Tiristores - Apostilas - Engenharia Eletrica, Notas de estudo de Engenharia Elétrica. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
Ronaldinho890
Ronaldinho8904 de Março de 2013

Tiristores - Apostilas - Engenharia Eletrica, Notas de estudo de Engenharia Elétrica. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

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Apostilas de engenharia elétrica sobre o estudo dos Tiristores, definição, tipos de Tiristores, caracteristicas basicas, aplicações.
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Tiristores

Mecanismo semi-condutor biestável, que pode chavear entre estado aberto ou fechado.Este pode encontrar em 03 ou mais junções, e são unidirecionais, bidirecionais oucondição reversa.

Tipos de Tiristores

• SCR (Retificador Controlado de Silício);

• LASCR (SCR ativado por luz);

• TRIAC (tiristor triodo bidirecional);

• DIAC (tiristor diodo bidirecional);

• GTO (tiristor comutável pela porta);

SCR

Simbologia, camadas e junções:

Caracteristicas Basicas do SCR

• São chaves estáticas bi-estáveis, ou seja, trabalham em dois estados: não condução e condução, com a possibilidade de controle;

• Em muitas aplicações podem ser considerados chaves ideais, mas há limitações e características na prática;

• São compostos por 4 camadas semicondutoras (P-N-P-N), três junções (PN) e 3 terminais (Ânodo, Cátodo e Gatilho);

• São semicondutores de silício. O uso do silício foi utilizado devido a sua alta capacidade de potência e capacidade de suportar altas temperaturas;

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• Apresentam alta velocidade de comutacao;

• Possuem resistência eléctrica variável com a temperatura, portanto, dependem da potencia que estiverem conduindo.

Aplicacoes do SCR

• Controles de reles e motores;

• Fontes de tensão reguladas;

• Choppers (variadores de tensao CC);

• Inversores CC-CA;

• Cicloconversores (variadoresde frequência);

• Carregadores de bateria;

• Controles de iluminacao;

• Os tiristores permite não só retificar um acorrente alternada mas também controlar a corrente que passa por ele e pela carga ligada em série com ele.

Principios de Funcionamento

O funcionamento do SCR é semelhante ao do díodo. Porém para condução além do ânodo e cátodo estarem polarizados directamente (ânodo a um potencial positivo em relação ao cátodo) é necessário ainda aplicar uma tensão positiva adequada na gate, para que circule corrente entre ânodo e cátodo.

Em polarização inversa o SCR está bloqueado (não conduz) quer se aplique ou não tensão na gate.

Em polarização direta, o SCR está bloqueado, salvo quando se aplica uma tensão adequada na gate, entrando assim num estado de condução.

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Depois do SCR entrar em condução pode suprimir-se o sinal no gate que ele continua a conduzir.

O SCR deixa de estar em condução quando a corrente que o percorre baixa a um valor inferior à corrente mínima de manutenção (IH) indicada pelo fabricante.

DIAC

DIAC: Diodo de Corrente Alternada;

Possui três camadas semicondutoras, como ocorre no transistor bipolar;

Porém se diferencia do transistor devido ao fato de que as concentrações de dopagem em volta das duas junções devem ser iguais;

Estrutura e simbologia do DIAC

Funcionamento do DIAC

• O DIAC conduz quando a tensão em seus terminais excede o valor de Breakover (VBO) em qualquer sentido;

• Após o início da condução a tensão passa de um valor VBO para um valor inferior VH, que se mantém enquanto o DIAC conduz;

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• Após conduzir a única forma de levá-lo ao corte é por meio de uma redução de corrente, reduzindo-a abaixo de um valor especificado;

Aplicacao do DIAC

Umas das aplicações do DIAC é a proteção contra sobretensão;

TRIAC

TRIAC: Triodo de Corrente Alternada;

O TRIAC desempenha a função de 2 SCRs numa operação de onda completa, o disparo pode ser feito tanto com pulso positivo quanto negativo.

O TRIAC proporciona maior simplicidade e eficiência, no controle de potência de onda completa.

O TRIAC também pode ser entendido como um DIAC no qual foi adicionado um terminal de controle permitindo disparar o dispositivo com diferentes valores de tensão

Estrutura e Simbologia do TRIAC

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Funcionamento do TRIAC

O TRIAC é usado para chavear corrente alternada. O gate pode ser disparado com tensão positiva ou negativa. Após o disparo no gate, o TRIAC conduz até a corrente alternada mudar de sentido. Quando isto ocorre, é necessário outro pulso no gate. Geralmente o gate do TRIAC é disparado por um diodo chamado DIAC. Este diodo conduz quando a tensão passa de um certo nível, geralmente 20 ou 30 V. Abaixo vemos o esquema de um "dimer" para controlar o brilho de uma lâmpada incandescente ou motor elétrico até 200 W. Se o visitante quiser, pode montar este circuito, porém deve colocar o TRIAC num dissipador de calor:

Tanto o TRIAC quanto o DIAC são componentes próprios para tensão e corrente alternada. Quando o ponto "A" do circuito fica positivo e "B" negativo, P, R1 e R2 carregam C1 e C2 com tensão positiva. Quando C1 e C2 atingem +30 V nos terminais, o DIAC entra em condução, dispara o gate do TRIAC e este acende a lâmpada. Quando o ponto "A" fica negativo, o TRIAC pára de conduzir e apaga a lâmpada. Porém C1 e C2 começam a se carregar com tensão negativa e quando atingem -30 V, o DIAC conduz novamente, ativa o gate do TRIAC e este acende a lâmpada outra vez. Este ciclo se repete 60 vezes por segundo. O resultado é que a lâmpada fica acendendo e apagando, porém a vemos acesa o tempo todo. Quando aumentamos a resistência de P, os capacitores demoram mais para carregar, o DIAC demora mais para disparar o TRIAC e este mantém a lâmpada mais tempo desligada. O brilho resultante que enxergamos é mais fraco. Quando a resistência de P é menor, os capacitores carregam mais rápido, o DIAC acciona o TRIAC mais rápido e este mantém a lâmpada mais tempo ligada. Os brilhos que enxergamos agora são muito mais forte.

Aplicacao do TRIAC

E utilizado para controlar dispositivos de corrente alterna, permitindo um controle de activação de potências elevadas a partir de correntes na ordem dos miliamperes. Substitui com grandes vantagens os relés na maior parte dos casos. O TRIAC de baixa potência é utilizado em diversas aplicações como controlo de potência para lâmpadas “dimmers”, controlo de velocidade para ventiladores, interruptor de comando de dispositivos de AC, entre outros. Quando usado com cargas indutivas, como motores eléctricos, tem de se assegurar que o TRIAC desligue correctamente no final de cada semi-ciclo de alimentação eléctrica.

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