Issuu on Google+

TIRISTORES  (Thyristor)  Los tiristores son dispositivos especialmente populares en Electrónica de  Potencia.  Son sin duda los dispositivos electrónicos que permiten alcanzar potencias mas  altas, son  dispositivos realmente robustos.

En 1956 se desarrollo el primer Tiristor Bell Telephoned Laboratory.  Inicialmente fue llamado Transistor PNPN (hoy conocido como SCR) 


Definición y tipos  ­ Dispositivo de 4 capas con estados estables de conducción y  bloqueo  ­ Interruptor de potencia muy alta  ­ Potencias y tensión muy altas  ­ Frecuencias de conmutación no superiores a 2kHz 

SCR 

(Silicon Controlled Rectifier).  Interruptor unidireccional 

GTO 

(Gate Turn­off)  Interruptor unidireccional. Apagado por puerta 

TRIAC 

(Triode AC)  Interruptor bidireccional 

DIAC. 

(Diode AC)  Interruptor bidireccional ( Control de tiristores)


SCR: Silicon Controlled Rectifier  Siempre es de Silicio.  El SCR es el tiristor por excelencia 

Símbolo  A  (Ánodo) 

C  G  (Cátodo)  (Puerta) 

I A 

A  A 

E  p2

p2 

I  A 

J1 

n2 

B  n2  C 

I G

J2  G 

C  p1  B 

V B 

p1  J3  n1 

n1  E  C  K 

Estructura Interna  y circuito  equivalente 

Característica 

V AC 


SCR: Silicon Controlled Rectifier A 

A  P  N  P  N  G 

C  G  C 


SCR: Un modelo ideal sencillo  Podemos decir que es un interruptor unidireccional  que se cierra con un  pulso de corriente de puerta (disparo) y se abre cuando la corriente pasa  por cero  A 

A  G  G 

C MODELO IDEAL DE UN SCR 

G  C 

NOTA:  El disparo por tensión directa (V B ) se considera  indeseable y, como norma general, debe  seleccionarse el SCR para que esto no ocurra


SCR: Ejemplo de control de fase


SCR: Algunos ejemplos

TO 209 AD  B 7 

500 V  100A 

TO 200 AF  B  20 

1300 V  1800A 

TO 208 Ac  B 2 

500 V  24A 


EL SCR es el dispositivo  electrónico mas robusto que  existe.  Puede manejar tensiones y  corrientes realmente  impresionantes.  Algunos ejemplos son realmente  espectaculares.

Unos de los 12 SCR para un “pequeño”  rectificador trifásico de 500 MW y 500  KV  (Inga­Shaba, ZAIRE) 


TRIAC: Triode AC 

T2  G  T1 

I T 

Símbolo 

T2  n4 

n4 

T2

P1 n1 

I G 

P2  n3 

n2 

T1 

­V B 

I G 

T1 

Estructura Interna  NOTA:  Se puede disparar con pulsos  positivos o negativos de corriente en  puerta

Característica 

+V B 

V T 


T2 

TRIAC: Triode AC  G 

T1  T2 

T2 

G

T1  T1 


TRIAC: Un modelo ideal sencillo  Podemos decir que es un interruptor bidireccional que se cierra con un  pulso de corriente de puerta (disparo) y se abre cuando la corriente pasa  por cero. La puerta es ahora bidireccional (2 diodos en anti­serie) 

T2  T2  G  G T1  T1  MODELO IDEAL DE UN TRIAC 


TRIAC: Ejemplo de control de fase  U Carga

R L 

Apagado

U MAX  T 2 

U carga  U T2T1 

I G 

a U e 

G  T 1 

I G 

I G 

Disparo  I T (RMS) = 12A  V DRM  =  V RRM  = 700 V 


DIAC: Diode AC  ü  Dispositivo auxiliar (p.e.  disparo de tiristores)  ü  Soporta picos de corrientes elevados  ü  Se debe conocer la Tensión de cebado (p.e. 33V en el  DB3)  ü  DB3: Diac comercial muy popular  A1 

I T 

A2

­V B 

Característica 

+V B 

V T 


DIAC: Diode AC  Podemos decir que es un interruptor que se cierra por tensión  (Tensión de ruptura) y permanece cerrado hasta que la corriente por  el pase por cero (corriente de mantenimiento)

T2  N3 

N3  P1

T2 

N1  P2  N2 

N2 

T1 

Estructura Interna 

T1 


DIAC: Algunos elementos similares  Recinto de descarga

Gránulos de óxidos  metálicos  sinterizadas (Óxido  de cinc, etc) 

DESCARGADOR DE GAS  VARISTOR 


DIAC: Uso como elemento de protección  Sobretensión 

F

Equipo a proteger 

Ve 

TRIAC,  VARISTOR,  DESCARGADOR,... 

NOTA:  Seguramente el VARISTOR es el elemento mas popular para esta aplicación


DIAC: Ejemplo de uso  Ejemplo: Control de TRIAC con DIAC (Típico regulador de luz de salón)  Carga 

R1  A2  R2 

R3 

R1 = 0 , máxima potencia  R1 = Elevada, mínima  potencia 

G  I G

A1 

TRIAC controlado por DIAC  (Montaje simplificado) 


GTO: (Gate Turn­off)  A 

C  G 

La especial estructura del  dispositivo permite el apagado por  puerta (con un pulso negativo). 

Por lo demás es similar al SCR. 

C  A 

Vista desde abajo C 

Estructura de un GTO simétrico 


MCT, tiristor controlado por MOS:  ü Puesta en conducción por tensión negativo en puerta  ü Apagado por tensión positiva en puerta.  ü Ganancia elevada de tensión de control  ü Disponibles hasta 1000V y 100A.  ü Potencias medias bajas 

Símbolo 

NOTA:  Tiene una funcionalidad  similar a la del GTO,  pero gobernado con  tensión


LASCR, Tiristor controlado por luz.  ü Son Tiristores activados por luz  ü Utilizados en Alta tensión  ü Frecuencias de conmutación de hasta 2KHz  ü Tensiones elevadas 6000V y 1500A 

G  A 

NOTA:  Normalmente disponen de conexiones especiales para ser  disparados con fibra óptica. Son interesantes en entornos de  corrientes y tensiones elevadas, permitiendo un elevado aislamiento  entre el circuito de potencia y el de gobierno.


Algunos fabricantes de tiristores

TOSHIBA 


Tiristores complemento