En este tutorial, aprenderemos sobre algunas de las Aplicaciones SCR comúnmente conocidas. Las aplicaciones SCR son Conmutación, Control de potencia en circuitos de CA y CC, Protección contra sobretensiones, etc.

Esquema

Aplicaciones SCR

Debido a la amplia variedad de ventajas, como la capacidad de encenderse desde el estado APAGADO en respuesta a una corriente de compuerta baja y también la capacidad de conmutar altos voltajes, hace que el SCR o tiristor se use en una variedad de aplicaciones.

Estas aplicaciones incluyen conmutación, rectificación, regulación, protección, etc. Los SCRs se utilizan para el control de electrodomésticos, incluidos la iluminación, el control de temperatura, la regulación de la velocidad del ventilador, la calefacción y la activación de alarmas.

Para aplicaciones industriales, los SCRs se utilizan para controlar la velocidad del motor, la carga de la batería y las conversiones de potencia. Algunos de ellos se explican a continuación.

SCR como conmutador

La operación de conmutación es una de las aplicaciones más importantes del SCR. El SCR se utiliza a menudo como relé de estado sólido y tiene más ventajas que los relés o interruptores electromagnéticos, ya que no hay partes móviles en el SCR.

La siguiente figura muestra la aplicación de un SCR como interruptor para ENCENDER y APAGAR la alimentación suministrada a la carga. La alimentación de CA suministrada a la carga se controla aplicando pulsos de activación alternativos al SCR. Las resistencias R1 y R2 protegen los diodos D1 y D2 respectivamente. La resistencia R limita el flujo de corriente de compuerta.

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Durante el medio ciclo positivo de la entrada, SCR1 está sesgado hacia adelante y SCR2 está sesgado hacia atrás. Si el interruptor S está cerrado, la corriente de compuerta se aplica al diodo D1 de SCR1 y, por lo tanto, se enciende SCR1. Por lo tanto, la corriente fluye a la carga a través de SCR1.

Del mismo modo, durante el medio ciclo negativo de la señal, SCR2 está sesgado hacia adelante y SCR1 está sesgado hacia atrás. Si el interruptor S está cerrado, la corriente de compuerta fluye al SCR2 a través del diodo D2. Por lo tanto, el SCR2 se enciende y la corriente de carga fluye a través de él.

Por lo tanto, al controlar el interruptor S, la corriente de carga se puede controlar en cualquier posición deseada. Se observa que, este interruptor maneja unos pocos amperios de corriente de molino para controlar los varios cientos de amperios de corriente en la carga. Por lo tanto, este método de conmutación es más ventajoso que la conmutación mecánica o electromecánica.

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Control de potencia Mediante SCRs

Los SCRs son capaces de controlar la potencia transmitida a la carga. A menudo se requiere variar la potencia entregada a la carga dependiendo de los requisitos de carga, como el control de velocidad del motor y los atenuadores de luz.

En tales condiciones, la variación de potencia con potenciómetros ajustables convencionales no es un método confiable debido a la gran disipación de potencia. Para reducir esta disipación de potencia en circuitos de alta potencia, los SCRs son la mejor opción como dispositivos de control de potencia.

Control de alimentación de CA usando SCR

En circuitos de CA, el control de fase es la forma más común de control de potencia SCR. En el control de fase, variando el ángulo de disparo alfa en el terminal de la puerta, se obtiene el control de potencia.

La siguiente figura muestra un circuito de control de onda CA completo que ilustra el método de control de fase. Considere que el suministro de CA se da a los dos SCRs anti-paralelos. Durante el medio ciclo positivo de la señal, SCR1 conduce, mientras que en el medio ciclo negativo, SCR2 conduce cuando se les aplican pulsos de compuerta adecuados.

Variando el ángulo de disparo a los respectivos SCRs, los tiempos de encendido son variados. Esto conduce a variar la potencia consumida por la carga. En la siguiente figura, los SCRs se activan a impulsos retardados (lo que significa un aumento del ángulo de disparo), lo que resulta en una disminución de la potencia entregada a la carga.

La principal ventaja del control de fase es que los SCRs se apagan automáticamente en cada posición cero de corriente alterna. Por lo tanto, no se requiere un circuito de conmutación para apagar el SCR.

