SCR
El rectificador controlado por silicio o SCR es un dispositivo de 3 clavijas que tiene tres terminales básicos: ánodo, cátodo y compuerta. El terminal de puerta es el terminal de control para la aplicación de voltaje ánodo-cátodo. Normalmente se utiliza silicio debido a su baja corriente de fuga. La polaridad de los voltajes aplicados al cátodo y al ánodo decide si el dispositivo está en polarización directa o inversa y el voltaje de la puerta decide la conducción del SCR. En otras palabras, cuando se aplica polarización directa al SCR, después de aplicar el voltaje de compuerta positivo adecuado, el dispositivo comienza a conducir y se apaga solo cuando la corriente a través del dispositivo es menor que la corriente de retención. Por tanto, el SCR se puede utilizar como conmutador.
Disparo SCR:
La aplicación de voltaje GATE se conoce como disparo.
Tipos de cocción SCR:
Generalmente, existen dos tipos de disparo:
- Disparo cruzado de voltaje cero: El modo de control de cruce por cero (también llamado ciclo rápido, ciclo integral o disparo por ráfagas) funciona encendiendo los SCR solo cuando el valor instantáneo del voltaje sinusoidal es cero.
- Método de control del ángulo de fase: El ángulo de fase se varía, es decir, la aplicación de los pulsos de puerta se retrasa un cierto tiempo y se controla la conducción.
Circuitos de disparo:
Características del circuito de cocción:
- Los circuitos de encendido deben producir pulsos de activación para el tiristor en los instantes apropiados.
- Es necesario que haya aislamiento eléctrico entre los circuitos de encendido y el tiristor. Se consigue mediante un amplificador de pulsos o un optoaislador.
Tipos de circuito de disparo:
- Circuito de encendido R:
- Circuito de disparo RC:
- Circuito de disparo UJT:
Ángulo de disparo:
El número de grados desde el comienzo del ciclo cuando SCR está encendido es ángulo de disparo . Cualquier SCR comenzaría a realizar en un punto particular del voltaje de la fuente de CA . El punto particular se define como el ángulo de disparo. Cuanto antes en el ciclo se encienda el SCR, mayor será el voltaje aplicado a la carga.
Rectificador controlado por SCR de Elwood Gillilan
Control de ángulo de disparo:
El control del ángulo de disparo se puede utilizar en aplicaciones como controlar la velocidad de los motores de los ventiladores, controlar la intensidad de una bombilla o controlar la aplicación de potencia al SCR. El control del ángulo de disparo se logra variando el tiempo de aplicación de los pulsos de puerta al SCR. El voltaje al terminal Gate del SCR se puede aplicar en un momento dado decidido por la entrada remota.
Básicamente, controlar el ángulo de disparo significa administrar el punto en la forma de onda de la señal de CA cuando se disparará el SCR o, en otras palabras, el tiempo correspondiente a la forma de onda de la señal de CA cuando la puerta del SCR recibirá voltaje de suministro de CC. Normalmente, para activar un SCR utilizamos un optoaislador. Para un circuito de aplicación de energía simple, donde no se requiere control de energía, normalmente se pueden usar detectores de cruce por cero u optoaisladores que tengan detectores de cruce por cero, mediante los cuales el SCR se activa solo en los niveles de cruce por cero de la forma de onda de CA. Para otras aplicaciones que involucran aplicaciones de control de potencia, la puerta se activa mediante pulsos y el ángulo de disparo se varía en consecuencia para controlar la conmutación del SCR y, en consecuencia, la potencia del SCR.
La variación en el ángulo de disparo o la variación de conducción de SCR al retrasar la aplicación de la corriente de la puerta se puede realizar de dos maneras:
- Control de puerta de cambio de fase : Provoca un retraso de conducción de 0 a 180⁰. El ángulo de fase del voltaje de la puerta se cambia con respecto al voltaje ánodo-cátodo. En otras palabras, el voltaje de la puerta se aplica fuera de fase con el voltaje del ánodo.
Por lo general, se utilizan capacitancia o inductancias para este propósito. En la combinación LR, la corriente se retrasa respecto al voltaje, mientras que, en una combinación RC, actualmente lidera el voltaje. La resistencia R se varía para variar el ángulo de fase por el cual el voltaje de la puerta se retrasa del voltaje del ánodo.
Los diferentes circuitos utilizados como desfasadores son los siguientes:
Cambio de fase controlado digitalmente
Oscilador de cambio de fase
- Activación por pulso: El voltaje de la puerta también se puede aplicar dando pulsos al terminal de la puerta. El ciclo de trabajo de los pulsos se puede variar para proporcionar variación en la conducción.
Los pulsos se pueden generar usando UJT o usando temporizadores 555.
El circuito generador de pulsos usando el temporizador 555
Ejemplo de trabajo del control del ángulo de disparo y su aplicación
Diagrama de bloques que muestra el control del ángulo de disparo de los SCR consecutivos para lograr el control de potencia
El diagrama de bloques anterior representa el sistema para lograr control de potencia al motor de inducción utilizando el control del ángulo de disparo para SCR espalda con espalda.
Antes de entrar en detalles sobre cómo se logra el control del ángulo de disparo en este sistema, echemos un vistazo rápido a la conexión de SCR espalda con espalda.
Aquí hay un video que describe una conexión SCR espalda con espalda.
Se utiliza una conexión SCR espalda con espalda para proporcionar alimentación de CA a la carga en ambos semiciclos de la señal de CA. Dos optoaisladores están conectados a cada SCR. En el primer medio ciclo de la señal de CA, uno de los SCR conduce después de activarse con un optoaislador y permite que la corriente pase a través de la carga. En la segunda mitad del ciclo, otro SCR conectado en dirección inversa a la del otro SCR, se activa utilizando otro optoaislador y permite que la corriente fluya hacia la carga. Por lo tanto, la carga obtiene energía de CA en ambos semiciclos.
En este sistema, el SCR se activa mediante un optoaislador que contiene una combinación de un LED y un TRIAC. Cuando se aplican pulsos al LED, éste emite luz que incide sobre el TRIAC y conduce, provocando los pulsos de salida del optoaislador al SCR. El principio implica controlar la tasa de aplicación de pulsos variando la frecuencia entre pulsos adyacentes. Se utiliza un microcontrolador para proporcionar pulsos al optoaislador en función de la entrada del botón pulsador conectado a él. El número de veces que se presiona el botón pulsador decide la cantidad de retraso de la aplicación de pulsos. Por ejemplo, si el botón pulsador se presiona una vez, el microcontrolador retrasa la aplicación del pulso en 1 ms. Por lo tanto, el ángulo en el que se activa el SCR se controla en consecuencia y se controla la aplicación de energía CA a la carga.
Autor de la foto:
- Oscilador de cambio de fase por community.fortunecity
- Cambio de fase controlado digitalmente por chinabaike
