TIRISTOR SCRREGULADOR DE SILICIO CONTROLADO

INTRODUCCION En la industria hay

numerosas operaciones, las cuales requieren que se entregue una cantidad de potencia elctrica variable y controlada.

Desde 1960, esta

disponible un dispositivo electrnico, el cual no adolece de las fallas antes mencionadas. El SCR es pequeo y relativamente barato.

TEORIA Y OPERACIN DE LOS SCR Un rectificador

controlado de silicio (SCR, silicon controlled rectifier) es un dispositivo de tres terminales utilizado para controlar corrientes relativamente grandes de una carga.

Un SCR acta de una manera muy similar a un interruptor. Cuando est conduciendo presenta un camino de baja resistencia para el flujo de corriente de nodo a ctodo. Cuando esta bloqueado, no puede fluir corriente de nodo a ctodo.

Si la fuente de alimentacin es ac, el SCR permanece

una cierta porcin del periodo en el estado de CONDUCCION y el resto del periodo en el estado BLOQUEADO. En una fuente ac de 60 Hz., el periodo des 16,67 mseg.

FORMAS DE ONDA

- El 1er diagrama muestra la

onda de entrada. Observar los ptos. 0, 180 y 360. - El 2do diagrama muestra la seal aplicada a la carga cuando el disparo es a los 45 - El 3er diagrama muestra la seal 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 est conduciendo, como un diodo.

Los trminos

popularmente utilizados para describir como est operando un SCR, son ngulo de disparo y ngulo de conduccin.

El ngulo de con-

duccin es el nmero de grados de un ciclo ac durante los cuales el SCR est en CONDUCCION. El ngulo de disparo es el nmero de grados de un ciclo ac que transcurren antes que el SCR pase al estado de CONDUCCION.

CARACTERISTICAS DE PUERTA DEL SCR Un SCR es cebado por la inyeccin de un pulso de

corriente en la puerta. Esta corriente de puerta (iG) fluye a travs de la unin entre puerta y ctodo. La mayora de los SCR requieren una corriente de puerta comprendida entre 0.1 y 20 mA para cebarse (iGT = 0.1 a 20 mA).

Una vez cebado el SCR, no es necesario que contine

fluyendo corriente por la puerta. El SCR permanece en CONDUCCION por el tiempo que fluya corriente a travs de sus terminales principales, de nodo a ctodo.

Cuando la corriente de nodo a ctodo (iAK) caiga por

debajo de algn valor mnimo, denominada corriente de mantenimiento, simbolizada por iH0, el SCR se BLOQUEARA. Esto generalmente ocurre cuando el voltaje ac de alimentacin pasa por cero hacia su zona negativa. Para la mayora de los SCR de mediana potencia, iH0 es del orden de 10 mA.

CIRCUITOS TIPICOS DE CONTROL DE PUERTA El circuito tpico de control de puerta ms simple,

algunas veces denominado circuito de disparo, se muestra en la Figura 4-6.

CIRCUITOS TIPICOS DE CONTROL DE PUERTA Una desventaja de este circuito de disparo simple es

que el ngulo de disparo puede ajustarse solamente de 0o a 90. Este hecho puede entenderse si nos referimos a la Figura, en la cual se muestra que la corriente de puerta tiende a ser una onda senoidal en fase con el voltaje a travs del SCR.

Retardos en el disparo usandoEl mtodo ms simple para mejorar el circuito de control de puerta es adicionando un condensador en el extremo inferior de la resistencia del terminal de puerta, tal como se muestra en la Figura. La ventaja de este circuito es que el ngulo de disparo puede ajustarse a ms de 90.

Suponga que para el circuito de control de la figura se ha decidido utilizar los condensadores C1=0.068 F y C2 = 0.033 F. Determine aproximadamente los valores de R1 R2 y R3 para tener un rango amplio en el ajuste del cebado.Solucin a. La constante de tiempo (R1 + R2)C1, debe estar en el rango de 1 x 10-3 a 30x 10-3 . Para obtener un rango de ajuste amplio, la constante de tiempo debe poder ajustarse en una gran parte de este rango. Como un estimativo, consideremos un rango de ajuste de 2x10-3 a 25 x 10-3.

La mnima constante de tiempo ocurre cuando R2 est completamente fuera, de modo que: (R1+ 0)(0.068 x 10-6) = 2 x 10-3 R2 = 29,4 K. se escoge el valor comercial ms cercano, que es 27 K. La mxima constante de tiempo (mximo ngulo de disparo) ocurre cuando R2 est completamente en el circuito, de modo que: (R2 + 27 x 103)(0.068 x 10-6) = 25 x 10-3, R2 = 340 K. El potencimetro comercial de valor ms cercano es 300 K. La experiencia ha demostrado que la segunda constante de tiempo, R3C2, debe ser cercana al menor valor del rango de ajuste. Asumamos entonces 5 mseg. Por tanto, (R3)(0.033 x 10-6) = 5 x IO-3 R3 = del orden de 150 K.