TIRISTORES SCR
Alunos: Alex Ricardo Gallego
Clésio de Mattos Ferreira
Eduardo Augusto Duarte
Flávio Luciano Gallego
José Alexandre Barros Contente
Márcio Cabanhas da Silva
Renan Felix Fernandes Souza
Willian Massao Nishimura
Características Básicas do SCR

Análogo a um diodo com um 3º terminal
(gatilho)

Para conduzir, além de estar polarizado
diretamente, deve receber um pulso de
corrente no gatilho
Características 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 a serem consideradas na prática.

São compostos por 4 camadas semicondutoras (P-N-P-N), três
junções (P-N).
Características do SCR

Apresentam alta velocidade de comutação e
elevada vida útil;

Possuem resistência elétrica variável com a
temperatura, portanto, dependem da
potência que estiverem conduzindo;
Aplicações do SCR







Controles de relés e motores;
Fontes de tensão reguladas;
Choppers (variadores de tensão CC);
Inversores CC-CA;
Cicloconversores (variadores de frequência);
Carregadores de bateria;
Controles de iluminação;
Aplicações do SCR
Principal aplicação:
Conversão e o controle de grandes
quantidades de potência em sistemas CC e
CA, utilizando apenas uma pequena potência
para o controle pois apresenta chaveamento
rápido, pequeno porte e altos valores
nominais de corrente e tensão
Polarização Direta de um SCR

J1 e J3 polarizados
diretamente

J2 polarizado
reversamente: apresenta
maior barreira de potencial

Flui pequena corrente de
fuga direta do ânodo para o
cátodo, IF

Bloqueio direto –
DESLIGADO
Polarização Reversa de um SCR

J2 diretamente polarizada

J1 e J3 reversamente
polarizadas: apresentam
maiores barreiras de
potencial

Flui pequena corrente de
fuga reversa do cátodo para
o ânodo, IR

Bloqueio reverso DESLIGADO
Tiristor SCR em condução




Polarização direta ( VAK > 0 )
É necessário uma corrente de gatilho (pulso),
IG
Corrente direta (ânodo-cátodo) superior a IL
(corrente de disparo) antes da extinção da
corrente de gatilho
Após extinção de IG, corrente direta superior
à corrente de manutenção (IH) para manter o
SCR em condução
Característica Estática dos Tiristores
Características Dinâmicas dos Tiristores
Entrada em condução (chave
fechada em t0)




Para que o SCR entre em
condução há um tempo para
que IG provoque o decaimento
de VAK e o aumento de IA;
Tempo de retardo (td)
depende da amplitude de IG e
sua velocidade de
crescimento;
tr depende das características
do componente.
Características Dinâmicas dos Tiristores
Características Dinâmicas dos Tiristores

Bloqueio do Tiristor (chave Ch2
fechada em t0)


Em t1, Ch2 é fechada
novamente - SCR
bloqueado;
Após tempo de recuperação
(trr) deve-se manter tensão
reversa por um tempo maior
ou igual a tq para que seja
alcançado o equilíbrio
térmico e o SCR
permanecer bloqueado.
Características Dinâmicas dos Tiristores
Problemas Operacionais dos Tiristores

Efeito di/dt
Quando se inicia o processo de ignição de um tiristor, a
região de condução se restringe a uma pequena área
próxima ao gatilho. Esta área de condução cresce com
uma determinada taxa, assim como a corrente direta. Se a
taxa de crescimento da corrente for muito maior que a taxa
de crescimento da área de condução, ocorrerá um
aquecimento que poderá destruir o dispositivo.
O crescimento da corrente pode ser limitado com a
inclusão de um indutor em série com o tiristor.
Problemas Operacionais dos Tiristores

Efeito dv/dt
Este efeito causa o disparo do tiristor em
tensões abaixo da definida pela corrente no
gatilho, isto é, disparos aleatórios.
O efeito dv/dt pode ser controlado com a
inclusão de um circuito RC (circuito Snubber) em
paralelo com o tiristor.
Problemas Operacionais dos Tiristores

Sobretensões
As sobretensões estão, normalmente,
relacionadas a um corte brusco de corrente e o
aparecimento de uma tensão (L.di/dt).
As causas mais prováveis de sobretensões são:
- O processo de chaveamento do próprio tiristor
- Tensões transitórias transmitidas pelas redes
industriais, devido a chaveamentos de circuitos
indutivos.
A proteção mais utilizada é um circuito RC
(Snubber) em paralelo com o tiristor.
Problemas Operacionais dos Tiristores

Sobrecorrentes
As principais causas do aparecimento de sobrecorrentes
são:
- Partida de motores;
- Equipamentos de soldagem elétrica;
- Presença de curto-circuito;
Para proteção:
- Disjuntores de ação rápida (correntes não muito
elevadas)
- Fusíveis ultra-rápidos (correntes muito elevadas).
Problemas Operacionais dos Tiristores

Problemas térmicos
A junção do semicondutor - região crítica sob o
aspecto da temperatura - está diretamente
submetida ao fluxo da corrente de carga, como
conseqüência há uma resposta muito rápida às
variações de corrente.
Para evitar esses problemas é necessário o
projeto de dissipadores para transferir o calor
para o ambiente.
Referências

http://www.dee.feis.unesp.br/gradua/elepot/principal.html

http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/pdffiles/ee833/
Modulo2.pdf

http://www.cefetsc.edu.br/~mussoi/Eletronica_Potencia/
Apostila_Tiristor_SCR.pdf
OBRIGADO!