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SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Processamento de Sinais Automação Industrial Tiristores

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SENAI Serviço Nacional de

Aprendizagem Industrial

Processamento de Sinais

Automação Industrial

Tiristores

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O que é um Tiristor?

• É um componente semicondutor, de três terminais e quarto camadas (PNPN), comumente utilizado como interruptor de ação rápida;

• Os dois estados que um tiristor pode estar, é em

condição de liga ou desliga, dependendo da tensão aplicada ao terminal denominado de porta (Gate).

• A função de um tiristor é de abrir e fechar circuitos com grandes cargas, podemos dizer que são dispositivos de comutação.

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O que é um Tiristor?

• São diodos especiais com um terminal para o disparo do componente;

• O SCR é geralmente usado em corrente contínua e o TRIAC é usado em corrente alternada;

• Sua função de controle eletrônico de potência ser aplicados em circuitos com grandes cargas como: motores, aquecedores, conversão CA em CC, conversão CC em CA.

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Tiristores

• Possuem dois grupos: DIAC SCR e TRIAC.

• DIAC – Provem da nomenclatura “Diode AC”;

• TRIAC - Triode for Alternating Current;

• Tríodo de corrente alternada

• SCR - Silicon Controlled Rectifier. • Retificador controlador de Silício.

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Tiristores • Os tiristores mais usados têm o código

começando com TIC. Assim o SCR mais usado é o TIC106 e o TRIAC mais usado é o TIC226;

• Os SCRs são usados em fontes de alimentação

chaveadas, circuitos de proteção, "flashes" de máquinas fotográficas, etc;

• Os TRIACs são usados para controlar a passagem da corrente alternada em lâmpadas incandescentes, motores, resistências de chuveiros, etc. Este tipo de circuito controlador recebe o nome de "dimer“.

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VDRM Tensão máxima repetitiva em estado de não condução. ITRMS Corrente eficaz máxima em condução. IGT Corrente máxima de disparo na gate. VGT Tensão máxima de disparo na gate. VTM Queda de tensão máxima em condução. IH Corrente de manutenção.

ITSM Corrente máxima transitória.

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DIAC

É um dispositivo semicondutor de dois terminais, conhecido também como diodo de comutação; Não possuem polaridade.

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Aplicações com DIAC

• O DIAC é utilizado basicamente na eletrônica de

potência para disparar SCRs e TRIACs.

• A tensão de disparo para a maioria dos DIACs pode variar entre 28V (mínimo) e 42V (máximo).

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Funcionamento do DIAC

• O DIAC é um componente bidirecional, ou seja, para que ele dispare, não é necessário saber de que lado a tensão é positiva.

• A medida que a tensão sobre o DIAC aumenta, não há

circulação de corrente por ele até que a tensão de disparo seja atingida.

• Quando isso acontece, o DIAC entra em condução. • Esse efeito de condução cessa quando a corrente que

circula no componente (ou a tensão sobre ele) se aproxima de zero.

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Demonstração

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SCR Surgiu em 1956, desenvolvido por grupo de engenheiros da Bell Telephone Laboratory;

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SCR

• Há SCRs de várias capacidades: os de baixa corrente que fornecem corrente de anodo menor que 1 A, e os de alta corrente que permitem corrente de centenas de amperes a frequências na faixa de 50 Khz.

• O SCR (do inglês, "silicon controlled rectifier"), ou retificador controlado de silício, é o tiristor comumente empregado no controle de altas potências.

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Funcionamento do SCR

• Primeiramente aplicamos uma tensão geralmente contínua no anodo e no catodo, como em qualquer diodo;

• Porém o SCR só conduzirá quando for aplicado um pulso (pequena tensão) no gate;

• Quando for retirado o pulso do gate o SCR continuará conduzindo até a alimentação ser desligada.

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Algumas aplicações

• Controle de reles;

• Fontes de alimentação;

• Controle de fase;

• Controle de motores;

• Carregador de baterias.

• Aquecimento por indução;

• Purificação ultrassônica.

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TRIAC

• É um comutador de corrente alternada com três terminais;

• O TRIAC conduz corrente em ambos os sentidos, conforme a polaridade positiva ou negativa no gate;

• Sua principal característica é possibilitar um controle mais perfeito e econômico da corrente alternada.

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TRIAC

• O TRIAC é um componente formado basicamente por dois SCRs internos ligados em paralelo, um ao contrário do outro.

• O TRIAC conduz corrente em ambos os sentidos, conforme a polaridade positiva ou negativa no gate;

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Funcionamento do TRIAC

O TRIAC é usado para chavear em corrente alternada. O gate pode ser disparado com tensão positiva ou negativa. I) Após o disparo no gate, o TRIAC conduz até a corrente alternada mudar de sentido. II) Quando isto ocorre, é necessário outro pulso no gate. Geralmente o gate do TRIAC é disparado por um diodo chamado DIAC. O DIAC conduz quando a tensão passa de um certo nível, geralmente 20 ou 30 V (tanto positivo como negativo).

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Exemplo Dimmer

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Tanto o TRIAC quanto o DIAC são componentes próprios para tensão e corrente alternada. Quando o ponto "A" do circuito fica positivo e "B" negativo, P, R1 e R2 carregam C1 e C2 com tensão positiva. Quando C1 e C2 atingem +30 V nos terminais, o DIAC entra em condução, dispara o gate do TRIAC e este acende a lâmpada. Quando o ponto "A" fica negativo, o TRIAC para de conduzir e apaga a lâmpada. Porém C1 e C2 começam a se carregar com tensão negativa e quando atingem -30 V, o DIAC conduz novamente, ativa o gate do TRIAC e este acende a lâmpada outra vez.

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Este ciclo se repete 60 vezes por segundo. O resultado é que a lâmpada fica acendendo e apagando, porém a vemos acesa o tempo todo. Quando aumentamos a resistência de P, os capacitores demoram mais para carregar, o DIAC demora mais para disparar o TRIAC e este mantém a lâmpada mais tempo desligada. O brilho resultante que enxergamos é mais fraco. Quando a resistência de P é menor, os capacitores carregam mais rápido, o DIAC aciona o TRIAC mais rápido e este mantém a lâmpada mais tempo ligada. O brilho que enxergamos agora é muito mais forte.

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REFERÊNCIAS

ZERBINI, Euryclides de Jesus. Curso técnico de Instrumentação Controle de Processos – Eletrônica I. SENAI – SP, 2001. Anotações nas aulas da disciplina Eletrônica de Potência, ministrada do Prof. Pedro Carloto. Curso Tec. Em Automação Industrial SENAI-MT. 2011 – 2013. http://www.burgoseletronica.net/tiristores_triac.html http://www.burgoseletronica.net/tiristores_scr.html http://www.burgoseletronica.net/tiristores_index.html http://tiristoratec.blogspot.com.br/ Sites acessados 10/07/2013.