Clasificación de SCR o tiristor

Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS

Calificaciones de tiristores o SCR (rectificador controlado de silicio) calificaciones son muy necesarios para el funcionamiento en una zona segura. La operación confiable se puede realizar cuando un tiristor no viola su voltaje y corriente nominal durante el período de trabajo. Un tiristor, o SCR pueden tener varias clasificaciones, tales como tensión, corriente , potencia, , , gire a tiempo, apague tiempo, etc. Generalmente estas calificaciones se especifican en la hoja de datos determinado por el fabricante.

Clasificación de voltaje del ánodo

Esta clasificación nos da una breve idea sobre la resistencia a la potencia de un tiristor en el bloqueo directo realizado en ausencia de corriente de puerta.

Voltaje máximo de estado de bloqueo hacia adelante o apagado hacia adelante (V _DWM )

Especifica el voltaje directo máximo (voltaje positivo que se aplica a través del ánodo y el cátodo) que puede soportar el SCR en el momento de trabajar.

Voltaje máximo de bloqueo directo repetitivo (V _DRM )

Especifica el voltaje transitorio de avance máximo que un SCR puede bloquear repetida o periódicamente en el modo de bloqueo de avance. Esta clasificación se especifica a una temperatura de unión máxima permitida con el circuito de puerta abierto. Durante el proceso de conmutación, debido a la alta tasa decreciente de corriente anódica inversa, se produce un pico de voltaje que es la causa de la generación de V _DRM .

Voltaje máximo de bloqueo directo no repetitivo o de sobretensión (V _DSM )

Es el valor pico del voltaje transitorio directo que no aparece periódicamente. Este tipo de sobretensión se genera en el momento de la operación de conmutación del interruptor automático. Este voltaje es el 130% de V _DRM ), aunque se encuentra por debajo del voltaje de ruptura directa (V _BD ).

Voltaje máximo de recuperación de trabajo (V _RWM )

Es la tensión inversa máxima (el ánodo es negativo con respecto al cátodo) que puede soportar el tiristor repetida o periódicamente. No es más que el valor máximo negativo de la tensión sinusoidal de CA.

Voltaje máximo de repetición repetitiva (V _RRM )

Es el valor del voltaje transitorio que puede soportar el SCR en polarización inversa a la temperatura máxima permitida. Esta razón detrás de la aparición de este voltaje también es la misma que V _DRM .

Voltaje máximo de retorno no repetitivo (V _RSM )

Implica el voltaje transitorio inverso que no aparece repetidamente. Aunque este valor de voltaje es 130% de V _RRM , se encuentra bajo voltaje de ruptura inversa, V _BR .
Caída de voltaje del estado de avance ON (V _T )

Esta es la caída de voltaje a través del ánodo y el cátodo cuando la corriente nominal fluye a través del SCR a la temperatura nominal de la unión. Generalmente, este valor se encuentra entre 1 y 1,5 voltios.

Clasificación de avance dv / dt

Cuando aplicamos un voltaje directo al tiristor, la unión J ₁ y J ₃ están polarizadas hacia adelante, mientras que la unión J ₂ tiene polarización inversa y, por lo tanto, actúa como un condensador. Entonces, debido a una fuga, la corriente fluye a través del dispositivo. Este valor de corriente aumentará con el valor de . Una cosa que debemos tener en cuenta es que el valor de voltaje no es la razón detrás del flujo de corriente de fuga, la razón es la tasa de aumento de voltaje. El valor de la capacitancia de la unión es constante, por lo tanto, cuando aumenta a un valor adecuado, la corriente de fuga se produce una ruptura por avalancha a través de la unión J ₂ . Este valor de llamado adelanteclasificación que puede encender el SCR sin la ayuda de la corriente de la puerta. En la práctica, no es adecuado aplicar alto debido al mal funcionamiento de SCR a alta temperatura.

Factor de seguridad de voltaje de SCR (V _SF )

Se describe como la relación entre la tensión inversa repetitiva máxima (V _RRM ) y el valor máximo de la tensión de entrada.

Voltaje de dedo de SCR (V _FV )

Valor mínimo de voltaje que debe aplicarse entre el ánodo y el cátodo para apagar el dispositivo mediante el disparo de la puerta. Generalmente, este valor de voltaje es menor que la caída de voltaje en el estado ON normal.

Clasificación actual de SCR

Todos sabemos que un tiristor, por lo tanto, un SCR está hecho de semiconductor que es muy sensible al calor. Incluso debido a un corto período de sobrecorriente, la temperatura del dispositivo puede subir a un valor tan alto que puede cruzar su límite máximo permitido. Por lo tanto, habrá una alta probabilidad de destrucción permanente del dispositivo. Por esta razón, la clasificación actual de SCR es una parte muy esencial para proteger el SCR.

