|
ตัวอย่างการใช้งานพื้นฐานของเอสซีอาร์
ในการควบคุมระบบไฟตรง
 เอสซีอาร์นี้
สามารถนำไปใช้ในการควบคุมระบบไฟได้ทั้งแบบไฟสลับและไฟตรง ก่อนอื่นเราจะมาดูกันในตัวอย่างง่าย
ๆ ที่ควบคุมไฟตรงมีอยู่ 2 วิธี ในการใช้งานเอสซีอาร์ เพื่อการควบคุมการจ่ายไฟให้แก่โหลด
โดยใช้สวิตช์กดเป็นตัวควบคุม ดังแสดงไว้ในรูปที่ 2 โหลดในที่นี้เป็นหลอดไฟ
12 โวลต์ ทั้วไป จากวงจรทั้งสองนี้ เอสซีอาร์จะเริ่มทำงานเมื่อสวิตช์ S1
ถูกกดลง (กดแล้วปล่อย) ดังนั้น จะเป็นการป้อนกระแสให้แก่เกตโดยผ่าน R1 เพื่อทำให้เอสซีอาร์เริ่มทำงาน
ทั้ง สองวงจรนี้ มีการต่อขาเกตเข้ากับแคโทด โดยผ่าน R2 เพื่อปรับปรุงให้วงจรมีความเสถียรมากขึ้น
รูปที่ 2 แสดงตัวอย่างการใช้งานของเอสซีอาร์
โดยมีสวิตช์เปิดและแยกกัน
เนื่องจากเมื่อเอสซีอาร์เริ่มทำงานแล้ว
ทางเดียวเท่านั้นที่จะหยุดการทำงานลงได้ ก็โดยการลดค่ากระแสแอโนดให้ต่ำกว่าค่า
Ih ของมัน แม้จะเป็นเพียงช่วงเวลาสั้น ๆ ก็พอ ดังนั้น จากรูปที่ 2 ก. เอสซีอาร์จะหยุดการทำงานก็ต่อเมื่อสวิตช์
S2 ถูกเปิดวงจรออกชั่วขณะหนึ่ง ส่วนในรูปที่ 2 ข. สามารถทำได้โดยปิดวงจรสวิตช์
S2 ซึ่งเป็นการทำให้แอโนดและแคโทดถูกต่อเข้าด้วยกันในชั่วขณะหนนึ่ง ก็จะทำให้เอสซีอาร์หยุดการทำงานได้เช่นกัน
รูปที่ 3 การหยุดการทำงานของเอสซีอาร์โดยใช้ตัวเก็บประจุ
C1
วงจรในรูปที่
3 ได้แสดงถึงอีกวิธีหนึ่ง ที่จะทำให้เอสซีอาร์หยุดทำงานลงได้ ตัวเก็บประจุ
C1 จะถูกประจุให้มีแรงดันคร่อมตัวมัน มีค่าเท่ากับแรงดันที่ให้ โดยกระแสที่ผ่านความต้านทาน
R3 และเมื่อเวลาต่อมาสวิตช์ S2 ถูกเปิดวงจรลง ซึ่งจะเป็นการดึงแรงดันที่ขั้วบวกของ
C1 ให้เป็นกราวด์ เมื่อเป็นเช่นนั้น อีกขั้วหนึ่งของ C1 ก็จะมีแรงดันเป็นลบในทันที
และขั้วด้านนี้ได้ถูกต่ออยู่กับขาแอโนดของเอสซีอาร์ จึงทำให้แรงดันที่ขาแอโนดเป็นลบในชั่วขณะหนึ่งจนกว่า
C1 จะคายประจุออกหมด ซึ่งในช่วงเวลานี้จะเป็นการไบแอสกลับให้แก่เอสซีอาร์
ทำให้เอสซีอาร์นี้หยุดทำงานลงได้ ช่วงเวลาที่มีการไบแอสกลับจะประมาณ 2 -
3 x 10 - 6 วินาที ซึ่งก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดการหยุดทำงานขึ้นได้แต่ข้อควรระวังคือ
C1 ที่ใช้นั้นจะต้องเป็นตัวเก็บประจุแบบที่ไม่มีขั้วเท่านั้น
รูปที่ 4 วงจรที่ดัดแปลงจากรูปที่
3 โดยใช้ SCR2 แทนตำแหน่งสวิตช์ S2
การออกแบบวงจรที่ใช้ตัวเก็บประจุเป็นตัวช่วยในการหยุดการทำงานของเอสซีอาร์นี้
สามาถทำได้อีกวิธีหนึ่งดังแสดงวงจรไว้ในรูปที่ 4 ขอให้สังเกตว่า ใช้ SCR2
