Rectificadores Trifsicos
TiristoresClase 517-07-2013
Los TiristoresAdems de los transistores, hay otro grupo muy
importante de semiconductores llamados tiristores, los cuales se
emplean principalmente como interruptores electrnicos. A su vez,
dentro de los tiristores hay varios tipos siendo los principales
los SCR y los Triac; y otros, no tan utilizados como los diac, y
los GTO.Los TiristoresEstos dispositivos han ido reemplazando, con
ms eficiencia, confiabilidad y duracin en todo tipo de tareas, a
los interruptores electromecnicos tales como los rels y los
contactores cuyas partes mecnicas se van desgastando con el uso.Los
TiristoresLos tiristores en general, son dispositivos
semiconductores, igual que los diodos y los transistores, formados
por cuatro o ms capas alternadas de materiales tipo N y P que
producen, por retroalimentacin interna, un efecto de engache o
enclavamiento (latching), el cual los hace extremadamente tiles en
tareas de conmutacin y de control de potencia donde se emplean como
interruptores en estado solido, a diferencia de los transistores
bipolares y de los FET que trabajan principalmente como
amplificadores de seal.Los
TiristoresTIRISTORESSCRTRIACOTROSDIACGTOSCSLASCRLos TiristoresLos
tiristores son interruptores muy eficientes. Comparados con un
interruptor electromecnico, un tiristor tiene una vida de servicio
muy larga, puede operar a muy altas velocidades, no genera chispas,
trabaja silenciosamente, es insensible a la gravedad y las
vibraciones.Adems una vez disparado, su resistencia de conduccin es
muy baja.Tipos de TiristoresLos dos principales tipos de tiristores
son: el rectificador controlado de silicio o SCR (Silicon
Controlled Rectifier) y el trodo de corriente alterna o Triac,
cuyas caractersticas se explican mas adelante.Tambin se dispone de
tiristores para tareas especiales como los diac, los GTO, los SCS,
los LASCR, etc., figura 1Los rectificadores controlados de silicio
(SCR Silicon Controled Rectifier)El SCR, como su nombre lo indica,
es un diodo rectificador conformado por cuatro capas de material
semiconductor y tres uniones PN que adems de un nodo (A) y un ctodo
(C o K), posee una terminal extra para fines de control llamado
compuerta o gate (G).Los rectificadores controlados de silicio (SCR
Silicon Controled Rectifier)En la figura 2 se muestra su smbolo, su
estructura interna, su circuito equivalente con transistores y
algunos de los encapsulados mas comunes con los cuales se
fabrican.Los rectificadores controlados de silicio (SCR Silicon
Controled Rectifier)
Funcionamiento del SCRFuncionamiento del SCRFuncionamiento del
SCRFuncionamiento del SCRSu funcionamiento general se puede
explicar en trminos del circuito equivalente de transistores
mostrado en la figura 3, llamado cerrojo o latch ideal.Esta
disposicin se caracteriza por ser regenerativa, es decir, por
proporcionar una retroalimentacin positiva que mantiene al
dispositivo enganchado (conduciendo), o desenganchado (bloqueado)
cuando se produce un aumento o una disminucin en la corriente en
cualquier punto del lazo.Funcionamiento del SCR
Curva caracterstica de un SCRCurva caracterstica de un SCR
Curva caracterstica de un SCREn cada curva caracterstica se
pueden distinguir las siguientes regiones:Regin de bloqueo directo.
Se refiere a las condiciones de corriente y voltaje sobre el
dispositivo en estado de bloqueo directo, es decir, con el nodo
positivo respecto al ctodo y sin corriente de compuerta
aplicada.Curva caracterstica de un SCRCurva caracterstica de un
SCREn cada curva caracterstica se pueden distinguir las siguientes
regiones:Regin de bloqueo inverso. Se refiere a las condiciones de
corriente y voltaje sobre el dispositivo en estado de bloqueo
inverso, es decir con el nodo negativo respecto al ctodo y con o
sin corriente de compuerta aplicada.Identificacin y
especificaciones electricasIdentificacin y especificaciones
electricasAPLICACIONES DEL SCRLas aplicaciones de los tiristores se
extiende desde la rectificacin de corrientes alternas, en lugar de
los diodos convencionales hasta la realizacin de determinadas
conmutaciones de baja potencia en circuitos electrnicos, pasando
por los onduladores o inversores que transforman la corriente
continua en alternaAPLICACIONES DEL SCRLa principal ventaja que
presentan frente a los diodos cuando se les utiliza como
rectificadores es que su entrada en conduccin estar controlada por
la seal de puerta. De esta forma se podr variar la tensin continua
de salida si se hace variar el momento del disparo ya que se
obtendrn diferentes ngulos de conduccin del ciclo de la tensin o
corriente alterna de entrada. Adems el tiristor se bloquear
automticamente al cambiar la alternancia de positiva a negativa ya
que en este momento empezar a recibir tensin inversa.Como se
muestra a continuacinEjemplo de Simulacin del Rectificador
controlado de Silicio (SRC)
Ejemplo de Simulacin del Rectificador controlado de Silicio
(SRC)
Seal de entrada (Amarilla) : Tensin de la fuente de entrada en
ACSeal de salida de la carga (Azul): Parte izquierda de la seal
faltante significa la ngulo de disparo (No conduce).Parte derecha
de la seal ngulo seccin de conduccin (la parte que si
conduce)Ejemplo de Simulacin del Rectificador controlado de Silicio
(SRC)Medimos el voltaje de nodo a ctodo del SCR
Se comporta como interruptor abierto del SCR sin permitir el
paso de corriente a la carga, se observa la regin de disparo y la
de conduccin
Ejemplo de Simulacin del Rectificador controlado de Silicio
(SRC)Tercero si aumentamos la resistencia del potencimetro la regin
de conduccin aumenta y la regin de disparo disminuye
Ejemplo de Simulacin del Rectificador controlado de Silicio
(SRC)Cuarto si disminuimos la resistencia del potencimetro la regin
de conduccin disminuye y la regin de disparo aumenta
Ejemplo de Simulacin del Rectificador controlado de Silicio
(SRC)Quinto lo mismo ocurre comentado anteriormente con la grafica
donde medimos el voltaje entre anodo-catodo.
Por lo anteriormente sealado el SCR tiene una gran variedad de
aplicaciones, entre ellas estn las siguientes:
Controles de relevador.Circuitos de retardo de tiempo.Fuentes de
alimentacin reguladas.Interruptores estticos.Controles de
motoresRecortadores.Inversores.Ciclo conversores.Cargadores de
bateras.Circuitos de proteccin.Controles de calefaccin.Controles de
fase. Activacin del TiristorActivacin del Tiristor
Cuando el Tiristor 1 se active, la corriente de descarga del
capacitor estar limitada por el resistor como aparece en la figura
b.
EjemploSolucinSolucinSolucinSolucinSolucin
