UJT SCR

March 24, 2018 | Author: Luis Antonio Mairena Acosta | Category: Transistor, Diode, Rectifier, Electric Current, Electrical Resistance And Conductance


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El transistor UJT o de uni-unión El transistor de uni-unión (unijunction transistor) o UJT esta constituido por dos regionescontaminadas con tres terminales externos: dos bases y un emisor. En la figura 12.21.a aparece la estructura física de este dispositivo. El emisor esta fuertemente dopado con impurezas p y la región n débilmente dopado con n. Por ello, la resistencia entre las dos bases, RBB o resistencia interbase, es elevada (de 5 a 10KŸestando el emisor abierto). El modelo equivalente representado en la figura 12.21.b esta constituido por un diodo que excita la unión de dos resistencias internas, R1 y R2, que verifican RBB=R1+R2. Cuando el diodo no conduce, la caída de tensión en R1 (V1) se puede expresar como (12.10) en donde VB2B1 es la diferencia de tensión entre las bases del UJT y es el factor de división de tensión conocido como relación intrínseca. El modelo de este dispositivo utilizando transistores se muestra en la figura 12.21.c, cuya estructura es muy similar a un diodo de cuatro capas. Cuando entra en conducción los transistores la caída de tensión en R1 es muy baja. El símbolo del UJT se muestra en la figura 12.21.d. Figura 12.21. Transistor UJT. a) Estructura física, b) modelo equivalente, c) circuito equivalente y d) símbolo. Funcionamiento de un UJT El funcionamiento de un UJT es muy similar al de un SCR. En la grafica de la figura 12.22 se describe las características eléctricas de este dispositivo a través de la relación de la tensión de emisor (VE) con la corriente de emisor (IE). Se definen dos puntos críticos: punto de pico o peak-point (VP, IP) y punto de valle o valley-point (VV, IV), ambos verifican la condición de dVE/dIE=0. Estos puntos a su vez definen tres regiones de operación: región de corte, región de resistencia negativa y región de saturación, que se detallan a continuación: Figura 12.22. Características eléctricas de un UJT. Región de corte. En esta región, la tensión de emisor es baja de forma que la tensión intrínseca mantiene polarizado inversamente el diodo emisor. La corriente de emisor es muy baja y se verifica que VE<VP e IE < IP. Esta tensión de pico en el UJT viene definida por la siguiente ecuación (12.11) donde la VF varia entre 0.35 V a 0.7 V con un valor típico de 0.5 V. Por ejemplo, para el 2N2646 es de 0.49V a 25ºC. El UJT en esta región se comporta como un elemento resistivo lineal entre las dos bases de valor RBB. Región de resistencia negativa. Si la tensión de emisor es suficiente para polarizar el diodo de emisor, es decir, VE=VP entonces el diodo entra en conducción e inyecta huecos a B1 disminuyendo bruscamente la resistencia R1 debido a procesos de recombinación. Desde el emisor, se observa como el UJT disminuye su resistencia interna con un comportamiento similar a la de una resistencia negativa (dVE/dIE < 0). En esta región, la corriente de emisor esta comprendida entre la corriente de pico y de valle (IP< IE< IV). Región de saturación. Esta zona es similar a la zona activa de un tiristor con unas corrientes y tensiones de mantenimiento (punto de valle) y una relación lineal de muy baja resistencia entre la tensión y la corriente de emisor. En esta región, la corriente de emisor es mayor que la corriente de valle (IE > IV). Si no se verifica las condiciones del punto de valle, el UJT entrara de forma natural a la región de corte. la resistencia de esta baja y por ello. conocido como razón de resistencias o factor intrínseco. base uno (B1) y base dos (B2). para circuitos de disparo de tiristores y en osciladores de relajación. entre los terminales B1-B2. el emisor. también baja el voltaje en el dispositivo. standoff ratio. en la que se difunde una región tipo P+. al aumentar la corriente que pasa por el dispositivo. esta región se llama región de resistencia negativa. Cuando el voltaje Veb1 sobrepasa un valor vp de ruptura. el ujt presenta un fenómeno de modulación de resistencia que. TRANSISTOR