แทนสวิตช์ S2 เมื่อเทียบกับในรูปที่ 3 โดย SCR1 จะหยุดการทำงานในทันที ที่
SCR2 เริ่มทำงานโดยใช้สวิตช์ S2 และ SCR2 นี้จะหยุดทำงานหลังจากที่สวิตช์
S2 ถูกปล่อยออก เนื่องจากว่ากระแสแอโนดที่ให้แก่ SCR2 โดยผ่าน R3 นั้นมีค่าต่ำกว่ากระแสโฮลดิ้งของมัน
รูปที่ 5 วงจรฟลิปฟลอป
โดยใช้เอสซีอาร์
ในรูปที่
5 เป็นการดัดแปลงวงจรมาจากรูปที่ 4 โดยให้ทำหน้าที่เป็นวงจรฟลิปฟลอปในการขับหลอดไฟ
2 ดวง โดยมีการทำงานดังนี้ สมมติว่า SCR1 กำลังทำงานอยู่ SCR2 จะไม่ทำงาน
ดังนั้น C1 จะถูกประจุจนเต็มโดยผ่านหลอดไฟ L2 ซึ่งต่ออยู่กับไฟบวก
สถานะของการทำงานของวงจรจะถูกเปลี่ยนไปเมื่อสวิตช์
S2 ถูกกดลงโดย SCR2 จะทำงานส่วน SCR1 จะหยุดทำงาน เนื่องจากผลของตัวเก็บประจุที่ต่ออยู่ที่ขาแอโนดนั่นเอง
ในขณะเดียวกัน C1 จะถูกประจุใหม่ให้เต็มโดยผ่านหลอดไฟ L1 และเมื่อกดสวิตช์
S1 การทำงานจะถูกกลับมาเป็นเดิมอีกโดย SCR2 จะหยุดทำงาน เนื่องจากผลของ C1
เช่นกัน
รูปที่ 6 การใช้เอสซีอาร์
ในการควบคุมการทำงานของบัซเซอร์ โดยจะทำงานเฉพาะในช่วงที่กดสวิตช์ S1 เท่านั้น
นอกจาการใช้เอสซีอาร์ในการควบคุมทำงานของโหลดที่เป็นหลอดไฟดังตัวอย่างที่ได้อธิบายไปแล้วข้างต้นเรายังสามารถนำมาใช้
ในการควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ ประเภทอื่น เช่นดังตัวอย่างในรูปที่ 6 โดยโหลดในที่นี้จะเปลี่ยนเป็นบัซเซอร์
หรืออาจจะเป็นวงจรอะไรก็ได้ ที่มีลักษณะของการตัดการทำงานภายในตัวเองอยู่ตลอดเวลาเช่นกระดิ่งไฟฟ้า
เป็นต้น วงจรเหล่านี้จะทำงานเฉพาะในช่วงที่มีการกดสวิตช์ S1 เท่านั้น
จุดสังเกตอยู่ที่ว่าโหลดประเภทนี้จะทำหน้าที่เหมือนกับมีสวิตช์ที่มีการเปิด
/ ปิดวงจรให้ตัวมันเองอยู่ตลอดเวลาดังนั้น เมื่อต่อโหลดประเภทนี้ลงไปในวงจรดังรูปที่
6 แล้ว วงจรจะไม่สามารถคงสภาพการทำงานเรื่อย ๆ ไปได้อย่างปกติทั่วไป โดยจะมีการทำงานก็เฉพาะในช่วงที่มีการกดสวิตช์
S1 เท่านั้น และเนื่องจากโหลดชนิดนี้มีลักษณะ เป็นตัวเหนี่ยวนำไฟฟ้า ดังนั้น
จึงจำเป็นจะต้องต่อไดโอด D1 คร่อมตัวมันอยู่ เพื่อลดแรงดันย้อนกลับที่เกิดขึ้น
รูปที่ 7 วงจรที่ดัดแปลงมาจากรูปที่
6 ให้สามารถคงสภาพการทำงานอยู่ได้ โดยใช้กระแสที่ไหลผ่านความต้านทาน R3
วงจรนี้สามารถดัดแปลงให้มีความสามารถในการคงสภาพการทำงานได้เหมือนเดิม
โดยต่อความต้านทาน 470 โอห์ม ขนานกับโหลดดังในวงจรรูปที่ 7 ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะ
กระแสแอโนดไม่ได้หยุดไหล ในขณะที่มีการตัดการทำงานภายในของโหลดประเภทนี้
