Le Thyristor SCR

Le terme SCR (Silicon Controlled Rectifier) signifie redresseur contrôlé au silicium, l'un des membres les plus importants de la famille des thyristors . Il est plus populaire que les autres thyristors comme le TRIAC. que certaines personnes utilisent même les mots Thyristor et SCR de manière interchangeable.
Les SCR sont construits à partir de silicium et sont le plus souvent utilisés pour convertir le courant alternatif en courant continu (rectification), d'où le nom de redresseur contrôlé au silicium . Ils sont également utilisés dans d'autres applications telles que la régulation de puissance, l'inversion, etc. Les SCR ont la capacité de gérer des valeurs élevées de courant et de tension et sont donc utilisés dans la plupart des applications industrielles.

Le SCR est principalement utilisé comme composant de l'onduleur à insérer dans le commutateur de transfert statique (STS). Bien que le SCR puisse résister au courant de court-circuit pénétrant, il doit avoir la capacité de couper rapidement le courant de défaut en cas d'accident. La courbe de protection actuelle est utilisée pour la coordination de la protection du système d'alimentation sans coupure (UPS) et d'autres problèmes.
Lorsqu'un accident survient, la méthode proposée peut s'arrêter en peu de temps. Un bypass STS pour l'onduleur en ligne en utilisant SCR est proposé. La procédure de conception et l'analyse sont présentées en détail. Le temps d'arrêt total du SCR est inférieur à 250µs, ce qui est beaucoup plus court que la méthode d'arrêt conventionnelle. Le circuit utilise également une protection contre les surintensités.

Static Transfer Switch (STS) - Commutateur de transfert statique

WeEn Semiconductors, en tant que leader du secteur des thyristors, a introduit avec succès des SCR haute tension couvrant la gamme 1 200 V - 1 600 V. Ceux-ci peuvent être utilisés dans des applications industrielles telles que les alimentations sans interruption (UPS), les relais statiques (SSR), le stockage d'énergie et les chargeurs de batterie où une tension de blocage élevée et des capacités de gestion de courant de surtension élevées sont requises.

Topologie UPS en ligne avec SCR haute tension

Le SCR agit comme un commutateur CA dans les circuits de convertisseur de puissance, qui a des fonctions différentes par rapport aux transistors à effet de champ à semi-conducteur à oxyde métallique (MOSFET). Le SCR est un interrupteur semi-contrôlé dans le sens où il ne peut être déclenché qu'avec un courant de grille et commute (s'éteint automatiquement lorsque l'arrêt n'est pas contrôlé) à mesure que le courant de charge diminue en dessous du courant de maintien. Topologie UPS en ligne avec SCR haute tension

Outre les UPS, le SCR est largement utilisé dans les relais statiques (SSR), les chargeurs de batterie et les circuits de contrôle de charge résistive et inductive. Dans les alimentations sans interruption (UPS) en ligne modernes, le secteur CA et la batterie CC de secours sont nécessaires pour garantir la continuité de la sortie dans toutes les conditions.

Le Transistor IGBT

 

L' IGBT ou transistor bipolaire à grille isolée est la combinaison du BJT et du MOSFET. Son nom implique aussi la fusion entre eux. « Grille isolée » fait référence à la partie d'entrée du MOSFET ayant une impédance d'entrée très élevée. Il ne consomme aucun courant d'entrée mais fonctionne sur la tension à sa borne de grille. « Bipolaire » fait référence à la partie de sortie du BJT ayant une nature bipolaire où le flux de courant est dû aux deux types de porteurs de charge. Cela lui permet de gérer des courants et des tensions très importants en utilisant de petits signaux de tension. Cette combinaison hybride fait de l'IGBT un dispositif contrôlé en tension.

Les deux bornes du collecteur (C) et de l'émetteur de l'IGBT (E) sont utilisées pour la conduction du courant tandis que la grille (G) est utilisée pour contrôler l'IGBT. Son fonctionnement est basé sur la polarisation entre les terminaux Porte-Émetteur et les terminaux Collecteur-Émetteur.

Le Fonctionnement des IGBT

Le collecteur-émetteur est connecté à Vcc de telle sorte que le collecteur soit maintenu à une tension positive par rapport à l'émetteur. La jonction j1 devient polarisée en direct et j2 devient polarisée en inverse. À ce stade, il n’y a aucune tension à la grille. En raison de l'inversion j2, l'IGBT reste éteint et aucun courant ne circulera entre le collecteur et l'émetteur.
En appliquant une tension de grille V G positive à celle de l'émetteur, les charges négatives s'accumuleront juste sous la couche de SiO 2 en raison de la capacité. L'augmentation du VG augmente le nombre de charges qui finissent par former une couche lorsque le VG dépasse la tension de seuil, dans la région P supérieure. Cette couche forme un canal N qui court-circuite la région de dérive N et la région N+.
Les électrons de l’émetteur circulent de la région N+ vers la région de dérive N-. Tandis que les trous du collecteur sont injectés de la région P+ dans la région de dérive N-. En raison de l’excès d’électrons et de trous dans la région de dérive, sa conductivité augmente et démarre la conduction du courant. Par conséquent, l'IGBT s'allume.

Différence entre SCR et IGBT

 

Le SCR et L'IGBT sont tous deux des dispositifs de commutation électroniques à semi-conducteurs. Il existe quelques différences importantes entre le SCR et l'IGBT.

Les SCR s'allument lorsque l'anode et la grille ont une tension correcte appliquée, mais ne s'éteignent pas tant que la tension de l'anode n'atteint pas zéro ou que la grille ne devienne négative. Un IGBT restera allumé tant que la base (porte) est active et s'éteindra lorsque la porte passera à zéro. Les deux appareils sont couramment utilisés pour contrôler la vitesse d'un moteur à courant alternatif, mais un IGBT offre un meilleur contrôle car il peut être réglé au passage par zéro de l'onde CA montante et éteint à tout moment arbitraire par la suite, ce qui entraîne moins de bruit transitoire, moins de bruit transitoire. chaleur perdue et plus de précision globale. De plus, comme un IGBT est un dispositif à grille isolée, il ne consomme pas de courant appréciable sur la grille, ce qui conduit à une gamme plus large de circuits de commande et à une consommation d'énergie moindre.

Maintenance et réparation des onduleurs UPS

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