POTENCIA UJT . Transistor uniunión De Wikipedia. búsqueda Símbolo del UJT. lo que lo hace excelente para conmutar. este es un proceso reiterativo. la enciclopedia libre Saltar a navegación. Tiene tres terminales denominados emisor (E). lo que determina el valor del parámetro .En la figura 12. en algún punto a lo largo de la barra. Está formado por una barra semiconductora tipo N. Esta curva tiene una forma similar a la característica eléctrica de un diodo y representa el comportamiento del diodo de emisor. El transistor uniunión (en inglés UJT: UniJuntion Transistor) es un tipo de tiristor que contiene dos zonas semiconductoras. por lo que esta region no es estable.22 también se observa una curva de tipo exponencial que relaciona la VE y la IE cuando la base B2 se encuentra al aire (IB2=0). n = intrinsic standoff radio (dato del fabricante) .86 Voltios.7 + n x VB2B1 Donde: .Es importante hacer notar que también se ha construido el UJT donde la barra es de .Un UJT 2N4870 tiene un n = 0. Nota: .68 y 12 voltios entre B2 y B1. Es un dispositivo de disparo. formando así una unión PN. El disparo ocurre entre el Emisor y la Base1 y el voltaje al que ocurre este disparo está dado por la fórmula: Voltaje de disparo = Vp = 0.63 y 24 voltios entre B2 y B1.68 x 12) = 8. Cuál es el voltaje de disparo aproximado? Voltaje de disparo = Vp = 0. En el lugar de unión el aluminio crea una región tipo P en la barra.Unijunction transistor) es un dispositivo con un funcionamiento diferente al de otros transistores. Como se dijo antes este es un dispositivo de disparo. .7 + (0.8 Voltios 2.63 x 24) = 15.4 a 0.El transistor UJT (transistor de unijuntura .7 puede variar de 0.. Cuál es el voltaje de disparo aproximado? Voltaje de disparo = Vp = 0.Un UJT 2N4870 tiene un n = 0. Es un dispositivo que consiste de una sola unión PN Físicamente el UJT consiste de una barra de material tipo N con conexiones eléctricas a sus dos extremos (B1 y B2) y de una conexión hecha con un conductor de aluminio (E) en alguna parte a lo largo de la barra de material N. Dos ejemplos sencillos 1.7 dependiendo del dispositivo y la temperatura..VB2B1 = Voltaje entre las dos bases La fórmula es aproximada porque el valor establecido en 0.Un dato adicional que nos da el fabricante es la corriente necesaria que debe haber entre E y B1 para que el UJT se dispare = Ip.7 + (0. Cuando se aplica el voltaje de alimentación Vs en cd. El voltaje de disparo VB1 debe diseñarse lo suficientemente grande como para activar el SCR. En la fig. Este se comporta de igual forma que el UJT pero con las polaridades de las tensiones al revés TRANSISTOR MONOUNION UJT El transistor monounión (UJT) se utiliza generalmente para generar señales de disparo en los SCR. el emisor deja de conducir. Cuando el voltaje del emisor VE se reduce al punto del valle Vv. conocidas como emisor E. T2 es mucho menor que T1. se desactiva el UJT y se repite el ciclo de carga.1 K). Se le conoce como el CUJT o UJT complementario. dado que el circuito emisor del UJT está en estado abierto. base1 B1 y base2 B2. El periodo de oscilación.7 y 9.5 se muestra un circuito básico de disparo UJT. Cuando el voltaje del emisor VE. es totalmente independiente del voltaje de alimentación Vs y está dado por: T = 1/f = RC ln 1/1-n TRANSISTOR MONOUNION PROGRAMABLE . Entre B1 y B2 la monounión tiene las características de una resistencia ordinaria (la resistencia entre bases RBB teniendo valores en el rango de 4. La constante de tiempo del circuito de carga es T1=RC. se activa el UJT y el capacitor se descarga a través de RB1 a una velocidad determinada por la constante de tiempo T2=RB1C. Un UJT tiene tres terminales.material tipo P (muy poco). T. el mismo que el voltaje del capacitor llega a un valor pico Vp. se carga el capacitor C a través de la resistencia R. En el caso del UJT. y determina el voltaje de punto de pico Vp. Un PUT se puede utilizar como un oscilador de relajación. El voltaje de compuerta VG se mantiene desde la alimentación mediante el divisor resistivo del voltaje R1 y R2. pero en un PUT puede variar al modificar al modificar el valor del divisor resistivo R! y