Funcionamiento Del SCR

El Rectificador Controlado de Silicio (SCR).

Un SCR actúa en gran parte como un interruptor. Cuando está encendido, hay una trayectoria de flujo de corriente de baja resistencia del ánodo al cátodo. Actúa entonces como un interruptor cerrado. Cuando está apagado no hay flujo de corriente del ánodo al cátodo.

El flujo de carga promedio para una carga puede ser controlado colocando un SCR en serie con la carga, según lo muestra la siguiente figura:

Si la alimentación de voltaje es CA, el SCR pasa una parte del tiempo del ciclo en el estado ON, y el resto en el estado OFF. La compuerta controla la cantidad de tiempo transcurrida entre cada estado.

Si una porción pequeña del tiempo está en estado ON, la corriente promedio que pasa a la carga es pequeña. Esto es porque la corriente puede fluir de la fuente, a través del SCR, y a la carga, sólo por una porción relativamente pequeña de tiempo. Si la señal de la compuerta es cambiada para hacer que el SCR esté en ON por un período más largo de tiempo, entonces la corriente de carga promedio será mayor. De esta manera, la corriente de la carga puede variarse ajustando la porción del tiempo del ciclo que el SCR permanece encendido.

Formas de onda de los SCR

Los términos para describir la operación de un SCR son ángulo de conducción y ángulo de retardo de disparo. El ángulo de conducción es el número de grados de un ciclo de CA durante los cuales el SCR está encendido y ángulo de retardo de encendido es el número de grados de un ciclo de CA que transcurren antes de que el SCR se encienda. Por supuesto, estos tér¬minos están basados en la noción del tiempo total del ciclo que es igual a 360 grados (360°).

La figura de la izquierda muestra las formas de onda para un circuito de control SCR para dos diferen¬tes ángulos de retardo de encendido. Para interpretar la figura. En el momento en que el ciclo de ca comienza su alternancia positiva, el SCR se apaga. Por tanto éste tiene un voltaje instantáneo a través de sus terminales de ánodo a cátodo equivalente al vol¬taje de alimentación. Esto es justo lo que se observaría si se colocara un interruptor abierto den¬tro del circuito en lugar del SCR. Dado que SCR bloqueando totalmente el voltaje de alimentación, el voltaje a través de la carga (carga) será cero durante este tiempo. La forma de onda de la extrema izquierda de la figura ilustra este hecho. Más a la derecha sobre los ejes horizontales, la figura muestra el voltaje de ánodo a cátodo (VAK) descendiendo a ce¬ro después de cerca de un tercio del medio ciclo positivo; éste es el punto de 60°. Cuando VAK cae a cero, el SCR se habrá "disparado" o encendido. Por tanto, en este caso el ángulo de retar¬do de encendido es de 60°. Durante los siguientes 120° el SCR actúa como un interruptor cerrado sin voltaje alguno a través de sus terminales. El ángulo de conducción es 120º. La suma total del ángulo de retardo de encendido y el ángulo de conducción siempre es de 180°.

La forma de onda del voltaje de carga de la figura muestra que cuando el SCR se enciende, el voltaje de suministro es aplicado a la carga. El voltaje de carga entonces sigue al voltaje de suministro a través del resto del medio ciclo positivo, hasta que el SCR nuevamente se apaga. El apagado ocurre a medida que el voltaje de suministro atraviesa por cero.

En general, estas formas de onda muestran que antes de que el SCR se encienda, el volta¬je de suministro completo se bloquea a través de las terminales del SCR, y la carga observa vol¬taje cero. Después de que el SCR se dispara, el voltaje de suministro total cae a través de la carga, y el SCR cae a voltaje cero. EL SCR se comporta justo como un interruptor de acción rápida.

La figura de la derecha muestra las mismas formas de onda para un ángulo de retardo de dispa¬ro diferente. En estas formas de onda, el ángulo de retardo de disparo es de cerca de 135° y el ángulo de conducción de 45° aproximadamente. La carga observa el voltaje de alimentación du¬rante Un tiempo mucho más pequeño en comparación con la figura de la izquierda. Como resultado, la corriente promedio es más pequeña.

Características de compuerta de un SCR.

Un SCR es disparado por una pequeña ráfaga de corriente que se aplica en la compuerta. Esta corriente de compuerta iG fluye a través de la unión entre la compuerta y el cátodo, y sale del SCR en la terminal del cátodo. La cantidad de corriente de compuerta necesaria para disparar un SCR en particular se simboliza como iGT. La mayor La mayor parte de los SCR necesitan una corriente de com¬puerta de entre 0.1 y 50 mA para dispararse (iGT = 0.1 - 50 mA). Dado que existe una unión pn estándar entre la compuerta y el cátodo, el voltaje entre esas terminales (VGK) debe ser ligera¬mente mayor a 0.6 V.

Circuitos típicos de control de compuerta.

El tipo más simple de circuito de control de compuerta, algunas veces denominado circuito de disparo, se muestra en la figura

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