Tiristor

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  • Publicado : 12 de maio de 2012
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Circuito de disparo
O tiristor (“Silicon Controlled Rectifier” - Retificador Controlado de Silício) é o dispositivo eletrônico destinado a aplicações de potência elevada. É um dispositivo de tecnologia bipolar com três terminais: ânodo, cátodo e “gate”. O seu funcionamento assemelha-se ao de um diodo, pois uma das condições para que entre em condução é encontrar-se polarizado diretamente,(i.e. a tensão ânodo cátodo ser positiva). Outra condição necessária para que um tiristor entre em condução, consiste na aplicação de um impulso de tensão com amplitude e duração determinadas, entre o terminal de controlo (“gate”) e o cátodo. É portanto um dispositivo comandado à condução.
O tiristor existe no mercado numa vasta gama de tensões e de correntes podendo dividir-se em duascategorias: tiristores lentos para aplicações de baixa freqüência e potência elevada (utilizados em retificadores) cujos tempos de comutação atingem os 500ms, e tiristores rápidos de tempos de comutação menores que 50ms, com limites de operação mais baixos.
A principal desvantagem que este dispositivo apresenta é a incapacidade de, por si só, cortar a corrente que conduz de forma comandada.A sua utilização em circuitos onde não estejam criadas as condições para uma comutação de forma natural (i.e. quando a natureza da fonte de alimentação ou da carga é tal que não provoca o anulamento da corrente que flui através do tiristor), pressupõe o recurso a técnicas de comutação forçada. Estas técnicas consistem, normalmente, na introdução de um circuito constituído por componentesreativos, um condensador e uma bobine, e um ou mais tiristores adicionais. Os circuitos de comutação forçada têm como objetivo estabelecer, durante um determinado intervalo de tempo, uma tensão inversa aos terminais do dispositivo que se pretende comutar.
As malhas ou circuitos de comutação forçada provocam perdas, pelo que a sua utilização em aplicações de potência elevada está limitada afreqüências de operação da ordem dos 500Hz até 1.5kHz. Embora existam ainda muitos equipamentos que incorporam tiristores com circuitos de comutação forçada, existe a tendência para substituí-los por novos equipamentos projetados com GTO’s ou IGBT’s.
Na Fig1 representa-se um circuito onde é necessária a existência de um circuito de comutação forçada para a passagem ao corte do tiristor, de modo aser possível controlar a potência entregue à carga.
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Na Fig. 2, contrariamente, representa-se um circuito onde, em determinadas condições não é necessária a existência de qualquer circuito de comutação forçada.
A corrente de porta deve ser alvo de atenções. O uso de um único circuito de comando para acionar todos os tiristores minimiza osproblemas de tempos de atraso. Além disso, deve-se procurar usar níveis iguais de corrente e tensão de porta, uma vez que influem significativamente no desempenho do disparo. Para minimizar os efeitos das diferenças nas junções porta-catodo de cada componente pode-se fazer uso de um resistor ou infutor em série com a porta, para procurar equalizar os sinais. É importante que se tenha atingido a correntede disparo antes da retirada do pulso de porta, o que pode levar à necessidade de circuitos mais elaborados para fornecer a energia necessária. Uma seqüência de pulsos também pode ser empregada.


Circuito de disparo
Funcionamento


O circuito de disparo do tiristor representado na Fig.3 consiste essencialmente numa monoestável que reage ao flanco positivo daquele sinal. Àsaída da monoestável obtêm-se um impulso com uma duração programada exteriormente pela resistência R e pelo condensador C. A duração do impulso depende das características de “gate” do tiristor a utilizar (neste caso 10ms). Este impulso necessita ser amplificado de modo a ser injetado no “gate” corrente suficiente para se dar o disparo do tiristor. Para isso utiliza-se um transistor de ganho...
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