R2. pero si el voltaje de ánodo excede al de compuerta en una caída de voltaje de diodo VD.7b. N general Rk está limitado a un valor por debajo de 100 Ohms.7. Vp está fijo para un dispositivo por el voltaje de alimentación de cd. La corriente de pico Ip y la corriente del punto de valle Iv dependen de la impedancia equivalente en la compuerta RG = R1R2/(R1+R2) y del voltaje de alimentación en cd Vs. tal y como se muestra en la fig. le dispositivo se conservará en su estado inactivo. se alcanzará el punto de pico y el dispositivo se activará. El periodo de oscilación T está dado en forma aproximada por: T = 1/f = RC lnVs/Vs-Vp = RC ln (1+R2/R1) Circuito de disparo de un tiristor con un transistor UJT Finalidad: -Analizar las diferentes tecnicas de control de los rectificadores .El transistor monounión programable (PUT) es un pequeño tiristor que aparece en la fig. Si el voltaje del ánodo VA es menor que el voltaje de compuerta VG. R y C controlan la frecuencia junto con R1 y R2. Para mas informacion hacerca de esta practica haga click en el siguiente link. DEFINICIÓN. Está formado por tres terminales. SCR 1. 2)Medir con el osciloscopio la señal del diodo zener. 3)Representar las señales sincronizadas con la tensión del transformador. Es un elemento unidireccio nal (sentido de la corriente es único). Figura 1). rectificador y amplificador a la vez.Secuencia a realizar: 1)Montar el circuito indicado en la figura. 4)explicar el funcionamiento del circuito. en B1 del transistor y la salida V. llamados Ánodo. Cátodo y Puerta. en el condensador. es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la disposición pnpn (Figura 2). conmutador casi ideal. . La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. El SCR (Silicon Controlled Rectifier o Rectificador Controlado de Silicio. . 2.Figura 1: Símbolo del SCR. ESTRUCTURA. . Figura 2 : Estructura básica del SCR. Al aumentar dicha tensión en sentido directo. será necesario dotar al dispositivo de la corriente de puerta (Ig) adecuada para que dicha transición se realice . con corriente de puerta nula. también lo es la intensidad de corriente Ia. representándose la corriente de ánodo (Ia) en función de la tensión aplicada entre ánodo y cátodo (Vak). La curva característica del SCR es la representada en el siguiente Applet: En el Applet se muestra la curva característica típica de un tiristor SCR. Cuando la tensión Vak es nula. CURVA CARACTERÍSTICA Y FUNCIONAMIENTO. Si se desea que el paso al estado "ON" se realice para tensiones Vak inferiores a Vb0. la transición de estado OFF a ON deja de ser controlada. 3. si se supera la tensión Vb0. .: VRWM ................ ‡ Interruptor casi ideal................ CARACTERÍSTICAS GENERALES..........: Zj-c ...............: IRRM ....... usando la corriente de puerta adecuada...........................................: ITAV ..................................................Resistencia térmica unión-contenedor ...............Tensión directa de pico repetitiva ........Tensión directa ........................... 4.....................: IDRM .......................... Cuando se polariza inversamente se observa una débil corriente inversa (de fuga) hasta que alcanza el punto de tensión inversa máxima que provoca la destrucción del mismo..: Tj ............................................................ 4..: Rc-d ... Tanto para el estado de bloqueo directo. un dispositivo conductor solo en el primer cuadrante...............: VT : ..............Corriente de mantenimiento .............cátodo y son los valores máximos que colocan al elemento en límite de sus posibilidades: ............ en el cual el disparo se provoca por: ...................................: IH Las características térmicas a tener en cuenta al trabajar con tiristores son: ....................Resistencia térmica unión-ambiente. por tanto...............Corriente directa media ............................................................: Tstg ...............Temperatura de la unión ..............1 CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS............. la transición al estado "OFF" se produce cuando la corriente de ánodo caiga por debajo de la intensidad de corriente de mantenimiento (Ih).............Corriente inversa de fugas .......... Por el contrario............. existen unas pequeñas corrientes de fugas..... Las características estáticas corresponden a la región ánodo ....: Rj-c .................... ‡ Soporta tensiones altas...Corriente directa de fugas ....... Se puede controlar así la tensión necesaria entre ánodo y cátodo para la transición OFF   ON... ‡ Amplificador eficaz........intensidad en la puerta..................... ‡ Relativa rapidez.......... si el dispositivo esta en conducción....... ‡ Fácil controlabilidad..........: Rj-a ...: VDRM .Tensión inversa de pico de trabajo ..Temperatura de almacenamiento ..... .........Impedancia térmica unión-contenedor...............Resistencia térmica contenedor-disipador ......: ITRMS . ..... El SCR es.... ‡ Es capaz de controlar grandes potencias... como para el estado de polarización inversa.................tensión suficientemente elevada aplicada entre ánodo y cátodo........... ‡ Características en función de situaciones pasadas (memoria)........Corriente directa eficaz ................cuando la intensidad de ánodo supere la intensidad de enganche (IL ).................. .Potencia media .........................Tensión puerta-cátodo para el encendido........ Corresponden a la región puerta-cátodo y determinan las propiedades del circuito de mando que responde mejor a las condiciones de disparo....VGNT e IGNT......................2 CARACTERÍSTICAS DE CONTROL..........Corriente máxima...... ................ 4.................................... Los fabricantes definen las siguientes características: -Tensión directa máx.....: IGM ........................... ‡ Curva D: hipérbola de la potencia media máxima PGAV que no debemos sobrepasar.Potencia máxima ... ...........VGT e IGT ......... que determinan las condiciones de encendido del dispositivo semiconductor...................: VGRM .. En esta área (Figura 3) se obtienen las condiciones de disparo del SCR.............. para una corriente nula de ánodo......................: PGM ..........: VGT . ...: IGT ..........4........ los tiristores no corren el riesgo de dispararse de modo indeseado............................ que dan los valores máximos de corriente y de tensión.........2.Tensión inversa máx....... ................... para los cuales en condiciones normales de temperatura.: VGFM ................................................1 Área de disparo seguro...... .............Corriente residual máxima que no enciende ningún elemento...................... Las tensiones y corrientes admisibles para el disparo se encuentran en el interior de la zona formada por las curvas: ‡ Curva A y B: límite superior e inferior de la tensión puerta-cátodo en función de la corriente positiva de puerta..................: VGNT ......................Corriente de puerta para el encendido .... ‡ Curva C: tensión directa de pico admisible VGF....: PGAV ...Tensión residual máxima que no enciende ningún elemento..: IGNT Entre los anteriores destacan: ................. . ‡ Impulsos de corriente: .La tensión inversa de pico no repetitiva (VRSM) debe estar dentro de esos valores. Curva características de puerta del tiristor.El tiempo máximo de cada impulso está limitado por la temperatura media de la unión. El diodo puerta (G) .Son breves y de gran amplitud. . ‡ Tensiones transitorias: .1 Características dinámicas. 4. menor es la cantidad de ciclos.Figura 3.A mayor valor del impuso de corriente.3 CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS.cátodo (K) difiere de un diodo de rectificación en los siguientes puntos: y Una caída de tensión en sentido directo más elevada. . 4. .Para cada tiristor se publican curvas que dan la cantidad de ciclos durante los cuales puede tolerarse una corriente de pico dada (Figura 4). .Valores de la tensión superpuestos a la señal de la fuente de alimentación. y Mayor dispersión para un mismo tipo de tiristor.3. 2.1 Tiempo de encendido ( T ) on : . 4. ‡ Ángulos de conducción: .3.La corriente y tensión media de un SCR dependen del ángulo de conducción.Figura 4. .