แต่จะมีปริมาณกระแสขนาดหนึ่ง ที่ไหลต่อเนื่องอยู่ตลอดเวลาโดยผ่านความต้านทาน
R3 ที่ใส่เพิ่มลงไป ดังนั้น เมื่อกดสวิตช์ S1 แล้ว วงจรจะคงสภาพการทำงานอยู่เช่นนี้ต่อไปเรื่อย
ๆ จนกว่าจะกดสวิตช์ S2 ซึ่งเป็ฯการเปิดวงจรของส่วนกระแสที่ไหลผ่าน R3 การทำงานจึงหยุดลงได้
รูปที่ 8 วงจรที่แสดงให้เห็นถึงผลของ
rate - effect ที่ทำให้เอสซีอาร์ เกิดการทำงานขึ้นได้เอง โดยไม่มีสัญญาณทริกที่ขาเกต
วงจรสุดท้ายของการยกตัวอย่างใช้เอสซีอาร์
ในการควบคุมระบบไฟตรงได้แสดงไว้ในรูปที่ 8 เป็นวงจรที่แสดงถึงผลของ rate
- effect ที่ทำให้เอสซีอาร์เกิดการทำงานขึ้นได้เอง ในขณะที่ไม่มีการป้อนสัญญาณทริกเกอร์ให้แก่เกต
ในวงจรนี้กำหนดให้เอสซีอาร์ทำหน้าที่เป็นตัวจ่ายให้แก่โหลดที่เป็นหลอดไฟขนาด
3 โวลต์ที่ต่ออยู่ที่ขาแอโนด โดยมีแหล่งจ่ายแรงดันขนาด 4.5 โวลต์ ผ่านสวิตช์
S1
ขอให้สังเกตว่าแหล่งจ่ายนี้ได้ถูกกำหนดให้จ่ายกระแสให้แก่กระดิ่งไฟฟ้าขนาด
4.5 โวลต์ด้วย โดยผ่านสวิตช์ S3 กระดิ่งไฟฟ้านี้เป็นตัวสร้างหรือทำให้เกิดทรานเซี้ยนต์
ขึ้นในสายของแหล่งจ่ายซึ่งก็จะส่งผลไปยังแอโนดของเอสซีอาร์ด้วย ผลของทรานเซี้ยนต์ที่เกิดขึ้นนี้จะมีผลทำให้เอสซีอาร์เกิดการนำกระแสขึ้นได้แม้ในขณะที่ไม่มีสัญญาณทริกให้แก่เกต
ทรานเชี้ยนต์ที่ทำให้เกิด
rate - effect นี้จะต้องมีค่าอัตราการเพิ่มของแรงดัน (rate - of - rise value)
ประมาณอย่างน้อย 20 โวลต์ / ไมโครวินาทีการแก้ความผิดพลาด ที่เกิดขึ้นนี้
สามารถใช้ R2 และ C1 ซึ่งต่ออยู่ในวงจรดังรูป โดยมีสวิตช์ S2 ควบคุม
การแสดงให้เห็นถึงผลของ
rate - effect นี้สามารถทำได้โดยเปิดวงจรสวิตช์ S2 ปิดวงจรสวิตช์ S1 จะเห็นว่าเอสซีอาร์จะยังไม่ทำงาน
แต่เมื่อกดสวิตช์ S3 เพื่อจ่ายกระแสให้แก่กระดิ่ง เมื่อกระดิ่งไฟฟ้าทำงานผลก็คือ
เอสซีอาร์จะเริ่มทำงานด้วย และหลอดไฟจะติดสว่าง ซึ่งเป็นผลเนื่องจากทรานเซี้นนต์ที่สามารถทริกให้เอสซีอาร์
เกิดการทำงานและจะคงสภาพการทำงานอยู่เช่นนี้ แม้จะปล่อยสวิตช์ S3 แล้วก็ตาม
ต่อไปขอให้ลองดูอีกครั้งหนึ่งโดยปิดสวิตช์
S2 และ S1 แล้วกดสวิตช์ S3 เพื่อให้กระดิ่งไฟฟ้าทำงานขึ้นนั้น จะเห็นได้ว่า
เอสซีอาร์ไม่เกิดการทำงานขึ้นอย่างใน การทดสอบครั้งแรก เนื่องจากผลของความต้านทานของโหลด
คือหลอดไฟรวมกับ R2 และ C1 จะทำหน้าที่เป็นวงจรลดอัตราการเพิ่มของแรงดันที่แอโนด
เนื่องจากทรานเซี้ยนต์ที่เกิดขึ้น จึงเป็นการป้องกันไม่ให้เอสซีอาร์เกิดการทำงานผิดพลาด
|
