนไปทางขวาเลกนอยยงถอวาปกต

- สลบสายวดโดยนาสายวดสแดงจากแจกบวกไปแตะท�ขาแอโนดและนาสาย วดสดาจากแจกลบไปแตะท�ขาแคโทด (หามจบปลายสายวดท1งสอง) ในกรณเอสซอารขนาดเลกและขนาดกลางจะอานคาความตานทานเปนอนนต ถาเขมมเตอรเบ�ยงเบนไปทางขวาเลกนอย ถอวาเอสซอารร�ว ในกรณเอสซอารขนาดใหญเขมมเตอรจะเบ�ยงเบนไปทางขวาเลกนอยยงถอวาเปนปกต

ภาพท� 2.22 แสดงลาดบและผลการหาขาแคโทด ขาเกทและขาแอโนด ท�มา : (การตรวจสอบอปกรณอเลกทรอนกส. 2541, หนา 25) 2.6.2 การตรวจสอบเอสซอารดวยการทรกเกท โดยใชเรนจวดคาความตานทาน กรณของเอสซอารขนาดเลกและขนาดกลาง ซ� งตองการกระแสเกทไมเกน 150 มลลแอมป การจดชนวนใหเอสซอารทางาน สามารถท�จะใหเรนจวดคาความตานทานทาการตรวจสอบได สามารถหาตาแหนงของเอสซอารได โดยนาสายวดสแดงจากแจกบวกไปแตะขาแคโทดและนาสายวดสดา

43

จากแจกไปแตะท�ขาแอโนดกบขาเกท ในลกษณะวางพาดขวางขาท1งสอง ในกรณของขาแอโนดกบขาเกทอยตดกน แตถาขาแอโนดอยหางจากขาเกท โดยมขาแคโทดข1นกลางอย ใหใชสายไฟท�มปากคบๆครอมระหวางขาแอโนดกบขาเกท ดงภาพท� 2.23

ภาพท� 2.23 วธการวางสายวดเพ�อทรกเกท กรณขาแอโนดกบขาเกทอยตดกน ท�มา : (การตรวจสอบอปกรณอเลกทรอนกส. 2541, หนา 25)

ภาพท� 2.24 วธการใชสายปากคบเพ�อทรกเกท ในกรณขาแอโนดอยหางจากขาเกท ท�มา : (การตรวจสอบอปกรณอเลกทรอนกส. 2541, หนา 26) เขมมเตอรเบ�ยงเบนไปทางขวามอและอานคาความตนทานไดประมาณ 7 โอหม จากน1นคอยๆยกสายวดสดา โดยขณะยกสายวดสดาข1นน1น ตองใหปลายสายแตะกบขาแอโนดตลอดเวลา จนกระท�งสายวดสดาแยกออกจากขาเกทมาแตะท�ขาแอโนดเพยงขาเดยว จะเหนวาเขมมเตอรอยน�งตรงคาความตานทานประมาณ 7 โอหม ไมมการเปล�ยนแปลง แสดงวา เอสซอาร ตวน1นอยในสภาพด แตถาหากเขมมเตอรเบ�ยงเบนมาทางซายมอ ซ� งอานคาความตานทานเปนอนนตขณะทาการแยกสายวดสดาออกจากขาเกท แสดงวา เอสซอารน1นชารดในลกษณะร�ว

44

ในกรณของเอสซอารขนาดใหญไมสามารถใชเรนจวดคาความตานทานตรวจ สอบได เพราะเอสซอารขนาดใหญตองการกระแสเกทเกน 150 มลลแอมป ในการจดชนวนให เอสซอาร ทางานแตเราสามารถตรวจสอบเอสซอารขนาดใหญได ดวยการปอนแรงดนไฟตรง