ángulo de disparo .2 Características de conmutación. necesitan un tiempo para pasar de corte a conducción y viceversa.Un mayor ángulo de bloqueo o disparo se corresponde con un menor ángulo de conducción (Figura 5): ángulo de conducción = 180º . . Figura 5. Los tiristores no son interruptores perfectos.A mayor ángulo de conducción. Ángulo de bloqueo y conducción de un tiristor. 4. Curva de limitación de impulsos de corriente. se obtiene a la salida mayor potencia.3.Conociendo la variación de la potencia disipada en función de los diferentes ángulos de conducción podremos calcular las protecciones necesarias. Vamos a analizar este hecho. Depende de la corriente de mando. en un número suficiente bajo.Es el tiempo que tarda el tiristor en pasar de corte a conducción. o. ‡ Tiempo de recuperación de puerta (tgr): tiempo en el que.2. .2 Tiempo de apagado ( T ) off : partes Es el tiempo que tarda el tiristor en pasar de conducción a corte. ‡ Tiempo de subida (tr): tiempo necesario para que la corriente de ánodo pase del 10 % al 90 % de su valor máximo. el paso de la caída de tensión en el tiristor del 90 % al 10 % de su valor inicial. Tiempo de encendido. de la tensión ánodo . 4. por polarización inversa de este.cátodo y de la temperatura (td disminuye si estas magnitudes aumentan). Ton = td + tr Figura 6. se eliminan parcialmente. Se divide en dos (Figura 7): ‡ Tiempo de recuperación inversa (trr): tiempo en el que las cargas acumuladas en la conducción del SCR. Se divide en dos partes (Figura 6): ‡ Tiempo de retardo (td): tiempo que transcurre desde que la corriente de puerta alcanza el 50 % de su valor final hasta que la corriente de ánodo alcanza el 10 % de su valor máximo.3. .las restantes cargas acumuladas se recombinan por difusión. Toff = trr + tgr Figura 7. permitiendo que la puerta recupere su capacidad de gobierno. Tiempo de apagado. Los distintos métodos de disparo de los tiristores son: . .Disparo por radiación.Por gradiente de tensión (dV/dt) . . corriente necesaria para permitir que el SCR comience a conducir. El modo usado normalmente es el disparo por puerta. 4. que a su vez provoca un aumento de la temperatura. una vez disparado. .Disparo por temperatura. Para ello se colocan disipadores de calor. 5. Para que. . MÉTODOS DE DISPARO. Este aumento de la temperatura provoca un aumento de la corriente de fugas. éste disipa una cantidad de energía que produce un aumento de la temperatura en las uniones del semiconductor. Consiste en la aplicación en la puerta de un impulso positivo de intensidad. se mantenga en la zona de conducción deberá circular una corriente mínima de valor IH.Por módulo de tensión. Dependiendo de las condiciones de trabajo de un tiristor. Los disparos por módulo y gradiente de tensión son modos no deseados. DISPARO POR PUERTA. la unión ánodo . Para que se produzca el cebado de un tiristor.1 Es el proceso utilizado normalmente para disparar un tiristor.Por puerta. marcando el paso del estado de conducción al estado de bloqueo directo.cátodo debe estar polarizada en directo y la señal de mando debe permanecer un tiempo suficientemente larga como para permitir que el tiristor alcance un valor de corriente de ánodo mayor que IL. creando un fenómeno de acumulación de calor que debe ser evitado. entre los terminales de puerta y cátodo a la vez que mantenemos una tensión positiva entre ánodo y cátodo.4 CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS.La extinción del tiristor se producirá por dos motivos: reducción de la corriente de ánodo por debajo de la corriente de mantenimiento y por anulación de la corriente de ánodo. 5. El valor requerido de VT necesario para disparar el SCR es: VT = VG + IG × R . Esta forma de disparo no se emplea para disparar al tiristor de manera intencionada. .2 DISPARO POR MÓDULO DE TENSIÓN. Circuito de control por puerta de un SCR. 5. Recta tangente a la curva de máxima disipación de potencia. R = VFG / IFG - Figura 9.Figura 8. sin embargo ocurre de forma fortuita provocada por sobre tensiones anormales en los equipos electrónicos. Es el debido al mecanismo de multiplicación por avalancha.