Projeto de Circuito Tiristor: Circuitos SCR
Os circuitos tiristores ou SCR são usados para muitos usos de controle de energia, desde controle de iluminação até motores de energia CA e outras aplicações de comutação.
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Nosso tutorial sobre projeto do circuito do tiristor inclui:
Cartilha de design de circuito tiristor | Funcionamento do circuito | Projeto de circuito de disparo | SCR Tiristor Crowbar | Circuitos TRIAC
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O tiristor ou retificador controlado por silício, SCR é um componente particularmente útil e encontra muitos usos em áreas como controle de potência, onde esses componentes podem ser usados para alternar altas tensões e correntes. Os tiristores assumiram a maioria das aplicações de comutação de energia que antes eram tratadas por relés, embora ainda sejam usados contatores de alta tensão.
Tiristor ou retificador controlado por silício, o projeto SCR pode ser realizado de maneira direta. Os dispositivos, embora um pouco incomuns, seguem as mesmas regras básicas de projeto de circuito que também regem outros componentes.
A questão principal é certificar-se de que todos os componentes sejam adequadamente classificados, já que muitas vezes os circuitos de tiristores são usados em aplicações de alta potência.
Tiristor, princípios básicos do circuito SCR
O retificador controlado por tiristor ou silício opera de maneira diferente de um transistor bipolar padrão ou FET.
O tiristor possui dois eletrodos que são conectados ao circuito principal a ser controlado. Esses dois eletrodos são chamados de ânodo e cátodo.
Um terceiro eletrodo chamado gate é usado para controlar o tiristor dentro do circuito.
Nota sobre a tecnologia do tiristor:
Os tiristores ou SCRs são baseados em uma estrutura única de uma estrutura PNPN e possuem três eletrodos: ânodo, cátodo e porta. Quando o portão recebe uma corrente de disparo, ele dispara o tiristor, permitindo que a corrente flua até que a tensão entre o ânodo e o cátodo seja removida. Isso permite que o tiristor comute altas tensões e correntes, embora seja apenas na metade do ciclo. Dois podem ser usados para cobrir ambas as metades do ciclo.
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Tecnologia de Tiristores
Para entender como o SCR opera dentro de um circuito, é melhor olhar para o seu circuito equivalente. A partir disso, pode-se ver que o SCR pode ser considerado como composto por dois transistores interconectados.
Sob condições iniciais não há condução entre o ânodo e o cátodo. No entanto, se a corrente for aplicada ao portão em um sentido que faça o TR2 conduzir, o SCR ligará, mas em apenas uma direção. Essa condução será mantida mesmo se a corrente do gate for removida. Desta forma, a corrente do portão pode ser considerada como um impulso de disparo.
Para interromper a condução, a tensão entre o ânodo e o cátodo precisa ser reduzida abaixo do nível de queda. Isso ocorre quando um ou ambos os transistores atingem seu modo de corte. Nesse ponto, a condução de todo o dispositivo será interrompida e o portão precisará ser acionado novamente.
Como pode ser percebido, o tiristor, SCR só conduz em uma direção. Quando usado com um sinal CA, ele precisa ser reativado para cada meio ciclo de condução.
Uma vez que o tiristor, SCR está em seu estado totalmente condutor, a queda de tensão no dispositivo é geralmente em torno de 1 V para todos os valores de corrente anódica até seu valor nominal.
O SCR então continua a conduzir enquanto a corrente do ânodo permanece acima da corrente de retenção para o dispositivo que normalmente é denotado como IH. Abaixo deste valor o SCR para de conduzir. Portanto, em CC e em alguns circuitos CA altamente indutivos, deve haver um meio de desligar o dispositivo, pois o SCR continuará conduzindo.
Projeto de circuito de portão de tiristor
A fim de evitar a sobrecarga do portão e também disparos falsos, alguns resistores são frequentemente colocados no circuito do portão.
Ao projetar um circuito SCR, geralmente são incluídos dois resistores de porta.
No diagrama, R1 é incluído para limitar a corrente do gate a um nível aceitável. Esse resistor é escolhido para fornecer corrente suficiente para acionar o SCR, sem fornecer tanto que a junção do portão seja colocada sob tensão.
O segundo resistor, R2, é o resistor de cátodo da porta, às vezes indicado como RGK incluído para evitar disparos espúrios. Ele efetivamente reduz a sensibilidade do portão.
Às vezes, esse resistor pode ser incluído no próprio pacote do SCR e nenhum resistor externo pode ser necessário. É necessário verificar a folha de dados do fabricante para determinar o que é necessário.
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