ภาพท� 2.25 ลาดบและผลจากการวดเอสซอารดวยการทรกเกทโดยใชเรนจวดคาความตานทาน ท�มา : (การตรวจสอบอปกรณอเลกทรอนกส. 2541, หนา 26) 2.6.3 การตรวจสอบเอสซอารดวยการปอนแรงดนไฟตรง การตรวจสอบแบบน1นอกจากจะใชตรวจสอบเอสซอารขนาดใหญแลวยงใชตรวจสอบเอสซอารขนาดเลกและขนาดกลางไดดวย แตการปอนแรงดนไฟตรงตองปอนใหเหมาะสมกบขนาดของเอสซอารน1นๆ - หาขาแอโนดขาแคโทดและขาเกทกอน - ทาการตอวงจรตามภาพท� 2.26

~7

X1

K GA

~7

X1K G

A

เขมมเตอรคาง

ผลการวด ด

X1K G

A

ผลการวด รว

แยกสายวดออกจากขาเกท

45

ภาพท� 2.26 วงจรตรวจสอบเอสซอารดวยการปอนแรงดนไฟตรง ท�มา : (การตรวจสอบอปกรณอเลกทรอนกส. 2541, หนา 27) - จากภาพท� 2.26 VDC คอ แรงดนไฟตรงท�ปอนใหกบวงจรประมาณ 12 V. อาจจะใชแรงดนไฟฟาจากภาคจายไฟ หรอเรกกเลเตอร ถาภาคจายไฟมการปองกนโหลดเกนหรอโอเวอรโหลด (Overload) ขณะทาการทรกใหเอสซอารทางานอาจทาใหเกดโอเวอรโหลดแกเรกกเลเตอรได ฉะน1นขณะทาการทรกตองกดปมรเซทโอเวอรโหลดคางไวช�วขณะ ตวตานทานอาจใชคาประมาณ 100 โอหม ใชตอเขากบวงจรเพ�อจากดกระแสของวงจรขณะเอสซอารทางานหลอดไฟจะสวาง

หลอดไฟจะใชขนาด 12 โวลท 12 วตต เพ�อเปนตวแสดงผลขณะเอสซอาร ทางานถาเอสซอารทางานหลอดไฟจะสวาง สายไฟท�ตอจากขาเกทใชเพ�อทรกใหเอสซอารทางานโดยเม�อนาสายไฟทรกแตะกบขาแอโนด แลวปลอยจะทาใหเอสซอารทางานเกดการนากระแสเปนผลใหหลอดไฟสวาง จากน1นใหนาสายไฟอกสายหน�งมาทาการชอตระหวางขาแอโนดกบขาแคโทด จะเหนไดวาหลอดไฟดบแสดงวาเอสซอารตวน1นอยในสภาพด สวนในกรณท�เปนเอสซอารขนาดเลกและขนาดกลาง ภาคจายไฟท�ปอนแรงดนไฟใหกบวงจรมแรงดนไฟอยประมาณ 1−5 โวลทและหลอดไฟใชคาวตตต �ากวา 12 วตตในการตรวจสอบ บทสรป

ซลกอน คอนโทรล เรกตไฟเออร (Silicon Control Rectifier) หรอ เอสซอาร (SCR) เปนอปกรณประเภทสารก�งตวนาเชนเดยวกบไดโอดและทรานซสเตอร จดอยในกลมของ ไทรสเตอร (Thyristor) มโครงสรางสารก�งตวนาตอชนกน 4 ตอน คอ P-N-P-N มขาตอออกมาใชงานต1งแต 2 ขา 3 ขา หรอ 4 ขา เม�อนาไปใชงานจะทาหนาท�เปนสวทชท�ยอมใหกระแสไหลผานในทศทางเดยวหรอสองทศทาง ปจจบนเอสซอารราคาถกและทนแรงดนและกระแสไดสง เอสซอารท�ทนกระแสสง ย�งทนกระแสไดสงมากข1นจะมขนาดใหญมากข1น การใชงานควรตดกบแผนระบายความรอน โครงสรางของเอสซอารประกอบดวยสารก�งตวนาชนด P และชนด N ตอชนกนท1งหมด 4 ตอน เรยงสลบกน มขาตอใชงาน 3 ขา คอ ขาแอโนด (Anode; A) ขาแคโทด (Cathode; K) และขาเกท (Gate; G)

