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TIRISTORES SCR Alunos: Alex Ricardo Gallego Clésio de Mattos Ferreira Eduardo Augusto Duarte Flávio Luciano Gallego José Alexandre Barros Contente Márcio.

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1 TIRISTORES SCR Alunos: Alex Ricardo Gallego Clésio de Mattos Ferreira Eduardo Augusto Duarte Flávio Luciano Gallego José Alexandre Barros Contente Márcio Cabanhas da Silva Renan Felix Fernandes Souza Willian Massao Nishimura

2 Características Básicas do SCR Análogo a um diodo com um 3º terminal (gatilho) Para conduzir, além de estar polarizado diretamente, deve receber um pulso de corrente no gatilho

3 Características do SCR São chaves estáticas bi-estáveis, ou seja, trabalham em dois estados: não condução e condução, com a possibilidade de controle. Em muitas aplicações podem ser considerados chaves ideais, mas há limitações a serem consideradas na prática. São compostos por 4 camadas semicondutoras (P-N-P-N), três junções (P-N).

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6 Características do SCR Apresentam alta velocidade de comutação e elevada vida útil; Possuem resistência elétrica variável com a temperatura, portanto, dependem da potência que estiverem conduzindo;

7 Aplicações do SCR Controles de relés e motores; Fontes de tensão reguladas; Choppers (variadores de tensão CC); Inversores CC-CA; Cicloconversores (variadores de frequência); Carregadores de bateria; Controles de iluminação;

8 Aplicações do SCR Principal aplicação: Conversão e o controle de grandes quantidades de potência em sistemas CC e CA, utilizando apenas uma pequena potência para o controle pois apresenta chaveamento rápido, pequeno porte e altos valores nominais de corrente e tensão

9 Polarização Direta de um SCR J1 e J3 polarizados diretamente J2 polarizado reversamente: apresenta maior barreira de potencial Flui pequena corrente de fuga direta do ânodo para o cátodo, I F Bloqueio direto – DESLIGADO

10 Polarização Reversa de um SCR J2 diretamente polarizada J1 e J3 reversamente polarizadas: apresentam maiores barreiras de potencial Flui pequena corrente de fuga reversa do cátodo para o ânodo, I R Bloqueio reverso - DESLIGADO

11 Tiristor SCR em condução Polarização direta ( V AK > 0 ) É necessário uma corrente de gatilho (pulso), I G Corrente direta (ânodo-cátodo) superior a I L (corrente de disparo) antes da extinção da corrente de gatilho Após extinção de I G, corrente direta superior à corrente de manutenção (I H ) para manter o SCR em condução

12 Característica Estática dos Tiristores

13 Características Dinâmicas dos Tiristores Entrada em condução (chave fechada em t 0 ) Para que o SCR entre em condução há um tempo para que I G provoque o decaimento de V AK e o aumento de I A ; Tempo de retardo (t d ) depende da amplitude de I G e sua velocidade de crescimento; t r depende das características do componente.

14 Características Dinâmicas dos Tiristores

15 Bloqueio do Tiristor (chave Ch2 fechada em t0) Em t 1, Ch2 é fechada novamente - SCR bloqueado; Após tempo de recuperação (t rr ) deve-se manter tensão reversa por um tempo maior ou igual a t q para que seja alcançado o equilíbrio térmico e o SCR permanecer bloqueado.

16 Características Dinâmicas dos Tiristores

17 Problemas Operacionais dos Tiristores Efeito di/dt Quando se inicia o processo de ignição de um tiristor, a região de condução se restringe a uma pequena área próxima ao gatilho. Esta área de condução cresce com uma determinada taxa, assim como a corrente direta. Se a taxa de crescimento da corrente for muito maior que a taxa de crescimento da área de condução, ocorrerá um aquecimento que poderá destruir o dispositivo. O crescimento da corrente pode ser limitado com a inclusão de um indutor em série com o tiristor.

18 Problemas Operacionais dos Tiristores Efeito dv/dt Este efeito causa o disparo do tiristor em tensões abaixo da definida pela corrente no gatilho, isto é, disparos aleatórios. O efeito dv/dt pode ser controlado com a inclusão de um circuito RC (circuito Snubber) em paralelo com o tiristor.

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20 Problemas Operacionais dos Tiristores Sobretensões As sobretensões estão, normalmente, relacionadas a um corte brusco de corrente e o aparecimento de uma tensão (L.di/dt). As causas mais prováveis de sobretensões são: - O processo de chaveamento do próprio tiristor - Tensões transitórias transmitidas pelas redes industriais, devido a chaveamentos de circuitos indutivos. A proteção mais utilizada é um circuito RC (Snubber) em paralelo com o tiristor.

21 Problemas Operacionais dos Tiristores Sobrecorrentes As principais causas do aparecimento de sobrecorrentes são: - Partida de motores; - Equipamentos de soldagem elétrica; - Presença de curto-circuito; Para proteção: - Disjuntores de ação rápida (correntes não muito elevadas) - Fusíveis ultra-rápidos (correntes muito elevadas).

22 Problemas Operacionais dos Tiristores Problemas térmicos A junção do semicondutor - região crítica sob o aspecto da temperatura - está diretamente submetida ao fluxo da corrente de carga, como conseqüência há uma resposta muito rápida às variações de corrente. Para evitar esses problemas é necessário o projeto de dissipadores para transferir o calor para o ambiente.

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24 Referências Modulo2.pdf Modulo2.pdf Apostila_Tiristor_SCR.pdf Apostila_Tiristor_SCR.pdf

25 OBRIGADO!


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