Princípios básicos dos tiristores

Condições de condução do tiristor: Primeiro, uma tensão direta deve ser aplicada entre o ânodo e o cátodo do tiristor; segundo, uma tensão direta também deve ser aplicada à comporta. Ambas as condições devem ser atendidas simultaneamente para que o tiristor entre no estado de condução.


Retificador de controle de silício unidirecional Slkor BTB16-800B SCR TO-263 

Simplificando, para um tiristor conduzir :

(1) Deve ser aplicado um sinal;

(2) O ânodo deve estar em um potencial maior que o cátodo (ou seja, uma tensão direta deve existir entre eles).

Uma vez que um tiristor esteja conduzindo, ele permanece conduzindo mesmo que a tensão de porta seja reduzida ou removida. Em termos simples, ele permanece ligado mesmo quando o sinal desaparece.

Condições de desligamento do tiristor: reduza ou remova a tensão direta entre o ânodo e o cátodo, de modo que a corrente do ânodo caia abaixo da corrente de retenção mínima.

Para simplificar:

● Para que um tiristor seja ligado, ele precisa de um sinal e que o ânodo esteja em um potencial maior que o cátodo.

● Uma vez ligado, permanece ligado mesmo se o sinal for removido (um único sinal é suficiente para ativá-lo).

● Para desligá-lo, corte a alimentação do circuito ânodo-cátodo ou faça com que o potencial do ânodo seja menor que o potencial do cátodo.

● Um tiristor unidirecional é como um diodo controlável, com sua condução controlada por um sinal. Assim, ele permite a passagem de corrente contínua sem impedimentos; para corrente alternada, ele conduz durante o semiciclo positivo, mas não durante o semiciclo negativo (o diodo, nesse caso, atua como um retificador).

Um tiristor bidirecional (triac) pode conduzir corrente alternada.

Análise de caso de circuitos de controle de tiristores

Tiristores unidirecionais (componentes que podem controlar diodos)

Interruptor eletrônico controlado por luz

● Um interruptor eletrônico controlado por luz utiliza a condução e o bloqueio de um tiristor para "ligar" e "desligar". A condução e o bloqueio do tiristor são controlados pela intensidade da luz natural (ou artificial).

● Este dispositivo é adequado para iluminação pública, corredores de dormitórios ou outros locais públicos, desligando-se automaticamente durante o dia e ligando-se à noite para economizar energia.

Princípio de trabalho:

Conforme mostrado no diagrama de circuito acima:

1. A tensão CA de 220 V é convertida em tensão CC pulsante através do diodo H da lâmpada e da retificação em ponte completa, servindo como polarização direta (aproximadamente 300 V CC pulsante). Quando essa corrente flui através do diodo do tiristor unidirecional VS até a outra extremidade, a lâmpada acende. Para que isso aconteça, o gate do tiristor deve receber uma tensão de sinal, o que requer que o transistor 9014 conduza.

2. Como o 9014 se comporta?

A corrente contínua pulsante de 300 V é dividida por R1 (100 kΩ), R2 (470 kΩ) e D (fotorresistor). Enquanto isso, R1 e DW (diodo Zener) formam um divisor de tensão, e DW fixa a tensão entre R2 e o fotorresistor em 6.8 V, preparando o transistor para a condução.

● Durante o dia, quando a luminosidade excede um determinado nível, o fotorresistor D apresenta uma baixa resistência (≤1kΩ). Toda a tensão de 6.8V cai na base do transistor, causando o corte do transistor V (transistores NPN cortam em níveis altos). Nenhuma corrente flui de seu emissor, então o tiristor unidirecional VS permanece bloqueado devido à falta de corrente de disparo, e a lâmpada H não acende. O resistor R1 e o diodo Zener DW limitam a tensão de polarização do transistor a no máximo 6.8V, protegendo o transistor.

● À noite, quando a luminosidade cai abaixo de um determinado nível, o fotorresistor D apresenta uma alta resistência (≥100 kΩ). Isso faz com que o transistor V conduza para a frente (transistores NPN conduzem em níveis baixos), com aproximadamente 0.8 V no emissor, acionando o tiristor VS para conduzir e acendendo a lâmpada H.

● Instalação e depuração: Durante a instalação, coloque a placa de circuito impresso soldada em uma caixa plástica transparente e fixe-a. Conecte-a em série com a luz controlada H e posicione-a voltada para o céu ou para uma área bem iluminada próxima a uma janela que receba luz natural, evitando a exposição direta à luz noturna em um raio de 3 metros.

● A depuração deve ser feita ao entardecer. Ajuste a resistência de RP para que a luz controlada H acenda com um nível de brilho adequado.

Iluminação de atraso simples

● Princípio do circuito: O circuito desta luz com retardo é mostrado no diagrama anexo, com o circuito de retardo dentro da caixa tracejada. No diagrama, K é um interruptor.

● Quando K está fechado, a corrente flui diretamente através de K para acender a lâmpada, e os outros circuitos permanecem inativos.

● Quando K é desligado, a tensão de 220V é retificada pelo diodo. Por um lado, ela carrega o capacitor C através de R1; durante o processo de carregamento de C, nenhuma corrente flui através de R2, então o transistor V permanece em corte. Por outro lado, essa tensão fornece uma tensão de disparo para o tiristor SCR através de R3 e R4, mantendo o tiristor conduzindo. Assim, a lâmpada permanece acesa por um período após ser desligada.

● Quando o capacitor C está totalmente carregado, a corrente flui através de R1 e R2 até a base do transistor V, fazendo com que ele passe do estado de corte para o estado de condução. Quando o transistor conduz, a corrente flui através da lâmpada até R3 e, em seguida, através do transistor até o polo negativo. Nesse ponto, como o transistor tem baixa impedância, nenhuma corrente flui através de R4 até o gate do tiristor, então o SCR do tiristor desliga. Como a corrente flui através da lâmpada e R3 (220 kΩ) tem uma alta resistência, a tensão na lâmpada é muito baixa e a luz se apaga.

● Durante o período de atraso após a luz ser desligada neste circuito, o tempo de atraso é determinado pelos valores do resistor R1 e do capacitor C.

● Este circuito utiliza um tiristor unidirecional. Durante o período de atraso após a lâmpada ser desligada, o brilho da lâmpada é aproximadamente metade do seu brilho quando está totalmente acesa, o que atende às necessidades visuais das pessoas e, ao mesmo tempo, economiza energia.

● Montagem do circuito: Para o tiristor SCR unidirecional neste circuito, utilize o MCR100-8 com uma tensão nominal de pelo menos 600V. A potência da lâmpada não deve exceder 100W. O diodo VD é o 1N4007 e o transistor V é o C1815. Todos os resistores são resistores de filme de carbono de 1/8W.

2. Tiristores Bidirecionais (Componentes que podem controlar a CA)

O seguinte é um circuito tiristor bidirecional clássico, que usa isolamento de optoacoplador para controlar circuitos de alta tensão com sinais de baixa tensão, permitindo o escurecimento contínuo das luzes.