Clasificación de corriente RMS máxima (I _RMS )

Generaciones de calor en el dispositivo presentes donde los elementos resistivos están presentes en el dispositivo. Los elementos resistivos, como las juntas metálicas, dependen totalmente de la corriente rms, ya que la pérdida de potencia es I _RMS ² R, que se convierte en calor y, por lo tanto, causa el aumento de temperatura del dispositivo. Por lo tanto, la clasificación I _RMS del tiristor debe ser un valor adecuado para que no se pueda exceder la capacidad térmica máxima de SCR.

Clasificación de corriente promedio máxima (I _AV )

Es la corriente promedio permitida que se puede aplicar de manera segura de manera que no se pueda exceder la temperatura máxima de unión y el límite de corriente rms. Generalmente el fabricante de SCR, proporciona un diagrama característico que muestra I _AV en función de la temperatura de la caja I _C con el ángulo de conducción de corriente φ como parámetro. Esta característica se conoce como “característica de reducción de calificación de corriente promedio a futuro”.

Corriente de sobretensión máxima (I _SM )

Si un tiristor opera bajo su voltaje repetitivo y clasificaciones de corriente, nunca se excede su temperatura máxima permitida. Pero un SCR puede caer en una condición de funcionamiento anormal debido a una falla en el circuito. Para superar este problema, el fabricante también especifica una clasificación de sobrecorriente máxima permitida. Esta clasificación especifica la sobrecorriente máxima no repetitiva que el dispositivo puede soportar. Esta clasificación se especifica en función del número de ciclos de sobretensión. En el momento de la fabricación, se especifican al menos tres clasificaciones de sobrecorriente diferentes para diferentes duraciones. Por ejemplo,
I _SM = 3000A para 1/2 ciclo
I _SM = 2100A para 3 ciclos
I _SM = 1800A para 5 ciclos
Una parcela entre I _SM y los números de ciclo también se proporcionan para hacer frente a los diversos ciclos de sobretensión.

Clasificación I ² R de SCR

Esta clasificación se proporciona para tener una idea sobre la potencia de aparejo de sobretensión de un tiristor. La clasificación en términos de A ² S es la medida de energía que puede manejar un tiristor durante un tiempo breve. El valor nominal de un fusible eléctrico I ² R debe ser menor que el del tiristor para que se utilice para protegerlo.

Clasificación di / dt de SCR

Mientras, SCR se enciende, la conducción permanece en un área muy pequeña más cercana a la puerta. Esta pequeña zona de conducción se extiende por toda la zona de las uniones. Pero si la velocidad de propagación de los portadores de carga es menor que la del punto de acceso local, puede surgir más cerca de la puerta, lo que puede destruir el dispositivo. Para superar este problema, también se especifica una tasa máxima de aumento de corriente durante la fabricación de los dispositivos.

Corriente de enclavamiento del tiristor

Esta es la clasificación de corriente por debajo de la cual el SCR no se puede encender incluso si se aplica la señal de puerta. Eso significa que esta gran cantidad de corriente de ánodo debe aumentar para encender el dispositivo. El pulso de la puerta debe ser continuo hasta que la corriente del ánodo sea mayor o igual a la corriente de enclavamiento del tiristor, de lo contrario, el dispositivo no se encenderá.

Sosteniendo la corriente del tiristor

Esta es la clasificación de corriente a continuación, qué corriente de ánodo debe caer para apagar el dispositivo.

Especificación de puerta de SCR

Corriente de puerta para disparar (I _GT )

Este es el valor de la corriente de la puerta por debajo del cual no se puede encender el dispositivo. Este valor de corriente especificado a un voltaje de ruptura directo particular.

Voltaje de activación de la puerta (V _GT )

Este es el valor del voltaje mínimo de la puerta que debe ser adquirido por el circuito de la puerta. para encender correctamente el SCR. Este valor de voltaje también se especifica a un voltaje de ruptura directo particular similar a I _GT .

Voltaje de puerta sin activación (V _NG )

Este es el valor máximo de voltaje de la fuente del circuito de la puerta por debajo del cual el dispositivo debe estar apagado. Todas las señales de ruido no deseadas deben estar por debajo de este voltaje para evitar un encendido no deseado del dispositivo.

Voltaje máximo de puerta inversa (V _GRM )

Este es el valor del voltaje inverso máximo que se puede aplicar a través del cátodo y la puerta.

Disipación de energía promedio de la puerta (P _GAR )

Este es el valor de la disipación de potencia promedio que no puede ser superado por un circuito de puerta para un pulso de corriente de puerta de más de 100 microsegundos.

Corriente máxima de puerta reenviada (I _GRM )

Ésta es la clasificación de la corriente de puerta delantera máxima que no debe excederse para una operación confiable y segura.

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JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator

Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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