Transcript (4) SCR 응용회로

1. 교류 전력 제어의 개념 이해
- 정격전압을 지닌 전구의 예
2. 교류 전력 제어 소자들의 특성 이해
- Transformer & Slidac
- Transister
- SCR
- TRIAC & DIAC
(1) 교류 전력 제어
1. 전원의 종류
- 교류 : 220Vrms 60Hz 상용전원 사용, 전기에너지 제어 용이
- 직류 : 전자회로의 소자를 구동시킬때 사용, 교류에서 변환
2. 교류전력제어는 전압의 크기와 주파수 2가지를 제어해야 함
(위상)
(1) 교류 전력 제어
3. 백열전구의 경우
- 전구의 빛의 세기는 저항에서 소모되는 에너지의 크기
- 통제변인은 전구의 필라멘트(임피던스),
- 독립변인은 전압
- 종속변인은 소모되는 에너지
필라멘트가
통제변인 !
(1) 교류 전력 제어
4. 220V-100W VS 220V-60W 백열전구
- 110V에 연결 시
- 전압크기를 가변하면 (소모)전력의 제어가 가능
- 에너지의 제어 효율이 중요
(2) 트랜스포머를 이용한 교류전력제어
1. 2개 코일을 이용해 유도전압으로 제어
- 감은수(권선수)의 비로 전압제어 – 전력 일정
- 트랜스포머는 권선수비를 조정 할 수가 없음.
(2) Slidac을 이용한 교류전력회로
1. 오토트랜스포머 중간단자에
미크럼판 접점을 변화시켜 권선수를 변화시킴.
- 자속손실없어 전력손실이 거의 없으나 무겁고 비쌈.
(3) 전력용 반도체 소자를 이용한 전력제어
1. 스위치로 교류전원을 제어하는 개념
- 전원과 부하사이에 원하는 위상부분만 선택하는 On/Off
스위치를 구성
- 출력에너지는 전압 실효값에 비례한다.
- 교류전원의 주파수와 동기를 이루어야 함.
(3) 전력용 반도체 소자를 이용한 전력제어
2. Transister의 경우
- Base에 전류를 주입하면 C, E는 포화되어 도통
전류를 없애면 차단
- 도통여부와 전원과의 동기화 문제 발생
(4) SCR 응용회로(휘도제어회로)
1. 다이오드 + 제어를 위한 게이트단자
- 다이오드의 도통의 특성에 게이트 전류여부가 도통에 관여
- 게이트단자를 소스에 연결하여 동기화
- K, A, G 단자가 있다.
(4) SCR 응용회로(휘도제어회로)
2. SCR의 회로와 동작
-
A : V_A-K >0 이지만 게이트신호가 없어 차단상태
B : I_G > C 가 있으면 도통으로 천이
C : I_G = 0 이 되어도 계속해서 전류가 공급되어 계속 도통
D : 역바이어스가 되면 차단
(4) SCR 응용회로(휘도제어회로)
3. SCR의 회로와 전원의 동기화
- 게이트에 가해지는 펄스 시작각을 소스와 동기화
- 전압분배기로 G전압을 연결
- 도통제어 위상각이 0~90DEG로 제한
- 다이오드와 마찬가지로 단극성만 도통
(4) SCR 응용회로(휘도제어회로)
3. SCR의 회로와 전원의 동기화
- C 사용하여 G전압을 분배하면 시정수만큼 딜레이 생성
- 소스와 딜레이 된 게이트 동작 위상이 시정수만큼 차이남
-> 도통 시점을 다르게 할 수 있다.
(5) TRIAC 응용회로(휘도제어회로)
1. 양극성 도통 및 동기화
- 등가적인 SCR 두개를 역극성 병렬로 연결한 구조
G단자는 1개로 통일
- 병렬 구조이기 때문에 역방향에 게이트 구동 가능
- 게이트 동작특성이 비대칭일 경우가 많음. 전류,온도 영향받음
(5) TRIAC 응용회로(휘도제어회로)
2. DIAC & TRIAC 이용 제어회로
-
DIAC을 TRIAC Gate 도통을 위한 트리거 소자로 사용
TRIAC Gate의 비대칭적 특성을 보상
양 극성에 대해 동일한 위상에서 on-state로의 펄스를 줌
C에 의해 위상 지연 효과
1. 저항을 이용한 분배기로 220V 전원을 이용하여 110V
출력전원을 얻고, 이 회로를 이용하여 100W 의 백열전구
를 켜도록 하는 회로를 그려라. 또 이 회로가 가지는 특징
을 나열하고, 실제 전력회로에서는 이것을 사용하지 않는
이유를 설명하라.
- 220V 100W 전구의 저항은 동일 저항을 두 개 직렬 연결하여
전압분배를 하면 된다.
- Load 가 병렬로 붙을 수록 전압이 출력저항이 일정치 못하고
낮아져서 많은 전류가 흐르게 되어 오동작 하게 된다
- Transformer을 이용하여 전압을 감압시켜 사용 할 수 있다.
변압기 무겁고 비싸서 전력회로에서 사용하기에 적절치 않다
2. 오토트랜스포머(autotransformer)란 무엇인가?
- 특수한 형태의 변압기로 1차코일과 2차코일의 일부분이
공통으로 되어있다.
- Slidac은 최초 상품화한 General Radio사의 제품 고유명사
※주의사항
1. 높은 전원을 다루므로 감전되지 않도록 할 것
2. 교류전원장치는 실험실에서 제공하는 절연변압기가
내장된 슬라이닥을 사용하며, 임의로 만지지 말 것
3. 오실로스코프로 2point 이상 파형을 동시 측정하려면
반드시 공통 GND를 할 것
4. 실험장치에 전원을 넣기 전에 반드시 장갑을 착용할 것
(1) 슬라이닥을 이용한 교류전력제어
- 회로를 구성하고 슬라이닥 출력전압이 0이 되도록 왼쪽으로
최대한 돌려 놓는다. 플러그에 60W 전구를 연결한다
- 교류전원장치의 손잡이를 회전시켜 출력전압을 변화시키면서
전구 밝기 변화를 확인한다. 전압은 DVM으로 측정한다.
(2) SCR을 이용한 교류 전력 제어
- 회로를 구성한다. 교류전원장치 전원을 차단하고 손잡이를
왼쪽으로 돌려 출력전압을 0이 되도록 한다.
- 회로를 완전히 구성하면 교류전원장치를 인가하고 손잡이를
돌려 출력전압이 60V가 되도록 설정한다.
- 가변저항을 변화시키면서 전구의 밝기변화를 확인한다
- 가변저항을 조정하여 서로 다른 3개의 동작점을 적절히
선정하고 애노드와 캐소드 사이의 전압파형과 게이트 케소드
사이의 전압파형을 오실로 스코프로 관측하라
- 전구 양단의 전압파형을 그려라.
(3) TRIAC을 이용한 교류 전력(위상)제어
- 회로를 구성하고 실험 2의 내용을 반복한다.
- http://j102.net/lecture/3593 - DIAC TRIAC SCR
- http://www.icbanq.com/elecinfo_net/
Elec_Basic.aspx?idx=10&sidx=1 - 사이리스터 해설
- www.ktword.co.kr/abbr_view.php?
nav=2&id=177&m_temp1=2102 - 변압기 해설
- http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page - 소자정보 및 내용
- http://google.com - 각종 이미지 검색