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Tiristores Clase 5 17-07-2013

Clase 4 tiristores

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Clase 4 tiristores

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Page 1: Clase 4 tiristores

TiristoresClase 5

17-07-2013

Page 2: Clase 4 tiristores

Los Tiristores

Además de los transistores, hay otro grupo muy

importante de semiconductores llamados

tiristores, los cuales se emplean principalmente

como interruptores electrónicos. 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.

Page 3: Clase 4 tiristores

Los Tiristores

Estos dispositivos han ido reemplazando, con

más eficiencia, confiabilidad y duración en

todo tipo de tareas, a los interruptores

electromecánicos tales como los relés y los

contactores cuyas partes mecánicas se van

desgastando con el uso.

Page 4: Clase 4 tiristores

Los Tiristores

Los tiristores en general, son dispositivossemiconductores, igual que los diodos y lostransistores, formados por cuatro o más capasalternadas de materiales tipo N y P que producen, porretroalimentación interna, un efecto de engache oenclavamiento (latching), el cual los haceextremadamente útiles en tareas de conmutación y decontrol de potencia donde se emplean comointerruptores en estado solido, a diferencia de lostransistores bipolares y de los FET que trabajanprincipalmente como amplificadores de señal.

Page 5: Clase 4 tiristores

Los Tiristores

TIRISTORES

SCR TRIAC OTROS

DIAC GTO SCS LASCR

Page 6: Clase 4 tiristores

Los Tiristores

Los tiristores son interruptores muy eficientes.Comparados con un interruptorelectromecánico, un tiristor tiene una vida deservicio muy larga, puede operar a muy altasvelocidades, no genera chispas, trabajasilenciosamente, es insensible a la gravedad ylas vibraciones.

Además una vez disparado, su resistencia deconducción es muy baja.

Page 7: Clase 4 tiristores

Tipos de Tiristores

Los dos principales tipos de tiristores son: el

rectificador controlado de silicio o SCR (Silicon

Controlled Rectifier) y el tríodo de corriente

alterna o Triac, cuyas características se explican

mas adelante.

También se dispone de tiristores para tareas

especiales como los diac, los GTO, los SCS, los

LASCR, etc., figura 1

Page 8: Clase 4 tiristores

Los 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

además de un nodo (A) y un cátodo (C o

K), posee una terminal extra para fines de

control llamado compuerta o gate (G).

Page 9: Clase 4 tiristores

Los rectificadores controlados de silicio

(SCR – Silicon Controled Rectifier)

En la figura 2 se muestra su símbolo, su

estructura interna, su circuito equivalente con

transistores y algunos de los encapsulados mas

comunes con los cuales se fabrican.

Page 10: Clase 4 tiristores

Los rectificadores controlados de silicio

(SCR – Silicon Controled Rectifier)

Page 11: Clase 4 tiristores

Funcionamiento del SCR

Page 12: Clase 4 tiristores

Funcionamiento del SCR

Page 13: Clase 4 tiristores

Funcionamiento del SCR

Page 14: Clase 4 tiristores

Funcionamiento del SCR

Su funcionamiento general se puede explicar entérminos del circuito equivalente de transistoresmostrado en la figura 3, llamado cerrojo o latchideal.

Esta disposición se caracteriza por serregenerativa, es decir, por proporcionar unaretroalimentación positiva que mantiene aldispositivo enganchado (conduciendo), odesenganchado (bloqueado) cuando se produceun aumento o una disminución en la corriente encualquier punto del lazo.

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Funcionamiento del SCR

Page 16: Clase 4 tiristores

Curva característica de un SCR

Page 17: Clase 4 tiristores

Curva característica de un SCR

Page 18: Clase 4 tiristores

Curva característica de un SCR

En cada curva característica se pueden

distinguir las siguientes regiones:

1. Región de bloqueo directo. Se refiere a las

condiciones de corriente y voltaje sobre el

dispositivo en estado de bloqueo directo, es

decir, con el ánodo positivo respecto al

cátodo y sin corriente de compuerta aplicada.

