Conexión en serie y en paralelo de SCR o tiristor

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Ultima edición el 21 septiembre, 2023

Los componentes electrónicos conocidos como SCR o tiristores son muy utilizados en circuitos de potencia y control de carga. Su capacidad de controlar la corriente eléctrica en un circuito los hace ideales para su uso en aplicaciones industriales y comerciales.

En este artículo, nos enfocaremos en las conexiones en serie y en paralelo de SCR o tiristor. Estas conexiones son importantes para lograr un control adecuado de la corriente eléctrica en un circuito y garantizar su estabilidad y seguridad.

En la conexión en serie, los SCR se conectan uno tras otro para controlar la corriente en un circuito de manera secuencial. Por otro lado, en la conexión en paralelo, los SCR se conectan en paralelo para aumentar la capacidad de control de corriente en un circuito.

En ambas conexiones, es importante tener en cuenta las características y especificaciones de los SCR para garantizar una conexión segura y eficiente. A través de este artículo, exploraremos las diferencias entre las conexiones en serie y en paralelo de SCR y su aplicación en diferentes tipos de circuitos.

Indice de contenidos

Mecanismos de conexión SCR o tiristor

Los mecanismos de conexión SCR o tiristor son fundamentales para el correcto funcionamiento de estos dispositivos electrónicos en diferentes aplicaciones. Los SCR o tiristores son componentes electrónicos que permiten el control de la corriente eléctrica en circuitos de corriente alterna (AC) y de corriente continua (DC). Estos dispositivos son utilizados en diferentes aplicaciones, como en el control de motores eléctricos, la regulación de la temperatura en hornos y calderas, el control de la iluminación en sistemas de iluminación LED y en el control de la energía en sistemas de energía renovable.

Conexión en serie de SCR o tiristor

En la conexión en serie de SCR o tiristor, se conectan varios dispositivos en serie para controlar la corriente eléctrica en un circuito. Esta conexión es utilizada en aplicaciones en las que se requiere un mayor control de la corriente eléctrica y en sistemas de mayor potencia. En esta conexión, la corriente eléctrica fluye a través de los dispositivos en serie y la caída de voltaje se divide entre ellos. Es importante destacar que en esta conexión, la corriente que fluye a través de los dispositivos es la misma.

Ejemplo de conexión en serie de SCR o tiristor

Un ejemplo de conexión en serie de SCR o tiristor es en el control de la velocidad de un motor eléctrico. En esta aplicación, se pueden conectar varios SCR o tiristores en serie para controlar la velocidad del motor. La corriente eléctrica que fluye a través de los dispositivos en serie se controla mediante un circuito de control, que permite el encendido y apagado de los dispositivos en el momento adecuado.

Conexión en paralelo de SCR o tiristor

En la conexión en paralelo de SCR o tiristor, se conectan varios dispositivos en paralelo para controlar la corriente eléctrica en un circuito. Esta conexión es utilizada en aplicaciones en las que se requiere un mayor control de la corriente eléctrica y en sistemas de mayor potencia. En esta conexión, la corriente eléctrica se divide entre los dispositivos en paralelo y cada dispositivo controla una parte de la corriente eléctrica.

Ejemplo de conexión en paralelo de SCR o tiristor

Un ejemplo de conexión en paralelo de SCR o tiristor es en el control de la iluminación en sistemas de iluminación LED. En esta aplicación, se pueden conectar varios SCR o tiristores en paralelo para controlar la intensidad de la luz de los LED. La corriente eléctrica que fluye a través de los dispositivos en paralelo se controla mediante un circuito de control, que permite el encendido y apagado de los dispositivos en el momento adecuado.

