RETIFICADORES CONTROLADOS

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA BAHIA - IFBA

COORDENAÇÃO DO CURSO TÉCNICO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

ELISANGELA DOS SANTOS VALVERDE

LUCIANA MARINHO DA COSTA

RETIFICADORES CONTROLADOS

SALVADOR – BA

2018

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ELISANGELA DOS SANTOS VALVERDE

LUCIANA MARINHO DA COSTA

RETIFICADORES CONTROLADOS

Relatório apresentado ao curso técnico em Automação Industrial, à disciplina de Eletrônica industrial do Instituto Federal da Bahia - IFBA, da turma 5942, como pré-requisito parcial para obtenção de nota.

Prof. Eduardo Allatta

SALVADOR – BA

2018[pic 4]

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1. INTRODUÇÃO

O retificador é um circuito usado para transformar tensão de corrente alternada(Vac) em tensão de corrente continua(Vcc). Os retificadores podem ser usadas tanto em tensões monofásicas, quanto em tensões trifásicas. Elas podem ser classificadas em: retificadores não controlados onde usa-se um diodo e em retificadores controlados, onde usa-se os tiristores. Nesse caso abordaremos os retificadores controlados, onde o tiristor mais usado será o SCR (retificador controlado de silício).

1. Tiristor

Os Tiristores são dispositivos de potência com 4 camadas PNPN, usados como chaves eletrônicas. A principal vantagem do uso dos tiristores são a capacidade de converter e controlar grandes potencias em sistemas AC ou DC, utilizando apenas uma pequena potência para o controle;

     O tiristor de uso mais difundido é o SCR (Retificador Controlado de Silício), usualmente chamado simplesmente de tiristor. Outros componentes, no entanto, possuem basicamente a mesma estrutura: LASCR (SCR ativado por luz), TRIAC (tiristor triodo bidirecional), DIAC (tiristor diodo bidirecional), GTO (tiristor comutável pela porta), MCT (Tiristor controlado por MOS), IGCT (Tiristor controlado com gate isolado).

Porem entre os tiristores, destacamos o retificador controlado de Silício(SCR) como o mais importante e usado no retificador controlado.

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1. SCR- RETIFICADOR CONTROLADO DE SÍLICIO

O retificador controlado de silício é controlador elétrico de potência mais difundido. Ele é o reticador controlado mais conhecido. É o principal dos tiristores pelo número e aplicação. Isso se deve a sua ação de chaveamento rápido, ao seu pequeno porte e aos seus altos valores nominais de corrente e de tensão.

É um componente eletrônico semicondutor de quatro camadas da família dos tiristores(P-N-P-N). São compostos por três terminais: o ânodo (A) e catodo (K) que são os terminais de potência, e a porta G que é o terminal de controle, que também podemos chamar de Gate, terminal esse onde se aplicará o pulso que provoca o “disparo” do dispositivo (conforme mostra a fig.1 abaixo:

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Fig:1- camadas e simbologia do SCR

Fonte: www.slideplayer.com.br

Quando o SCR está diretamente polarizado, isto é, quando o anodo é positivo em relação ao catodo, uma tensão positiva na porta, com relação ao catodo, passa o SCR para o estado ligado. Entretanto não é a porta que desliga quando se interrompe a corrente do anodo. De modo similar ao que ocorre com um diodo, o SCR bloqueia a corrente na direção inversa. O SCR também se comporta como um diodo controlado. Como mostra na fig.1 no terminal do Gate iremos colocar o circuito SCR nada mais é que uma chave fechada e uma chave aberta, pois para ligar e desligar o circuito iremos precisar dessa chave. Quando iremos verificar se no circuito a condição da chave vai está aberta ou fechada? Através do disparo SCR no circuito. Quando disparar o SCR no circuito ele vai passar da condição de chave aberta para condição de chave fechada,

As principais condições do disparo SCR são:

• A tensão Anodo/catodo tem que ser maior que zero(Vak>0).
• Deve haver uma corrente e tensão no Gate ou seja Vgate/catodo tem que ser maior que zero(Vgk>0).
• Tem que injetar um nível de corrente e um nível de tensão no gate para que a tensão no gate seja maior que zero.

1. PRINCIPAIS CARACTERICAS DO SCR

• É retificador controlado mais conhecido;
• Possui Quatro camadas semicondutoras em uma sequência P-N-P-N, três junções (PN) e 3 terminais (Ânodo, Cátodo e Gatilho).
• Permite o chaveamento do estado de bloqueio para o estado de condução
• São semicondutores de silício. O uso do silício foi utilizado devido a sua alta capacidade de potência e capacidade de suportar altas temperaturas.
• As condições de disparo do SCR é que a tensão anodo/catodo (Vak) seja maior que zero.
• Deve haver um pulso de tensão no gate do SCR.
• Deve haver tensão na corrente e uma tensão do gate.
• Tensão no gate catodo(Vgk) menor que zero.

1. FUNCIONAMENTO

O tiristor SCR é formado por quatro camadas semicondutoras, alternadamente p-n-p-n, possuindo 3 terminais: anodo e catodo, pelos quais flui a corrente, e a porta (ou gate) que, a uma injeção de corrente, faz com que se estabeleça a corrente anódica. A fig,2 ilustra uma estrutura simplificada do dispositivo.  Se entre anodo e catodo tivermos uma tensão positiva, as junções J1 e J3 estarão diretamente polarizadas, enquanto a junção J2 estará reversamente polarizada. Não haverá condução de corrente até que a tensão Vak (tensão no anodo/catodo) se eleve a um valor que provoque a ruptura da barreira de potencial em J2.