46

เอสซอารนากระแสไดตองจายแรงดนไบอสใหเอสซอารถกตอง โดยจายแรงดนไบอสตรงใหท�ขา A และขา K และมแรงดนไบอสตรงกระตนท�ขา G คอ จายบวกใหขา A จายลบใหขา K และมไฟบวกกระตนท�ขา G เอสซอารจะนากระแสได เอสซอารจะนากระแสไดเพยงทางเดยว แตสามารถนาไปใชท1งกบแรงดนไฟตรงและแรงดน ไฟสลบ เม�อนาไปใชกบแรงดนไฟตรงจะทาหนาท�เปนสวทช เม�อนาไปใชกบแรงดนไฟสลบจะทาหนาท�เปนวงจรเรกตไฟเออรและเปนเรกตไฟเออรท�สามารถควบคมการเรกตไฟเออรในชวง เวลาท�นากระแสตางกนได

เม�อเอสซอารนากระแส จะทาใหเอสซอารหยดนากระแสทาได 2 วธ คอ 1. ตดแหลงจายแรงดน (VAA) ท�ปอนใหขา A และขา K ของเอสซอารออกช�วขณะ 2. ลดแรงดนไบอสท�จายใหขา A และขา K ลง จนทาใหมกระแสไหลผานเอสซอารต�ากวาคากระแสโฮลด1ง (Holding current) กระแสโฮลด1ง คอ คากระแสต�าสดท�ไหลผานเอสซอารแลวเอสซอารยงคงนากระแสได ขอมลและขดจากดของเอสซอารเปนขอมลคณสมบตของเอสซอาร บอกถงคาจากดตางๆในการนาเอสซอารไปใชงาน เพ�อไมใหเกดการเสยหายท1งเอสซอารและอปกรณตอรวม เอสซอารแตละแตละเบอรมรายละเอยดและขดจากดแตกตางกนไป ดงน1นการเลอกใชงานของเอสซอารตองคานงถงคาตางๆดวย นอกจากคาท�บอกไว ขดจากดของเอสซอารยงข1นอยกบสภาวะอณหภมบรเวณท�ใชงาน เชน แรงดนเบรคโอเวอรไบอสตรง แรงดนบลอกก1งไบอสตรงสงสด กระแสไบอสตรงสงสด กระแสโฮลด1ง กระแสกระตนเกท แรงดนกระตนเกท แรงดนบลอกก1งไบอสกลบสงสด แรงดนไบอสตรงสงสดท�เกท แรงดนไบอสกลบสงสดท�เกท กระแสไบอสตรงสงสดท�เกท และยานอณหภมในการทางาน

การตรวจสอบเอสซอาร แบงเปนข1นตอนดงน1 1. การหาขาแคโทด เกทและแอโนดของเอสซอาร มการปฏบตดงน1 - ถอดเอสซอารออกจากวงจรแลวปลอยไว ใหเยนตวจนอยในอณหภมปกต

- ต1งเรนจวดของมลตมเตอรไปท�คาความตานทาน ×1 - ปรบซโรโอหม - ทาการวด 6 คร1 งเชนเดยวกบการวดหาขาเบสของทรานซสเตอร จากการวดท1ง 6 คร1 ง มอย 1 คร1 งท�อานคาความตานทานไดประมาณ 7 โอหมและอก 5 คร1 งท�เหลอจะอานคาความตานทานเปนอนนต(Infinity) ท1งหมด จากน1นใหดวาใน 1 คร1 งท�อานคาความตานทานไดน1น ไดใชสายวดสแดงจากแจกบวกไปแตะท�ขาใด แสดงวาขาน1นเปนขาแคโทด สวนสายวดสดาจากแจกลบท�ไปแตะกบอกขาหน�ง แสดงวาเปนขาเกทและขาท�ปลอยวาง