Conclusiones

La conexión en serie de SCR o tiristor se utiliza en aplicaciones en las que se requiere un mayor control de la corriente eléctrica y en sistemas de mayor potencia, mientras que la conexión en paralelo de SCR o tiristor se utiliza en aplicaciones en las que se requiere un mayor control de la corriente eléctrica y en sistemas de mayor potencia. Es importante destacar que en ambas conexiones, la corriente eléctrica se controla mediante un circuito de control, que permite el encendido y apagado de los dispositivos en el momento adecuado.

Principios básicos de la conexión en serie y paralelo

La conexión en serie y paralelo son dos formas de conectar dispositivos electrónicos, como los SCR o tiristores. Ambas tienen sus ventajas y desventajas, y es importante conocer los principios básicos de cada una para poder elegir la mejor opción para cada situación.

Conexión en serie

En la conexión en serie, los dispositivos electrónicos se conectan uno tras otro, de forma que la corriente eléctrica pasa por todos ellos en orden. Esto significa que:

  • La corriente es la misma en todos los dispositivos
  • La tensión se divide entre ellos
  • El rendimiento total de la conexión es igual a la suma de los rendimientos individuales de cada dispositivo
  • Si uno de los dispositivos falla, toda la conexión se interrumpe
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Por ejemplo, si tenemos dos SCR en conexión en serie con una tensión total de 220V, la tensión en cada uno será de 110V. Si uno de los SCR falla, la corriente no podrá seguir pasando y toda la conexión se detendrá.

Conexión en paralelo

En la conexión en paralelo, los dispositivos electrónicos se conectan todos juntos, de forma que la corriente se divide entre ellos. Esto significa que:

  • La tensión es la misma en todos los dispositivos
  • La corriente se divide entre ellos
  • El rendimiento total de la conexión es igual a la suma de los rendimientos individuales de cada dispositivo
  • Si uno de los dispositivos falla, los demás continúan funcionando

Por ejemplo, si tenemos dos SCR en conexión en paralelo con una corriente total de 10A, cada uno recibirá 5A. Si uno de los SCR falla, el otro seguirá funcionando con sus 5A.

Elección de la conexión adecuada

La elección de la conexión adecuada dependerá de las necesidades específicas de cada situación. Algunos factores a considerar son:

  • La corriente y la tensión de la fuente de alimentación
  • La corriente y la tensión necesarias para cada dispositivo
  • La disponibilidad de dispositivos y la facilidad de conexión
  • La redundancia necesaria en caso de fallos

Cada una tiene sus ventajas y desventajas, y es importante conocer los principios básicos de cada una para poder elegir la mejor opción para cada situación.

Ventajas y desventajas de cada tipo de conexión

Conexión en serie de SCR o tiristor

La conexión en serie de SCR o tiristor se refiere a la conexión de varios dispositivos SCR en una cadena, en la que la corriente fluye a través de cada dispositivo en orden. Aquí están las ventajas y desventajas de esta conexión:

Ventajas:

  • La conexión en serie de SCR permite una mayor tensión de bloqueo, ya que la tensión de bloqueo de cada SCR se suma.
  • Esta conexión es ideal para aplicaciones de alta tensión, como la alimentación de motores eléctricos de gran potencia.
  • La conexión en serie de SCR puede proporcionar una mejor regulación de la corriente a través de la carga.

Desventajas:

  • La conexión en serie de SCR no es adecuada para aplicaciones de alta corriente, ya que la corriente a través de cada SCR se limita a la misma cantidad.
  • Si un SCR falla en la cadena, puede causar la falla de todo el circuito.
  • La conexión en serie de SCR puede ser más costosa que otras conexiones debido a la necesidad de múltiples dispositivos.

Conexión en paralelo de SCR o tiristor

La conexión en paralelo de SCR se refiere a la conexión de varios dispositivos SCR en paralelo con la carga, en la que cada dispositivo SCR es responsable de una parte de la corriente total. Aquí están las ventajas y desventajas de esta conexión:

Ventajas:

  • La conexión en paralelo de SCR es adecuada para aplicaciones de alta corriente, ya que cada SCR puede manejar una cantidad específica de corriente.
  • Si un SCR falla en el circuito, los demás dispositivos pueden continuar funcionando sin interrupción.
  • La conexión en paralelo de SCR puede ser más económica que la conexión en serie debido a la necesidad de menos dispositivos.

