Activación y Protección del Tiristor: Funcionamiento y Limitaciones

Activación del Tiristor

4- ¿Cuál es la forma más conveniente para activar el tiristor?

Disparo por impulso de corriente de compuerta. Cuando esto sucede, el tiristor comienza a conducir en el momento que le llega un pulso en la terminal de la compuerta.

5- Para que el tiristor empiece a conducir, se polariza directamente y se aplica un pulso en la compuerta. Una vez que empieza a conducir, ¿qué se debe hacer para que deje de conducir?

Se debe hacer que Vak sea menor que el voltaje de mantenimiento VH y que IA sea menor que la corriente de mantenimiento.

Protección del Tiristor

Variaciones Rápidas de Corriente (di/dt)

6- Explique en qué consiste, a qué se debe y cómo se protege un tiristor contra variaciones rápidas de corriente (di/dt).

En general, un dispositivo semiconductor requiere de un tiempo mínimo para que la corriente a través del cuerpo mismo sea uniforme.

Si es muy alta la rapidez de aumento de la corriente de ánodo (di_ak/dt), en comparación con el tiempo que requiere la distribución uniforme de los portadores de carga a través del semiconductor, puede presentarse un calentamiento localizado o "punto caliente" debido a la alta densidad de portadores de carga en algunas zonas de las capas semiconductoras del dispositivo.

En la práctica, di/dt se limita agregando una inductancia L_S en serie con la carga, donde:

Donde L_S incluye las inductancias parásitas del circuito y las inductancias de la carga.

Variaciones Rápidas de Voltaje (dv/dt)

7- Explique en qué consiste, a qué se debe y cómo se protege un tiristor contra variaciones rápidas de voltaje (dv/dt).

En circuitos donde el valor de dv/dt sea superior al valor dado por el fabricante, se pueden utilizar circuitos supresores de transitorios para proteger a los tiristores del disparo por dv/dt. Estos circuitos se conectan en bornes de la alimentación, en paralelo con el semiconductor o en paralelo con la carga.

Una solución muy utilizada en la práctica es la que se muestra en la Fig. 16. Se trata de conectar en paralelo con el tiristor un circuito RC (Red Snubber), para evitar variaciones bruscas de voltaje en los extremos del dispositivo semiconductor.

Limitaciones en Frecuencia

8- Explique por qué está limitado en frecuencia el funcionamiento de un tiristor.

Porque si supera esta frecuencia, entonces la dv/dt sería muy alta, esto significa que siempre estaría encendido y no terminaría de desactivarse cuando ya se estaría activando de nuevo.

Modos de Funcionamiento del Tiristor

10- Explique en qué consisten los modos de funcionamiento del tiristor.

Todo o Nada

Para una señal de entrada, el SCR suprime algunos semiperíodos suministrando a la carga paquetes de semiperíodos.

Ángulo de Fase

Para una señal de entrada, se mantienen todos los semiperíodos, se suprime parte de cada uno de ellos (ángulo de bloqueo) y el resto se transmite a la carga (ángulo de conducción).

Ángulo de Conducción

• La corriente y voltaje medios de un SCR dependen del ángulo de conducción.
• A mayor ángulo de conducción, se obtiene a la salida mayor potencia.
• Un mayor ángulo de bloqueo o disparo se corresponde con un menor ángulo de conducción.