BT152-600R SCR Tristör 650V 13A TO-220AB

BT152-600R, yüksek akım ve yüksek gerilim gerektiren güç anahtarlama uygulamalarında kullanılan silikon kontrollü doğrultucu (SCR) tipi bir tristördür. 650V tekrarlamalı tepe gerilim dayanımı, 13A ortalama iletim akımı, 20A RMS akım kapasitesi ve yüksek darbe akımı dayanımı sayesinde motor kontrolü, ateşleme devreleri, koruma devreleri, gerilim regülasyonu ve çeşitli endüstriyel güç elektroniği uygulamalarında kullanılabilir.

BT152-600R, Gate terminaline uygulanan uygun tetikleme sinyali ile iletime geçer. Gate sinyali kaldırıldıktan sonra Anot-Katot akımı tutma akımının üzerinde kaldığı sürece iletimini sürdürmesi, SCR tristörlerin temel çalışma özelliğidir. TO-220AB kılıf yapısı sayesinde uygun soğutucu ile birlikte daha yüksek güçlü uygulamalarda kullanılabilir.

Teknik Özellikler

• Model: BT152-600R
• Eleman Tipi: SCR Tristör / Silikon Kontrollü Doğrultucu
• Kılıf Tipi: TO-220AB / SOT78
• Tekrarlamalı Tepe Off-State Gerilimi (VDRM): 600V
• Tekrarlamalı Tepe Ters Gerilimi (VRRM): 600V
• Ortalama İletim Akımı (IT(AV)): Maksimum 13A
• RMS İletim Akımı (IT(RMS)): Maksimum 20A
• Tekrarlamasız Tepe İletim Akımı (ITSM): 200A @ 10ms
• Tekrarlamasız Tepe İletim Akımı (ITSM): 220A @ 8.3ms
• Gate Tetikleme Akımı (IGT): Tipik 3mA, Maksimum 32mA
• Gate Tetikleme Gerilimi (VGT): Tipik 0.6V, Maksimum 1V
• Kilitlenme Akımı (IL): Tipik 25mA, Maksimum 80mA
• Tutma Akımı (IH): Tipik 15mA, Maksimum 60mA
• İletim Durumu Gerilimi (VT): Tipik 1.4V, Maksimum 1.75V @ IT=40A
• Maksimum Akım Yükselme Hızı (dIT/dt): 200A/µs
• Off-State Gerilim Yükselme Hızı (dVD/dt): Minimum 200V/µs, Tipik 300V/µs
• Tepe Gate Akımı (IGM): Maksimum 5A
• Tepe Gate Gücü (PGM): Maksimum 20W
• Ortalama Gate Gücü (PG(AV)): Maksimum 0.5W
• Junction-Montaj Tabanı Termal Direnci: Maksimum 1.1K/W
• Serbest Havada Junction-Ortam Termal Direnci: Tipik 60K/W
• Maksimum Junction Sıcaklığı: 125°C
• Depolama Sıcaklığı: -40°C ile +150°C
• Montaj Tipi: THT
• Pin Sayısı: 3

BT152-600R Pin Dizilimi ve Örnek Yük Kontrolü

BT152-600R, TO-220AB kılıfta üç bağlantı terminaline sahiptir. Komponent üzerindeki yazılar kullanıcıya bakacak şekilde önden tutulduğunda pinler soldan sağa Katot, Anot ve Gate şeklindedir.

• Pin 1 – K / Katot: Ana akım yolunun Katot terminalidir
• Pin 2 – A / Anot: Ana güç akımının giriş terminalidir
• Pin 3 – G / Gate: SCR'nin tetiklenmesini sağlayan kontrol terminalidir
• Metal Tab / Mounting Base: Elektriksel olarak Anot / Pin 2 terminaline bağlıdır

Çalışma Prensibi

BT152-600R normal durumda Anot ile Katot arasındaki akımı engeller. Anot, Katot'a göre pozitif konumdayken Gate terminaline yeterli tetikleme akımı uygulandığında SCR iletime geçer ve yük akımı Anot-Katot üzerinden akmaya başlar.

SCR iletime geçtikten sonra Gate'e uygulanan sinyalin sürekli devam etmesi gerekmez. Anot-Katot akımı tutma akımının üzerinde kaldığı sürece cihaz açık kalmaya devam eder. Bu nedenle SCR yapısı, kilitlemeli güç anahtarlama uygulamalarında avantaj sağlar.