Desventajas:

  • La conexión en paralelo de SCR puede ser más complicada que la conexión en serie debido a la necesidad de equilibrar la corriente a través de cada dispositivo.
  • La conexión en paralelo de SCR puede ser menos adecuada para aplicaciones de alta tensión, ya que cada SCR solo puede manejar una cantidad limitada de tensión.
  • La conexión en paralelo de SCR puede proporcionar una regulación de corriente menos precisa en comparación con la conexión en serie.

Es importante considerar las ventajas y desventajas de cada tipo de conexión para tomar una decisión informada.

Aplicaciones de la conexión en serie y en paralelo de SCR o tiristor

Los SCR o tiristores son dispositivos semiconductores utilizados para controlar el flujo de corriente eléctrica en un circuito. Una de las formas en que se pueden conectar estos dispositivos es en serie y en paralelo, lo que tiene varias aplicaciones prácticas.

Conexión en serie de SCR o tiristor

En la conexión en serie de SCR o tiristor, se conectan varios dispositivos en línea para aumentar la capacidad de voltaje y corriente del circuito. Esta conexión se utiliza en:

  • Sistemas de control de potencia en la industria del acero.
  • Control de motores eléctricos de alta potencia.
  • Control de iluminación en grandes edificios y estadios.

Conexión en paralelo de SCR o tiristor

En la conexión en paralelo de SCR o tiristor, se conectan varios dispositivos en paralelo para aumentar la capacidad de corriente del circuito. Esta conexión se utiliza en:

  • Sistemas de control de potencia en la industria química.
  • Control de motores eléctricos de alta potencia.
  • Control de lámparas de alta potencia.

Aplicaciones de la conexión en serie y en paralelo de SCR o tiristor

La conexión en serie y en paralelo de SCR o tiristor se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones que requieren control de potencia y corriente eléctrica. Algunas de las principales aplicaciones son:

  • Control de potencia en sistemas de calefacción eléctrica.
  • Control de velocidad en motores eléctricos de alta potencia.
  • Control de iluminación en grandes edificios y estadios.
  • Control de procesos químicos en la industria química.

Los dispositivos semiconductores se utilizan en una amplia variedad de industrias, desde la química hasta la del acero, y son fundamentales para el funcionamiento de sistemas eléctricos de alta potencia.

Características principales de la conexión en serie y en paralelo

La conexión en serie y en paralelo son dos formas de conectar varias fuentes de corriente eléctrica. Estas conexiones son muy importantes en la electrónica, ya que permiten controlar la cantidad de corriente que fluye a través de un circuito y así lograr el funcionamiento adecuado de los componentes. En este artículo, hablaremos sobre las características principales de la conexión en serie y en paralelo de SCR o tiristor.

Conexión en serie

La conexión en serie es una forma de conectar dos o más componentes eléctricos de manera que la corriente eléctrica fluya a través de ellos de forma consecutiva. En otras palabras, la corriente eléctrica fluye desde el primer componente, luego a través del segundo componente y así sucesivamente, hasta llegar al último componente.

Algunas características principales de la conexión en serie son:

  • Cada componente comparte la misma corriente eléctrica.
  • La corriente eléctrica total es igual a la corriente eléctrica de cada componente.
  • La resistencia total es igual a la suma de las resistencias de cada componente.
  • Si un componente falla, todo el circuito dejará de funcionar.
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Un ejemplo de conexión en serie de SCR o tiristor es cuando se conectan varios SCR de forma que la corriente eléctrica fluye consecutivamente a través de ellos:

Conexión en serie de SCR

Conexión en paralelo

La conexión en paralelo es una forma de conectar varios componentes eléctricos de manera que la corriente eléctrica se divide entre ellos. En otras palabras, la corriente eléctrica fluye a través de cada componente por separado.

