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Nombre: Chelsea Achig Fecha: 2020-04-07 Materia: Ing. Electrónica I TIRISTORES (SCR) Los SCR pueden hacer circular corrientes menores que 1A hasta 1000A o más, por lo que son muy útiles para actuar como interruptores en equipamientos eléctricos pesados cuando reemplazan a los contactores. Los SCR se utilizan para controlar el valor medio de una corriente de carga sin disipar grandes potencias, pueden reemplazar a los reóstatos de gran tamaño y gran potencia, y a la vez, ahorrar energía eléctrica. Ventajas

I ODC =   

V ODC R No poseen partes móviles. No producen arcos de contacto. No se producen contactos deficientes debido a la corrosión o a la suciedad.

Funciones    

Rectificación controlada: utiliza la propiedad de funcionamiento unidireccional del dispositivo, que se comporta así de modo análogo a un diodo. Interruptor: permite la sustitución de contactos mecánicos. Regulación: la posibilidad de ajustar de forma precisa el instante de cebado del tiristor permite controlar la potencia o la corriente media de salida. Amplificación: la corriente de la señal de control puede ser muy débil si se compara con la corriente principal; existe, pues, un fenómeno de amplificación en corriente o en potencia. Esta “ganancia” puede utilizarse en ciertas aplicaciones.

Un SCR es disparado por un pulso corto de corriente aplicado a la compuerta. Esta corriente de compuerta IG fluye por la unión entre la compuerta y el cátodo, y sale por la terminal del cátodo. La cantidad de corriente de compuerta necesaria para disparar un SCR se simboliza por IGT. Para dispararse, la mayoría de los SCR requieren una corriente de compuerta entre 0.1 y 50 mA. El voltaje entre estas terminales VGK debe ser ligeramente mayor a 0.6 V.

Métodos de disparo Para que un SCR se dispare, la unión ánodo - cátodo debe estar polarizada en directo y la señal de mando debe permanecer un tiempo suficientemente larga como para permitir que alcance un valor de corriente de ánodo mayor que la corriente de mantenimiento, 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:  Disparo por puerta Consiste en la aplicación de un impulso positivo de intensidad en la puerta, entre los terminales de puerta y cátodo a la vez que se mantiene una tensión positiva entre ánodo y cátodo.  

El valor requerido de VT necesario para disparar el SCR es: VT = VG + IG × R 

Donde R viene dada por la pendiente de la recta tangente a la curva de máxima disipación de potencia para obtener la máxima seguridad en el disparo. R = VFG / IFG Disparo por módulo de tensión.  Es el debido al mecanismo de multiplicación por avalancha. Ocurre de forma fortuita provocada por sobre tensiones anormales en los equipos electrónicos.        Disparo por gradiente de tensión. Una subida brusca del potencial de ánodo en el sentido directo de conducción provoca el disparo, pero se lo considera un inconveniente.  Disparo por radiación. Está asociado a la creación de pares electrón-hueco por la absorción de la luz del elemento semiconductor. El SCR activado por luz se llama LASCR.  Disparo por temperatura. El disparo por temperatura está asociado al aumento de pares electrón - hueco generados en las uniones del semiconductor. Así, la suma de las corrientes tiende rápidamente al aumentar la temperatura. La tensión de ruptura permanece constante hasta un cierto valor de la temperatura y disminuye al aumentar ésta.

Apagado de un SCR Una vez que un SCR ha sido disparado, no es necesario continuar el flujo de corriente de compuerta. Mientras la corriente continué fluyendo a través de las terminales principales, de ánodo a cátodo, el SCR permanecerá en ON. Cuando la corriente de ánodo a cátodo IAK caiga por debajo de un valor mínimo, llamado corriente de

mantenimiento IH, el SCR se apagará. Para la mayoría de los SCR de tamaño mediano, la IH es alrededor de 10 mA. Para que el dispositivo interrumpa la conducción de la corriente que circula a través de este, ésta debe disminuir por debajo del valor IH.

El SCR en corriente alterna Se usa principalmente para controlar la potencia que se entrega a una carga. La fuente de tensión puede ser de 110Vca, 120Vca, 240Vca, etc. Para el estudio del SCR en corriente alterna se utiliza un osciloscopio para definir en detalle su función operacional.   

El dispositivo debe ser activado con disparo por compuerta para su conducción, de lo contario al alimentarse de una fuente de corriente alterna queda abierto y recibe la forma de onda de la fuente. El SCR interrumpe su conducción cuando el voltaje pasa por cero voltios, por lo que debe ser re disparado. Cuando se polariza en inversa no conduce, aunque reciba pulsos a la compuerta ya que está diseñado para trabajar en forma unidireccional.

Usando un pulsador, el SCR será disparado únicamente en el semiciclo positivo, cuando hace el cambio hacia el semiciclo negativo tiene que pasar por cero voltios y eso disminuye la corriente de mantenimiento y lo desactiva. Si el pulsador se suelta y el dispositivo está activo se apagará en el próximo cruce por cero.

Si se utiliza el siguiente circuito y el interruptor queda cerrado, el SCR se disparará cada vez que inicie un semiciclo positivo y cumpla con los requerimientos de corriente de disparo y mantenimiento. En la forma de onda se nota que el semiciclo negativo se observa en el SCR, aunque el interruptor esté cerrado, demostrando su operación unidireccional en AC. En el semiciclo positivo en sus terminales posee aproximadamente 0.7V y lo demás del voltaje pasa a R. Por esta razón se le llama Rectificador Controlado de Silicio, debido a que puede recortar un semiciclo de la forma de onda de corriente alterna.

A lo largo en el tiempo de la onda de alterna, existen referencias principales, en donde el voltaje comienza en cero, toma su valor máximo y regresa a cero, luego cambia de polaridad y repite el mismo proceso en valores negativos. Se usan ángulos para referir el comportamiento, se toma como cero el inicio, π/2 el voltaje máximo

y π el retorno a cero. En la parte negativa el voltaje máximo es 3π/2 y el retorno a cero es 2π. En el SCR puede variarse el ángulo para dispararlo, limitando la corriente de compuerta para ser regulada desde una resistencia variable, así se puede retardar el disparo.

El voltaje del semiciclo positivo se divide entre el SCR y la carga.

REFERENCIAS 

175 @ issuu.com. (n.d.). https://issuu.com/jaguilarpena/docs/electronica_potencia1_1/175

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scr-disparos @ sites.google.com. https://sites.google.com/site/tiristorescircuitos/scr-disparos

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scr-en-ac @ sites.google.com. (n.d.). Retrieved from https://sites.google.com/site/tiristorescircuitos/scren-ac

(n.d.).

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