SCR Es un dispositivo de tres terminales que se comporta como un disco rectificador,
conduce en directo y no conduce en inverso, pero adicionalmente para entrar en conducción debe inyectarse en el compuerta una corriente mayor que una corriente de compuerta mínima (I Gmin) que es diferente para cada referencia de SCR, la aplicación de la corriente de compuerta cuando el SCR está en directo para que entre en conducción se llama el disparo del SCR. Una vez que el SCR ha entrado en conducción, se mantiene así todo el tiempo que el circuito externo mantenga una corriente a través del SCR mayor que una corriente mínima de sostenimiento. Cuando la corriente del SCR se hace menor que la corriente de sostenimiento éste deja de conducir, a este proceso se llama conmutación apagado. Conmutación natural: cuando el circuito de carga por los voltajes aplicados hace que la corriente sea menor que la de sostenimiento. Conmutación forzada: Cuando se coloca un circuito adicional que induzca la conmutación, hay tres formas típicas: a. Colocar un interruptor normalmente abierto en paralelo, al cerrarlo la corriente se va por el interruptor y la corriente del SCR se vuelve cero apagándose. b. Colocar un interruptor normalmente cerrado en serie, al abrirlo la corriente se hace cero y apaga el SCR. c. Un circuito que inyecte una corriente de cátodo hacia ánodo de forma que la suma de las corrientes inyectada y de carga se haga menor que la corriente de sostenimiento.
Cuando el voltaje de ánodo a cátodo varía en el tiempo (dv/dt) muy rápido el SCR puede entrar en conducción sin corriente de compuerta, ésta es una situación indeseada y se debe de evitar pues produce estados de conducción no deseados. Las características principales de un SCR son: I Tmax : Máxima corriente que puede conducir (pico, RMS o promedio) V Dmax? : Máximo voltaje entre ánodo o cátodo (inverso o directo en no conducción). IG Tmin? :Corriente de compuerta mínima para producir el dispatro. VG Tmax? :Voltaje compuerta cátodo máximo Ihold min : Corriente de sostenimiento mínima. VFON :Voltaje ánodo cátodo cuando está en conducción dv/dt max : Máxima variación de voltaje admisible sin disparo APLICACIONES DE SCR Existen muchas aplicaciones de SCR de las cuales se indican aquí unas pocas. DISPARO DE UNA ALARMA
El reed switch se cierra en presencia de un campo magnético, ejemplo un imán, a través de R pasa la corriente de compuerta, el SCR entra en conducción y el relé se cierra activando la sirena, aunque el campo magnético se retire y el reed switch se abra el SCR ya que está en conducción y se mantendrá así hasta que se abra el circuito usado el pulsador normalmente cerrado (NC). En la parte de SCR se escoge de forma que soporte la corriente que requiere la bobina del relé, la resistencia se escoge de forma que por ella pase una corriente mayor que IG Tmin. R máx V / IG Tmin
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
TRIAC
Es otro dispositivo de tres terminales, su diferencia principal con el SCR es que puede conducir en ambos sentidos por lo que es especial para aplicaciones con ambas polaridades de los voltajes alternos.
Siendo VT el voltaje entre MT2 y MT1 y VG el voltaje de G a MT1 se pueden dar cuatro combinaciones que se llaman los cuadrantes de disparo del Triac, que se indica en la gráfica a la derecha abajo todas las referencias de triacs se disparan en los cuadrantes I y III, algunas referencias se disparan también en los cuadrantes II y IV pero requieren de corrientes de compuerta mayores. Igual que en el SCR el Triac pasa a conducción cuando la corriente de compuerta se hace mayor que la corriente mínima y un Triac conmutan a corte cuando la corriente del dispositivo se hace mayor que la corriente de sostenimiento. Las características principales de un Triac son las mismas de un SCR: I Tmax, V Dmax, IG Tmin, VG Tmax, Ihold min, VFON, dv/dt max. APLICACIONES DEL TRIAC Control de voltaje RMS sobre una carga monofásica. Se usa especialmente para control de iluminación con lámparas incandescentes o control de velocidades de motores universales. En cada semiciclo al ir aumentando el voltaje pasa una corriente muy pequeña por la carga que no la activa pero esa corriente va por el potenciómetro y es suficiente para cargar el condensador, cuando el condensador se ha cargado a unos 2 o 3 voltios la compuerta entra en conducción descargando el condensador y ésta es la corriente de compuerta que dispara el Triac y enciende la carga. En el semiciclo positivo el condensador se carga positivo y el Triac dispara en el cuadrante I, en el semiciclo negativo el condensador se carga negativo y el Triac se dispara en el cuadrante III. Modificando el resistencia del potenciómetro se hace más rápida o más lenta la carga del condensador con lo que se varía el tiempo de disparo el valor RMS de voltaje en la carga varia. Algunos Triacs requieren de mayor corriente de compuerta en el cuadrante III que en el I, esto hace que el tiempo de disparo en el semiciclo negativo sea mayor, el voltaje positivo aplicado a la carga resulta mayor que el negativo y en muchos casos inestabilidad en el circuito o variaciones bruscas el voltaje RMS en la carga. Para solucionar esta situación se agrega en la compuerta un dispositivo llamado DIAC, necesario, en el mercado se consigue el Triac con Diac incluido y se llama Quádrac.
RELÉ DE ESTADO SÓLIDO Este dispositivo reemplaza a los relés magnéticos, su ventaja es que no tiene elementos móviles por lo que su tiempo de conexión es menor, no sufre desgaste mecánico y no presenta generación de chispas. Su ventaja es que al no ser un interruptor físico metálico se presenta una caída de tensión entre los terminales de Triac (Von) que multiplicada por la corriente que pide la carga representa una potencia que se pierde en forma de calor y eleva la temperatura del relé, obliga a tener precauciones sobre disipación de calor. Sus características básicas son el voltaje de activación en la entrada que normalmente esta entre 3 y 30 voltios, algunos modelos pueden trabajar con DC o AC, otra característica es la máxima corriente que pueden conducir hacia la carga que depende de la capacidad del Triac.
