Tiristores-SCR-Retificador Controlado de Silicio-Conceitos-Aplicações e Funcionamento

ASSUNTO Tiristores Retificador Controlador de Silício SCR Curva ideal do diodo e SCR Curva real do diodo e SCR Simulação de um SCR ativando uma carga a partir de um pulso no gatilho Resolução de exercícios TIRISTORES CONCEITO Os tiristores são uma família de componentes que possuem em comum a característica do disparo Os dispositivos comutadores de estado sólido da família dos tiristores pela sua capacidade de operar com correntes intensas TIRISTORES APLICAÇÕES Aplicações industriais Relés ou chaves Conversores com potências na ordem de 80 a 100 MVA Controle e acionamentos de máquinas elétricas Controladores industriais Combina Potência Eletrônica e Controle Aplicação de eletrônica de estado sólido para controle e conversão de energia elétrica Controle de sistemas de aquecimento Controle de luminosidade Fontes de alimentação Inversores CCCA etc TIPOS DE TIRISTORES Tiristor de controle de fase SCR Tiristor triodo bidirecional TRIAC Tiristor de desligamento pelo gatilho GTO Tiristor de condução reversa RCT Tiristor de indução estática SITH Tiristor de desligamento auxiliado pelo gatilho GATT Retificador controlado de silício controlado por luz LASCR Tiristores controlados por MOS MCTs TIRISTOR SCR CONCEITO O dispositivo SCR Sillicon Controlled Rectifier ou Retificador Controlado de Silício é um diodo controlado de silício Este componente faz parte da família dos tiristores O SCR é construído por quatro camadas de material semicondutor PNPN ou NPNP Ele possui três terminais anodo cátodo e chamados gatilho TIRISTOR SCR FUNCIONAMENTO Os terminais anodo e catodo quando polarizados diretamente só começam a conduzir se receber um comando no terminal gatilho Uma vez conduzindo ele se comportara como um diodo em condução e não há controle sobre o dispositivo Ou seja mesmo se o sinal de gatilho foi retirado o SCR continua conduzindo TIRISTOR SCR ESTRUTURA ESTRUTURA SÍMBOLO ASPECTO FÍSICO EQUIVALENTE COM TRANSISTORES TIRISTOR SCR SCR DE POTÊNCIA DIODO DE POTÊNCIA TIRISTOR SCR ASPECTO FÍSICO GERAL SCR O GATILHO G Para que o SCR entre em condução além de estar diretamente polarizado anodo positivo em relação ao cátodo um pulso de tensão positiva deve ser aplicado no gatilho G EXERCÍCIO 1 A lâmpada do circuito controlado por SCR abaixo acende ou não Porque RESPOSTA Não pois o SCR está polarizado reversamente ou seja o anodo está negativo em relação ao cátodo Portanto ele funciona como uma chave aberta e a lâmpada permanece apagadas EXERCÍCIO 2 A Inicialmente com a chave CH aberta a lâmpada vai acender B Se fechar a chave CH a lâmpada acende CApós a chave CH ser fechada o que acontece com a lâmpada se a chave for aberta RESPOSTA A A Lâmpada não acende pois o sinal G não foi aplicado B A lâmpada acende pois ao fechar a chave CG é aplicado um sinal de gatilho G C A Lâmpada fica acesa pois uma vez ativado o SCR continua conduzindo mesmo interrompendo o sinal de gatilho Tensão de polarização VAK Para VAK 0 temos uma polarização direta Curva ideal do diodo e SCR Idealmente tanto no diodo como no SCR quando a tensão é negativa VAK 0 ou reversamente polarizado ocorre o bloqueio e a corrente é nula para qualquer tensão Quando a tensão é positiva VAK 0 ou diretamente polarizado o diodo conduz Já no SCR mesmo que seja aplicada tensão positiva ele continua bloqueado a não ser que seja aplicado um pulso no gatilho Curva real do diodo e SCR De acordo com a curva real do SCR quanto menor a tensão VAK maior a corrente de gatilho necessária para disparar o SCR Isto é verdade até o limite de IG IGT corrente de gatilho com disparo IGT é a mínima corrente de gatilho que garante o disparo do SCR com tensão direta de condução VT Portando com IGT aplicada é como se o SCR fosse um diodo Em condução a queda de tensão no SCR é igual a VT valor típico de 15 V SIMULAÇÃO X1 12V10W Ig SCR 2N1595 Key A V2 5V VAK 12V