Page 19: Clase 4 tiristores

Curva característica de un SCR

Page 20: Clase 4 tiristores

Curva característica de un SCR

En cada curva característica se pueden

distinguir las siguientes regiones:

3. Región de bloqueo inverso. Se refiere a las

condiciones de corriente y voltaje sobre el

dispositivo en estado de bloqueo inverso, es

decir con el ánodo negativo respecto al

cátodo y con o sin corriente de compuerta

aplicada.

Page 21: Clase 4 tiristores

Identificación y especificaciones

electricas

Page 22: Clase 4 tiristores

Identificación y especificaciones

electricas

Page 23: Clase 4 tiristores

APLICACIONES DEL SCR

Las aplicaciones de los tiristores se extiende

desde la rectificación de corrientes alternas, en

lugar de los diodos convencionales hasta la

realización de determinadas conmutaciones de

baja potencia en circuitos

electrónicos, pasando por los onduladores o

inversores que transforman la corriente continua

en alterna

Page 24: Clase 4 tiristores

APLICACIONES DEL SCR

La principal ventaja que presentan frente a los diodoscuando se les utiliza como rectificadores es que su entradaen conducción estará controlada por la señal de puerta.

De esta forma se podrá variar la tensión continua de salida sise hace variar el momento del disparo ya que se obtendrándiferentes ángulos de conducción del ciclo de la tensión ocorriente alterna de entrada. Además el tiristor se bloquearáautomáticamente al cambiar la alternancia de positiva anegativa ya que en este momento empezará a recibirtensión inversa.

Como se muestra a continuación

Page 25: Clase 4 tiristores

Ejemplo de Simulación del Rectificador

controlado de Silicio (SRC)

Page 26: Clase 4 tiristores

Ejemplo de Simulación del Rectificador

controlado de Silicio (SRC)

Señal de entrada (Amarilla) :

Tensión de la fuente de

entrada en AC

Señal de salida de la carga

(Azul):

a. Parte izquierda de la señal

faltante significa la ángulo

de disparo (No conduce).

b. Parte derecha de la señal

ángulo sección de

conducción (la parte que si

conduce)

Page 27: Clase 4 tiristores

Ejemplo de Simulación del Rectificador

controlado de Silicio (SRC)

Medimos el voltaje de ánodo a

cátodo del SCR

Se comporta como interruptor

abierto del SCR sin permitir el

paso de corriente a la

carga, se observa la región de

disparo y la de conducción

Page 28: Clase 4 tiristores

Ejemplo de Simulación del Rectificador

controlado de Silicio (SRC)

Tercero si aumentamos la

resistencia del potenciómetro

la región de conducción

aumenta y la región de disparo

disminuye

Page 29: Clase 4 tiristores

Ejemplo de Simulación del Rectificador

controlado de Silicio (SRC)

Cuarto si disminuimos la

resistencia del potenciómetro

la región de conducción

disminuye y la región de

disparo aumenta

Page 30: Clase 4 tiristores

Ejemplo de Simulación del

Rectificador controlado de

Silicio (SRC)

Quinto lo mismo ocurre

comentado anteriormente con

la grafica donde medimos el

voltaje entre anodo-catodo.

Page 31: Clase 4 tiristores

Por lo anteriormente señalado el SCR tiene una gran variedad de

aplicaciones, entre ellas están las siguientes:

Controles de relevador.

Circuitos de retardo de tiempo.

Fuentes de alimentación reguladas.

Interruptores estáticos.

Controles de motores

Recortadores.

Inversores.

Ciclo conversores.

Cargadores de baterías.

Circuitos de protección.

Controles de calefacción.

Controles de fase.

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Activación del Tiristor

Page 33: Clase 4 tiristores

Activación del Tiristor

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Page 35: Clase 4 tiristores

Cuando el Tiristor 1 se active, la corriente de descarga del capacitor

estará limitada por el resistor como aparece en la figura b.

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Ejemplo

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Solución

Page 43: Clase 4 tiristores

Solución

Page 44: Clase 4 tiristores

Solución

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Solución

Page 46: Clase 4 tiristores

Solución