Algunas características principales de la conexión en paralelo son:

  • Cada componente tiene su propia corriente eléctrica.
  • La corriente eléctrica total es igual a la suma de las corrientes eléctricas de cada componente.
  • La resistencia total es menor que la resistencia de cualquier componente individual.
  • Si un componente falla, los demás componentes seguirán funcionando.

Un ejemplo de conexión en paralelo de SCR o tiristor es cuando se conectan varios SCR de forma que la corriente eléctrica se divide entre ellos:

Conexión en paralelo de SCR

La conexión en serie es apropiada para controlar la corriente eléctrica total y la resistencia total, mientras que la conexión en paralelo es apropiada para dividir la corriente eléctrica y reducir la resistencia total. Ambas conexiones tienen sus ventajas y desventajas, y es importante seleccionar la conexión adecuada para cada circuito en particular.

Métodos de control de la conexión en serie y en paralelo de SCR o tiristor

Introducción

En el ámbito de la electrónica de potencia, los tiristores o SCR (Silicon Controlled Rectifiers) son ampliamente utilizados para controlar la corriente eléctrica en circuitos de alta potencia. Estos componentes son capaces de trabajar en conexión en serie y en paralelo, lo que permite lograr diferentes configuraciones y aplicaciones. En este artículo, se explicarán los métodos de control de la conexión en serie y en paralelo de los SCR o tiristor.

Conexión en serie de SCR o tiristor

La conexión en serie de SCR o tiristor se utiliza para aumentar la tensión de bloqueo del circuito. En este tipo de conexión, los tiristores se colocan uno detrás del otro, de forma que la tensión de bloqueo total es igual a la suma de las tensiones de bloqueo individuales de cada componente. Para controlar esta conexión, se utilizan dos métodos principales:

  • Control por tensión directa: En este método, se aplica una tensión directa a los tiristores, lo que permite que conduzcan la corriente eléctrica. Para controlar la conexión en serie de los SCR o tiristor, se utiliza un circuito de control que genera una tensión directa en los componentes.
  • Control por sincronización de fase: En este método, se aplica una señal de sincronización de fase a los tiristores, lo que permite que conduzcan la corriente eléctrica. Para controlar la conexión en serie de los SCR o tiristor, se utiliza un circuito de control que genera la señal de sincronización de fase.

Conexión en paralelo de SCR o tiristor

La conexión en paralelo de SCR o tiristor se utiliza para aumentar la corriente máxima que puede manejar el circuito. En este tipo de conexión, los tiristores se colocan en paralelo, de forma que la corriente total se divide entre los componentes. Para controlar esta conexión, se utilizan dos métodos principales:

  • Control por corriente directa: En este método, se aplica una corriente directa a los tiristores, lo que permite que conduzcan la corriente eléctrica. Para controlar la conexión en paralelo de los SCR o tiristor, se utiliza un circuito de control que genera una corriente directa en los componentes.
  • Control por corriente inversa: En este método, se aplica una corriente inversa a los tiristores, lo que bloquea la conducción de corriente eléctrica. Para controlar la conexión en paralelo de los SCR o tiristor, se utiliza un circuito de control que genera una corriente inversa en los componentes.

Conclusión

Los circuitos de control que se utilizan para controlar estos componentes se basan en la aplicación de diferentes tipos de señales eléctricas, como tensión directa, sincronización de fase, corriente directa e inversa. Es importante conocer estos métodos para poder diseñar y controlar circuitos de alta potencia de forma efectiva.