47

ไวเปนขาท�สาม คอ ขาแอโนด ถาผลจากการวดปรากฏวาในจานวนการวด 6 คร1 งอานคาความตานทานเปนอนนตท1งหมดแสดงวาเอสซอารตวน1นชารดในลกษณะแคโทดกบเกทขาด คาผลการวดปรากฏวาในจานวนการวด 6 คร1 ง มการอานคาความตานทานเปนศนยโอหมอยางนอย 2 คร1 ง แสดงวาเอสซอารตวน1นชารดในลกษณะชอต

- เปล�ยนเรนจวดของมลตมเตอรคาความตานทานจาก ×1 ไปท� ×10 K - ใหนาสายวดสแดงจากแจกบวก ไปแตะท�ขาแคโทดและนาสายวดสดาจาก แจกลบไปแตะท�ขาแอโนด (หามจบปลายสายวดท1งสอง) กรณเอสซอารขนาดเลกและขนาดกลาง จะอานคาความตานทานเปนอนนต ถาหากเขมมเตอรเบ�ยงเบนไปทางขวามอเลกนอยถอวาเอสซอารน1นร�ว ในกรณเอสซอารขนาดใหญจะอานคาความตานทานได เขมมเตอรเบ�ยงเบนไปทางขวาเลกนอยยงถอวาปกต

- สลบสายวดโดยนาสายวดสแดงจากแจกบวกไปแตะท�ขาแอโนดและนาสาย วดสดาจากแจกลบไปแตะท�ขาแคโทด (หามจบปลายสายวดท1งสอง) กรณเอสซอารขนาดเลกและขนาดกลางจะอานคาความตานทานเปนอนนต ถาเขม

มเตอรเบ�ยงเบนไปทางขวาเลกนอย ถอวาเอสซอารร�ว กรณเอสซอารขนาดใหญเขมมเตอรจะเบ�ยงเบนไปทางขวาเลกนอยยงถอวาเปนปกต

2. การตรวจสอบเอสซอารดวยการทรกเกท โดยใชเรนจวดคาความตานทาน กรณของเอสซอารขนาดเลกและขนาดกลาง ซ� งตองการกระแสเกทไมเกน 150 มลลแอมป การจดชนวนใหเอสซอารทางาน สามารถท�จะใหเรนจวดคาความตานทานทาการตรวจสอบได สามารถหาตาแหนงของเอสซอารได โดยนาสายวดสแดงจากแจกบวกไปแตะขาแคโทดและนาสายวดสดาจากแจกไปแตะท�ขาแอโนดกบขาเกท ในลกษณะวางพาดขวางขาท1งสอง ในกรณของขาแอโนดกบขาเกทอยตดกน แตถาขาแอโนดอยหางจากขาเกท โดยมขาแคโทดข1นกลางอย ใหใชสายไฟท�มปากคบๆครอมระหวางขาแอโนดกบขาเกท เขมมเตอรเบ�ยงเบนไปทางขวามอและอานคาความตนทานไดประมาณ 7 โอหม จากน1นคอยๆยกสายวดสดา โดยขณะยกสายวดสดาข1นน1น ตองใหปลายสายแตะกบขาแอโนดตลอดเวลา จนกระท�งสายวดสดาแยกออกจากขาเกทมาแตะท�ขาแอโนดเพยงขาเดยว จะเหนวาเขมมเตอรอยน�งตรงคาความตานทานประมาณ 7 โอหม ไมมการเปล�ยนแปลง แสดงวา เอสซอาร ตวน1นอยในสภาพด แตถาหากเขมมเตอรเบ�ยงเบนมาทางซายมอ ซ� งอานคาความตานทานเปนอนนตขณะทาการแยกสายวดสดาออกจากขาเกท แสดงวา เอสซอารน1นชารดในลกษณะร�ว

48

ในกรณของเอสซอารขนาดใหญไมสามารถใชเรนจวดคาความตานทานตรวจ สอบได เพราะเอสซอารขนาดใหญตองการกระแสเกทเกน 150 มลลแอมป ในการจดชนวนให เอสซอาร ทางานแตเราสามารถตรวจสอบเอสซอารขนาดใหญได ดวยการปอนแรงดนไฟตรง