TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA1 Dispositivos de Potencia Dispositivos Tiristores Objetivos - Conocer los...

TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA1

Dispositivos de Potencia Dispositivos Tiristores

Objetivos

- Conocer los dispositivos de tipo tiristor.- Estudio del funcionamiento - Características estáticas- Características dinámicas- Evaluación de las pérdidas

- Elección del dispositivo en función de la aplicación

- Conocer los fabricantes más importantes de diodos de potencia



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- Comportamiento tipo Biestable

SCR (Silicon Controlled Rectifier). Interruptor unidireccional GTO Interruptor unidireccional. Apagado por puertaTRIAC Interruptor bidireccional DIAC. Interruptor bidireccional ( Control de tirirstores)


(Catodo)

(Puerta)

K

G

A


El SCR

p2

n2

n1

p1G

K

A

J3

J2

J1

IAp2

n2

p1

n1

K

A

G

IT

VT

ILIH

VH

VDSMV

BF

IAK

VAK

VBR

VRSM

IG

> 0 IG = 0

CaracterísticaEstructura Interna y circuito equivalente


A

K

G

V AK

IG

IA

Carga

VeV AK

C

VeV AK

C

R

Circuitos de protección contra dv/dt


El SCR

Entrada en conducción:Forma controlada:Inyección de corriente en puerta.Luz (LASCR)

Forma no controlada:Derivada de tensión dv/dtTensión excesiva entre A-K


A

K

G

V AK

IG

IA

C arga

Conducción

V

A

K

G

V AK

IG

IA

Carga

Interruptor cerrado

V


El SCR. Bloqueo y conducción

Vcarga

Vak

V

IG


A

K

G

V AK

IG

IA

Carga

Bloqueo directo

A

K

G

IA

Carga

V AK

Interruptor abierto

Vcarga

Vak

V

IG




A

K

G

V AK

IA

Carga

Bloqueo inverso

A

K

G

IA

Carga

V AK

Interruptor abierto



Vcarga

Vak

-V

IG


R

CUE

Carga

Red deprotección(Snubber) CargaUE

L

Ls

SS

B

CR

U

dt

du 632.0

S

SLS

L

V

dt

dI


El SCR. Circuitos de protección


VRSM: Tensión inversa de pico no repetitiva (10´- 10ms)VRRM: Tensión inversa de pico repetitiva (cada 10ms)VRWM: Tensión inversa de trabajoVDSM: Tensión de pico no repetitivaVDRM: Tensión de pico repetitivaVDWM: Tensión directa de trabajo

V T

V DSM

V DRM

V DWM

V RWM

V RRM

V RSM


El SCR. Parámetros facilitados por los fabricantes


Apagado:

Natural

Forzado

0

i(t)

v(t)

Natural

i(t)= 0

T1

T2C

L1

D

L

R

Ue

+

-

Carga

Forzado

U e(t)

IA

Carga

L

R




500 V24A

1300 V1800A

500 V100A

TO 200 AFB 20

TO 209 ADB 7

TO 208 AcB 2


El SCR. ENCAPSULADOS


R g

IG

V G

- VG1, IG1 , valores de VG e IG que disparan ningún dispositivo- VG2, IG2, Valores de VG e IG que disparan todos los positivos- IL, corriente de enclavamiento- IH, corriente de mantenimiento

Zona deDisparo seguro

VG

IGIGMAX

VGMAX

I1

VG2

Disparo incierto

Zona de no Disparo

VG1

I2


El SCR. ENCAPSULADOS


Otros Dispositivos Tiristores


SCR (Silicon Controlled Rectifier). Interruptor unidireccional

GTO Interruptor unidireccional. Apagado por puerta

TRIAC Interruptor bidireccional DIAC. Interruptor bidireccional ( Control de

tirirstores) LASCR. Tiristor activado por luz MCT Tiristor activado por MOS



El TRIAC Caracterísitcas Generales

- Entrada en conducción:- Corriente Bidireccional- Forma controlada:- Inyección de corriente en puerta, tanto positiva como negativa.

Forma no controlada:Derivada de tensión dv/dtTensión excesiva entre A-K


T1T2

G

P1

P2

n1

n2n3

n4 n4

T2

T1G

V BO

-V BO

V T1T2

IT1

I

III

IL

IH

T2

T1

G


El TRIAC

Interruptor bidireccional

Símbolo

Estructura interna Circuito Equivalente Características


T2

T1G

Carga

V T2T1

IT2

IGR G

IG

U e

T2

T1G

Carga

V T2T1

IT2

IGR G

IG

U e

Modo I +

Modo III -

V BO

-V BO

V T1T2

IT1

I

III

IL

IH


El TRIAC

Modos de entrada en conducción


U MAX

U Carga

t

IG

T 2

T 1

G

IG

U e

R L

U carga

U T2T1IG

dwtwtSenUT

U MAXEF22

2

21

2

senUU MAXEF


El TRIAC

Forma de tensión sobre la carga


Aplicaciones:

Regulación de alterna media - baja potenciaControl de velocidad motoresControl de flujo luminosoElectrodomésticos de baja potencia

IT(RMS) = 12A

VDRM VRRM = 700 V


El TRIAC. Aplicaciones


V BO

-V BO

V A1A2

IA1

I

III

IL

IH

A1 A2


El DIAC

Dispositivo de disparo de tiristoresProporciona picos de corrientes de 2ATensión de cebado 33VDiac comercial DB3


Carga

R1

R2R3

C

TRIAC controlado por DIAC

A2

A1

G

I G

R1 = 0 , máxima potenciaR1 = Elevada, mínima potencia


Circuitos de aplicación


MCT, tiristor controlado por MOS:

- Puesta en conducción por tensión negativo en puerta- Apagado por tensión positiva en puerta.- Ganancia elevada de tensión de control - Disponibles hasta 1000V y 100A.- Potencias medias bajas K

G

A


MCT, LASCR


LASCR, Tiristor controlado por luz.

Son Tiristores activados por luz Utilizados en Alta tensión Frecuencias de conmutación de hasta 2KHz Tensiones elevadas 6000V y 1500A

A K

G


MCT, LASCR


- Interruptores bidireccionales de alta potencia- Tensiones y corrientes 1600V y 1200A- Refrigeración con agua - Aplicaciones en equipos de soldadura.

Bidireccional de alta potencia



- Interruptor unidireccional controlado por puerta- Entrada en conducción:- Inyección de corriente en puerta- Salida de conducción:- Extracción de corriente de puerta.

A KG

- Soporta tensiones inversas bajas (20V)- La corriente de apagado es del orden de 1/3 de la corriente que maneja el dispositivo. (IT)


EL GTO


Características:

VDRM = 4500V ITGQM = 3000AITSM = 24KAVRRM = 17VIGQ = ITGQ/3


EL GTO


TOSHIBA


Fabricantes

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