Problemas típicos de la conexión en serie y en paralelo de SCR o tiristor

Los tiristores o SCR son dispositivos semiconductores que se utilizan para controlar el flujo de corriente en circuitos eléctricos. Estos dispositivos tienen la capacidad de actuar como interruptores electrónicos y se utilizan ampliamente en la electrónica de potencia. La conexión en serie y en paralelo de tiristores es una técnica común para aumentar la capacidad de corriente en un circuito. Sin embargo, esta técnica no está exenta de problemas y puede presentar algunos desafíos técnicos.

Conexión en serie

La conexión en serie de los tiristores se utiliza para aumentar el voltaje máximo que puede soportar un circuito. Sin embargo, esta técnica puede presentar algunos problemas, como los siguientes:

  • Desigualdad de voltaje: Cuando se conectan tiristores en serie, puede haber una desigualdad en el voltaje que se aplica a cada uno de ellos. Esto puede resultar en una sobrecarga de voltaje en algunos tiristores y una subcarga en otros, lo que puede provocar fallas en el circuito.
  • Corriente de fuga: La conexión en serie puede aumentar la corriente de fuga en el circuito, lo que puede provocar una falla en los tiristores.
  • Tiempo de conmutación: La conexión en serie puede aumentar el tiempo de conmutación de los tiristores, lo que puede reducir la eficiencia del circuito.

Conexión en paralelo

La conexión en paralelo de los tiristores se utiliza para aumentar la capacidad de corriente en un circuito. Sin embargo, esta técnica puede presentar algunos problemas, como los siguientes:

  • Corriente desigual: Cuando se conectan tiristores en paralelo, puede haber una corriente desigual que fluye a través de cada uno de ellos. Esto puede provocar una sobrecarga en algunos tiristores y una subcarga en otros, lo que puede provocar fallas en el circuito.
  • Desigualdad en la tensión: La conexión en paralelo puede aumentar la desigualdad en la tensión que se aplica a cada uno de los tiristores, lo que puede provocar una subcarga en algunos tiristores y una sobrecarga en otros.
  • Tiempo de conmutación: La conexión en paralelo puede aumentar el tiempo de conmutación de los tiristores, lo que puede reducir la eficiencia del circuito.
  • Interferencia electromagnética: La conexión en paralelo puede aumentar la interferencia electromagnética en el circuito, lo que puede provocar fallas en otros componentes electrónicos del circuito.
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Es importante considerar cuidadosamente los problemas que pueden surgir y tomar medidas para prevenir fallas en el circuito.

Problemas típicos de la conexión en serie y en paralelo de SCR o tiristor

Los tiristores o SCR son dispositivos semiconductores que se utilizan para controlar el flujo de corriente en circuitos eléctricos. Estos dispositivos tienen la capacidad de actuar como interruptores electrónicos y se utilizan ampliamente en la electrónica de potencia. La conexión en serie y en paralelo de tiristores es una técnica común para aumentar la capacidad de corriente en un circuito. Sin embargo, esta técnica no está exenta de problemas y puede presentar algunos desafíos técnicos.

Conexión en serie

La conexión en serie de los tiristores se utiliza para aumentar el voltaje máximo que puede soportar un circuito. Sin embargo, esta técnica puede presentar algunos problemas, como los siguientes:

  • Desigualdad de voltaje: Cuando se conectan tiristores en serie, puede haber una desigualdad en el voltaje que se aplica a cada uno de ellos. Esto puede resultar en una sobrecarga de voltaje en algunos tiristores y una subcarga en otros, lo que puede provocar fallas en el circuito.
  • Corriente de fuga: La conexión en serie puede aumentar la corriente de fuga en el circuito, lo que puede provocar una falla en los tiristores.
  • Tiempo de conmutación: La conexión en serie puede aumentar el tiempo de conmutación de los tiristores, lo que puede reducir la eficiencia del circuito.

