Retificador controlado por silício: 19 fatos que você deve saber

O que é SCR?

SCR | Definição de retificador controlado por silício

• Um SCR, às vezes também chamado de retificador controlado por semicondutor, é um dispositivo de energia de estado sólido de três terminais e é amplamente utilizado para várias aplicações eletrônicas de energia. Às vezes também é chamado de tiristor.
• Um retificador controlado por silício tem três terminais: ânodo, cátodo e porta.
• O SCR pode ser ligado passando uma pequena corrente através do terminal da porta para o cátodo, desde que o terminal do ânodo esteja em um potencial maior do que o cátodo.

Um retificador controlado por silício típico tem a seguinte aparência:

Símbolo retificador de controle de silício

Um retificador controlado por silício é denotado pelo seguinte símbolo para todos os seus usos em diagramas de circuitos e outros propósitos de representação.

Tipos de retificador controlado por silício

Os tiristores são categorizados da seguinte forma:

• O tiristor comutado por força.
• Tiristor comutado em linha.
• O tiristor para desligar o portão (GTO).
• Tiristor de condução reversa (RCT),
• Tiristor de indução estática (SITH)
• Tiristor de desligamento assistido por portão (GATT)
• Retificador controlado por silício ativado por luz (LASCR).
• Tiristores MOS desligamento (MTO) tiristores desligamento emissor (ETO),
• Tiristor comutador de porta integrado (IGCT).
• Tiristor controlado por MOS (MCTs).

Por que o SCR é chamado de retificador controlado por silício?

• Geralmente, os retificadores podem ser classificados como retificadores controlados e retificadores não controlados.
• Diodos se enquadram na categoria de retificadores não controlados, pois conduzem sem qualquer controle, desde que a tensão do ânodo seja maior que a tensão do cátodo (também chamada de condição de polarização direta)
• Os SCRs, por outro lado, são chamados de retificadores controlados, pois conduzem apenas quando o terminal da porta é acionado. Assim, ao fornecer um pulso de disparo ao portão, podemos controlar o funcionamento do tiristor, contanto que ele esteja na condição de polarização direta

Tiristor vs SCR

SCRs e tiristores são essencialmente os mesmos e podem ser usados ​​de forma intercambiável. Também neste artigo, ambos os termos denotam o mesmo dispositivo.

Retificador Controlado por Silício de Alta Potência

Os SCRs são conhecidos por sua alta capacidade de manuseio de energia. Tiristores naturais ou comutados em linha com classificação de 6000V, 4500A também estão disponíveis. Em um nível de aplicação, esses são valores enormes e é aí que reside a importância dos SCRs. Os SCRs podem lidar com grandes quantidades de tensões e correntes sem se danificar. As características dos SCRs garantem que eles sempre terão importantes aplicações em eletrônica de potência.

Operação de retificador controlado por silício

• Um SCR pode estar no estado LIGADO polarizando diretamente a junção ânodo-catodo e aplicando um pulso de corrente de porta positiva por um curto período. Assim que o dispositivo começar a conduzir, podemos remover esse pulso de porta e o retificador controlado por silício é travado, embora não seja possível desligar o SCR por qualquer pulso de porta.
• Se a corrente do ânodo tentar ir para -ve, por conta do circuito ao qual o SCR está conectado, o SCR pode desligar e a corrente será 0.
• Em seu estado desligado, o tiristor irá parar uma tensão polarizada direta e não estará no estágio de condução.
• As características IV de um SCR podem ser estudadas para entender esses pontos com mais detalhes.

É interessante notar que um SCR pode ser usado para CA e CC, uma vez que as condições para ligar são atendidas - tensão de polarização direta e pulso de porta positivo - ele conduz todas as correntes, independentemente de ser CA ou CC.

Características do retificador controlado por silício

• Até que o tiristor seja acionado por um pulso de porta, se uma tensão positiva for aplicada através da junção ânodo-cátodo, o elemento é dito estar em estado de bloqueio para frente
• Assim que o dispositivo começa a conduzir, o SCR está LIGADO e pode-se dizer que está em estado de condução para a frente
• Se a tensão aplicada for negativa, diz-se que o dispositivo está em região de bloqueio reverso. No estado de bloqueio reverso, apenas uma pequena fuga de corrente flui no tiristor.
• Uma vez que o tensão negativa aumenta além de um valor chamado tensão de ruptura reversa, o tiristor começará a conduzir na direção negativa. Essa tensão também é chamada de tensão reversa de pico. Isso também é chamado de quebra de Zener ou região de avalanche.

Podemos estudar o gráfico a seguir das características do Retificador Controlado por Silício (SCR) para ter uma ideia melhor.

Corrente de retenção

Uma vez que o pulso do portão é removido, a corrente fluindo do ânodo para o cátodo deve ser mais do que um valor mínimo, chamado corrente de travamento, para manter o dispositivo no estado LIGADO. Caso contrário, o dispositivo volta ao estado de bloqueio.

Mantendo a corrente

• A pequena corrente do ânodo é essencial para manter o tiristor no estado LIGADO, isso é conhecido como segurando atual.
• A corrente de retenção é menor que a corrente de retenção.

Aplicações de retificador controlado por silício

Devido à natureza controlável do Retificador Controlado por Silício e sua disponibilidade em uma faixa muito ampla de classificações de tensão e corrente, os SCRs encontram seu uso em uma ampla variedade de aplicações.