SCR'nin MOSFET ve Transistörden Farkı

BT152-600R, MOSFET veya klasik bipolar transistör gibi kontrol sinyali kaldırıldığında doğrudan kapanmaz. Gate terminali yalnızca SCR'yi tetikleyerek iletime geçirmek için kullanılır.

SCR'yi kapatmak için Anot-Katot akımının tutma akımının altına düşmesi gerekir. AC uygulamalarda bu durum akımın sıfır geçişiyle doğal olarak gerçekleşebilir. DC uygulamalarda ise akımın kesilmesi veya uygun bir komütasyon yöntemi gerekebilir.

Gate Tetikleme Özelliği

BT152-600R için Gate tetikleme akımı tipik 3mA, maksimum 32mA seviyesindedir. Gate tetikleme gerilimi ise tipik 0.6V, maksimum 1V olarak belirtilmektedir.

Devre tasarımında yalnızca tipik Gate tetikleme değeri esas alınmamalıdır. Güvenilir çalışmayı sağlamak için sıcaklık, üretim toleransları ve sürücü devresinin akım kapasitesi dikkate alınarak maksimum Gate gereksinimi değerlendirilmelidir.

Gate Seri Direnci

Gate terminaline doğrudan kontrol gerilimi uygulanmamalıdır. Gate akımını sınırlandırmak için uygun bir seri direnç kullanılmalıdır.

Gate direnci yaklaşık olarak aşağıdaki şekilde hesaplanabilir:

RG ≈ (VCONTROL − VGT) / IG

Bu nedenle görselde yer alan örnek Gate direnç değerleri her uygulama için sabit kabul edilmemelidir. Kullanılan kontrol gerilimine ve istenen Gate akımına göre uygun direnç seçilmelidir.

Kilitlenme ve Tutma Akımı

BT152-600R için kilitlenme akımı tipik 25mA, maksimum 80mA; tutma akımı ise tipik 15mA, maksimum 60mA seviyesindedir. SCR ilk tetiklendiğinde yük akımının kilitlenme akımını aşması gerekir.

SCR iletime geçtikten sonra ise yük akımı tutma akımının altına düşene kadar cihaz iletimde kalır. Düşük akımlı yüklerde veya darbe karakterli uygulamalarda bu değerler önem taşır.

13A Ortalama İletim Akımı

BT152-600R için belirtilen 13A değeri, IT(AV) yani ortalama on-state akım değeridir. Bu değer belirli dalga şekli ve termal koşullar altında tanımlanmıştır.

Bu nedenle 13A değeri her uygulamada doğrudan genel sürekli akım kapasitesi olarak değerlendirilmemelidir. Gerçek çalışma koşullarında akım dalga şekli, iletim açısı ve soğutma şartları birlikte değerlendirilmelidir.

20A RMS İletim Akımı

BT152-600R'nin maksimum RMS on-state akım değeri 20A'dır. RMS akım değeri, özellikle AC veya yarım sinüs dalga biçimlerinde cihazın ısıl yükünü değerlendirmek açısından önemlidir.

13A IT(AV) ile 20A IT(RMS) farklı elektriksel büyüklüklerdir ve birbirinin yerine kullanılmamalıdır.

200A – 220A Darbe Akımı

BT152-600R yüksek kısa süreli akımlara dayanabilecek şekilde tasarlanmıştır. Tekrarlamasız tepe iletim akımı 10ms için 200A, 8.3ms için 220A seviyesindedir.

Bu değerler yalnızca çok kısa süreli non-repetitive surge akımlarını ifade eder. Sürekli çalışma akımı olarak kullanılmamalıdır.

600V Gerilim Dayanımı

BT152-600R, maksimum 600V tekrarlamalı tepe off-state gerilimi ve 600V tekrarlamalı tepe ters gerilim dayanımına sahiptir. Bu özellik yüksek gerilimli kontrol ve doğrultma uygulamalarında kullanılmasına imkan verir.

600V değeri cihazın maksimum sınırıdır. Gerçek uygulamalarda anahtarlama sırasında oluşabilecek transient gerilimler ve endüktif yüklerin oluşturabileceği darbeler dikkate alınarak uygun güvenlik payı bırakılmalıdır.