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 (Figura 9). Incrementamos RL hasta que Iak< IH. Está asociado a la creación de pares electrón-hueco por la absorción de la luz del elemento semiconductor. .5. 5. CONDICIONES NECESARIAS PARA EL CONTROL DE UN SCR.La puerta debe recibir un pulso positivo con respecto al cátodo. La tensión de ruptura permanece constante hasta un cierto valor de la temperatura y disminuye al aumentar ésta. . . El SCR activado por luz se llama LASCR. Para el control en el disparo: . Así. Una subida brusca del potencial de ánodo en el sentido directo de conducción provoca el disparo.En el momento del disparo Iak > IL. . se considera un inconveniente.5 DISPARO POR TEMPERATURA.3 DISPARO POR GRADIENTE DE TENSIÓN. la suma (E1+E2) tiende rápidamente a la unidad al aumentar la temperatura.4 DISPARO POR RADIACIÓN. 6. Zona de disparo por gradiente de tensión.Anulamos la tensión Vak. Este caso más que un método. Para el control en el corte: .hueco generados en las uniones del semiconductor. El disparo por temperatura está asociado al aumento de pares electrón . 5.Ánodo positivo respecto al cátodo. Figura 10. 7. a) Causas: . . 7. LIMITACIONES DE LA FRECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO. si el circuito exterior impone un crecimiento rápido de la intensidad. . en esta zona la densidad de corriente puede alcanzar un gran valor. 7.2 LIMITACIONES DE LA PENDIENTE DE TENSIÓN dV/dt. . "dI/dt" es el valor mínimo de la pendiente de la intensidad por debajo de la cual no se producen puntos calientes.Puede provocar el cebado del tiristor.El límite es atribuible a la duración del proceso de apertura y cierre del dispositivo. existen zonas donde la densidad de Intensidad es mayor (puntos calientes). .La frecuencia rara vez supera los 10 Khz.7. LIMITACIONES DEL TIRISTOR.3 LIMITACIONES DE LA PENDIENTE DE INTENSIDAD dI/dt. gran amplitud y elevada velocidad de crecimiento.La dV/dt admisible varia con la temperatura.La alimentación principal produce transitorios difíciles de prever en aparición.000 V/µs) produciendo el basculamiento del dispositivo.1 . b) Efectos: .Como el cristal no es homogéneo. . .Durante el cebado. perdiendo el control del dispositivo. a) Causas: . "dV/dt" es el valor mínimo de la pendiente de tensión por debajo del cual no se producen picos transitorios de tensión de corta duración. duración (inversamente proporcional a su amplitud) y amplitud.La frecuencia de trabajo en los SCR no puede superar ciertos valores. . la zona de conducción se reduce a una parte del cátodo cerca de la puerta.La conmutación de otros tiristores cercanos que introducen en la red picos de tensión.Los contactores entre la alimentación de tensión y el equipo: cuya apertura y cierre pueden producir transitorios de elevada relación dV/dt (hasta 1. VA(máx) = tensión de ánodo máxima. Circuito de protección contra dV/dt y dI/dt.4.4 a 0. Calculo: método de la constante de tiempo y método de la resonancia.1 Método de la constante de tiempo. 2.63 × VDRM ) / ( dV/dt )mín C = / RL Rs = VA(máx) / ( ITSM .4 PROTECCIONES CONTRA dV/dt Y dI/dt. 7. Figura 11.1). = coeficiente de seguridad (de 0. Hallamos el valor de Rmín que asegura la no superación de la dI/dt máxima especificada (a partir de la ecuación de descarga de C): . de alcanzar el límite térmico crítico.La energía disipada producirá un calentamiento que.b) Efectos: .En la conmutación de bloqueo a conducción la potencia instantánea puede alcanzar valores muy altos. RL = resistencia de carga. IL = corriente en la carga. ‡ Cálculo de R y C: 1. .IL ) × donde: VDRM = tensión de pico repetitiva de bloqueo directo. ITSM = corriente directa de pico no repetitiva. 