sábado, 3 de diciembre de 2011

SCR

El rectificador controlado de silicio (SCR) es un dispositivo semiconductor que es miembro
de una familia de dispositivos de control conocido comoTiristores, este SCR posee tres terminales 

anodo, catodo y puerta (gate).
al igual que el diodo scockley, presenta dos estados de operacion bierto y cerrado.
Es un dispositivo rectificador correccionalista (es decir, que deja circular la corriente eléctrica en un solo sentido: desde A hacia K como un diodo rectificador semiconductor), pero además del estado "on" (cerrado, conduciendo) del diodo común, tiene un segundo estado estable: "off" (cortado, abierto, sin conducir). Si el voltaje VGK entre G y K es el adecuado, conduce desde A hacia K.  





APLICACIONES DEL SCR

Una aplicación muy frecuente de los SCR es el control de potencia en alterna en reguladores (dimmer) de lámparas,
calentadores eléctricos y motores eléctricos.



Principio de Funcionamiento
Tensión de ánodo negativa respecto a cátodo (VAK < 0):
Los diodos U1 y U3 quedan polarizados en inverso y U2 en directo. La corriente del diodo viene dada por:









Métodos de disparo:
Para que se produzca el cebado de un tiristor, la unión ánodo - cátodo debe estar polarizada en directo y la señal de mando debe permanecer un tiempo suficientemente largo como para permitir que el tiristor alcance un valor de corriente de ánodo mayor que IL, corriente necesaria para permitir que el SCR comience a conducir.
Para que, una vez disparado, se mantenga en la zona de conducción deberá circular una corriente mínima de valor IH, marcando el paso del estado de conducción al estado de bloqueo directo.
Los distintos métodos de disparo de los tiristores son:

  • Por puerta.
  • Por módulo de tensión. (V)
  • Por gradiente de tensión (dV/dt)
  • Disparo por radiación.
  • Disparo por temperatura.

  • Disparo por puerta
Es el proceso utilizado normalmente para disparar un tiristor. Consiste en la aplicación en la puerta de un impulso positivo de intensidad, entre los terminales de puerta y cátodo a la vez que mantenemos una tensión positiva entre ánodo y cátodo.
Una vez disparado el dispositivo, perdemos el control del mismo por puerta. En estas condiciones, si queremos bloquearlo, debemos hacer que VAK < VH y que IA < IH



Condiciones necesarias para el control de un SCR
Disparo
  • Polarización positiva ánodo - cátodo.
  • La puerta debe recibir un pulso positivo (respecto a la polarización que en ese momento tengamos en el cátodo) durante un tiempo suficiente como para que IA sea mayor que la intensidad de enganche.
Corte
  • Anular la tensión que tenemos aplicada entre ánodo y cátodo.
  • Incrementar la resistencia de carga hasta que la corriente de ánodo sea inferior a la corriente de mantenimiento (IH), o forzar a que IA < IH.

Características estáticas:

Las características estáticas corresponden a la región ánodo - cátodo y son los valores máximos que colocan al elemento en límite de sus posibilidades: VRWM, VDRM, VT, ITAV, ITRMS, IFD, IR, Tj, IH.


 Características dinámicas:
Tensiones Transitorias

Son valores de tensión que van superpuestos a la señal sinusoidal de la fuente de alimentación. Son de escasa duración, pero de amplitud considerable.

El diodo puerta (G) - cátodo (K) difiere de un diodo de rectificación en los siguientes puntos:
    • Una caída de tensión en sentido directo más elevada.
    • Mayor dispersión para un mismo tipo de tiristor.
Construcción de la curva característica de puerta:
La unión puerta – cátodo se comporta como un diodo, por lo que representamos la característica directa de dicho diodo. Para una misma familia de tiristores existe una gran dispersión. Para no complicar demasiado el proceso, se dibujan únicamente las dos curvas extremas, puesto que todas las demás quedan comprendidas entre ambas.

Análisis gráfico del concepto de disipación máxima.

Para ello tomamos un tiristor típico con los valores nominales y las características de puerta siguientes:

VRGM max= 5V
PGAV max= 0.5W
PGM max = 5W
VGT > 3.5V

IGT > 65mA
 Tensión insuficiente para disparar ningún elemento < 0.25V.


No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada