Tiristores

Aproximaciones matemáticas de los circuitos de Electrónica de Potencia

En la conexión:
Vs = i L • R + L • diL +E dt

de solución general: iL = k 0 • e
R − •t L

+ k1 A) en t = 0 + : iL = I 0 B) en t = 0 + : Vs = L •
diL +E dt

   las condiciones de contorno son:     Aplicando la cond ición B) en t = 0 + : Vs = L •
diL dt

R − •t   d  k 0 • e L + k1  R  + E = L • k  − R e− L •t + E Vs = L •  0  dt  L

R R  R  − L •0 en t=0: Vs − E = L • k0  −  e = − • L •k 0 = − R • k0 ? L  L

k0 = −

Vs − E R

Remplazando en la ecuación diferencial: VS − E − R •t iL = − • e L + k1 R

Autor: Peppe Pardini, Alexis Augusto. Técnico Universitario en electrónica. UTN-FRBA

aplicando la condición de contorno A) en t = 0 + : iL = I 0 iL = − VS − E − R • 0 V−E • e L + k1 = I 0 ? − S + k1 = I 0 ? R R
k1 = I 0 + VS − E R

y remplazando en la ecuación diferencial iL = −

VS − E − R •t VS − E •e L + + I0 R R

El resultado de la ecuación diferencial para el transitorio de conexión es:
R − •t  VS − E  1 − e L  + I0  R  

iL =

, para 0 ≤ t ≤ t on

, t on = D •T , D: Ciclo de Actividad ,T: Periodo

Durante la desconexión:
iL • R + L •diL = −E dt

de solución: iL = k 2 • e
R − •t L

+ k3 A) en t = 0 − : iL = I Máx B) en t = +∞ : iL = 0

   las condiciones de contorno son:    

Aplicando la condición de contorno B) en t = +∞ : iL = 0 para iL = k 2 • e k2 • e
R − •∞ L

R − •t L

+ k3 :

+ k3 = 0 ? k 3 = 0

Remplazando en la solución de la Ecuación diferencial: iL = k2 • e
R − •t L

Autor: Peppe Pardini,Alexis Augusto. Técnico Universitario en electrónica. UTN-FRBA

Aplicando la condición de contorno A) en t = 0 : iL = I Máx para iL = k2 • e

R − •t L

iMáx = k2 • e

R − •0 L

?

k 2 = iMáx

El resultado de la ecuación diferencial para el transitorio de desconexión es:

iL = iMáx • e

R − •t L

, para t on ≤ t ≤ T

, t on = D •T

El resultado de la para la conexión ydesconexión es:

D •T

R V S − E  − •t  1 − e L  + I0     iL =  R  R  − • (t −D •T ) iMáx • e L 

, 0 ≤ t ≤ D •T , D •T ≤ t ≤ T

Ahora que hemos hallado la respuesta de éste circuito de potencia, lanzaremos la siguiente hipótesis: HIPOTESIS:) El período de conmutación del circuito es mucho mayor que su constante de tiempo R/L, es decir:

T VBO ) circula una corriente de fuga losuficientemente importante para permitir la regeneración y activar, de esta forma, al tiristor.

3) dv dt . Si la velocidad de variación de tensión es grande, las capacidades residuales pueden permitir la regeneración de corriente en sentido directo. Esto puede dañar al tiristor por lo que se suelen utilizar circuitos de protección.

4) Luz. Si incide luz sobre las junturas, la generaciónextra de pares electrón- hueco puede activar el tiristor.

5) Térmica. El aumento de temperatura produce un aumento de la cantidad de pares electrón-Hueco que aumenta la corriente de fuga, y puede permitir la activación.

Apagado del Tiristor: Para bloquear un tiristor hay que mantener durante un tiempo de apagado ( t q ) una corriente inferior a la corriente de mantenimiento ( I h ) . Estetiempo de apagado consta de un tiempo de recuperación inversa ( t rr ) y un tiempo de recombinación ( t rc ) . Durante la recuperación circula una corriente de recuperación inversa

( Irr ) ,

que puede ser ma yor que la corriente de bloqueo

(IR ) ,

y tiene por

objeto recuperar la carga

( QRR ) .

Durante el tiempo t rc se recombina el exceso de portadoras,

pudiendo reducirse alaplicarle una tensión inversa.

Autor: Peppe Pardini, Alexis Augusto. Técnico Universitario en electrónica. UTN-FRBA

Otros Tiristores: 1) El BCT. Se integran dos medios tiristores en antiparalelo en una pastilla de manera que no se interfieran entres si.

2) ASCR o RCT. Rectificador controlado de silicio asincrónico. Posee un diodo en antiparalelo lo que lo adecua a muchos circuitos de...