7. Solución: colocar una red RC en paralelo con el SCR y una L en serie. Se calcula el valor mínimo de la constante de tiempo de la dV/dt del dispositivo y el valor de R y C: = ( 0. podría destruir el dispositivo. - ½ Elegimos R.cátodo.R mín = ( VA(máx) / ( dI /dt ) × C ) ‡ Cálculo de L: L = VA(máx) / ( dI / dt) 7. El valor de la frecuencia es: f = (dV / dt ) / 2T VA (máx) En resonancia: ½ f = 1 / 2T (LC)   C = 1 / ( 2Tf L El valor de L es el que más nos interese. En los semiconductores de potencia.2 Método de la resonancia. L y C para entrar en resonancia. la potencia media disipada en un tiristor será: La potencia disipada en los tiristores durante la conducción.5 LIMITACIONES DE LA TEMPERATURA.4. la potencia media de perdidas será: . El valor de R será: Rs = (L / C) ½ 7. se producen pérdidas durante el funcionamiento que se traducen en un calentamiento del dispositivo. Si los períodos de bloqueo y de conducción en un tiristor son repetitivos. aumentan con el ángulo de conducción ( ). Podemos decir que las pérdidas con una tensión de alimentación dada y una carga fija. Si la conducción se inicia en t1 y termina en t2. normalmente: L= 50 µH. es mucho mayor que la disipada durante el bloqueo y que la potencia disipada en la unión puerta . . tendremos la siguiente relación: VAK = V0 + IA × R V0 y R son valores aproximadamente constantes para una determinada familia de tiristores y para una determinada temperatura de la unión.Si representamos la VAK en función de la IA. En éste caso nos encontraremos dentro de la zona directa de la curva característica (Figura 12). Operando con las ecuaciones anteriores: PAV = V0 × IA(AV) + R × ( IA(RMS))2 Esta ecuación se encuentra representada mediante curvas para distintas formas de onda (sinusoidal. entonces dependerá del factor de forma: . La potencia que se disipa.. depende del valor medio de la corriente y del valor eficaz.) y para distintos ángulos de conducción en la figura siguiente.Figura 12. rectangular... En el momento en que un tiristor empieza a . el proceso mediante el cual. Entenderemos por extinción. TIPOS DE CONMUTACIÓN. y calculada también la potencia media que disipa el elemento en el caso más desfavorable. Una vez elegido el tiristor y teniendo en cuenta los parámetros más importantes como son la potencia total disipada y temperatura. 8.a=f = IA(RMS) / IA(AV) Figura 13. obligaremos al tiristor que estaba en conducción a pasar a corte. procederemos a calcular el disipador o radiador más apropiado para poder evacuar el calor generado por el elemento semiconductor al medio ambiente. EXTINCIÓN DEL TIRISTOR. a) Por contacto mecánico. Además el tiristor se bloqueará automáticamente al cambiar la alternancia de positiva a negativa ya que en este momento empezará a recibir tensión inversa. Las aplicaciones de los tiristores se extiende desde la rectificación de corrientes alternas. entre ellas están las siguientes: . Por lo anteriormente señalado el SCR tiene una gran variedad de aplicaciones. 2. b) Por circuito resonante. 9. -Serie -Paralelo c) Por carga de condensador. 8. a) Libre. b) Asistida.conducir. d) Por tiristor auxiliar. La principal ventaja que presentan frente a los diodos cuando se les utiliza como rectificadores es que su entrada en conducción estará controlada por la señal de puerta.1 CONMUTACIÓN NATURAL. sin embargo podemos agruparlos en dos grandes grupos: 8. perdemos completamente el control sobre el mismo. pasando por los onduladores o inversores que transforman la corriente continua en alterna. De esta forma se podrá variar la tensión continua de salida si se hace variar el momento del disparo ya que se obtendrán diferentes ángulos de conducción del ciclo de la tensión o corriente alterna de entrada. APLICACIONES DEL SCR. Existen diversas formas de conmutar un tiristor. Este estado implica simultáneamente dos cosas: 1. La aplicación de una tensión positiva entre ánodo y cátodo no debe provocar un disparo indeseado del tiristor.2 CONMUTACIÓN FORZADA. El tiristor debe presentar en el tiempo ciertas condiciones para pasar de nuevo a corte. La corriente que circula por el dispositivo debe quedar completamente bloqueada. en lugar de los diodos convencionales hasta la realización de determinadas conmutaciones de baja potencia en circuitos electrónicos. · Controles de motores. · Fuentes de alimentación reguladas. . · Circuitos de retardo de tiempo. · Ciclo conversores. · Controles de fase. · Cargadores de baterías. · Circuitos de protección. · Interruptores estáticos. · Controles de calefacción. · Inversores.· Controles de relevador. · Recortadores.
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