RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO (SCR)

RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO:


Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la disposición pnpn Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional (sentido de la corriente es único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez.

SIMBOLO DEL RECTIFICADOR CONTROLADO DE SICILICIO

CURVA CARACTERISTICA DEL SCR:

Podemos ver en la curva cuatro valores importantes. Dos de ellos provocarán la destrucción del SCR si se superan: V_RB e I_MAX. V_RB (Reverse Breakdown Voltage) es, al igual que en el diodo Shockley, la tensión a partir de la cual se produce el fenómeno de avalancha. I_MAX es la corriente máxima que puede soportar el SCR sin sufrir daño. Los otros dos valores importantes son la tensión de cebado V_BO (Forward Breakover Voltage) y la corriente de mantenimiento I_H, magnitudes análogas a las explicadas para el diodo Shockley.






AREA DE DISPARO SEGURO:
               
En esta  (Figura) se obtienen las condiciones de disparo del SCR. Las tensiones y  corrientes admisibles para el disparo se encuentran en el interior de la zona formada por las  curvas:
•Curva A y B: límite superior e inferior de la tensión puerta-cátodo en función de la corriente positiva de puerta, para una corriente nula de ánodo.
•Curva C: tensión directa de pico admisible V_GF.
•Curva D: hipérbola de la potencia media máxima P_GAV que no debemos sobrepasar.

CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS

Corresponden a la región ánodo- cátodo y son los valores máximos que colocan al elemento en un limite de sus posibilidades.

CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS
Tensiones transitorias
Son valores de tensión que van superpuesto a la señal sinusoidal de la fuente de alimentación. Son de escasa duración, pero de amplitud considerable.






APLICACIONES DEL SCR :

Las aplicaciones de los tiristores se extienden desde la rectificación de corrientes alternas, en lugar de los diodos convencionales hasta la realización de determinadas conmutaciones de baja potencia en circuitos electrónicos, pasando por los onduladores o inversores que transforman la corriente continua en alterna.La principal ventaja que presentan frente a los diodos cuando se les utiliza como rectificadores es que su entrada en conducción estará controlada por la señal de puerta. De esta forma se podrá variar la tensión continua de salida si se hace variar el momento del disparo ya que se obtendrán diferentes ángulos de conducción del ciclo de la tensión o corriente alterna de entrada. Además el tiristor se bloqueará automáticamente al cambiar la alternancia de positiva a negativa ya que en este momento empezará a recibir tensión inversa. Por lo anteriormente señalado el SCR tiene una gran variedad de aplicaciones, entre ellas están las siguientes:

· Controles de relevador.
· Circuitos de retardo de tiempo.
· Fuentes de alimentación reguladas.
· Interruptores estáticos.
· Controles de motores.
· Recortadores.
· Inversores.
· Ciclo conversores.
· Cargadores de baterías.
· Circuitos de protección.
· Controles de calefacción.
· Controles de fase.

EFECTOS DEL SCR CON CARGAS INDUCTIVAS:

Cuando la carga del SCR es una carga inductiva, (se comporta como un inductor), es importante tomar en cuenta el tiempo que tarda la corriente en aumentar en una bobina.
El pulso que se aplica a la compuerta debe ser lo suficientemente duradero para que la corriente de la carga iguale a la corriente de enganche y así el tiristor se mantenga en conducción. En este tipo de cargas, la corriente puede, en principio, cambiar tan súbitamente como lo haga la tensión. Pero si el circuito es inductivo, como es el caso de los Motores eléctricos, entonces la corriente no puede sufrir cambios bruscos, pudiendo llegar a Tener un retraso considerable respecto a la tensión.
Si la inductancia es alta pueden aparecer dos problemas:


1). Puede ocurrir que el tiristor no llegue ni siquiera a encenderse, si resultara que al crecer muy lentamente la corriente en el momento de la activación de la compuerta, al cesar el pulso de activación, la corriente aún no hubiera ni siquiera alcanzado el mínimo IH necesario para mantener encendido al tiristor. La solución a este problema consiste en hacer que los pulsos de encendido sean más largos.
2). Si el retraso de la corriente es muy grande, puede que cuando ésta llegue a ser inferior a la corriente de mantenimiento IH, la tensión sea ya tan grande que el tiristor siga encendido, con lo cual, no se apaga nunca. Para evitar este problema se monta en paralelo con la carga un diodo para derivar por él el exceso de corriente que hace que el tiristor no se cierre a su tiempo.




VENTAJAS DEL SCR:

• Requiere poca corriente de gate para disparar una gran corriente directa
• Puede bloquear ambas polaridades de una señal de A.C.
• Bloquea altas tensiones y tiene caídas en directa pequeñas

DESVANTAJAS DEL SCR:

• El dispositivo no se apaga con Ig=0
• No pueden operar a altas frecuencias
• Pueden dispararse por ruidos de tensión
• Tienen un rango limitado de operación con respecto a la temperatura