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Control de alimentación de CC mediante SCR

En el caso de un circuito de CC, la potencia suministrada a la carga se varía variando las duraciones de ENCENDIDO y APAGADO de los SCR. Este método se llama como un control de chopper o ON-OFF. La siguiente figura muestra el sencillo control de encendido Y APAGADO de la carga mediante SCR.

También es posible cambiar el SCR a cierta frecuencia de disparo para variar la corriente que fluye a la carga. El ejemplo de tal circuito es el circuito SCR basado en PWM para producir la salida variable a la carga.

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Es posible producir la alimentación de CC variable a la carga mediante el uso de circuitos rectificadores de control de fase. La potencia de CC promedio suministrada a la carga se controla controlando el instante de encendido del SCR. Algunos de estos circuitos rectificadores se dan a continuación.

Rectificador de media onda

El circuito a continuación muestra el circuito rectificador de media onda monofásico utilizando SCR. Un diodo en serie con la resistencia variable está conectado a la compuerta que es responsable de activar el SCR.

  • Durante el medio ciclo negativo de la señal de entrada de CA, el SCR está sesgado inversamente. Por lo tanto, ninguna corriente fluye a través de la carga.
  • Durante el medio ciclo negativo de la entrada, el SCR está sesgado hacia adelante. Si la resistencia se varía de tal manera que se aplique la corriente de disparo mínima a la compuerta, entonces se enciende el SCR. Por lo tanto, la corriente comienza a fluir hacia la carga.
  • Si la corriente de compuerta es mayor, la tensión de alimentación a la que se enciende el SCR será menor. El ángulo en el que el SCR comienza a conducir se denomina ángulo de disparo. Para este circuito rectificador, el ángulo de disparo se puede variar solo durante el medio ciclo positivo.
  • Por lo tanto, variando el ángulo de disparo o la corriente de la compuerta (cambiando la resistencia en este circuito), es posible hacer que la conducción SCR sea parcial o completa, de modo que la potencia promedio alimentada a la carga se varíe.

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Rectificador de onda completa

En un rectificador de onda completa, se rectifican tanto las ondas positivas como las negativas de la fuente de entrada. Por lo tanto, en comparación con el rectificador de media onda, el valor promedio del voltaje de CC es alto y también el contenido de ondulación es menor. La siguiente figura muestra el circuito rectificador de onda completa que consta de dos SCRs conectados con un transformador con rosca central.

* Durante el medio ciclo positivo de la entrada, SCR1 está sesgado hacia adelante y SCR2 está sesgado hacia atrás. Al aplicar la señal de compuerta adecuada, se enciende SCR1 y, por lo tanto, la corriente de carga comienza a fluir a través de ella.

* Durante el medio ciclo negativo de la entrada, SCR2 está sesgado hacia adelante y SCR1 está sesgado hacia atrás. Con una activación de puerta, se enciende SCR2 y, por lo tanto, la corriente de carga fluye a través del SCR2.

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Rectificador de puente de onda completa

En lugar de usar un transformador con rosca central, también es posible usar cuatro SCRs en una configuración de puente para obtener la rectificación de onda completa. Durante el medio ciclo positivo de la entrada, SCR1 y SCR2 están en conducción. Durante el medio ciclo negativo, SCR3 y SCR4 están en conducción. El ángulo de conducción de cada tiristor se ajusta variando las corrientes de compuerta respectivas. Y por lo tanto, el voltaje de salida a través de la carga es variado.

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Protección contra sobretensión utilizando SCR

Debido a la acción de conmutación rápida del SCR, una de las aplicaciones comunes de SCR es que se puede emplear como dispositivo de protección. El circuito utilizado para la protección contra sobretensiones se conoce como circuito de palanca.

La siguiente figura muestra el circuito de palanca usando SCR. Este circuito de palanca está conectado a través del circuito o la carga que se va a proteger. Este circuito consiste en SCR que se activa por disposición de diodos zener. Este diodo zener se selecciona de tal manera que, en condiciones normales de funcionamiento, actúa como un interruptor abierto.

Por lo tanto, el voltaje a través de la resistencia es cero y, por lo tanto, el SCR permanece en estado APAGADO.