Malhas snubber

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Índice
Introdução 4
Breve introdução de semicondutores de potência 4
Díodos 5
Tirístores 9
SCR (Rectificador controlado de silício) 9
Maneiras de disparar um tirístor 10
O TRIAC 14
O DIAC 16
O Transístor Bipolar de Junção (BJT) 17
Mosfet de Potência 19
O IGBT 22
Módulos de Potência 24
A Escolha do Semicondutor de Potência 25
Breve introdução de circuito Snubber 27São três as classes principais dos circuitos Snubber: 27
Porque se utiliza um circuito Snubber? 28
Circuito Snubber para Díodos 29
Circuito Snubber para Tirístores 30
Turn-off e Turn-on Snubber’s 31
Turn-off Snubber: 32
Turn-on Snubber: 33
Gate-Turn-Off Tirístores 34
Snubbers para transístores bipolares de Junção (BJT) 35
Snubbers para MOSFETs, IGBTs e MCT’s 36
Recuperação deenergia nos snubbers: 37
Conclusão 38
Bibliografia 39

Introdução

O objectivo fundamental deste trabalho de investigação é aprender mais sobre os semicondutores de potência assim como os circuitos snubber.

Breve introdução de semicondutores de potência

Para entender o funcionamento e as diversas topologias dos conversores estáticos é importante que se conheça bem os dispositivossemicondutores que compõem a parte activa destes conversores, ou seja, as suas características de tensão, corrente, comando e tempo de comutação.
Em electrónica de potência, os semicondutores tem tempo de comutação que se traduz em “Turn-on” passagem do estado Off para estado On, ou “Turn-off” passagem do estado On para estado Off.
Podem ser divididos em três grupos de acordo com o controlo a que ésubmetido. Esses grupos são:
Díodos - estado ON e OFF dependendo do circuito de potência.
Tirístores - estado ON activado por um sinal de controlo e OFF depende do circuito de potência. Ex.: SCR, TRIAC.
Interruptores controláveis - os estados ON e OFF são controlados por sinais de controlo. Ex.: Transístor (BJT), MOSFET, IGBT, GTO.

Díodos

A Fig.1 mostra o símbolo do díodo e suascaracterísticas de operação através da curva v x i.

Fig.1 Díodo: símbolo e característica de operação.
Quando a tensão entre o ánodo e o cátodo for positiva e maior que Vf (em torno de 0,7 V), é dito que o díodo está directamente polarizado e está no estado de condução, ou seja, começa a conduzir corrente com uma pequena tensão sobre ele.
Quando o díodo é reversamente polarizado, ou seja a tensão entreánodo e cátodo é negativa, ele esta no estado corte, bloqueando a passagem de corrente no sentido inverso.
A entrada em condução de um díodo é considerada ideal, ou seja, rápida o suficiente para não afectar o resto do circuito de potência em que está inserido. Entretanto, para o bloqueio leva-se um tempo adicional, chamado Trr – tempo de recuperação inversa.
Na comutação do estado de conduçãopara o bloqueio, ocorre a descarga da capacitância intrínseca da junção. Nesse intervalo de tempo Trr, a corrente no díodo torna-se negativa até que toda a carga armazenada na capacitância durante a condução se anule.
Após a carga ter-se anulado o díodo bloqueia. Esta corrente inversa pode, além de comprometer o bom funcionamento do circuito, gerar ruídos, sobretensões e perdas adicionais decomutação. A Fig.2 mostra como ocorre a comutação em um díodo.
A partir dos tempos de recuperação reversa, os díodos podem ser classificados quanto à velocidade de comutação.

Fig. 2 - Comutação em um díodo

Os díodos de potência são fornecidos em vários tipos diferentes de encapsulamento como mostrado na Figura 3 em baixo. É através do encapsulamento que o calor gerado na junção do díodo sedifunde para o meio circundante.

Fig.3 - Tipos de encapsulamento

A tabela a seguir mostra algumas linhas comerciais de díodos. Os díodos Schottky apresentam tempos de recuperação inversa muito pequenos, da ordem de 10 ns, pequena queda de tensão e é aplicado em altas frequências e baixas tensões. Já o díodo ultra-rápido pode ser usado em tensões superiores, com um acréscimo do tempo de...
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