Conexión en paralelo

La conexión en paralelo de los tiristores se utiliza para aumentar la capacidad de corriente en un circuito. Sin embargo, esta técnica puede presentar algunos problemas, como los siguientes:

  • Corriente desigual: Cuando se conectan tiristores en paralelo, puede haber una corriente desigual que fluye a través de cada uno de ellos. Esto puede provocar una sobrecarga en algunos tiristores y una subcarga en otros, lo que puede provocar fallas en el circuito.
  • Desigualdad en la tensión: La conexión en paralelo puede aumentar la desigualdad en la tensión que se aplica a cada uno de los tiristores, lo que puede provocar una subcarga en algunos tiristores y una sobrecarga en otros.
  • Tiempo de conmutación: La conexión en paralelo puede aumentar el tiempo de conmutación de los tiristores, lo que puede reducir la eficiencia del circuito.
  • Interferencia electromagnética: La conexión en paralelo puede aumentar la interferencia electromagnética en el circuito, lo que puede provocar fallas en otros componentes electrónicos del circuito.

Es importante considerar cuidadosamente los problemas que pueden surgir y tomar medidas para prevenir fallas en el circuito.

Diseño de circuitos para la conexión en serie y en paralelo de SCR o tiristor

Los SCR o tiristores son componentes electrónicos utilizados para controlar el flujo de corriente en circuitos eléctricos. Estos elementos pueden conectarse en serie o en paralelo, lo que permite adaptar su funcionamiento a las necesidades específicas de cada aplicación. A continuación, se explica cómo diseñar circuitos para la conexión en serie y en paralelo de SCR o tiristor.

Conexión en serie de SCR o tiristor

Cuando se conectan varios SCR o tiristores en serie, la corriente que los atraviesa es la misma en todos ellos. Esto significa que, si uno de ellos se activa, los demás también lo harán. Por lo tanto, es importante diseñar el circuito de manera que cada SCR o tiristor tenga una tensión de ruptura (VDRM) mayor que la tensión máxima aplicada al circuito.

Además, se debe tener en cuenta que la capacidad de bloqueo en inversa (VRRM) de la serie de SCR o tiristor será igual a la capacidad de bloqueo en inversa de cada uno de ellos.

Diagrama de conexión en serie de SCR o tiristor

Conexión en paralelo de SCR o tiristor

La conexión en paralelo de SCR o tiristor permite aumentar la corriente máxima que puede soportar el circuito. En este caso, cada componente debe tener una tensión de ruptura (VDRM) mayor que la tensión máxima aplicada al circuito.

Es importante tener en cuenta que, al conectar varios SCR o tiristores en paralelo, la corriente se divide entre ellos de manera desigual. Esto se debe a las variaciones en las características individuales de cada componente.

Diagrama de conexión en paralelo de SCR o tiristor

Con la correcta implementación de estas conexiones, se puede lograr el control de la corriente eléctrica de manera precisa y efectiva en cualquier aplicación.

En conclusión, tanto la conexión en serie como en paralelo de SCR o tiristores son técnicas muy útiles en la electrónica de potencia. Cada una tiene sus ventajas y desventajas, y es importante elegir la conexión adecuada para cada aplicación. La conexión en serie puede ser útil para aumentar la tensión máxima soportada, mientras que la conexión en paralelo puede aumentar la corriente máxima soportada. En cualquier caso, es importante tener en cuenta las limitaciones y características de cada componente y diseñar el circuito adecuadamente para garantizar su correcto funcionamiento.

En conclusión, la conexión en serie y en paralelo de SCR o tiristor es esencial en la electrónica de potencia. La conexión en serie permite aumentar el voltaje de trabajo, mientras que la conexión en paralelo aumenta la corriente de trabajo. Ambas conexiones son importantes en el control de la potencia en circuitos eléctricos y electrónicos. Es importante tener en cuenta que la correcta elección de la conexión depende del tipo de carga y del control que se requiera. Por lo tanto, es necesario tener un conocimiento previo sobre el funcionamiento de los componentes electrónicos para hacer una elección adecuada.

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

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