Principios básicos de los tiristores

Condiciones de conducción del tiristor: Primero, se debe aplicar una tensión directa entre el ánodo y el cátodo del tiristor; segundo, también se debe aplicar una tensión directa a la compuerta. Ambas condiciones deben cumplirse simultáneamente para que el tiristor entre en estado de conducción.


Rectificador de control de silicio unidireccional Slkor BTB16-800B SCR TO-263 

En pocas palabras, para que un tiristor conduzca :

(1) Se debe aplicar una señal;

(2) El ánodo debe estar a un potencial más alto que el cátodo (es decir, debe existir un voltaje directo entre ellos).

Una vez que un tiristor conduce, permanece en conducción incluso si se reduce o elimina la tensión de compuerta. En pocas palabras, permanece activo incluso cuando desaparece la señal.

Condiciones de apagado del tiristor: reduzca o elimine el voltaje directo entre el ánodo y el cátodo, de modo que la corriente del ánodo caiga por debajo de la corriente de mantenimiento mínima.

Simplificar:

● Para que un tiristor se encienda, necesita una señal y que el ánodo esté a un potencial más alto que el cátodo.

● Una vez encendido, permanece encendido incluso si se elimina la señal (una sola señal es suficiente para activarlo).

● Para apagarlo, corte el suministro de energía al circuito ánodo-cátodo o haga que el potencial del ánodo sea menor que el potencial del cátodo.

● Un tiristor unidireccional es como un diodo controlable, cuya conducción se controla mediante una señal. Por lo tanto, permite el paso de corriente continua sin impedimentos; para corriente alterna, conduce durante el semiciclo positivo, pero no durante el semiciclo negativo (en este caso, el diodo actúa como rectificador).

Un tiristor bidireccional (triac) puede conducir corriente alterna.

Análisis de caso de circuitos de control con tiristores

Tiristores unidireccionales (componentes que pueden controlar diodos)

Interruptor electrónico controlado por luz

● Un interruptor electrónico controlado por luz utiliza la conducción y el bloqueo de un tiristor para encender y apagar. La conducción y el bloqueo del tiristor se controlan mediante la intensidad de la luz natural (o artificial).

● Este dispositivo es adecuado para farolas, luces de pasillos de dormitorios o iluminación en otros lugares públicos, apagándose automáticamente durante el día y encendiéndose durante la noche para ahorrar electricidad.

Principio de funcionamiento:

Como se muestra en el diagrama del circuito anterior:

1. La tensión alterna de 220 V se convierte en una tensión continua pulsante mediante la bombilla H y la rectificación de puente completo, que actúa como polarización directa (aproximadamente 300 V CC pulsante). Cuando esta corriente fluye a través del diodo del tiristor unidireccional VS hacia el otro extremo, la bombilla se enciende. Para que esto ocurra, la compuerta del tiristor debe recibir una tensión de señal, lo que requiere que el transistor 9014 conduzca.

2. ¿Cómo se conduce el 9014?

La corriente continua pulsante de 300 V se divide entre R1 (100 kΩ), R2 (470 kΩ) y D (fotorresistencia). Mientras tanto, R1 y DW (diodo Zener) forman un divisor de tensión, y DW fija la tensión entre R2 y la fotorresistencia a 6.8 V, preparándola para la conducción del transistor.

Durante el día, cuando la luminosidad supera cierto nivel, la fotorresistencia D presenta una resistencia baja (≤1 kΩ). La tensión total de 6.8 V cae en la base del transistor, lo que provoca el corte de la tensión del transistor V (los transistores NPN se cortan a niveles altos). No fluye corriente desde su emisor, por lo que el tiristor unidireccional VS permanece bloqueado debido a la falta de corriente de disparo, y la bombilla H no se enciende. La resistencia R1 y el diodo Zener DW limitan la tensión de polarización del transistor a un máximo de 6.8 V, protegiéndolo.

● Por la noche, cuando la luminosidad desciende por debajo de cierto nivel, la fotorresistencia D presenta una alta resistencia (≥100 kΩ). Esto provoca que el transistor V conduzca directamente (los transistores NPN conducen a niveles bajos), con aproximadamente 0.8 V en el emisor, lo que activa la conducción del tiristor VS y enciende la bombilla H.

● Instalación y depuración: Durante la instalación, coloque la placa de circuito impreso soldada en una caja de plástico transparente y fíjela. Conéctela en serie con la luz controlada H y oriéntela hacia el cielo o hacia una zona luminosa cerca de una ventana que reciba luz del edificio, evitando la exposición directa a las luces nocturnas en un radio de 3 metros.

● La depuración debe realizarse al anochecer. Ajuste la resistencia de RP para que la luz controlada H se encienda con un nivel de brillo adecuado.

Iluminación con retardo simple

● Principio del circuito: El circuito de esta luz de retardo se muestra en el diagrama adjunto, donde el circuito de retardo está encerrado en el recuadro punteado. En el diagrama, K representa un interruptor.

● Cuando K está cerrado, la corriente fluye directamente a través de K para encender la bombilla, y los demás circuitos permanecen inactivos.

● Cuando K se apaga, el diodo rectifica la tensión de 220 V. Por un lado, carga el condensador C a través de R1; durante la carga de C, no circula corriente por R2, por lo que el transistor V permanece apagado. Por otro lado, esta tensión proporciona una señal de activación al tiristor SCR a través de R3 y R4, manteniéndolo en conducción. De este modo, la luz permanece encendida durante un tiempo después de apagarse.

● Una vez que el condensador C se carga completamente, la corriente fluye a través de R1 y R2 hacia la base del transistor V, lo que hace que este pase de estado de corte a conducción. Cuando el transistor conduce, la corriente fluye a través de la bombilla hacia R3 y luego a través del transistor hacia el polo negativo. En este punto, debido a la baja impedancia del transistor, no fluye corriente a través de R4 hacia la compuerta del tiristor, por lo que el SCR del tiristor se apaga. Dado que fluye corriente a través de la bombilla y R3 (220 kΩ) tiene una alta resistencia, la tensión en la bombilla es muy baja y la luz se apaga.

● Durante el período de retardo después de que se apaga la luz en este circuito, el tiempo de retardo está determinado por los valores de la resistencia R1 y el condensador C.

● Este circuito utiliza un tiristor unidireccional. Durante el período de retardo después de apagar la luz, el brillo de la lámpara es aproximadamente la mitad del que tiene cuando está completamente encendida, lo que satisface las necesidades visuales de las personas a la vez que ahorra energía.

● Producción del circuito: Para el tiristor SCR unidireccional de este circuito, utilice un MCR100-8 con una tensión nominal de al menos 600 V. La potencia de la bombilla no debe superar los 100 W. El diodo VD es un 1N4007 y el transistor V es un C1815. Todas las resistencias son de película de carbono de 1/8 W.

2. Tiristores bidireccionales (componentes que pueden controlar CA)

El siguiente es un circuito de tiristor bidireccional clásico, que utiliza aislamiento de optoacoplador para controlar circuitos de alto voltaje con señales de bajo voltaje, lo que permite la atenuación continua de las luces.