Disparo de tiristores o disparo de SCR

El SCR o tiristor es un tipo de dispositivo semiconductor y está especialmente diseñado para utilizarlo en aplicaciones de conmutación de alta potencia. El funcionamiento de este dispositivo sólo puede realizarse en modo de conmutación y actúa como un interruptor. Cuando el SCR es activado por su terminal de puerta en la transmisión, entonces suministrará la corriente constantemente. Al diseñar un circuito de SCR o tiristor, hay que prestar especial atención a la activación del circuito. El funcionamiento de toda la región del circuito SCR depende principalmente de la forma de su activación. En este artículo se tratan diferentes métodos de activación del SCR o métodos de activación del SCR o activación de los tiristores. Existen diferentes métodos de activación basados en diversas entidades, como la temperatura, la tensión, etc. Vamos a hablar de algunos de ellos que se utilizan con frecuencia en la activación de los SCR.


Índice de Contenido
  1. ¿Qué es el disparo del SCR?
    1. Métodos de disparo del SCR
    2. Disparo por tensión directa
    3. Disparo por temperatura
    4. disparo dv/dt
    5. Disparo de la luz
    6. Disparo de la puerta

¿Qué es el disparo del SCR?

Sabemos que el rectificador controlado por silicio (SCR) o tiristor incluye dos estados estables: conducción hacia adelante y bloqueo hacia adelante. El método de activación del SCR puede definirse así: cuando el SCR pasa del estado de bloqueo hacia delante al estado de conducción hacia delante, es decir, del estado OFF al estado ON, se denomina Métodos de activación del SCR o activación del SCR.

rectificador controlado por silicio

Métodos de disparo del SCR

El disparo del SCR depende principalmente de diferentes variables, como la temperatura, el suministro de tensión, la corriente de puerta, etc. Cuando se aplica la tensión al rectificador controlado de silicio, si el terminal del ánodo puede hacerse +ve en relación con el cátodo, el SCR pasa a estar polarizado hacia delante. Por lo tanto, este tiristor entra en el estado de bloqueo hacia delante.

scr-circuito-disparador
scr-triggering-circuit

Se puede hacer que se active en modo de conducción y lo hace utilizando cualquier tipo de método de activación del SCR. Existen diferentes métodos de activación del SCR que incluyen los siguientes.

  • Disparo por tensión directa
  • Disparo por temperatura
  • disparo de dv/dt
  • Disparo de la luz
  • Activación de la puerta

Disparo por tensión directa

Este tipo de método de disparo se utiliza principalmente para aumentar la tensión entre el ánodo y el cátodo. De este modo, se puede aumentar la anchura de la capa de agotamiento y hacer que aumente la tensión de aceleración de los portadores de carga minoritarios en la unión J2. Además, esto puede conducir a una ruptura de avalancha de la unión J2 en una sobretensión de ruptura hacia delante.

En esta fase, el rectificador controlado de silicio puede cambiar al modo de conducción y, por tanto, habrá un enorme flujo de corriente con una menor caída de tensión. A lo largo del estado de activación en el SCR, el rango de caída de tensión de avance es de 1 a 1,5 voltios a través del SCR. Esto puede amplificarse utilizando la corriente de carga.

En la práctica, este método no puede utilizarse, ya que requiere una tensión anódica extremadamente grande en el cátodo. Una vez que la tensión es superior a la sobretensión de ruptura, ofrece corrientes extremadamente grandes. Esto puede causar daños al tiristor. Por lo tanto, en la mayoría de las situaciones, no se puede utilizar este tipo de método de activación del SCR.

Disparo por temperatura

Este tipo de disparo se produce principalmente por algunas circunstancias. Puede aumentar las respuestas súbitas y entonces sus resultados deben anotarse mientras el elemento de cualquier método de diseño.

El disparo por temperatura de los tiristores se produce principalmente cuando la tensión en la unión J2 y la corriente de fuga pueden aumentar la temperatura de la unión. Cuando la temperatura aumenta, se incrementa la corriente de fuga.

Este método de aumento puede ser adecuado para activar el tiristor, aunque tiende a ocurrir simplemente cuando la temperatura del dispositivo es alta.

disparo dv/dt

En este tipo de disparo, siempre que el SCR esté en polarización de avance, dos uniones como J1 y J3 estarán en polarización de avance y la unión J2 estará en polarización inversa. En este caso, la unión J2 funciona como un condensador debido a la carga existente en la unión. Si "V" es la tensión a través del SCR, la carga (Q) y la capacitancia pueden escribirse como

ic = dQ/dt

Q = CV

ic = d (CV) /dt = C. dV/dt + V.dC/dt

Cuando dC/dt = 0

ic = C. dV/dt

Así, cuando el cambio de la tasa de tensión a través del SCR se convierte en alta o baja, entonces el SCR puede dispararse.

Disparo de la luz

Cuando el SCR se activa con la radiación de la luz se denomina LASCR o SCR activado por luz. Este tipo de activación se utiliza en los convertidores controlados por fase dentro de los sistemas HVDC. En esta técnica, se permite que la intensidad y las emisiones de luz con la longitud de onda adecuada golpeen la unión J2.

activación por luz
activación de la luz

Estos tipos de tiristores incluyen una posición dentro de la capa P. Así, cuando la luz incide en esta posición, los pares de electrones-huecos pueden producirse en la unión J2 para dar portadores de carga adicionales en los cables de la unión para activar el tiristor.

Disparo de la puerta

El disparo de la puerta es un método eficaz y el más utilizado para activar el tiristor o el SCR. Como el tiristor está en polarización hacia delante, una tensión amplia en el terminal de la puerta añade algunos electrones a la unión J2. Esto afecta a la amplificación de la corriente de salida inversa y, por lo tanto, la ruptura de la unión J2 todavía a la tensión será menor que la VBO.

En función del tamaño del tiristor, la corriente de puerta cambiará de unos pocos mA a 200 mA. Si la corriente que se aplica al terminal de la puerta es alta, se introducirán electrones adicionales en la unión J2 y las consecuencias se acercarán a la posición de conducción con una tensión aplicada menor.

En esta técnica, se puede aplicar una tensión positiva entre los dos terminales como la puerta y el cátodo. Por tanto, podemos emplear 3 tipos de señales de puerta para el disparo del SCR, a saber, señal de pulso, señal de CC y señal de CA.

Al diseñar el circuito de disparo del SCR de puerta, hay que tener en cuenta los siguientes puntos importantes.

  • Cuando se dispara el SCR, la señal de puerta debe desprenderse instantáneamente, de lo contrario, se producirá una pérdida de potencia en la unión de la puerta.
  • Como el SCR tiene un sesgo inverso, la señal de puerta no debe aplicarse a éste.
  • La anchura del impulso de la señal de puerta debe ser mayor que el tiempo necesario para que la corriente del ánodo aumente hasta el valor de la corriente de mantenimiento.

Por tanto, se trata de un visión general del SCR métodos de disparo. Por último, de la información anterior podemos concluir que el cambio del tiristor del estado de bloqueo hacia adelante al estado de condición hacia adelante se conoce como activación. Aquí tienes una pregunta,

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