Un SCR (Silicon Controlled Rectifier) è un componente elettronico fondamentale utilizzato in molti circuiti per il controllo di potenza. In questo articolo, esploreremo il funzionamento di un SCR elettronico, le sue applicazioni e i vantaggi che offre.
Cos’è un SCR Elettronico?
Un SCR è un dispositivo semiconduttore che funziona come un interruttore controllato. È composto da quattro strati alternati di materiale N e P, formando tre giunzioni PN. Questi strati creano una struttura PNPN, che è responsabile delle proprietà uniche dell’SCR.
Principio di funzionamento di un SCR
Il funzionamento di un SCR è basato sul controllo del flusso di corrente attraverso il dispositivo mediante un segnale di gate. Ecco come funziona nel dettaglio:
- Stato di blocco: Quando non viene applicata alcuna tensione al gate, l’SCR rimane in stato di blocco, impedendo il passaggio di corrente attraverso il dispositivo. Questo è simile a un interruttore aperto.
- Accensione: Per accendere l’SCR, viene applicato un impulso di corrente al gate. Questo impulso crea una piccola corrente che innesca la conduzione tra l’anodo e il catodo. Una volta acceso, l’SCR rimane conduttivo anche se il segnale di gate viene rimosso.
- Spegnimento: L’SCR può essere spento riducendo la corrente attraverso il dispositivo al di sotto di un livello critico, noto come corrente di mantenimento. Questo può essere ottenuto interrompendo l’alimentazione o applicando una tensione inversa tra anodo e catodo.
Gli SCR offrono numerosi vantaggi che li rendono ideali per diverse applicazioni:
- Alta efficienza: Gli SCR sono altamente efficienti nel controllo di potenza, minimizzando le perdite energetiche.
- Affidabilità: Grazie alla loro robustezza, gli SCR possono gestire elevate correnti e tensioni senza deteriorarsi facilmente.
- Regolazione di velocità dei motori: Utilizzati nei controlli di velocità dei motori DC e AC.
- Controllo di temperatura: Impiegati nei sistemi di riscaldamento per regolare la temperatura.
- Alimentatori switching: Usati nei convertitori di potenza e negli alimentatori switching per migliorare l’efficienza.
Gli SCR elettronici sono componenti versatili e potenti che giocano un ruolo cruciale nel controllo di potenza in vari dispositivi elettronici. In circuiti semplici a bassissima corrente (ad esempio piccoli circuiti di auto-ritenuta) un SCR potrebbe essere sostituito con altri componenti, ad esempio con 2 transistor, uno NPN ed uno PNP con qualche resistenza, il semiconduttore SCR ha questa funzione senza ausilio di altri componenti esterni.
Parlando di componenti elettro-dinamici, la stessa funzione di auto-ritenuta potrebbe essere realizzata con un relè a doppio scambio, dove uno scambio viene impiegato per controllare il carico mentre il secondo scambio viene utilizzato come auto-ritenuta di alimentazione bobina; anche in questo caso, per spegnere il relè una volta acceso, si deve rimuovere l’alimentazione.
