2. Tiristores

7/21/2019 2. Tiristores

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Se sabe que la EP es la disciplina queestudia los sistemas de potencia,encargados de realizar latransformación (procesado) de la

energía eléctrica en sus distintas formas(corriente continua, corriente alterna).

La maor fle!ibilidad controlabilidad de

los dispositi"os electrónicos, #ace quese apliquen para resol"er procesos cada"ez m$s comple%os.



&n equipo electrónico de potencia consta

fundamentalmente de dos partes'

. Un circuito de Potencia, compuesto de

semiconductores de potencia elementos pasi"os, que liga

la fuente primaria de alimentación con la carga. En éste

circuito no se utilizan resistencias debido a su ele"ada

disipación de potencia en forma de calor.

. Un circuito de mando, que elabora la información

proporcionada por el circuito de potencia genera unasse*ales de e!citación que determinan la conducción de los

semiconductores controlados con una fase secuencia

con"eniente.



Diagrama de bloques de unsistema de potencia



+uando se #abla en EP, se #ablanecesariamente de'

POTENCIA refiriéndose a equipos paraoperación distribución de potenciaeléctrica.

ELECTRÓNICA refiriéndose a dispositi"osde estado sólido circuitos paraprocesamiento de se*al para alcanzar los

ob%eti"os de control deseados. CONTROL refiriéndose a las características

est$ticas din$micas de sistemas de lazocerrado.



Los dispositi"os semiconductoresutilizados en Electrónica de Potencia sepueden clasificar en tres grandes grupos,de acuerdo con su grado decontrolabilidad'

1. Dispositivos no controlados en estegrupo se encuentran los iodos. Losestados de conducción o cierre (-)

bloqueo o abertura (-//) dependen delcircuito de potencia. Por tanto, estosdispositi"os no disponen de ning0nterminal de control e!terno.



!" Dispositivos semicontrolados eneste grupo se encuentran, dentro de lafamilia de los 1iristores, los S+2 los1234+.

En éste caso su puesta en conducción(paso de -// a -) se debe a una se*alde control e!terna que se aplica en uno delos terminales del dispositi"o,

com0nmente denominado puerta. Por otrolado, su bloqueo (paso de ON a -//) lodetermina el propio circuito de potencia.



#" Dispositivos totalmente controladosEn este grupo encontramos los

transistores bipolares 561, los transistores

de efecto de campo 7-S/E1, lostransistores bipolares de puerta aislada

3851 los tiristores 81- entre otros.





El nombre de 1iristor pro"iene de la palabragriega 9:;<=>?, que significa 9una puerta?.

El tiristor engloba una familia dedispositi"os semiconductores que traba%an

en conmutación, teniendo en com0n una

estructura de cuatro capas

semiconductoras en una secuencia P@@P@, la cual presenta un funcionamiento

biestable (dos estados estables).



La conmutación desde el estado debloqueo (9-//?) al estado de conducción(9-?) se realiza normalmente por unase*al de control e!terna.

La conmutación desde el estado 9-? alestado 9-//? se produce cuando la

corriente por el tiristor es m$s peque*aque un determinado "alor, denominadacorriente de mantenimiento, (9#oldingcurrent?), específica para cada tiristor.



Los tiristores son interruptoreselectrónicos utilizados en circuitos

electrónicos de potencia donde es

necesario controlar la acti"ación del

interruptor .

+onstituen una familia de dispositi"os

de tres terminales. Las tres terminalesson el $nodo, el c$todo la puerta.



Los tiristores constituen una familia dedispositi"os de tres terminales, entre los

que se encuentran'

S+2 (2ectificador +ontrolado de Silicio)

1234+

34+ 81-

7+1



SCR



SCR

e las siglas en inglés 9Silicon +ontrolled 2ectifier?, esel miembro m$s conocido de la familia de los tiristores.

En general por abuso del lengua%e es m$s frecuente

#ablar de tiristor que de S+2.

El S+2 es uno de los dispositi"os m$s antiguos que se

conocen dentro de la Electrónica de Potencia (data de

finales de los a*os AB). 4dem$s, continua siendo el

dispositi"o que tiene maor capacidad para controlarpotencia (es el dispositi"o que permite soportar

maores tensiones in"ersas entre sus terminales

maor circulación de corriente).



El S+2 est$ formado por cuatro capas

semiconductoras, alternadamente P@@P@,

teniendo C terminales' $nodo (4) c$todo

(D), por los cuales circula la corrienteprincipal, la puerta (8) que, cuando se le

inecta una corriente, #ace que se

establezca una corriente en sentido $nodo@c$todo.



Características

+ontrola potencias tan altas de #asta

B7 con "alores indi"iduales tan

altos como de BBB 4 a FBB G.

2ango de frecuencia' se #a e!tendido a

ABDHz por lo que es 0til en aplicacionesde alta frecuencia.



Operación básica

iodo semiconductor vs S+2

ifiere al diodo semiconductor en que posee

una tercera terminal, llamada compuerta,

siendo ésta la que determina cu$ndo el

rectificador conmuta del estado de circuito

abierto al de circuito cerrado.



Símbolo y construcciónbásica



Circuito equivalente de dostransistores del SCR La estructura pnpn de cuatro capas se

di"ide en dos estructuras de transistor

de tres capas



Estructura simplifcada ysímbolo



Estado “apagado del

SCR



Estado “encendido del

SCR



Características volta!e"corriente de un SCR en directa

y en inversa



4 diferencia de un diodo rectificador, elS+2 no conducir$ a tra"és de su

$nodo@c$todo polarizado en directa

#asta que el "olta%e de $nodo iguale o

e!ceda el "alor denominado "olta%e de

transición conducti"a en directa (G52/)

El (G52/) se puede controlar mediante el

"alor de la corriente de compuerta



Los dos estados de operación del S+2

corresponden a los dos estados de un

interruptor encendido@apagado.

+uando el "olta%e aplicado est$ por deba%o de

G52/ el S+2 est$ APAGADO.

+uando el "olta%e aplicado se incrementa a un"alor igual o maor a G52/ el S+2 est$

ENCENDIDO.



El S+2 se usa en electrónica para

suministrar corriente rectificada a una

carga.

El ni"el de corriente rectificada est$

determinado por la elección de la

corriente de control de la compuerta los par$metros del circuito.



#ormas de onda del SCR

/ormas de onda del S+2 cuando est$conectada como rectificador de media onda

e B a G! el S+2 conduce, durante el semiciclo

negati"o el S+2 se apaga.



Encapsulado



$plicaciones

2egulador de luz +ontroles de rele"ador +ircuitos de retardo de tiempo

/uentes de alimentación reguladas +ontroles de motores

3n"ersores

+argadores de baterías +ircuitos de protección

+ontroles de calefacción

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