SCR(Silicon Controlled Rectifier)실리콘 제어 정류소자의 원리와 용도 - 전장설계 기초 교육 Part10

전장설계 시, 필요한 SCR(Silicon Controlled Rectifier)의 원리와 용도를 찾고 있나요?

영어도 처음 배울 때, 단어를 배우는 것처럼 우리가 사용하는 제품의 원리 및 용도를 알아야 합니다.

인터넷에서 ‘SCR’를 검색하면, 동작원리는 많이 나와 있지만, 어떤 용도로 사용하는지 알려주는 곳이 없어 이 글을 작성하게 되었습니다.

그럼 우리가 알아야 할 제품의 원리와, 용도를 알아볼까요?

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1. SCR(Silicon Controlled Rectifier)의 원리와 용도

출처:Para ENT 홈페이지

SCR은 실리콘 제어 소자라고도 불리는데, 앞써 SSR과 다르게 유도성 부하인 할로겐 히터(Halogen heater)를 제어 할 수 있는 기기가 SCR 입니다.

출처: ENSERI정규범 유튜브

왼쪽 그림은 PNPN접합 회로를 모식화 한것이고, 오른쪽 그림은 풀어서 기호로 표현 한 그림입니다.

A: 애노드(Anode), K: 캐소드(Cathode), G: 게이트(Gate) 전자회로를 볼려면 이와 같은 용어도 알아야 하는데 간단히 설명 드리겠습니다.

위 회로의 기본 원리는 G(Gate)의 회로에 전류가 흐르게 되면 A(Anode) -> K(Cathode) 로 회로가 흐른다.
- 트랜지스터의 화살표 방향만 보셔도 무방 합니다.
G(Gate)의 회로에 전류가 흐르게 되면 다이오드 회로와 동일하게 동작 한다.
A(Anode)가 K(Cathode) 대하여 +전압인 경우, G(Gate)에 적당한 전류를 흐르면 A -> K 로 전류가 흐르고 A(Anode)가 전압이 0V 이 되지 않으면, Off 되지 않습니다.

출처: ENSERI정규범 유튜브

SCR Controller 내부에는 위와 같은 회로가 기본적으로 내장되어 있습니다.

위에서 기본적으로 SCR소자의 기본원리를 아셨는데요, AC 를 제어 하기위해선 위 그림같이 다이오드가 양방향으로 걸린 TRIAC(Triode AC Switch) 소자가 있어야 합니다.

SCR 에서 위상각제어를 하려고 하면, 일반적인 교류 파형에서 위상각을 제거해 주면 되겠죠?

자, 아래 그림을 가지고 어떻게 위상 제어를 하는지 그림으로 설명 드릴께요.

출처: https://khj8099.tistory.com/10 블로그

출력은 (a), (b), (c) 순서대로 50% 75% 100% 출력이다.
교류(AC) 전원은 50Hz ,60Hz를 가지고 있다.
60Hz 의 1/2 Cycle의 시간은 약 8.33ms 이며, 위상각은 0~180º 의 수치를 가지고 있다.
위상제어 방식은 교류(AC)의 전압을 1/2 Cycle 입력 신호에 따라 8.33ms 0~180º를 비례적으로 분할 제어하여 출력하는 방식이다.

출처:Para ENT 홈페이지

SCR은 SSR과 같은 역활을 하지만, SSR과는 다르게 위성각 제어로 인해, 유도성 부하: 할로겐 히터(Halogen heater)를 제어 할 수 있습니다.

위 그림에서 위에 있는 그림은 위상각(SCR) 제어 방식이고, 아래 있는 그림은 제로크로싱(SSR) 제어[SSR 설명 글 ] 방식입니다.

더 내용을 적을려고 했으나, [SSR 설명 글 ] 과 회로 및 겹치는 내용이 많아 여기서 마무리 하도록 하겠습니다.

부족하지만 여기까지 봐주신 여러분들께 감사합니다.

여러분들께서는 기본적인 Parts 에 대해서 배우셨습니다.

Parts 는 주기적으로 올릴 예정이지만, 기본적인 Parts 는 배우셨다고 생각하시면 됩니다.

다음 강의에서는 Parts 에서의 메뉴얼을 보면서 전기용량, 통신 등 기본적으로 알아야할 부분을 알려 드리겠습니다.

“Step By Step” 라는 말이 있습니다. 여러분들도 꾸준하게 제 글을 봐주신다면 전장설계를 좀더 쉽게 다가가실 수 있으실 겁니다.

긴 글 읽어 주셔서 감사합니다. 다음시간에 뵙겠습니다.