Alguns deles são

• Drives de motor de velocidade variável
• Motores CA, luzes, máquinas de soldar
• Limitadores de Corrente de Falha
• disjuntores
• Circuitos Light Dimmer
• Controle de velocidade do ventilador elétrico
• Alta Energia Elétrica Aplicações

Dimmer retificador controlado por silício

• Como o SCR é um dispositivo controlável, ele pode ser usado em circuitos de dimerização.
• A ideia básica por trás desse processo é que o ponto na forma de onda onde o dispositivo é ligado seja alterado. Essencialmente, é também uma forma de controle de fase. Também é chamado escurecimento da fase progressiva.
• Geralmente, o suprimento senoidal é dado às luzes. Então, ao invés de ligar no ponto de cruzamento zero, ligamos em diferentes instantes, controlando assim a energia.
• Algumas das desvantagens dos circuitos Dimmer SCR são zumbido / ruído, ruído elétrico (harmônicos) e ineficiência.

Controle de aquecedor SCR

• A ideia geral por trás do funcionamento do aquecedor SCR é a mesma do SCR Dimmer, ou seja, controlamos a potência dada às cargas do resistor alterando o instante de ativação.
• O aquecedor SCR funciona variando o tempo o aquecedor elétrico é ligado e, portanto, modula a quantidade de calor fornecida.
• O controle SCR pode fornecer energia elétrica principalmente de 2 maneiras, ângulo de fase disparado e tensão zero comutada modos.

Modo de disparo de ângulo de fase

Neste modo, o controle é tal que uma porcentagem da energia é ligada em cada ciclo (ou seja, um ciclo de uma corrente alternada). Isso pode fornecer energia suave e variável para os aquecedores. Essencialmente, o instante de tempo no qual um pulso de porta é dado ao SCR é variado. É a isso que corresponde o termo “ângulo de fase” no título.

Comutação de tensão zero

Aqui, os interruptores desligam e desligam os ciclos completos das formas de onda senoidal proporcionalmente, de forma que, variando o número de ciclos CA, possamos obter a potência necessária na saída.

Controladores de energia SCR

• O princípio por trás dos controladores de potência SCR é basicamente o que discutimos antes; controlar o fluxo de eletricidade (e, portanto, de energia) da fonte para o aquecedor.
• O achado usa em indústrias e processos de fabricação para regulação de temperatura para diferentes aplicações.
• Basicamente, ele ajusta o ângulo de disparo (ângulo de fase do cruzamento do ponto zero da onda senoidal até o instante em que o pulso do portão é aplicado) para manter uma saída de tensão constante, que é definida.

Controlador de motor SCR

• Os SCRs podem ser empregados para controlar a velocidade de um motor CC usando os seguintes circuito elétrico.
• Dois SCRs são usados ​​para converter a tensão CA de entrada em uma tensão CC pulsante.
• Esta tensão CC pulsante pode ser variada controlando a saída do SCR retificador circuito, que por sua vez é controlado pelo tempo de disparo dos pulsos de porta. Essencialmente, a tensão de saída é variada.
• Desta forma, o SCR pode operar em diferentes níveis e aplicar várias tensões à armadura do motor, controlando assim a velocidade do motor DC. Se o tiristor conduzir por durações mais curtas, sua tensão de saída (do circuito retificador) torna-se mais baixa, menor tensão é aplicada ao motor DC e, portanto, a velocidade do motor DC é reduzida.

SCR x TRIAC

• A principal diferença entre um SCR e um TRIAC é que o SCR é um dispositivo unidirecional, o que significa que permite o fluxo de corrente em apenas uma direção, enquanto o TRIAC é um dispositivo bidirecional, ou seja, permite o fluxo de corrente em ambas as direções.
• Para disparar um SCR, é necessário um pulso de porta positivo, enquanto a maioria dos TRIACs pode ser disparada aplicando-se uma tensão negativa ou positiva ao terminal da porta.
• TRIACs são usados ​​principalmente para controlar a energia CA

SCR trifásico

• Os SCRs trifásicos são circuitos nos quais os SCRs são usados ​​em cada perna da fase, ou seja, para as 3 fases. O funcionamento e a aplicação dos SCRs são os mesmos de antes, com a única diferença de que agora são utilizados para alimentações trifásicas.
• Como antes, os SCRs são usados ​​em dois modos de controle, modo de cruzamento zero e modo de controle de ângulo de fase. Seu funcionamento é o mesmo explicado antes

Perguntas Frequentes

P. Em um retificador controlado por silício SCR, por que a corrente de retenção é menor do que a corrente de retenção?

• A corrente de retenção, conforme definido anteriormente, é a corrente mínima que deve estar presente no ponto de remoção do pulso da porta para manter a condução, enquanto a corrente de retenção é a corrente mínima que deve ser mantida para manter o dispositivo no estado LIGADO.
• O limite de corrente de retenção é propositalmente mantido maior do que a corrente de retenção para evitar falha de ignição de SCRs e fornecer operação suave.

P. Como um SCR é acionado?

Operação de retificador controlado por silício

P. Por que o SCR é chamado de retificador controlado?

Um SCR é chamado de retificador controlado porque, ao contrário de um diodo, o tempo de ativação pode ser controlado para o dispositivo. Assim, as tensões na saída do Retificador controlado por silicone são controláveis ​​dependendo do momento de ativação.

P. O que é SCR e seus tipos?

Tipos de retificador controlado por silício

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