İletim Gerilimi ve Güç Kaybı

BT152-600R iletim durumundayken Anot ile Katot arasında belirli bir gerilim düşümü oluşur. 40A test akımında iletim durumu gerilimi tipik 1.4V, maksimum 1.75V seviyesindedir.

SCR üzerindeki yaklaşık anlık iletim kaybı şu şekilde ifade edilebilir:

P ≈ VT × IT

Gerçek termal hesaplamada akım dalga şekli, iletim süresi, montaj tabanı sıcaklığı ve üretici termal eğrileri birlikte değerlendirilmelidir.

DC Yük Kontrolü

BT152-600R, DC yük anahtarlama uygulamalarında kullanılabilir. Yük, pozitif besleme ile SCR'nin Anot terminali arasına bağlanır ve Katot GND hattına alınır. Gate'e uygun tetikleme verildiğinde SCR iletime geçer.

DC devrelerde SCR açıldıktan sonra yalnızca Gate sinyalini kesmek cihazı kapatmaz. Akım yolunun kesilmesi veya uygun bir komütasyon yöntemi kullanılması gerekir.

AC Devrelerde Kullanım

SCR, AC devrelerde yalnızca uygun polaritedeki yarım periyotlarda iletim sağlar. Akım sıfır noktasından geçtiğinde Anot-Katot akımı tutma akımının altına düşer ve cihaz kapanır.

Bu özellik kontrollü doğrultucular, güç kontrol devreleri ve ateşleme uygulamalarında kullanılabilir.

Endüktif Yüklerde Koruma

Motor, bobin, röle ve solenoid gibi endüktif yükler anahtarlanırken yüksek gerilim darbeleri oluşabilir. Devrenin AC veya DC yapısına göre flyback diyotu, RC snubber, TVS veya MOV gibi uygun koruma elemanları kullanılmalıdır.

Koruma elemanları seçilirken yükün çalışma gerilimi, akımı ve endüktif enerji seviyesi dikkate alınmalıdır.

TO-220AB Kılıf ve Soğutucu Kullanımı

BT152-600R, TO-220AB / SOT78 güç kılıfına sahiptir. Bu yapı cihazın harici bir soğutucuya monte edilmesini kolaylaştırır.

Metal montaj tabı elektriksel olarak Anot terminaline bağlıdır. Bu nedenle ortak metal soğutucu kullanılan uygulamalarda elektriksel izolasyon gerekip gerekmediği mutlaka kontrol edilmelidir.

Devre Tasarımında Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Pin 1 Katot, Pin 2 Anot ve Pin 3 Gate bağlantısı doğru yapılmalıdır
• Metal tabın elektriksel olarak Anot / Pin 2 terminaline bağlı olduğu dikkate alınmalıdır
• 13A değeri ortalama on-state akımı IT(AV)'dir
• 20A değeri RMS on-state akımı IT(RMS)'dir
• 200A ve 220A değerleri yalnızca kısa süreli non-repetitive surge akımlarıdır
• 600V maksimum VDRM ve VRRM değerleri aşılmamalıdır
• Gate sürücü devresi maksimum 32mA IGT gereksinimi dikkate alınarak tasarlanmalıdır
• Gate akımını sınırlamak için uygun seri direnç kullanılmalıdır
• DC uygulamalarda Gate sinyali kaldırıldığında SCR'nin otomatik olarak kapanmayacağı unutulmamalıdır
• Yüksek akım uygulamalarında termal tasarım yapılmalı ve gerektiğinde uygun soğutucu kullanılmalıdır
• Endüktif yüklerde uygun transient koruma elemanları kullanılmalıdır

Kullanım Alanları

• Motor kontrol devreleri
• Ateşleme devreleri
• Kontrollü doğrultucu devreleri
• Koruma ve crowbar devreleri
• Gerilim regülasyon uygulamaları
• DC yük anahtarlama sistemleri
• UPS ve inverter devreleri
• Endüstriyel güç kontrol sistemleri
• Röle ve solenoid kontrolü
• Güç elektroniği uygulamaları
• Elektronik eğitim ve deney projeleri

Paket İçeriği

• 1 Adet BT152-600R SCR Tristör 650V 13A TO-220AB