EL SCR

SCR o mas bien dicho rectificador controlado de silicio es un dispositivo de tres terminales usado para controlar corrientes mas bien altas para una carga.

SCR (rectificador controlado de silicio) Funcionamiento Actúa de manera muy similar a un interruptor. Cuando esta conduciendo presenta un camino de baja resistencia para el flujo de energía de ánodo a cátodo; por consiguiente actúa como un interruptor cerrado. Cuando esta bloqueado, no puede fluir corriente de ánodo a cátodo; es decir actúa como un interruptor abierto, debido a que es un dispositivo de estado solido, la conmutación de un SCR es muy rápida. El SCR es un rectificador, de modo que solo permite el paso de corriente durante el semiciclo positivo de la fuente AC. Durante el semiciclo positivo el ánodo del SCR es mas positivo que el cátodo, esto significa que no puede estar en conducción por más de medio ciclo, durante el otro medio ciclo la polaridad de la fuente es negativa, y esta polaridad hace que el SCR quede inversamente polarizado lo cual impide que circule cualquier corriente hacia la carga.

Dicho y para entender mejor lo antes mencionado, esta seria la onda generada por el SCR.

En la figura  se muestran las formas de onda de un circuito de control con SCR para un ángulo de retardo de disparo. Al momento que el ciclo de ca inicia su parte positiva, el SCR esta apagado. Por tanto tiene un voltaje instantáneo a través de sus terminales de ánodo y cátodo igual al voltaje de la fuente.

 

 

el voltaje de carga muestra que, al dispararse el SCR, el voltaje de la fuente es aplicado a la carga. El voltaje de carga entonces sigue al voltaje de la fuente por el resto del semiciclo positivo, hasta que el SCR nuevamente se apaga. El estado OFF ocurre cuando el voltaje de la fuente pasa por cero.

En general, estas formas de onda muestran que antes de que el SCR se dispare, el voltaje es retirado de entre las terminales del SCR, y la carga ve un voltaje cero. Después de haberse disparado el SCR, la totalidad del suministro de voltaje es retirado a través de la carga, y el SCR presenta voltaje cero. El SCR se comporta como un interruptor de acción rápida.

Y así es como se vera en el osciloscopio cuando el SCR entra en conducción.

SIMBOLIGIA DEL SCR

 

 

Parámetros del SCR

 

• - VRDM: Máximo voltaje inverso de cebado (VG = 0)

• - VFOM: Máximo voltaje directo sin cebado (VG = 0)

• - IF: Máxima corriente directa permitida.

• - PG: Máxima disipación de potencia entre compuerta y cátodo.

• - VGT-IGT: Máximo voltaje o corriente requerida en la compuerta (G) para el cebado

• - IH: Mínima corriente de ánodo requerida para mantener cebado el SCR

• - dv/dt: Máxima variación de voltaje sin producir cebado.

• - di/dt: Máxima variación de corriente aceptada antes de destruir el SCR

 



 

 Ya viendo lo básico de este componente electrónico se les mostrara algunas de sus aplicaciones, la cuales son muy útiles para entender mas afondo el funcionamiento del SCR.

 

EN CORRIENTE ALTERNA

 

Control de fase con tiristor

Se usa principalmente para controlar la potencia que se entrega a una carga. (en el caso de la figura es un bombillo o foco). La fuente de voltaje puede ser de c.a., 120V c.a., 240V c.a. , etc. La potencia suministrada a la carga se controla variando el ángulo de conducción. El circuito RC produce un corrimiento de la fase entre la tensión de entrada y la tensión en el condensador que es la que suministra la corriente a la compuerta del tiristor.
Como R es un potenciómetro, el valor resistivo puede variar y así producir un corrimiento de fase ajustable, que causará que la entrega de potencia a la carga (el bombillo) también sea variable. Con esto se logra que la intensidad de la luz en el bombillo varíe. El diodo en la compuerta del tiristor se usa para bloquear la tensión de compuerta durante el ciclo negativo (de 180° a 360°)



Formas de onda de la señal de entrada y en la carga para diferentes corrimientos de fase.

                                        Ven

• El 1er diagrama muestra la onda de entrada. Observar los ptos. 0°, 180° y 360°.
• El 2do diagrama muestra la señal aplicada a la carga cuando el disparo es a los 45°
• El 3er diagrama muestra la señal aplicada a la carga cuando el disparo es a los 150°.

En el segundo y tercer diagrama se ve que la semionda negativa ha desaparecido, y esto es debido a que el tiristor se comporta, cuando está conduciendo, como un diodo. El área bajo la curva en el segundo y tercer diagrama representa la energía transferida a la carga. El segundo diagrama tiene un área bajo la curva mayor, entonces indica que, en este caso, hay más energía entregada al bombillo que en el tercer diagrama.
El máximo corrimiento de fase se logra cuando el potenciómetro tiene su mayor valor y el mínimo cuando este tiene su valor más pequeño. Ver que cuando R = 0 (valor mínimo del potenciómetro) el capacitor está en paralelo con el tiristor y éste se comporta prácticamente como un diodo, pues se dispara casi inmediatamente que la señal de entrada es 0°.

EN CORRIENTE CONTINUA

 

 

Normalmente el tiristor trabaja con polarización directa entre ánodo (A) y cátodo (C o K) (la corriente circula en el sentido de la flecha del tiristor). Con esta condición, sólo es necesario aplicar un pulso en la compuerta (G) para activarlo.

Este pulso debe de tener una amplitud mínima, para que la corriente de compuerta (IG) provoque la conducción.

 

 

 

Activación del tiristor (SCR) en corriente continua

En el gráfico se ve una aplicación sencilla del tiristor en corriente continua. El tiristor se comporta como un circuito abierto hasta que activa su compuerta (GATE) con un pulso de tensión que causa una pequeña corriente. (se cierra momentáneamente el interruptor S). El tiristor conduce y se mantiene conduciendo, no necesitando de ninguna señal adicional para mantener la conducción. No es posible desactivar el tiristor (que deje de conducir) con la compuerta.

Características del pulso de disparo

La duración del pulso aplicado a la compuerta G debe ser lo suficientemente largo para asegurar que la corriente de ánodo se eleve hasta el valor de retención. Otro aspecto importante a tomar en cuenta es la amplitud del pulso, que influye en la duración de éste.

Desactivación de un tiristor

El tiristor una vez activado, se mantiene conduciendo, mientras la corriente de ánodo (IA) sea mayor que la corriente de mantenimiento (IH). Normalmente la compuerta (G) no tiene control sobre el tiristor una vez que este está conduciendo.

Opciones para desactivar un tiristor:

1. Se abre el circuitos del ánodo (corriente IA = 0)
2. Se polariza inversamente el circuito ánodo-cátodo (el cátodo tendrá un nivel de tensión mayor que el del ánodo)
3. Se deriva la corriente del ánodo IA , de manera que esta corriente se reduzca y sea menor a la corriente de mantenimiento IH.

 

Si se disminuye lentamente el voltaje (tensión), el tiristor seguirá conduciendo hasta que por él una cantidad de corriente menor a la llamada “corriente de mantenimiento o de retención (IH)”, lo que causará que el tiristor deje de conducir aunque la tensión VG (voltaje de la compuerta con respecto a tierra) no sea cero. Como se puede ver el SCR , tiene dos estados:

1. Estado de conducción, en donde la resistencia entre ánodo y cátodo es muy baja.
2. Estado de corte, donde la resistencia es muy elevada.