PEMBELAJARAN SCR

PEMBELAJARAN SCR

A.    Tujuan Kegiatan Pembelajara

      Setelah mempelajari kegiatan belajar Modul 2 siswa dapat :

1.    Menjelaskan susunan fisis dan prinsip kerja SCR.

2.    Mejelaskan cara kerja SCR sebagai switch.

3.    Mengidentifikasi komponen-komponen pada pengendali beban     menggunakan SCR.

4.    Memahami cara memberi peyulutan pada SCR.

5.    Menjelaskan cara kerja rangkaian pengedali menggunakan  SCR

6.    Memahami dasar kerja dan fungsi UJT.   

7.    UJT sebagai relaxation oscillator.                                                        

B. Uraian Materi.

1. Silicon Controlled Rectifier

1.1.      Susunan Fisis dan Prinsip Kerja SCR.

Pengembangan elektronika akhir-akhir ini maju dengan sangat pesat   setelah ditemukan beberapa jenis rumpun Solid State diantaranya Transistor. Dioda, UJT,dll.

Beberapa laboratorium elektronika berusah menemukan suatu jenis SolidState yang dapat dipergunakan untuk mengendalikan daya listrik sebagai pengganti tabung air raksa yang biasa dikenal dengan nama THYRATRON. Ternyata keinginan ini telah dicapai dengan ditemukannya apa yang disebut ”THYRISTOR”

Nama telah diambil dari gabungan Thyaratron dan Transistor. Pada tahun 1957 Thyristor telah direproduksi dan telah dipasarkan pula.

Thyristor dibuat dari susunan bahan silicon dan sifat-sifatnya yang hampir mirip dengan silicon rectifier juga dengan dioda 4 lapis. Keistimewaan dari Thyristor dibanding dengan silicon rectifier, adanya tambahan elektroda yang disebut Gate. Gate ini merupakan tempat dimana Thyristor dikendalikan (controlled) karena itu Thyristor juga disebut “Silicon Controlled Rectifier” disingkat menjadi SCR. Pada saat sekarang ini penggunaan SCR sangat luas karena SCR dapat mengendalikan arus listrik yang cukup besar dan dapat pula dipergunakan langsung untuk jaringan arus tukar (AC). Penggunaan yang nyata pada saat sekarang ini adalah untuk switching daya listrik yang besar yang dapat mengendalikan pengaturan beban putaran motor listrik, pengaturan alat pemanas listrik, pengatur lampu penerangan, relay dan alat-alat alarm yang sangat peka. Bahkan dalam industri-industri sekarang ini SCR digunakan sebagai sarana pelengkap automat yang menggantikan alat-alat yang sangat peka.

    

  1.2. Sifat-Sifat SCR        

1.       Dalam keadaan gate tidak diberikan picu (trigger), SCR tidak menghantrakan   arus, istilahnya dalam keadaan demikian ini “OFF” atau “Blocked”. Hal ini dapat dipersamakan (antara anoda dan katoda) dengan switch dalam keadaan terbuka.

2.       Apabila tegangan picu (meskipun hanya sesaat) diberikan pada gate, maka SCR akan menghantar atau “ON”. Jadi, SCR akan bekerja sebagai silicon dioda biasa yang dapat menghantar arus pada jurusan dari anoda ke katoda, akan tetapi ”blocked” pada jurusan yang sebaliknya.

3.       Sewaktu SCR telah “ON”, kemudian secara mendadak tegangan positif pada gate kita putuskan, maka SCR tetap ON. Jelasnya untuk membuat SCR dapat ON cukup dengan memberikan tegangan positif dalam waktu yang pendek karena da;am pemakain tegangan (DC), SCR akan bekerja terus-menerus seperti halnya silicon rectifier biasa bahkan kita dapat melakukan pengendalian SCR dengan memberikan pulse positif pada gatenya.

4.       Hubungan antara gate dan katoda pada SCR bersifat seperti dioda silicon, sehingga antara gate dan katoda berimpedansi rendah pada rah forward (conduct). Pengendalian tegangan gate dibutuhkan antara 1-2 volt saja dengan arus gate beberapa puluh miliampere, tegangan dan arus ini sudah cukup untuk membuat SCR yang berkemampuan menghantar arus sebesar beberapa puluh ampere (arus anoda-katoda).

5.       Apabila SCR telag dalam keadaan ON, cara untuk meng-OFF kan kembali tak dapat dilakukan melalui gate, melainkan kita harus menurunkan besarnya arus anoda-katoda sampai batas dibawah nilai Ih “holding current” (nilai mendekati nol). Apabila sekarang SCR digunakan untuk keperluan arus tukar AC, kita tak mendapat kesulitan sebab setiap setengah periode positif akhir, tegangan arus AC akan menurun dan kemudian nol sahingga SCR secara otomtis OFF dengan sendirinya.

Dalam pemakain SCR dapat dipergunakan oleh pemakai/beban. Rangkaian untuk keperluan tersebut dapat mempergunakan DC maupun AC.

1.3. Sistim picu gate

Sebagaimana telah dibahas sebelumnya, bahwa Thyristor merupakan kompenen break over, khususnya SCR dan triac adalah kompenen break over yang tinggi tegangan konduknya, tetapi dengan mengatur melalui sinyal picu yang diberikan pada gate, sehinggga dengan tegangan yang kecil komponen tsb dapat mengalirkan arus ( konduk).

Di dalam rangkaian kenverter AC, Thyristor merupakan komponen utama melalui pengontrolan lebar sudut konduk (conduction angle) atau sudut penundaan picu (firing delay angle).

Rangkaian dasar SCR dan Triac beban dan sumber tegangan diperlihatkan pada gambar 1.3b. dan gambar 1.3c. memperlihatkan sudut konduk SCR 120^o maka sudut picunya 60^o dan bila sudut konduknya 45^o, sudut picunya 135^o.

                                                                                                                                       

 

Pengaturan sudut konduk/sudut picu dilakukan melalui pengaturan      sinyal picu, pengatur ini dapat dilaksanakan dengan 2 sistem:

1.       Dengan mengatur besarnya arus picu (I_G) yang diberikan pada gate. Makin besar I_G makin rendah U_BRF sehingga makin lebar sudut konduk atau maakin sempit sudut picunya.

2.       Dengan mengatur waktu (saat) diberikannya sudut picu. Dalam hal ini besarnya I_G agar U_BRF ~ 0 volt langsung dipenuhi, hanya waktu pemberian picunya diatur, makin awal datangnya sinyal picu makin lebar sudut konduknya dan sebaliknya makin tertunda sinyal picu maikn sempit sudut konduknya.

Di dalam praktek pada umumnya menggunakan cara ke-2 dan sinyal picunya menggunakan sinyal berbentuk pulsa atau tegangan tajam (spike voltage).