전기공학실험 위상전력제어 실험 예비 레포트

소개글

전기공학실험 위상전력제어 실험 예비 레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

※ 실험 목적
※ 실험 내용
※ 실험 이론
※ 사용기기 및 재료
※ 실험 방법

본문내용

<1. 위상전력제어>
※ 실험 목적
위상제어를 통한 전력제어를 이해시키고, 전력용 반도체 사용법과 회로를 통한 전력제어report>
※ 실험 내용
1. UJT, DIAC을 이용한 트리거 신호 발생 실험
2. SCR을 이용한 위상전력제어 실험
3. TRIAC을 이용한 위상전력제어 실험
※ 실험 이론
1. 전력용 반도체
● 전력용 반도체
- 직류 혹은 교류 형태의 전압·전류를 시스템에서 요구하는 적합한 형태와 크기로 변환하는 전력 변환의 핵심 반도체 소자.
- 저항 대신에 원하는 동작을 얻기 위해서 효율적인 방법
- 전력용 반도체 모듈은 인버터, 무정전 전원 공급 장치, 용접기, 엘리베이터 등의 산업용 응용분야 및 자동차분야에 주로 적용.
- 전력용 반도체를 이용해서 위상제어를 하게 될 경우 전력의 낭비 없이 원하는 대로 램프의 밝기 및 전동기의 속도를 제어가 가능.
전력용 반도체 소자의 역사
전력용반도체 소자의 주목적
● 스위칭 동작 : 흔히 사용하는 반도체 소자의 가장 보편적인 응용의 하나
:소자가 오프 상태(차단상태)에서 온 상태(도통상태)로 전환되는 것
이와 같은 응용에서 일반적인 기초 소자로는 바이폴라 접합 트랜지스터를 들 수 있으며, 다이오드나 기타 소자도 일종의 스위칭 소자로써 사용할 수 있다.
● 사이리스터(Thyristor)
사이리스터의 회로 기호 대표적인 전류-전압 특성
- 전력용 스위칭 분야에서 가장 중요한 반도체 소자의 하나
- p-n-p-n접합의 4층 구조 반도체 소자의 총칭
- 역저지 사이리스터, 역도통 사이리스터, 트라이액이 있다.
- 일반적으로는 SCR (Silicon-Controlled Rectifier Thyristor)이라고 불리는 역저지 3단자 사이리스터를 가리키며, 실리콘 제어 정류소자를 말한다.
- 사이리스터는 3개 이상의 P-N접합을 1개의 반도체 기판 내에 형성함으로서 전류가 흐르지 않는 오프 상태와 전류가 흐를 수 있는 온 상태의 2개의 안정된 상태가 있고, 또한 오프 상태에서 온 상태로 또는 온 상태에서 오프 상태로 이행이 가능한 반도체 소자.
- 일반적으로 전력용 트랜지스터에 비해 고내압에서 우수한 특성을 나타낸다.
- SCR이나 다이액, 트라이액이라고 부르고 있는 것이 있다. 일반적으로 사용되는 SCR이나 다이액, 트라이액이라는 명칭은 실제는 상품명으로 정식적인 호칭은 아니다.
- SCR : 3극 단방향 사이리스터
다이액 : 2극 쌍방향 사이리스터
트라이액 : 3극 쌍방향 사이리스터
●사이리스터(Thyristor) 의 장점
① 고전압 대전류의 제어가 용이하다.
② 제어이득이 높고, 게이트 신호가 소멸하여도 온 상태를 유지할 수 있다.
③ 수명은 반영구적으로 신뢰성이 높다. 또 써지 전압 전류에도 강하다.
④ 소형, 경량으로 기기나 장치에의 설치가 용이하다.
이러한 장점을 갖고 있는 사이리스터는 가전제품, OA기기, 산업용 기기 등의 전력제어 분야에서 널리 사용되고 있으며, 수십A이하의 중소 전력 사이리스터만도 여러 가지가 있다.
●사이리스터(Thyristor) 의 단점.
① 반도체소자는 고장 나면 전문가의 도움이 필요하다.
② 반도체 소자의 급격한 발전으로 부품의 조달이 어려울 수 있다.
③ 온도와 습도에 민감하여 주위온도, 배기, 환기 등의 세심한 배려가 필요하다.
●SCR 구조
- 그림 1-4(a)이며, 스위치 동작을 이해하기 위하여, 그림 1-4(b)와 같이 SCR을 2개로 분할하면 알기 쉬워진다. 즉, pnp와 npn의 콜렉터와 베이스가 서로 접속되어 있는 것이다. 이것은 pnp의 콜렉터 전류가 npn의 베이스 전류로써 작용하고, 마찬가지로npn의 콜렉터 전류가 pnp의 베이스 전류로써 작용하는 +의 피드백 회로이다
- Holding current (IH)
: SCR의 ON 상태를 유지하기 위한 최소한의 양극전류
: ON 상태에 있는 SCR의 Gate 회로를 개방하고 양극 전류를 줄여가면 어느 전류로부터 OFF 상태로 옮아가서 전류가 흐르지 않게 되는 때의 전류
- Lathing current(IL)
: SCR이 OFF 상태에서 ON 상태로의 전환이 행해지고 트리거 신호가 제거된 직후에 SCR을 ON 상태로 유지하는데 필요로 하는 최소한의 양극 전류
- latching current는 동작할 수 있는 최소한의 전류이고 holding current는 동작하고 있는 상태에서 점점 줄였을

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전기공학실험,   위상전력제어,   예비레포트,   전력용 반도체,   사이리스터,   scr