Tipos de tiristores y sus aplicaciones

Tipos de tiristores y sus aplicaciones

Comercialmente, los primeros dispositivos de tiristores se lanzaron en 1956. Con un dispositivo pequeño, el tiristor puede controlar grandes cantidades de voltaje y potencia. La amplia gama de aplicaciones en atenuadores de luz, control de energía eléctrica y control de velocidad del motor eléctrico . Anteriormente, los tiristores se usaban como inversión de corriente para apagar el dispositivo. En realidad, toma corriente continua, por lo que es muy difícil de aplicar al dispositivo. Pero ahora, al usar la señal de la puerta de control, los nuevos dispositivos se pueden encender y apagar. Los tiristores se pueden usar para encender y apagar completamente. Pero el transistor se encuentra entre los estados de encendido y apagado. Por lo tanto, el tiristor se usa como interruptor y no es adecuado como amplificador analógico. Siga el enlace para: Técnicas de comunicación de tiristores en electrónica de potencia

¿Qué es un tiristor?

Un tiristor es un dispositivo semiconductor de estado sólido de cuatro capas con material de tipo P y N. Siempre que una puerta recibe una corriente de activación, comienza a conducir hasta que el voltaje a través del dispositivo de tiristor está bajo polarización directa. Entonces actúa como un interruptor biestable bajo esta condición. Para controlar la gran cantidad de corriente de los dos cables, tenemos que diseñar un tiristor de tres cables combinando la pequeña cantidad de corriente con esa corriente. Este proceso se conoce como control de plomo. Si la diferencia de potencial entre los dos cables está por debajo del voltaje de ruptura, entonces se usa un tiristor de dos cables para encender el dispositivo.




Tiristor

Tiristor



Símbolo del circuito del tiristor

El símbolo del circuito de tuistor es el que se indica a continuación. Tiene tres terminales ánodo, cátodo y puerta.

Símbolo TRIAC

Símbolo TRIAC



Hay tres estados en un tiristor

  • Modo de bloqueo inverso - En este modo de funcionamiento, el diodo bloqueará el voltaje que se aplica.
  • Modo de bloqueo hacia adelante - En este modo, el voltaje aplicado en una dirección hace que un diodo conduzca. Pero la conducción no sucederá aquí porque el tiristor no se ha disparado.
  • Modo de conducción hacia adelante - El tiristor se ha disparado y la corriente fluirá a través del dispositivo hasta que la corriente directa llegue por debajo del valor de umbral que se conoce como 'corriente de retención'.

Diagrama de capas de tiristores

El tiristor consta de tres uniones p-n es decir, J1, J2 y J3. Si el ánodo está en un potencial positivo con respecto al cátodo y el terminal de la puerta no se activa con ningún voltaje, entonces J1 y J3 estarán bajo condición de polarización directa. Mientras que la unión J2 estará bajo condición de polarización inversa. Entonces, la unión J2 estará en el estado apagado (no se llevará a cabo ninguna conducción). Si el aumento de voltaje a través del ánodo y el cátodo más allá de la VBO(Voltaje de ruptura), luego ocurre una ruptura de avalancha para J2 y luego el tiristor estará en estado ENCENDIDO (comienza a conducir).

Si un VGRAMO (Potencial positivo) se aplica al terminal de la puerta, luego se produce una falla en la unión J2 que será de bajo valor VSI . El tiristor puede cambiar al estado ON seleccionando un valor adecuado VGRAMO .En condiciones de avería por avalancha, el tiristor conducirá continuamente sin tener en cuenta el voltaje de la puerta, hasta que, a menos que,




  • El potencial VSIes eliminado o
  • La corriente de retención es mayor que la corriente que fluye a través del dispositivo

Aquí VGRAMO - Pulso de voltaje que es el voltaje de salida del oscilador de relajación UJT.

Diagrama de capas de tiristores

Diagrama de capas de tiristores

Circuitos de conmutación de tiristores

  • Circuito de tiristor de CC
  • Circuito de tiristor de CA

Circuito de tiristor de CC

Cuando se conecta a la fuente de CC, para controlar las cargas y la corriente CC más grandes, utilizamos tiristor. La principal ventaja del tiristor en un circuito de CC como interruptor proporciona una alta ganancia de corriente. Una pequeña corriente de puerta puede controlar grandes cantidades de corriente de ánodo, por lo que el tiristor se conoce como un dispositivo operado por corriente.

Circuito de tiristor de CC

Circuito de tiristor de CC

Circuito de tiristor de CA

Cuando se conecta al suministro de CA, el tiristor actúa de manera diferente porque no es el mismo que el circuito conectado de CC. Durante la mitad de un ciclo, el tiristor se usa como circuito de CA, lo que hace que se apague automáticamente debido a su condición de polarización inversa.

Circuito de CA del tiristor

Circuito de CA del tiristor

Tipos de tiristores

Según las capacidades de encendido y apagado, los tiristores se clasifican en los siguientes tipos:

  • Tiristor controlado de silicio o SCR
  • Puerta apaga tiristores o GTO
  • Emisor apaga tiristores o ETO
  • Tiristores de conducción inversa o RCT
  • Tiristores de triodo bidireccionales o TRIAC
  • MOS apaga tiristores o MTO
  • Tiristores bidireccionales controlados por fase o BCT
  • Tiristores de conmutación rápida o SCR
  • Rectificadores controlados por silicio activado por luz o LASCR
  • HECHO controlled thyristors oro FET-CTHs
  • Tiristores conmutados de puerta integrada o IGCT

Para una mejor comprensión de este concepto, aquí explicamos algunos de los tipos de tiristores.

Rectificador controlado por silicio (SCR)

Un rectificador controlado por silicio también se conoce como rectificador de tiristores. Es un dispositivo de estado sólido de control de corriente de cuatro capas. Los SCR pueden conducir corriente en una sola dirección (dispositivos unidireccionales). Los SCR pueden activarse normalmente mediante la corriente que se aplica al terminal de puerta. Para saber más sobre SCR. Siga el enlace para obtener más información sobre: Conceptos básicos y características del tutorial de SCR

La puerta apaga los tiristores (GTO)

Uno de los tipos especiales de dispositivos semiconductores de alta potencia es GTO (tiristor de apagado de puerta). El terminal de puerta controla los interruptores que se encenderán y apagarán.

GTO Symbol

GTO Symbol

Si se aplica un pulso positivo entre el cátodo y los terminales de la puerta, el dispositivo se encenderá. Los terminales de cátodo y puerta se comportan como Unión PN y existe un pequeño voltaje relativamente entre los terminales. No es confiable como SCR. Para mejorar la confiabilidad debemos mantener una pequeña cantidad de corriente de puerta positiva.

Si se aplica un pulso de voltaje negativo entre la puerta y los terminales del cátodo, el dispositivo se apagará. Para inducir el voltaje del cátodo de la puerta, se roba parte de la corriente directa, que a su vez, la corriente directa inducida puede caer y automáticamente GTO pasará al estado de bloqueo.

Aplicaciones

  • Accionamientos de motor de velocidad variable
  • Inversores de alta potencia y tracción

Aplicación GTO en accionamiento de velocidad variable

Hay dos razones principales para el variador de velocidad: la conversación y el control de la energía del proceso. Y proporciona un funcionamiento más suave. GTO de conducción inversa de alta frecuencia está disponible en esta aplicación.

Aplicación GTO

Aplicación GTO

Emisor APAGAR Tiristor

El tiristor de apagado del emisor es un tipo de tiristor y se encenderá y apagará mediante el uso de MOSFET. Incluye tanto las ventajas de el MOSFET y GTO. Consta de dos puertas: una puerta se usa para ENCENDER y otra puerta con un MOSFET en serie se usa para APAGAR.

Emisor APAGAR Tiristor

Emisor APAGAR Tiristor

Si se aplica una puerta 2 con algún voltaje positivo, encenderá el MOSFET que está conectado en serie con el terminal del cátodo del tiristor PNPN. El MOSFET conectado al terminal de puerta de tiristor se apagará cuando apliquemos voltaje positivo a la puerta 1.

El inconveniente de que el MOSFET se conecte en serie con el terminal de la puerta es que la caída de voltaje total aumenta de 0.3V a 0.5V y las pérdidas correspondientes.

Aplicaciones

El dispositivo ETO se utiliza para el limitador de corriente de falla y el estado sólido cortacircuitos debido a su alta capacidad de interrupción de corriente, velocidad de conmutación rápida, estructura compacta y baja pérdida de conducción.

Características de funcionamiento de ETO en disyuntor de estado sólido

En comparación con la aparamenta electromecánica, los interruptores automáticos de estado sólido pueden proporcionar ventajas en cuanto a vida útil, funcionalidad y velocidad. Durante Turn off transient podemos observar las características operativas de un Interruptor de potencia de semiconductor ETO .

Aplicación ETO

Aplicación ETO

Tiristores de conducción inversa o RCT

El tiristor normal de alta potencia es diferente del tiristor de conducción inversa (RCT). RCT no puede realizar un bloqueo inverso debido al diodo inverso. Si usamos rueda libre o diodo inverso, será más ventajoso para este tipo de dispositivos. Porque el diodo y el SCR nunca conducirán y simultáneamente no pueden producir calor.

Símbolo RCT

Símbolo RCT

Aplicaciones

RCT o aplicaciones de tiristores de conducción inversa en convertidores y cambiadores de frecuencia, utilizados en Controlador de CA mediante el uso Circuito de amortiguadores .

Aplicación en el controlador de CA mediante el uso de amortiguadores

Protegiendo el elementos semiconductores de sobretensiones es colocando los condensadores y resistencias en paralelo a los interruptores individualmente. Por lo tanto, los componentes siempre están protegidos contra sobretensiones.

Solicitud RCT

Solicitud RCT

Tiristores de triodo bidireccionales o TRIAC

TRIAC es un dispositivo para controlar la corriente y es un semiconductor de tres terminales dispositivo. Se deriva del nombre llamado Triode para corriente alterna. Los tiristores pueden conducir solo en una dirección, pero TRIAC puede conducir en ambas direcciones. Hay dos opciones para cambiar la forma de onda de CA para ambas mitades: una está usando TRIAC y la otra es tiristores conectados espalda con espalda. Para encender la mitad del ciclo, usamos un tiristor y para operar otro ciclo usamos tiristores de conexión inversa.

Triac

Triac

Aplicaciones

Se utiliza en atenuadores de luz domésticos, controles de motores pequeños, controles de velocidad de ventiladores eléctricos, control de pequeños electrodomésticos de CA domésticos.

Aplicación en atenuador de luz doméstico

Usando las partes para picar de voltaje de corriente alterna el atenuador de luz funcionará. Permite que la lámpara pase solo las partes de la forma de onda. Si tenue es más que cortar la forma de onda también es más. Principalmente, la potencia transferida determinará el brillo de la lámpara. Normalmente se utiliza TRIAC para fabricar el atenuador de luz.

Aplicación de Triac

Aplicación de Triac

Esto se trata de Tipos de tiristores y sus aplicaciones . Creemos que la información proporcionada en este artículo es útil para comprender mejor este proyecto. Además, cualquier consulta relacionada con este artículo o cualquier ayuda para implementar el proyectos eléctricos y electrónicos , no dude en acercarse a nosotros conectándose en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuáles son los tipos de tiristores?

Créditos fotográficos:

  1. Símbolo del tiristor wikimedia
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  3. Circuito de tiristor de CC tutoriales de electronica
  4. GTO electrónica delgada
  5. TRIAC electronicrepairguide
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